农村生活污水处理工程设计探讨

文/方 柏 章步伟 张 慎

农村生活污水处理是新农村建设的一项重要内容。做好工程设计的选址和管网设计是农村生活污水处理工程发挥高效的前提条件，厌氧池+人工湿地工艺是比较合适的农村生活污水处理工艺。近年来，国家对“三农”问题的重视程度不断提高,提出了建设生态文明式的新型农村的要求，并将农村生活污水处理作为新农村建设的一项重要内容[1]。然而，我国污水处理的重点一直是在城市污水的处理上，工程设计也以城市污水处理为主，直接套用城市污水处理的设计思路和设计方法进行农村生活污水处理工程的设计显然不能适应农村地区农居较为分散的特点，且存在建设和运行成本偏高的弊病。因此如何使设计更符合农村地区的实际情况，且建设和运行成本低，对于探索农村生活污水处理具有迫切的现实意义。

笔者在宁波慈溪、温州平阳进行了约300个村子的生活污水处理工程设计工作，通过其建设和运行取得了大量实践经验，现提出其中几个重要的设计问题及相关经验，以供大家探讨。

工程设计选址

农村生活污水处理工程设计选址对于整个设计工作十分重要。一个好的选址，就意味着设计工作成功了一半。相反，如果选址不合适，在设计工作中就需要采取很多技术方法对该选址不足之处进行弥补，造成事倍功半。由于农村生活污水处理工程自身的特点，设计选址应该遵从以下原则：（1）工程选址应位于污水收集区域的下游，尽量采用重力自流以避免使用提升泵；（2）工程选址应高于附近江河、湖泊常年水平面，以方便外排处理后的污水；（3）尽量利用荒废地，少占农田。

工艺设计参数的选取

设计水量

现行农村生活污水处理污水量计算一般是按照《给水排水设计手册》第五册《城镇排水》1.2.2污水量标准及变化系数的规定（P3）进行的，即居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素综合考虑确定，对给排水系统完善的地区可按用水定额的90%计，一般地区可按用水定额的80%计。在城市污水处理设计中，此参数一般取值80%～85%。但在农村生活污水处理工程设计实践中，笔者发现，由于不少农村地区未进行改厕工作，很多生活污水直接渗漏到土地里，无法收集。对于此种情况，此参数实际取值应以60%～70%为宜。

设计水质

设计水质包括设计进水水质和设计出水水质。

（1）设计进水水质。由于自然条件、经济规模、生活习惯和生产方式上的差异，导致农村生活污水相对于城市生活污水，成分更复杂且随季节、昼夜波动性更大。结合慈溪、平阳等地的水质监测结果并充分考虑设计余量，确定进水水质指标如表1。

（2）设计出水水质。目前，农村生活污水处理出水标准一般采用《污水综合排放标准》中的一级排放标准或《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B排放标准。考虑到标准的适用性及投资效益比，笔者建议农村生活污水处理出水采用《污水综合排放标准》中的一级排放标准。

处理工艺的选择

现行农村生活污水处理技术多种多样，但从工艺原理上通常可以归为两类：第一类是自然处理系统，利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解污染物，又称为生态处理系统，常用的有人工湿地处理法；第二类是生物处理系统，主要为好氧生物处理工艺，通过动力给污水充氧，培养微生物菌种，利用微生物菌种分解、消耗吸收污水中的有机物、氮和磷，常用的有活性污泥法、A/O法等。

表1 设计进水水质指标

表2 设计出水水质指标

（1）人工湿地处理工艺。人工湿地是由砾石和植物组成的生物过滤净化系统。污水在人工湿地填料表面的微生物膜以及湿地植物根系联合作用下，有机物质得到彻底沉降、絮凝、吸收、分解、降解，并且大部分氮、磷等营养元素也因为植物的吸收利用而得以去除。人工湿地可以采用因地因势制宜的建设方式，根据周围的环境与地质情况，建设的人工湿地可以以串联或并联的形式组合，保证一定的人工湿地负荷与一定的孔隙率，使得污水可以完全被降解净化。

（2）好氧生物处理工艺。好氧生物处理工艺就是通过风机等设备给污水输氧，培养生物菌种和微生物，通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质，少部分合成为细胞物质，促使微生物增长，并以剩余污泥的形式排出，使污水得以净化排放。

考虑到农村生活污水具有以下特征和处理要求：①村落人口较少，分布广而且分散，生活污水水质、水量波动性大，排水管网很不健全；②经济力量薄弱，因此污水处理应充分考虑造价低，运行费用少、低能耗或无能耗的工艺；③缺乏污水处理专业人员，所选工艺应运行管理简单，维护方便。

笔者设计采用了厌氧池+人工湿地工艺和微动力A/O工艺。经过实际建设和运行，笔者发现厌氧池+人工湿地工艺与其它处理技术相比具有低投资、低运行费、低维护技术、无能耗等优点，且便于就地取材。此外，在实际建设中还可以将人工湿地的建设与周围的景观建设完全融为一体，体现生态之美。

污水管网设计

笔者对于农村生活污水管网的设计基本是按照《室外排水设计规范》和《镇（乡）村排水工程技术规程》进行的。主要设计原则为：（1）最小设计管径为200mm；（2）最小设计坡度为千分之三；（3）检查井的位置，应设在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处以及直线管段上每20-30m处；（4）管道宜埋设在非机动车道下。管道的最小覆土深度在机动车道下不宜小于0.7m。在绿化带下或庭院内的管道覆土深度可酌情减小，但不宜小于0.4m。

在实际设计过程中，笔者发现，对于地处山区的农村，这些设计原则有着比较好的适用性，且取得了不错的效果。但是对于平原地区的农村，千分之三的最小设计坡度难以得到保证。对于此种情况，城市污水处理一般设计采用提升泵对污水进行提升以解决该问题。笔者在某些村子也采用了该种方法，但在实际运行过程中，因电费问题、污水泵的看管问题以及维修费用问题，并不能令村民十分满意。在后期的污水管网设计中，笔者对管道坡度设计进行了酌情减小，同时采取防淤、清淤措施，才能在一定程度上解决这个问题。

结语

农村生活污水处理是新农村建设的一项重要内容。由于农村污水具有不同于城市污水的独特性，急需探索出符合农村地区实际情况的污水处理设计思路和设计方法。通过多年的农村污水处理设计实践，笔者发现：做好工程设计选址和管网设计是农村生活污水处理工程发挥高效的前提条件，厌氧池+人工湿地工艺是比较合适的农村生活污水处理工艺。