农村生活污水处理站设计要点分析

高小艳 韩涛 李炳

摘 要：本文通过阐述某农村污水处理站的设计过程，从设计流量、总平面布置、构筑物设计等方面阐述了农村生活污水处理站设计过程中应该注意的问题，为后续农村生活污水站的设计提供参考。

关键词：农村污水处理站;设计流量;总平面布置

中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：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

随着农村生活水平的不断提高，农村生活污水的产出量也在不断增加。2016年，我国农村生活污水产生量为55.67亿～125.26亿m3[1]，成为农村人居环境整治的难点和重点之一。农村生活污水如果不经处理直接排放，会造成水体中的藻类大量繁殖，对地下水水质有较大威胁[2]。我国污水处理率逐年上升，2017年全国城市污水处理率为94.54%，县城污水处理率为90.21%，而农村污水处理率仅为49.35%[3]。

沈兴刚等[4-5]对农村污水处理率低的原因进行了调查分析，指出处理率低的原因：一是污水项目零散，处理成本高;二是基础设施建设落后;三是缺乏专项资金支持;四是管理人员素质有待提升;五是技术适应性较差;六是政府监管缺位;七是农村生活污水处理机制有待建立与完善。

吴时雨等[6-9]调查研究后指出，生活污水收集率低、实际污水量小、设施及设备损坏、存在协调问题、缺乏资金和专业技术人员是农村现有污水处理设施运行率不高的重要原因。

本工程在进行农村生活污水处理站设计时，考虑现有农村污水处理站出现的问题，进行合理设计，总结设计要点，对后续污水处理站设计提供参考。

1 工程概况

本工程位于北京市密云區，项目所在村庄原污水处理站处理能力不足，本工程在其村庄扩建污水处理站一座。

2 进出水水质

2.1 进水水质

进水指标根据北京市地方标准《水污染物综合排放标准》（DB11/307—2013）和现状处理站进水水质的检测报告（部分），结合《给水排水设计手册》城镇排水典型生活污水水质指标确定，具体如表1所示。

2.2 出水水质

本次工程设计出水水质达到北京市地方标准《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》（DB11/1612—2019）表1中的一级A标准。出水水质如表2所示。

每年12月1日—3月31日执行括号内的排放限值。

3 工艺流程

本工程采用AO+MBR和人工湿地工艺，具体流程为：来水→提篮格栅→预处理池→一级提升泵→提篮格栅→调节池→二级提升泵→一体化设备→人工湿地→附近沟渠。

污水收集后进入预处理池，在其进水处设有孔隙15 mm的提篮格栅，通过截流、沉淀污水中的大颗粒杂质，防止后续提升泵堵塞，减轻后续处理构筑物的负荷。预处理池出水经提升后进入调节池。调节池进水处设有孔隙5 mm的提篮格栅，其出水进入一体化设备进行处理。一体化设备出水排入人工湿地，对水质进行进一步净化后排入附近沟渠。流程图如图1所示。

4 设计要点

4.1 设计流量确定

项目所在地村庄位于旅游景点附近，旅游人口较多，设计流量分别考虑了常住人口和旅游人口的用水量。计算公式为：

式中：[Q1]表示常住人口用水量，用水量标准取为120 L/（人·d）;[Q2]表示旅游人口用水量，用水量标准取为150 L/（人·d）;[KZ]表示时变化系数，取2.5;[α]表示折污系数，取0.8。

本工程考虑了10%的不可预见水量。

4.2 总平面布置

4.2.1 总进水和总出水确定。本污水处理站来水接自现状污水管网。人工湿地附近有现状沟渠，总出水排入此沟渠中。

考虑到大雨冲刷，进出管道堵塞和设备损坏等异常发生会影响污水处理站的正常运行，本工程分别在污水处理站和人工湿地前设置了溢流管和超越管。污水处理站内污水经回流通过溢流管排入附近沟渠，当关闭湿地进水，开启超越管时，一体化设备出水将直接排入附近沟渠，方便管理人员及时对设备进行检修。

