基于滇池流域排放標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)村生活污水處理設(shè)計(jì)實(shí)踐

摘 要：通過(guò)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施排放標(biāo)準(zhǔn)和城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施排放標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比，確定適合滇池流域農(nóng)村生活污水處理設(shè)施排放標(biāo)準(zhǔn)的污水處理工藝，為此類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：滇池流域；農(nóng)村生活污水；排放標(biāo)準(zhǔn)；處理工藝

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9655（2024）05-00-04

0 引言

滇池流域入湖污染負(fù)荷主要來(lái)源于昆明城區(qū)點(diǎn)源面源污染和農(nóng)村地區(qū)面源污染，其中農(nóng)村分散生活污水是滇池農(nóng)村面源污染的主要組成部分[1]。

為滿足滇池流域水環(huán)境治理及保護(hù)需求，要求各地加快制訂地方污水排放標(biāo)準(zhǔn)，提高農(nóng)村生活污水治理水平[2，3]。昆明市市場(chǎng)監(jiān)督管理局于2021年2月、3月分別頒布了昆明市地方標(biāo)準(zhǔn)《DB 5301/T51—2021農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放限值》《DB 5301/T 62—2021滇池流域農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放要求及限值》。

DB 5301/T 51—2021、DB 5301/T 62—2021與《GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》有一定的差異，進(jìn)而會(huì)對(duì)農(nóng)村生活污水處理工藝的選擇有一定的影響。因此，本文基于上述昆明市地方標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合農(nóng)村生活污水處理工程案例的設(shè)計(jì)實(shí)踐，為滇池流域或流域附近的農(nóng)村污水治理提供相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

1 工程概況

項(xiàng)目位于昆明市西山區(qū)團(tuán)結(jié)街道辦事處，涉及的自然村收納水體均為普渡河流域水系，設(shè)計(jì)范圍為集鎮(zhèn)外61個(gè)自然村的污水治理工程。根據(jù)《云南省水功能區(qū)劃》該段河道功能為過(guò)渡區(qū)，水質(zhì)目標(biāo)為Ⅳ類，農(nóng)村生活污水處理設(shè)施排放標(biāo)準(zhǔn)采用DB 5301/T 51—2021中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其中有15個(gè)村莊位于水源保護(hù)地，其中3個(gè)可以進(jìn)行納管處理，采用DB 5301/T 51—2021一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，28個(gè)村莊位于沿江、沿河、沿路，人口較集中，對(duì)環(huán)境有較大影響，采用DB 5301/T 51—2021一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，其余18個(gè)村莊位于較偏遠(yuǎn)的山區(qū)，距離自然水體較遠(yuǎn)，處理后的尾水就近排入溝渠用于農(nóng)業(yè)回用，采用DB 5301/T 51—2021二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

項(xiàng)目的建設(shè)內(nèi)容為：1）建設(shè)61個(gè)自然村DN 300-200污水收集主管道56.54 km，配套接戶管DN 150—DN100共計(jì)69.33 km。2）污水處理設(shè)施：①建設(shè)DB 5301/T 51—2021一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)污水處理設(shè)施12座；②建設(shè)DB 5301/T 51—2021一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)污水處理設(shè)施28座；③建設(shè)DB 5301/T 51—2021二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)污水處理設(shè)施18個(gè)村莊，采用資源化利用的方式，生活污水通過(guò)簡(jiǎn)易處理后，用于農(nóng)灌使用。

2 設(shè)計(jì)過(guò)程

2.1 規(guī)模預(yù)測(cè)

根據(jù)《GB 50013—2018室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》《CJJ 123—2008鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村給水工程技術(shù)規(guī)程》以及《城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)（2021年版）》的規(guī)定，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，自然村的平均日綜合生活用水定額近期（2025年）取90 L/cap·d，服務(wù)范圍內(nèi)的61個(gè)自然村，服務(wù)人口為11923人，通過(guò)計(jì)算得到污水處理設(shè)施的處理規(guī)模為800 m3/d。

