農村生活污水處理技術設計和施工論述

方偉南

（中國城市建設研究院有限公司福建分院，福建 福州 350100）

1 初級處理

1.1 化糞池

化糞池的處理原理主要是沉淀與發(fā)酵，這是一種農村地區(qū)最為常見的預處理方式?；S池設計水力停留時間較長，污水進入池中，較大顆粒物質在重力作用下沉淀，密度小的物質受浮力上浮，中層的污水中有機物在厭氧生物的生化作用下被初步降解。

目前市場上化糞池生產技術成熟，類型豐富多樣，在選型時，重點考慮日處理量、地質情況，并結合使用地區(qū)的氣候特點與工期要求。常用化糞池的有效體積為1.2-100m3，可滿足農村分散、小處理量的特點?，F(xiàn)場安裝施工的步驟主要有：安裝槽開挖、化糞池安裝、砌筑清掏孔與連接井、回填壓實。

設計要點：化糞池要進行嚴格的防滲設計，池壁與池底要做好防滲結構層，嚴格禁止污水滲漏造成環(huán)境污染?；S池的位置要距離地下給排水構筑物大于30m，與其他建筑物距離大于5m?；S池的結構尺寸、寬深比，要根據(jù)污水懸浮物沉降特點，經(jīng)過精確的水利計算得出。

施工要點：化糞池可以選用市面上的成品或者現(xiàn)場建造，主要的工序為：坑槽開挖；化糞池安裝或主體施工；砌筑清掏孔、連接井；土方分層回填。

1.2 厭氧生物膜池

厭氧生物膜池，是指利用生物填料上聚集生長的生物膜，加強厭氧處理效果。在厭氧環(huán)境下，利用活性微生物的生化降解作用，將污水中大分子有機物降解為小分子有機物，初步降低水中有機物濃度，緩解后續(xù)處理的負荷。經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，厭氧生物膜對化學需氧量（COD）和懸浮物（SS）為60%至70%。

設計要點：水力停留時間一般取2d到5d，根據(jù)污水量和HRT得到有效容積；生物膜會定期脫落，要定期排除，設計污泥排泥時間可取3至12個月；污泥斗有效容積一般為有效池容的1/8-1/4。

施工要點：一防水。池底底部與四周應做好防水防滲措施，頂部做好遮蓋措施，避免雨水落入，或者地下水位豐富地區(qū)的地下水滲入。同時，也防止池內污水滲出而污染土壤與地下水。二防臭。厭氧生物降解，會產生NH3和HS等氣體，氨氣有臭味，硫化氫可致人中毒，所以應對池體進行加蓋密封，防止臭味物質逸出影響周邊生態(tài)環(huán)境。若技術和經(jīng)濟條件允許，可增設除臭設備，去除臭味物質。

2 耗氧活性生物處理

2.1 生物轉盤

生物轉盤是生物膜法的一種，這種生物膜法的載體是生物轉盤，通過轉盤轉動帶入空氣形成的好氧環(huán)境，活性生物可附著在轉盤上生長繁衍，形成生物膜。生物轉盤的這種形式具有耗能少，能耗主要用于驅動盤片轉動，其剩余污泥量少且易于沉淀，便于管理，但是由于盤片附著的生物量有限，一般設計占地面積較大，適宜于可用地面積充足的農村地區(qū)。

設計要點：生物轉盤設計級數(shù)至少3級；表面有機負荷要根據(jù)試驗或者已有運行數(shù)據(jù)確定，農村污水一般取6gBOD5/（m2·d）～30g BOD5/（m2·d）。

2.2 生物接觸氧化池

2.2.1 結構特征與分類

生物接觸氧化池也是生物膜法的一種，與生物轉盤的主要在于填料形式，生物接觸氧化池中的生物填料是充滿池體，全部浸沒在污水之中，氧氣是通過空壓機填入池體。與生物轉盤相比，接觸氧化池中因充滿填料，生物膜量大，占地面積相對較小，對于水質水量的波動也有良好的適應性。

根據(jù)污水處理深度，生物接觸氧化法可分為一級接觸氧化法、二級接觸氧化法和多級接觸氧化法。對于農村污水處理，一級接觸氧化比較適宜，其結構形式簡單，處理出水水質也能滿足簡易排放要求。二級與多級處理，需要設置中間沉淀池，構筑物多，占地大不便于管理，適用于對于水質要求較高的重點保護地區(qū)。

按曝氣裝置形式，可分為直流式與分流式。二者的主要區(qū)別在于，充氧與反應是否在同一池內進行。分流式是先充氧后反應，直流式是在填料底部直接曝氣。根據(jù)水流形式，可分為外循環(huán)式與內循環(huán)室，外循環(huán)式是指水流劉靜填料外部，內循環(huán)的水流僅在填料內部循環(huán)。對于處理小的農村生活污水，一般采用內循環(huán)直流式。

2.2.2 設計要點

氧化池前要設置沉淀預處理單元，可以是單獨的沉淀池或者一體化沉淀設備。曝氣系統(tǒng)布置要合理，保證池充足溶解氧和均勻曝氣。溶解氧濃度維持在1.7mg/L～3.0mg/L，若有脫氮需求，停止曝氣時間應大于2h。對于小規(guī)模污水處理，設計BOD5容積負荷取值可低一些，建議負荷為0.10～0.15 kgBOD5/m3·d。

生物填料的選用要滿足結構穩(wěn)定、易于微生物生長的要求，可組合使用彈性材料與軟性材料，填充料大于55%，總高度應大于2m，好氧池中的填料應與池低有適當?shù)木嚯x。

