农村生活污水治理工程设计实例

谢杭冀 韩彬 杨强 王楠

摘要：本文以某农村生活污水治理工程为例，详细介绍了其工程设计方案，处理后尾水排放执行《城镇污水厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B标准。本工程设计实例可为同类项目提供借鉴。

关键词：  农村生活污水、污水治理、工程设计

1前言

农村生活污水治理工程的建设是农村居民健康生活和发展的重要基础，是乡镇建设的重要基础设施之一[1]。农村生活污水治理工程的建设与乡村振兴、农业健康发展、农村经济发展、环境治理和保护密切相关，既为之服务，提供保障条件，又可制约其发展。《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》指出：加快农村环境综合整治。以县级行政区域为单元，实行农村污水处理统一规划、统一建设、统一管理，有条件的地区积极推进城镇污水处理设施和服务向农村延伸。深化“以奖促治”政策，实施农村清洁工程，开展河道清淤疏浚，推进农村环境连片整治。为满足 “十四五”发展要求，遏制和治理农村环境污染，保护生态环境，促进区域经济的可持续性发展，农村生活污水治理工程的建设已成为一项相当紧迫的任务。作者以某农村生活污水治理工程设计方案为例，探讨农村生活污水治理思路。

2治理模式及选择

村庄生活污水治理有接管处理、集中处理、分散处理三种模式[2]。治理模式的选择原则如下：

1）因地制宜。应根据村镇所处区位、人口规模、聚集程度、地形地貌、地质特点、气候、排水特点、排放要求和经济水平等，采用适宜的农村生活污水治理模式。

2）接管优先。靠近城镇且满足城镇污水收集管网接入要求的，应建设和完善农村污水收集系统，将污水纳入附近城镇污水管网，进行统一集中处理。难以接管的农村，再考虑建设农村生活污水处理独立设施进行就地处理，但是需考虑未来接管的可能性，在管网上预留接口。

3）分类处理。对人口规模较大、聚集程度较高、不具备接管条件的农村，宜通过敷设污水管道集中收集、集中处理生活污水;对人口规模较小，居住较为分散，地形地貌复杂的农村，可就地就近收集、分散处理生活污水。

4）循序渐进。经济条件差、居住分散、近期污水采用分散处理的农村，要考虑与远期集中处理相衔接。有一定经济条件的农村，处理实施的建设应考虑农村发展规划、人口增长以及远期发展空间等因素。

根据当地相关政策文件，结合本工程的地理位置、地形地貌和地质条件以及居民分布情况等，确定本工程采用集中式污水处理工艺。

3设计进出水水质

本工程无实测进水水质数据，根据当地环保要求确定污水处理站设计进水水质，出水水质执行《城镇污水厂污染物排放标准》[3]（GB 18918-2002）一级B标准，设计进、出水水质详见下表。

4工程设计

通过对本工程服务范围内的现场调查，污水主要由日常生活以及公共卫生服务设施排放的污水组成，污水中基本上不含重金属和有毒有害物质。同时由于该农村面积较小，人口较少，因此水量较小，且水量水质不均匀、不稳定，导致污水日变化系数较大。农村污水处理站应遵循“三低一少”的原则，即低建设费用、低运行管理费用、低操作管理需求、二次污染物排放少的新型污水处理技术。

通过对各种工艺的适用范围、处理效果、工程投资，同时结合该农村的村庄性质、经济情况以及受纳水体的水质要求，本工程选用一体化生物处理工艺。一体化生物处理工艺在一个整体的反应单元内集合了厌氧反应、缺氧反应、好氧反应、沉淀及消毒，其特点有：模块化组装，可根据实际水量调节设备大小;建设选点可集中也可分散，大大减少污水主管网及中间泵站的建设，大幅度降低基建投资;一体化结构设计，污水站土建工程量少，投资少;全自动化设计，维护管理技术低，员工人数少，劳动强度低;抗负荷能力强，能耗低;反应器中微生物处在内源呼吸阶段，剩余污泥的产生量很少，浓度大，大大节省了污泥处理、处置费用;混合液回流系统与污泥回流系统合二为一组成了唯一的污泥回流系统，工艺流程简捷，运行管理方便。

根据本工程相关规划文件，结合该农村常住人口数据进行测算，确定本工程污水处理规模为600m3/d。生活污水经收集管网排入污水格栅调节池，池内安装格栅，除去大颗粒的杂物。经格栅处理后的污水在调节池内充分调节稳定水质后，经提升泵提升至一体化生物处理设备中，在设备内污水依次经过缺氧区、厌氧区﹑好氧区﹑及沉淀区，污水中污染因子被微生物充分降解或与水分离。好氧区的混合液进入沉淀区后同污泥一同通过气提回流装置至缺氧区，好氧区出水流入至沉淀区进行固液分离，设备沉淀池的上清液经重力流排放后到达排水渠口用氯片消毒后达标排放。污水处理站由辅助用房、预处理组合池、一体化生物处理设备和出水计量渠构成。

