農(nóng)村生活污水處理站設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

高小艷 韓濤 李炳

摘 要：本文通過闡述某農(nóng)村污水處理站的設(shè)計(jì)過程，從設(shè)計(jì)流量、總平面布置、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)等方面闡述了農(nóng)村生活污水處理站設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意的問題，為后續(xù)農(nóng)村生活污水站的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村污水處理站;設(shè)計(jì)流量;總平面布置

中圖分類號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）28-0136-03

Analysis on Design of Rural Domestic Sewage Treatment Station

GAO Xiaoyan HAN Tao LI Bing

（Beijing Water Consulting Co.， Ltd.，Beijing 100044）

Abstract： This paper described the design process of the rural sewage treatment station， and expounded the notice in the design from the design flow， general layout， structure design and other aspects， it provided a reference for the follow-up design of rural sewage station.

Keywords： rural sewage treatment station;design flow;general layout

隨著農(nóng)村生活水平的不斷提高，農(nóng)村生活污水的產(chǎn)出量也在不斷增加。2016年，我國農(nóng)村生活污水產(chǎn)生量為55.67億～125.26億m3[1]，成為農(nóng)村人居環(huán)境整治的難點(diǎn)和重點(diǎn)之一。農(nóng)村生活污水如果不經(jīng)處理直接排放，會(huì)造成水體中的藻類大量繁殖，對(duì)地下水水質(zhì)有較大威脅[2]。我國污水處理率逐年上升，2017年全國城市污水處理率為94.54%，縣城污水處理率為90.21%，而農(nóng)村污水處理率僅為49.35%[3]。

沈興剛等[4-5]對(duì)農(nóng)村污水處理率低的原因進(jìn)行了調(diào)查分析，指出處理率低的原因：一是污水項(xiàng)目零散，處理成本高;二是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后;三是缺乏專項(xiàng)資金支持;四是管理人員素質(zhì)有待提升;五是技術(shù)適應(yīng)性較差;六是政府監(jiān)管缺位;七是農(nóng)村生活污水處理機(jī)制有待建立與完善。

吳時(shí)雨等[6-9]調(diào)查研究后指出，生活污水收集率低、實(shí)際污水量小、設(shè)施及設(shè)備損壞、存在協(xié)調(diào)問題、缺乏資金和專業(yè)技術(shù)人員是農(nóng)村現(xiàn)有污水處理設(shè)施運(yùn)行率不高的重要原因。

本工程在進(jìn)行農(nóng)村生活污水處理站設(shè)計(jì)時(shí)，考慮現(xiàn)有農(nóng)村污水處理站出現(xiàn)的問題，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，總結(jié)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)后續(xù)污水處理站設(shè)計(jì)提供參考。

1 工程概況

本工程位于北京市密云區(qū)，項(xiàng)目所在村莊原污水處理站處理能力不足，本工程在其村莊擴(kuò)建污水處理站一座。

2 進(jìn)出水水質(zhì)

2.1 進(jìn)水水質(zhì)

進(jìn)水指標(biāo)根據(jù)北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB11/307—2013）和現(xiàn)狀處理站進(jìn)水水質(zhì)的檢測報(bào)告（部分），結(jié)合《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》城鎮(zhèn)排水典型生活污水水質(zhì)指標(biāo)確定，具體如表1所示。

2.2 出水水質(zhì)

本次工程設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB11/1612—2019）表1中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。出水水質(zhì)如表2所示。

每年12月1日—3月31日?qǐng)?zhí)行括號(hào)內(nèi)的排放限值。

3 工藝流程

本工程采用AO+MBR和人工濕地工藝，具體流程為：來水→提籃格柵→預(yù)處理池→一級(jí)提升泵→提籃格柵→調(diào)節(jié)池→二級(jí)提升泵→一體化設(shè)備→人工濕地→附近溝渠。

污水收集后進(jìn)入預(yù)處理池，在其進(jìn)水處設(shè)有孔隙15 mm的提籃格柵，通過截流、沉淀污水中的大顆粒雜質(zhì)，防止后續(xù)提升泵堵塞，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷。預(yù)處理池出水經(jīng)提升后進(jìn)入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池進(jìn)水處設(shè)有孔隙5 mm的提籃格柵，其出水進(jìn)入一體化設(shè)備進(jìn)行處理。一體化設(shè)備出水排入人工濕地，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步凈化后排入附近溝渠。流程圖如圖1所示。

4 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 設(shè)計(jì)流量確定

項(xiàng)目所在地村莊位于旅游景點(diǎn)附近，旅游人口較多，設(shè)計(jì)流量分別考慮了常住人口和旅游人口的用水量。計(jì)算公式為：

式中：[Q1]表示常住人口用水量，用水量標(biāo)準(zhǔn)取為120 L/（人·d）;[Q2]表示旅游人口用水量，用水量標(biāo)準(zhǔn)取為150 L/（人·d）;[KZ]表示時(shí)變化系數(shù)，取2.5;[α]表示折污系數(shù)，取0.8。