2.2 工藝確定

針對(duì)村莊生活污水處理，首先判斷需要進(jìn)行生活污水處理的村莊屬于哪個(gè)流域、敏感程度如何，再選擇相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)，然后才能確定生活污水處理工藝。在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，在沒(méi)有頒布農(nóng)村生活污水處理設(shè)施排放標(biāo)準(zhǔn)之前，采用排放標(biāo)準(zhǔn)是《GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》《GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》與昆明市關(guān)于農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的排放標(biāo)準(zhǔn)DB 5301/T 51—2021、DB 5301/T 62—2021存在較大的差異，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的差異詳見(jiàn)表1。

（1）一類水源保護(hù)地自然村，出水執(zhí)行DB 5301/T 51—2021中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，共15個(gè)自然村，其中有3個(gè)自然村采用納管處理。

（2）二類沿江、沿河、沿路建制村自然村，三類半山區(qū)（水利條件較好）自然村，四類半山區(qū)（水利條件較差、征地困難）自然村，出水執(zhí)行DB 5301/T 51—2021中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，共28個(gè)。

（3）五類山區(qū)自然村，出水執(zhí)行DB 5301/T"51—2021中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，共18個(gè)村莊，由于為山區(qū)自然村，盡量資源化利用的方式。

針對(duì)61個(gè)自然村，采用了上述三種排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)行污水處理工藝的比選，本文將復(fù)合式工藝的A2/O+MBBR一體化污水處理設(shè)施與目前鄉(xiāng)鎮(zhèn)項(xiàng)目中常用的SBR工藝、傳統(tǒng)MBR工藝進(jìn)行綜合比較，比較如表2所示。

從表2可以看出，五個(gè)工藝各有優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)，A2/O+MBBR屬于集成式一體化處理設(shè)施，對(duì)于污水處理規(guī)模小的工程，它相對(duì)傳統(tǒng)污水工藝更有優(yōu)勢(shì)。因此，本工程選用A2/O+MBBR一體化工藝用作一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)排放要求的自然村，選用A2/O一體化工藝用作一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)排放要求的自然村。對(duì)于排放標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的自然村，可以采用氧化塘的處理工藝，但是考慮到處理后的尾水用于農(nóng)灌資源化，同時(shí)擬采用氧化塘的自然村位于山區(qū)，征地工作困難，因此，對(duì)于這部分自然村采用三格化糞池+蓄水池進(jìn)行處理。

2.3 工藝設(shè)計(jì)

2.3.1 一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的A2/O+MBBR處理工藝

A2/O+MBBR污水生化處理工藝是對(duì)傳統(tǒng)A/A/O（即A2/O）工藝的全面提升，優(yōu)化設(shè)置功能明晰的預(yù)脫硝池、厭氧池、缺氧池和好氧池，強(qiáng)化了脫氮除磷的效果。工藝流程圖見(jiàn)圖1。

2.3.2 一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)的A2/O+消毒處理工藝

生活污水經(jīng)過(guò)粗、細(xì)格柵去除污水中較大的固體顆粒物質(zhì)后，污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池后進(jìn)行水質(zhì)均質(zhì)，然后再經(jīng)過(guò)A2/O一體化設(shè)施進(jìn)行處理后，達(dá)到一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。工藝流程圖見(jiàn)圖2。

2.3.3 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的三格化糞池+蓄水池處理工藝

該工藝針對(duì)人口較少的自然村效果較好，按各家各戶配置容積為1 m3左右的三格化糞池，然后通過(guò)管網(wǎng)將三格化糞池處理后的尾水收集至農(nóng)村田地附近的新建蓄水池，然后用于農(nóng)用回灌。目前，涉及到的自然村已完成廁所革命，本項(xiàng)目范圍內(nèi)的各家各戶均已建設(shè)化糞池。工藝流程圖見(jiàn)圖3。