4.1预处理组合池设计

组合池由格栅、沉砂池、调节池和贮泥池组成，设计规模Q=600m3/d計。钢筋混凝土结构，总尺寸：L×B×H=15.0×8.0×4.35m。

① 格栅及沉砂池

格栅主要为拦截漂浮，以保护水泵和后续处理设施的正常运行;沉砂池的设置主要为分离污水中的泥砂，以减少水泵磨损，保证后续生化处理过程的正常运行。设回转式格栅除污机1台。渠道宽0.8m，栅条间距5mm。潜水式吸砂泵1台，Q=10m3/h，H=8m，N=1.1kW。格栅前设钢制闸门1台，闸门规格0.4×0.4m。

② 调节池

调节池的设置主要为了保证污水进行处理前水质均匀和水量稳定。调节池设计尺寸：L×B×H=12.1×8.0×4.35m，有效水深1.7m，有效容积V=164.56m3。安装2台潜污泵，1用1备，单台潜污泵规格：Q=25m3/h，H=10m，N=2.2kW。调节池设浮球液位计，监测集水池水位并按设计水位自动启闭潜污泵。

③ 贮泥池

污水处理过程中产生的污泥暂存于贮泥池中，污泥定期采用罐车吸走外运处理。贮泥池设计尺寸：L×B×H=1.5×1.5×4.35m，有效水深为3.45m，有效容积7.76m3。

4.2 一体化生物处理设备

本工程考虑到用地紧张的问题，主体处理单元采用一体化生物处理设备1台，处理设备由厌氧区、缺氧区、好氧区及沉淀池、消毒装置、设备间等组成，厌氧区主要使聚磷菌对磷释放，对混合液细菌菌群进行“选择”，抑制丝状菌生成;缺氧区主要是去除污水中的硝态氮及亚硝态氮，好氧区回流混合液的硝态氮在缺氧区中反硝化菌的生物作用下转化为氮气;好氧区主要去除污水中的污染物质（BOD，COD，N，P等），通过好氧条件下的硝化反应，将氨氮氧化成硝酸盐，从中吸收超过其生长所需的磷的贮存，实现有机物的降解;沉淀池主要完成好氧区出水的固液分离，沉淀池的上清液经重力流排放后到达排水渠口用氯片消毒后达标排放。设备单台处理量为600m3/d，设备尺寸：L×B×H=12.7×9.3×3.05m，设备装机功率11.5kW。

4.3配套用房设计

配套用房平面尺寸：3×9.1m，砖混结构，由值班室和在线监测用房组成。在线监测用房内设置进水COD、氨氮，出水COD、氨氮、SS、TN、TP水质在线监测装置各一套。

4.4出水计量渠设计

出水计量渠内设置巴氏计量槽，尺寸：L×B×H=2.0×0.5×0.75m。巴氏计量槽喉管W=51mm，测量范围0.65～47.52m3/h。出水计量渠安装明渠流量计1台。

5综合效益

本工程建成投产后，服务范围内居民生活污水得到完全收集并处理，每年可减少COD、BOD5、SS、TN、NH3-N、TP排放量分别达48.18吨、17.52吨、43.8吨、4.38吨、3.3吨、0.66吨，对保护流域水质及生态环境、加快各乡镇经济建设和发展新型城镇、改善旅游环境和人居环境、改善人民生活环境提供了有力保障，社会效益显著。

6结语

针对某农村生活污水的设计进水水质、出水标准以及现场用地情况，采用集中式处理模式，使用“预处理+一体化生物处理”工艺对生活污水进行处理，尾水执行《城镇污水厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B标准，对该农村集中式污水处理站构筑及设备参数等进行了介绍。本工程建成后具有显著的环境效益和社会效益，本项目的设计思路及方案可为相同或类似情况的项目提供了良好的示范和借鉴。

参考文献

[1]谷嘉男. 农村水环境污染现状与治理措施研究[J].清洗世界，2021，（11）：89-90.

[2]周浩等. 農村生活污水收集模式及污水处理现状分析[J].净水技术，2021，（08）：90-96.

[3]GB18918-2002，城镇污水厂污染物排放标准.

[基金项目]：湖南省高新技术产业科技创新引领计划项目（2020SK2042、2022GK4062）;湖南省重点研发计划项目（2022SK2067）

[作者简介]谢杭冀（1993- ），男，湖南长沙人，硕士研究生，工程师，从事市政给排水设计与水处理工艺研究。