本工程考慮了10%的不可預(yù)見水量。

4.2 總平面布置

4.2.1 總進(jìn)水和總出水確定。本污水處理站來水接自現(xiàn)狀污水管網(wǎng)。人工濕地附近有現(xiàn)狀溝渠，總出水排入此溝渠中。

考慮到大雨沖刷，進(jìn)出管道堵塞和設(shè)備損壞等異常發(fā)生會(huì)影響污水處理站的正常運(yùn)行，本工程分別在污水處理站和人工濕地前設(shè)置了溢流管和超越管。污水處理站內(nèi)污水經(jīng)回流通過溢流管排入附近溝渠，當(dāng)關(guān)閉濕地進(jìn)水，開啟超越管時(shí)，一體化設(shè)備出水將直接排入附近溝渠，方便管理人員及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修。

4.2.2 廠區(qū)布置。廠區(qū)布置主要包括確定設(shè)計(jì)地面高程、站內(nèi)道路，預(yù)處理區(qū)構(gòu)筑物和一體化設(shè)備的位置、各池體間的位置關(guān)系等。

為避免下雨時(shí)出現(xiàn)集水等情況，污水站設(shè)計(jì)地面高程高于現(xiàn)狀地面高程20 cm左右。結(jié)合廠區(qū)形狀和大小，預(yù)留5 m寬區(qū)域作行車通道，預(yù)處理區(qū)和一體化設(shè)備分別位于道路兩側(cè)，方便進(jìn)行清理污泥、設(shè)備維修等。池體間的位置主要考慮處理流程，不造成管路迂回，同時(shí)考慮方便與進(jìn)水管相連。貯泥池和預(yù)處理池需要清理污泥，將其布置在臨近道路一側(cè)。

4.3 構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

本工程污水處理站為地埋式污水處理站。地埋式污水處理站應(yīng)注意埋深，加強(qiáng)通風(fēng)，并做好臭氣處理，同時(shí)考慮池體受力均衡、設(shè)計(jì)合理。預(yù)處理單元總體布局為矩形，各構(gòu)筑物之間用鋼筋混凝土池壁分隔。平面布置如圖2所示。

4.3.1 進(jìn)水閘井。本工程在處理站前的檢查井處新建了溢流管，所以進(jìn)水閘井不再單獨(dú)設(shè)置溢流管。進(jìn)水閘井和調(diào)節(jié)池的墻壁設(shè)有溢流孔洞，調(diào)節(jié)池水可通過進(jìn)水閘井進(jìn)行溢流。

4.3.2 預(yù)處理池。預(yù)處理池兼具初級(jí)沉淀池的功能，計(jì)算容積公式為：

式中：[Q]表示高日高時(shí)用水量;[t]表示設(shè)計(jì)沉淀時(shí)間，本工程取為0.5 h。

另外，考慮沉泥需要，池底設(shè)計(jì)為2%的斜坡。

4.3.3 提升泵池。提升泵池設(shè)計(jì)水泵流量取為高日高時(shí)流量，泵池的有效容積按不小于5 min的水泵流量考慮。

4.3.4 調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池的容積根據(jù)每周來水的日變化系數(shù)和每日來水的時(shí)變化系數(shù)及污水處理站的處理能力和運(yùn)行情況確定?！督o排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》中根據(jù)污水處理站8～12 h的處理能力確定調(diào)節(jié)池的日調(diào)節(jié)能力，本工程取為8 h。

4.3.5 貯泥池。一體化設(shè)備處理后的污泥排入貯泥池，有效容積按式（3）計(jì)算：

式中：[m]表示每人每日污泥量，取值范圍為10～26 g，本工程取為20 g;[l]表示人口數(shù);[n]表示清運(yùn)周期，本工程取為15 d;本工程生化污泥含水率按99%考慮。

4.4 設(shè)備清單

本工程所用設(shè)備和參數(shù)見表3。

5 結(jié)語

本文通過工程實(shí)例，總結(jié)了農(nóng)村生活污水站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：一是流量計(jì)算時(shí)應(yīng)分析污水量的構(gòu)成，考慮不可預(yù)見因素，避免因污水量小導(dǎo)致污水站不能正常運(yùn)行;二是結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際條件，考慮異常情況發(fā)生時(shí)的處理，設(shè)置溢流管道和超越管道，方便及時(shí)對(duì)設(shè)備等進(jìn)行檢修;三是進(jìn)行廠區(qū)平面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮后續(xù)運(yùn)行操作方便，對(duì)人流和車流流向進(jìn)行合理設(shè)計(jì);四是構(gòu)筑物設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使其受力合理，節(jié)約用地。通過合理設(shè)計(jì)，以提高污水處理站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和高效性。

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