2.2.3 施工注意事項

（1）池體建造：對于處理量小的戶級污水，池體材料建議選用PVC、玻璃鋼，薄弱部位采取加固措施，避免池體滿水后變形破裂。對于處理量較大的村鎮(zhèn)級別污水處理，建議池體設計為鋼筋混凝土形式，具有較好的強度與防滲防水性能，或者定制成品設備到場地安裝。

（2）填料安裝：為使填料填滿池體，需要支架支撐，要求填料與支架的制作材料應當耐腐蝕，不應選用金屬支架，金屬支架自重大且已被腐蝕。支架的形式設計應充分考慮填料的體積與浸水重量，通過嚴密的結構計算得出。填料布置形式應疏密有致，小型污水處理池的填料安裝可直接按照制造商的產品說明進行，村鎮(zhèn)級別污水處理，安裝應符合按照設計圖紙與施工規(guī)范要求。

（3）曝氣裝置：戶級污水處理池的曝氣裝置形式簡單，通常使用開孔管道，開孔直接應小于1毫米。村鎮(zhèn)污水水量大，設計池體體積大，曝氣系統(tǒng)的設計應當經(jīng)過有資質的設計院進行專業(yè)設計，施工時要嚴格按照施工圖布置?？諝鈮嚎s機、鼓風機等設備運行時噪聲大，如果安裝在住戶集中區(qū)域，應當采取一定的吸聲降噪措施，

2.3 生物濾池

生物濾池集接觸氧化與快濾于一體，一個池體可進行曝氣、生物處理、過濾截留、反沖洗過程。生物濾池中的濾料為小粒徑顆粒型濾料，微生物附著在顆粒濾料表面生長，利用污水中的有機物進行生長繁殖，起到降解水中有機物的效果。顆粒型濾料不僅能作為微生物生長的載體，還能利用顆粒之間的間隙截留懸浮物與脫落的生物膜。當運行一段時間之后，截留的污染物達到一定程度后，流速逐漸減小，水量降低，開啟運行反沖洗過程，清除截留的污染物質、更新生物膜，刺激生物膜通過生化作用再度增值。

設計要點：設計BOD5去除率為75%～90%，出水SS小于20mg/L；要設置預沉池、隔油池等預處理單元，要求濾池進水SS小于60mg/L；濾池濾料選用輕質多孔的材質，濾料充填高度為1.5～3.0m；建議反沖洗系統(tǒng)采用穿孔管布氣，布水系統(tǒng)可選用旋轉布水器或穿孔管布水。

2.4 氧化溝

氧化溝也是活性污泥法的一種形式，通常呈環(huán)形溝渠狀。污水和活性污泥在氧化溝中不斷的往復流動，也被稱作為循環(huán)曝氣池或者無終端曝氣池。氧化溝的特點是曝氣時間較長，通過延長污水在池中的停留時間，減輕有機物負荷，提供有機物的去除率。

氧化溝適用于處理污水量大的村鎮(zhèn)級別污水，或者是受納水體對水質要求嚴格的地區(qū)。氧化溝的類型豐富，在農村地區(qū)，推薦使用帕斯維爾氧化溝和一體式氧化溝，這兩種氧化溝構造相對簡單，運行管理也不復雜，易于建造與日常維護。氧化溝施工時，同樣要注意做好防水防滲措施，池體尺寸、設施安裝應當嚴格安裝設計參數(shù)進行，以保證系統(tǒng)按照計算好的參數(shù)運行，保證出水水質符合要求

設計要點：氧化溝的設計參數(shù)需要依據(jù)工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定，水流速度一般設計為0.25～0.35m/s，設計污泥齡為15～30d，可以不設初沉池，污水經(jīng)格柵、沉沙預處理即可。

3 自然生物系統(tǒng)處理

3.1 人工濕地

人工濕地是一種接近自然生態(tài)的綠色污水處理系統(tǒng)，通過人工設計與改造，使得濕地中的土壤、水生植物以及微生物形成一個微型生物處理系統(tǒng)，實現(xiàn)凈化污水的目的。人工濕地建造工藝簡單，管理方便，但是污水處理效率低，因此占地面積一般較大，適用于經(jīng)濟條件相對落后但是土地資源豐富的地區(qū)。

設計要點：濕地類型的選用要綜合考慮當?shù)氐刭|特點、氣候條件、景觀要求，主要設計參數(shù)為表面BOD5負荷、表面水利負荷、濕地結構層材料、進水排水周期等。

3.2 穩(wěn)定塘

穩(wěn)定塘是人工改造的自然水塘，自然水體具有自凈能力，是因為自然水中生長著各種水生植物、微生物，通過人工改造，加強水生系統(tǒng)中動植物、微生物截留降解有機污染物的能力，一般作為深度處理單元。與人工濕地類似，穩(wěn)定設計負荷低，水力停留時間長，占地面積大，適用于土地資源豐富，有坑塘、水塘可改造利用的農村地區(qū)。

設計要點：塘體基質材料應當就地取材，壩體結構設計標準要負荷永久性水工構筑物的設計要求，穩(wěn)定塘底部與四周要做好防滲漏措施，禁止污染地下水，要設計防暴雨沖刷的措施。

4 結語

目前農村污水治理為建設社會主義新農村的重要工作之一，為因地制宜做好農村污水治理工作，充分理解與掌握常用的污水處理技術對于施工人員意義重大，通過分析不同技術的特點與施工要點，有助于在施工過程中落實設計意圖，保障設施安全、穩(wěn)定運行，促進農村污水治理水平的提升。