2.3.4 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)前面所述中各自然村污水規(guī)模的預(yù)測(cè)，污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)總規(guī)模800 m3/d，采用一體化A2/O+MBBR工藝或者一體化A2/O工藝的污水處理站有5 m3/d、10 m3/d、15 m3/d、20 m3/d、25 m3/d、30 m3/d、35 m3/d、40 m3/d、50 m3/d、55 m3/d和60 m3/d等規(guī)模，生化處理設(shè)施近期建設(shè)一組，預(yù)留遠(yuǎn)期污水處理設(shè)備用地，近期主要生產(chǎn)構(gòu)筑物包括：格柵、調(diào)節(jié)池、一體化水處理設(shè)備、出水渠等。

（1）設(shè)計(jì)流量

設(shè)計(jì)流量按設(shè)計(jì)平均日處理能力來(lái)處理，總變化系數(shù)Kz=2.50，格柵按最大流量設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)池按平均流量設(shè)計(jì)，按最大流量校核；一體化水處理設(shè)備、出水渠等按遠(yuǎn)期平均流量設(shè)計(jì)，按最大流量校核。

（2）格柵：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地下式；每座配套設(shè)備：①機(jī)械粗格柵：數(shù)量1套，柵條間隙10 mm；②機(jī)械細(xì)格柵：數(shù)量1套，柵條間隙2 mm。

（3）調(diào)節(jié)池：停留時(shí)間12～18 h，配備潛污泵2臺(tái)，一用一備，鋼砼結(jié)構(gòu)，地下式。

（4）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的A2/O+MBBR污水處理設(shè)施

①預(yù)脫硝區(qū)：將活性污泥回流至預(yù)脫硝區(qū)，在缺氧條件下充分去除回流活性污泥中硝酸鹽，消除了氧對(duì)脫磷環(huán)境的影響，同時(shí)反硝化回收部分堿度，為好氧硝化提供了有利條件，利用進(jìn)水?dāng)嚢杌蜷g歇曝氣攪拌。

②厭氧區(qū)：厭氧池的主要功能是與好氧池配合除磷，利用進(jìn)水?dāng)嚢杌蜷g歇曝氣攪拌，厭氧停留時(shí)間設(shè)計(jì)為2.0 h。

③缺氧區(qū)：缺氧池的主要功能是反硝化脫氮，穿孔曝氣攪拌，溶解氧濃度：≤0.5 mg/L，缺氧停留時(shí)間設(shè)計(jì)為6.0 h。

④好氧區(qū)：好氧池的主要功能是氧化有機(jī)質(zhì)和硝化氨氮，溶解氧濃度：2.0～4.0 mg/L，污泥濃度按5000 mg/L設(shè)計(jì)，包括生物膜的污泥；懸浮填料：規(guī)格F25，材質(zhì)：改性聚乙烯；比表面積500 m2/m3，填充率不小于20%。好氧停留時(shí)間設(shè)計(jì)為11 h，總水力停留時(shí)間為19 h，設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷為0.15 kgBOD5/（kg·MLSS·d），設(shè)計(jì)需要量為

1.7 kgO2/kgBOD5。

⑤沉淀池：污水經(jīng)過(guò)生化處理后流入沉淀池，實(shí)現(xiàn)泥水分離，平均表面負(fù)荷=0.8 m3/m2·h。

⑥設(shè)備間：主要放置工藝所需的回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)﹑電控系統(tǒng)、紫外線消毒器和必要的維護(hù)工具等，設(shè)備間設(shè)備由一體化設(shè)備成套供應(yīng)。

（5）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的A2/O污水處理設(shè)施

①厭氧區(qū)：厭氧池的主要功能是與好氧池配合除磷，利用進(jìn)水?dāng)嚢杌蜷g歇曝氣攪拌，厭氧停留時(shí)間設(shè)計(jì)為2.0 h。

②缺氧區(qū)：缺氧池的主要功能是反硝化脫氮，攪拌方式：穿孔曝氣攪拌；溶解氧濃度：≤0.5 mg/L。缺氧停留時(shí)間設(shè)計(jì)為6.0 h。

