農村生活污水治理工程設計實例

謝杭冀 韓彬 楊強 王楠

摘要：本文以某農村生活污水治理工程為例，詳細介紹了其工程設計方案，處理后尾水排放執行《城鎮污水廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級B標準。本工程設計實例可為同類項目提供借鑒。

關鍵詞：? 農村生活污水、污水治理、工程設計

1前言

農村生活污水治理工程的建設是農村居民健康生活和發展的重要基礎，是鄉鎮建設的重要基礎設施之一[1]。農村生活污水治理工程的建設與鄉村振興、農業健康發展、農村經濟發展、環境治理和保護密切相關，既為之服務，提供保障條件，又可制約其發展。《國務院關于印發水污染防治行動計劃的通知》指出：加快農村環境綜合整治。以縣級行政區域為單元，實行農村污水處理統一規劃、統一建設、統一管理，有條件的地區積極推進城鎮污水處理設施和服務向農村延伸。深化“以獎促治”政策，實施農村清潔工程，開展河道清淤疏浚，推進農村環境連片整治。為滿足 “十四五”發展要求，遏制和治理農村環境污染，保護生態環境，促進區域經濟的可持續性發展，農村生活污水治理工程的建設已成為一項相當緊迫的任務。作者以某農村生活污水治理工程設計方案為例，探討農村生活污水治理思路。

2治理模式及選擇

村莊生活污水治理有接管處理、集中處理、分散處理三種模式[2]。治理模式的選擇原則如下：

1）因地制宜。應根據村鎮所處區位、人口規模、聚集程度、地形地貌、地質特點、氣候、排水特點、排放要求和經濟水平等，采用適宜的農村生活污水治理模式。

2）接管優先。靠近城鎮且滿足城鎮污水收集管網接入要求的，應建設和完善農村污水收集系統，將污水納入附近城鎮污水管網，進行統一集中處理。難以接管的農村，再考慮建設農村生活污水處理獨立設施進行就地處理，但是需考慮未來接管的可能性，在管網上預留接口。

3）分類處理。對人口規模較大、聚集程度較高、不具備接管條件的農村，宜通過敷設污水管道集中收集、集中處理生活污水;對人口規模較小，居住較為分散，地形地貌復雜的農村，可就地就近收集、分散處理生活污水。

4）循序漸進。經濟條件差、居住分散、近期污水采用分散處理的農村，要考慮與遠期集中處理相銜接。有一定經濟條件的農村，處理實施的建設應考慮農村發展規劃、人口增長以及遠期發展空間等因素。

根據當地相關政策文件，結合本工程的地理位置、地形地貌和地質條件以及居民分布情況等，確定本工程采用集中式污水處理工藝。

3設計進出水水質

本工程無實測進水水質數據，根據當地環保要求確定污水處理站設計進水水質，出水水質執行《城鎮污水廠污染物排放標準》[3]（GB 18918-2002）一級B標準，設計進、出水水質詳見下表。

4工程設計

通過對本工程服務范圍內的現場調查，污水主要由日常生活以及公共衛生服務設施排放的污水組成，污水中基本上不含重金屬和有毒有害物質。同時由于該農村面積較小，人口較少，因此水量較小，且水量水質不均勻、不穩定，導致污水日變化系數較大。農村污水處理站應遵循“三低一少”的原則，即低建設費用、低運行管理費用、低操作管理需求、二次污染物排放少的新型污水處理技術。

通過對各種工藝的適用范圍、處理效果、工程投資，同時結合該農村的村莊性質、經濟情況以及受納水體的水質要求，本工程選用一體化生物處理工藝。一體化生物處理工藝在一個整體的反應單元內集合了厭氧反應、缺氧反應、好氧反應、沉淀及消毒，其特點有：模塊化組裝，可根據實際水量調節設備大小;建設選點可集中也可分散，大大減少污水主管網及中間泵站的建設，大幅度降低基建投資;一體化結構設計，污水站土建工程量少，投資少;全自動化設計，維護管理技術低，員工人數少，勞動強度低;抗負荷能力強，能耗低;反應器中微生物處在內源呼吸階段，剩余污泥的產生量很少，濃度大，大大節省了污泥處理、處置費用;混合液回流系統與污泥回流系統合二為一組成了唯一的污泥回流系統，工藝流程簡捷，運行管理方便。

根據本工程相關規劃文件，結合該農村常住人口數據進行測算，確定本工程污水處理規模為600m3/d。生活污水經收集管網排入污水格柵調節池，池內安裝格柵，除去大顆粒的雜物。經格柵處理后的污水在調節池內充分調節穩定水質后，經提升泵提升至一體化生物處理設備中，在設備內污水依次經過缺氧區、厭氧區﹑好氧區﹑及沉淀區，污水中污染因子被微生物充分降解或與水分離。好氧區的混合液進入沉淀區后同污泥一同通過氣提回流裝置至缺氧區，好氧區出水流入至沉淀區進行固液分離，設備沉淀池的上清液經重力流排放后到達排水渠口用氯片消毒后達標排放。污水處理站由輔助用房、預處理組合池、一體化生物處理設備和出水計量渠構成。