4.2.2 厂区布置。厂区布置主要包括确定设计地面高程、站内道路，预处理区构筑物和一体化设备的位置、各池体间的位置关系等。

为避免下雨时出现集水等情况，污水站设计地面高程高于现状地面高程20 cm左右。结合厂区形状和大小，预留5 m宽区域作行车通道，预处理区和一体化设备分别位于道路两侧，方便进行清理污泥、设备维修等。池体间的位置主要考虑处理流程，不造成管路迂回，同时考虑方便与进水管相连。贮泥池和预处理池需要清理污泥，将其布置在临近道路一侧。

4.3 构筑物设计

本工程污水处理站为地埋式污水处理站。地埋式污水处理站应注意埋深，加强通风，并做好臭气处理，同时考虑池体受力均衡、设计合理。预处理单元总体布局为矩形，各构筑物之间用钢筋混凝土池壁分隔。平面布置如图2所示。

4.3.1 进水闸井。本工程在处理站前的检查井处新建了溢流管，所以进水闸井不再单独设置溢流管。进水闸井和调节池的墙壁设有溢流孔洞，调节池水可通过进水闸井进行溢流。

4.3.2 预处理池。预处理池兼具初级沉淀池的功能，计算容积公式为：

式中：[Q]表示高日高时用水量;[t]表示设计沉淀时间，本工程取为0.5 h。

另外，考虑沉泥需要，池底设计为2%的斜坡。

4.3.3 提升泵池。提升泵池设计水泵流量取为高日高时流量，泵池的有效容积按不小于5 min的水泵流量考虑。

4.3.4 调节池。调节池的容积根据每周来水的日变化系数和每日来水的时变化系数及污水處理站的处理能力和运行情况确定。《给排水设计手册》中根据污水处理站8～12 h的处理能力确定调节池的日调节能力，本工程取为8 h。

4.3.5 贮泥池。一体化设备处理后的污泥排入贮泥池，有效容积按式（3）计算：

式中：[m]表示每人每日污泥量，取值范围为10～26 g，本工程取为20 g;[l]表示人口数;[n]表示清运周期，本工程取为15 d;本工程生化污泥含水率按99%考虑。

4.4 设备清单

本工程所用设备和参数见表3。

5 结语

本文通过工程实例，总结了农村生活污水站的设计要点：一是流量计算时应分析污水量的构成，考虑不可预见因素，避免因污水量小导致污水站不能正常运行;二是结合现场实际条件，考虑异常情况发生时的处理，设置溢流管道和超越管道，方便及时对设备等进行检修;三是进行厂区平面设计时应考虑后续运行操作方便，对人流和车流流向进行合理设计;四是构筑物设计时应使其受力合理，节约用地。通过合理设计，以提高污水处理站运行的经济性和高效性。

参考文献：

[1]于法稳，侯效敏，郝信波.新时代农村人居环境整治的现状与对策[J].郑州大学学报（哲学社会科学版），2008（3）：64-68.

[2]Shannon M A ， Bonn P W ， Elimelech M ， et al. Science and technology for water purification in the coming decades[J]. Nature，2008（7185）：301-310.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.2017年城市建设统计年鉴[Z].

[4]沈兴刚，栗霞，起江，等.农村生活污水处理设施运行管理问题刍议[J].资源节约与环保，2008（7）：97-98.

[5]于法稳，于婷.农村生活污水治理模式及对策研究[J].重庆社会科学，2019（3）：6-17.

[6]吴时雨，王训，张晓茜.武汉市“十二五”期间农村生活污水处理设施运行情况及综合评价[J].科技经济与资源环境，2018（16）：110.

[7]王勇.房山区农村生活污水处理效果与后评价[D].北京：中国农业大学，2016.

[8]郝振学.北京市延庆区农村污水处理设施调查与建设运行模式研究[J].乡村科技，2017（8）：85-86.

[9]邱彦昭.北京市农村污水处理设施现状调研及运营管理措施研究[D].北京：北京化工大学，2016.