③好氧區(qū)：好氧池的主要功能是氧化有機(jī)質(zhì)和硝化氨氮，污泥濃度按4000 mg/L設(shè)計(jì)，好氧停留時(shí)間設(shè)計(jì)為11 h，總水力停留時(shí)間為19 h，設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷為0.15 kgBOD5/（kg·MLSS·d），設(shè)計(jì)需要量為1.6 kgO2/kgBOD5。

④沉淀池：污水經(jīng)過(guò)生化處理后流入沉淀池，實(shí)現(xiàn)泥水分離，平均表面負(fù)荷=0.9 m3/m2·h。

⑤設(shè)備間：主要放置工藝所需的回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)﹑電控系統(tǒng)、紫外線消毒器和必要的維護(hù)工具等，設(shè)備間設(shè)備由一體化設(shè)備成套供應(yīng)。

（6）農(nóng)灌蓄水池：將化糞池處理后的尾水儲(chǔ)存，用于農(nóng)用回灌。有效深度1.5 m，水力停留時(shí)間1～3 d，擬定采用矩形形式，具體尺寸可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整，農(nóng)灌蓄水池應(yīng)具備通風(fēng)條件，防止蓄水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，產(chǎn)生有毒有害氣體，應(yīng)定期投加消毒劑，如次氯酸鈉等。

3 結(jié)論

結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖芗{水體功能要求、生態(tài)環(huán)境的敏感性，來(lái)確定合適的排放標(biāo)準(zhǔn)，然后根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)再來(lái)確定合適的污水處理工藝。在滇池流域附近，由于土地緊張、排放標(biāo)準(zhǔn)要求較高，因此在距離水體環(huán)境較近或者環(huán)境目標(biāo)較敏感的地區(qū)，雖然采用的污水處理設(shè)施后期運(yùn)維費(fèi)用可能較高，但從環(huán)境保護(hù)的需要，宜采用一體化的污水處理設(shè)施進(jìn)行污水處理。而在偏遠(yuǎn)山區(qū)、人口稀疏、距離水體較遠(yuǎn)的村莊，考慮到環(huán)境的自凈能力，農(nóng)村生活污水通過(guò)簡(jiǎn)單處理，用于農(nóng)灌回用，是一種比較經(jīng)濟(jì)的方式。

需要結(jié)合兩方面的因素，盡量選用處理工藝簡(jiǎn)單、便于操作的處理工藝。在距離水環(huán)境較遠(yuǎn)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，考慮農(nóng)村居民有生活污水農(nóng)灌的習(xí)慣，可以選用簡(jiǎn)單模式進(jìn)行處理，處理后的尾水用于農(nóng)灌，這樣既保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也使農(nóng)村生活污水起到了資源化的作用。

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[3] 羅治華，何潔，李斌，等.滇池流域農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)制訂探討[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2020，39（5）：20-25.

Design and Practice of Rural Domestic Wastewater Treatment Based on Emission Standards in the Dianchi Lake Basin

BAO Yun1，2， WEI Jiao3， LI Yu-cai4， FANG Zhen5， GAO Xiang-jie6， YANG Li4， CHEN Jie6

（1. Yunnan Research Academy of Eco-environmental Sciences， Kunming Yunnan 650034，China）

Abstract： This paper compared the emission standards for rural and urban domestic wastewater treatment facilities， identified wastewater treatment processes that complied with the emission standards for rural domestic wastewater treatment facilities in the Dianchi Lake basin， and provided references for the design of similar projects.

Key words： Dianchi Lake; rural domestic wastewater; emission standard; treatment processes

作者簡(jiǎn)介：包云（1980- ），女，碩士研究生，高級(jí)工程師，從事環(huán)境保護(hù)相關(guān)研究工作。

通信作者：陳潔（1978- ），女，湖南長(zhǎng)沙人，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，從事市政工程相關(guān)工作。