4.1預處理組合池設計

組合池由格柵、沉砂池、調節池和貯泥池組成，設計規模Q=600m3/d計。鋼筋混凝土結構，總尺寸：L×B×H=15.0×8.0×4.35m。

① 格柵及沉砂池

格柵主要為攔截漂浮，以保護水泵和后續處理設施的正常運行;沉砂池的設置主要為分離污水中的泥砂，以減少水泵磨損，保證后續生化處理過程的正常運行。設回轉式格柵除污機1臺。渠道寬0.8m，柵條間距5mm。潛水式吸砂泵1臺，Q=10m3/h，H=8m，N=1.1kW。格柵前設鋼制閘門1臺，閘門規格0.4×0.4m。

② 調節池

調節池的設置主要為了保證污水進行處理前水質均勻和水量穩定。調節池設計尺寸：L×B×H=12.1×8.0×4.35m，有效水深1.7m，有效容積V=164.56m3。安裝2臺潛污泵，1用1備，單臺潛污泵規格：Q=25m3/h，H=10m，N=2.2kW。調節池設浮球液位計，監測集水池水位并按設計水位自動啟閉潛污泵。

③ 貯泥池

污水處理過程中產生的污泥暫存于貯泥池中，污泥定期采用罐車吸走外運處理。貯泥池設計尺寸：L×B×H=1.5×1.5×4.35m，有效水深為3.45m，有效容積7.76m3。

4.2 一體化生物處理設備

本工程考慮到用地緊張的問題，主體處理單元采用一體化生物處理設備1臺，處理設備由厭氧區、缺氧區、好氧區及沉淀池、消毒裝置、設備間等組成，厭氧區主要使聚磷菌對磷釋放，對混合液細菌菌群進行“選擇”，抑制絲狀菌生成;缺氧區主要是去除污水中的硝態氮及亞硝態氮，好氧區回流混合液的硝態氮在缺氧區中反硝化菌的生物作用下轉化為氮氣;好氧區主要去除污水中的污染物質（BOD，COD，N，P等），通過好氧條件下的硝化反應，將氨氮氧化成硝酸鹽，從中吸收超過其生長所需的磷的貯存，實現有機物的降解;沉淀池主要完成好氧區出水的固液分離，沉淀池的上清液經重力流排放后到達排水渠口用氯片消毒后達標排放。設備單臺處理量為600m3/d，設備尺寸：L×B×H=12.7×9.3×3.05m，設備裝機功率11.5kW。

4.3配套用房設計

配套用房平面尺寸：3×9.1m，磚混結構，由值班室和在線監測用房組成。在線監測用房內設置進水COD、氨氮，出水COD、氨氮、SS、TN、TP水質在線監測裝置各一套。

4.4出水計量渠設計

出水計量渠內設置巴氏計量槽，尺寸：L×B×H=2.0×0.5×0.75m。巴氏計量槽喉管W=51mm，測量范圍0.65～47.52m3/h。出水計量渠安裝明渠流量計1臺。

5綜合效益

本工程建成投產后，服務范圍內居民生活污水得到完全收集并處理，每年可減少COD、BOD5、SS、TN、NH3-N、TP排放量分別達48.18噸、17.52噸、43.8噸、4.38噸、3.3噸、0.66噸，對保護流域水質及生態環境、加快各鄉鎮經濟建設和發展新型城鎮、改善旅游環境和人居環境、改善人民生活環境提供了有力保障，社會效益顯著。

6結語

針對某農村生活污水的設計進水水質、出水標準以及現場用地情況，采用集中式處理模式，使用“預處理+一體化生物處理”工藝對生活污水進行處理，尾水執行《城鎮污水廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級B標準，對該農村集中式污水處理站構筑及設備參數等進行了介紹。本工程建成后具有顯著的環境效益和社會效益，本項目的設計思路及方案可為相同或類似情況的項目提供了良好的示范和借鑒。

參考文獻

[1]谷嘉男. 農村水環境污染現狀與治理措施研究[J].清洗世界，2021，（11）：89-90.

[2]周浩等. 農村生活污水收集模式及污水處理現狀分析[J].凈水技術，2021，（08）：90-96.

[3]GB18918-2002，城鎮污水廠污染物排放標準.

[基金項目]：湖南省高新技術產業科技創新引領計劃項目（2020SK2042、2022GK4062）;湖南省重點研發計劃項目（2022SK2067）

[作者簡介]謝杭冀（1993- ），男，湖南長沙人，碩士研究生，工程師，從事市政給排水設計與水處理工藝研究。