河南省某农村生活污水处理工程典型设计实例

易亚杰 李鹏

（湖南中集环境投资有限公司，湖南长沙 410002）

1 引言

一体化设备拥有施工周期短、占地小、节约投资、运营成本低等优点，且地埋式不影响原地形地貌，因此根据当地建设单位的要求，认真分析污水水质后，推广了地埋式一体化设备“三件套”，主要包括格栅设备、水解酸化设备、SBR＋斜板沉淀设备，使环境效益最大化，污水达标排放。

2 设计内容

2.1 设计水质、水量及排放标准

河南省某农村基本都是旱厕，人均用水量较少，根据调研情况，目前人均排水量约30 L/d，但考虑旱厕改造需求，设计水量每人为50 L/d。经过计算，本项目的设计规模为100 m3/d，项目的最终受纳水体为项目附近排水渠，排水要求为满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A 标准。本项目设计进出水水质见表1。

表1 进出水水质 mg/L

2.2 主体工艺

生活污水主要来源于厨房、厕所（旱厕）、洗浴等生活设施的排水。本项目污染因子BOD5与CODCr之比为0.5，大于0.35，污水可生化性较好，而污水中BOD5与TN 之比等于3，一般若BOD5与TN 之比小于3.5 时，脱氮效果较差，因此应设法在不补充碳源的情况下提高污水碳氮比［1］，进入格栅渠后对污水进行水解酸化处理，降低进水的CODCr百分含量，提高碳氮比，不需要补充碳源，可降低运行成本［2］。

水解酸化工艺提高了碳氮比，也进一步提高了污水的可生化性。在进入主体生化阶段后，本项目主要依靠剩余污泥除磷，依靠“SBR＋斜板沉淀设备”为主的自回流的方式同步硝化反硝化脱氮。

悬浮物的主体是活性污泥絮体，其本身的有机成分就很高，因此较高的出水SS 含量会使得出水的BOD5、CODCr、氨氮、TP 均增加，因此出水采用砂滤工艺降低的SS 指标。

2.3 污水处理流程与平面布置

生活污水通过新建管网汇集至项目污水处理厂，污水首先经过提篮格栅过滤较大漂浮物或沉淀物之后自流进入水解酸化池。水解酸化池与污泥区采用一体化设计，水解酸化池通过污水重力形成一定流速后，在池底形成水解酸化污泥层，通过污泥层后，CODCr分解成更易分解的生化因子，通过污水提升泵提升至地埋一体化设备进入“SBR＋斜板沉淀设备”单元，在此完成污水脱氮、除磷深度处理，后续通过三角堰板，自流进入砂滤池、紫外消毒池。

剩余污泥的处理：污泥池与水解酸化池合并，待剩余污泥储存一定时间后，定期由市政吸粪车运送至污泥处置场所集中处理。

根据项目用地及对周边环境的影响要求，所有设备均采用地埋式设计。其中，“SBR＋斜板沉淀设备”高程位于地表30 cm 左右，覆盖了人工绿植。厂区绿地面积达95%以上，属花园式污水处理厂。工艺流程见图1。

图1 工艺流程

平面布置见图2。

图2 平面布置图

2.4 主要建构筑物及参数

2.4.1 格栅设备

格栅设备由格栅筒、格栅提篮、进出水口、格栅蛟龙组成。格栅筒材质为碳钢，方形装置，碳钢壁厚8 mm，防腐油漆厚度为300 μm，格栅筒内置格栅提篮，格栅提篮上部为圆筒形，下部为锥形布置，楔形栅条，筒型内窄外宽布置，栅条间隙2 mm，材质为304SS，格栅提篮四周呈90°布置吊耳，穿钢丝绳与格栅蛟龙相连接，根据污水污染因子判断每隔10 d 定期对栅渣进行一次清理，由栅渣小车送往垃圾站处理。

计算格栅设计过栅流速v＝0.4 m/s，格栅间距2 mm，格栅的平面尺寸为：B×L×H＝1.0 m×1.0 m×2.0 m，配手动蛟龙起吊。格栅提篮设备的应用可节省污水站对传统设备如粗格栅、细格栅的投资，且后期运行维护方便。

2.4.2 水解酸化设备

水解酸化设备是本项目的重要设计单元，水解酸化设备兼顾调节池、水解酸化池以及污泥储存池的作用，水解酸化池平面尺寸为：B×L×H＝8.9 m×2.9 m×2.9 m，其中有1.0 m×2.9 m×2.9 m 作为污泥池使用，污泥池上部设置DN300 圆孔与水解酸化池相接，用于剩余污泥大量回流或者突发事故污泥池存储空间不够的应急处理［3］。

水解酸化池的有效水深2 m，停留时间12 h，潜污泵：Q＝6 m3/h，H＝13 m，N＝1.1 kW，2 台（1 用1备），内置操作、检修平台，焊接安装，由于格栅井通过重力自流入水解酸化设备，因此离地高度约6 m，其内部设置护笼爬梯，保证操作安全；不配备潜水搅拌机，水解酸化池由重力流速形成水解酸化污泥层，节约运行能耗成本。

2.4.3 SBR＋斜板沉淀设备

SBR＋斜板沉淀设备1 台，每台尺寸11.7 m×2.9 m×2.9 m，处理能力100 m3/d。设备为碳钢结构，厚度10 mm，由于在地面所以防腐要求较高，防腐油漆厚度300 μm，设备管材、砂滤填料、紫外消毒等成套供应。内置环形曝气主支管、微孔曝气盘Φ215 mm，内部加装MBBR 填料，填料体积占比30%，填料密度接近于1 t/m3。

斜板沉淀单元设置于SBR 区两侧，由防腐玻璃钢板分隔，并设置了三相分离器，斜板的长度为1 m，60°倾角布置，因此设备内部斜板高度为0.866 m，斜板的材质为ABS 塑料材质，需长期浸泡于水中。污水通过斜板沉淀后进入砂滤池［4］，砂滤池设置于SBR＋斜板沉淀设备后部，过滤SS。

设备的生化停留时间为14 h，斜板沉淀区停留时间为4 h，设置砂滤池为慢滤池。设备内部还包含了鼓风机、硝化液回流汽提装置、反洗水箱、反洗水泵等，其中鼓风机、反洗水泵设置于地面操作间。

2.4.4 自动控制系统

根据项目要求，污水厂的自控系统采用集散型计算机控制系统，由可编程序控制器（PLC）及自动化仪表组成的检测控制系统——现场控制站对污水处理厂各水解酸化过程、生化过程及砂滤过程进行控制，再由通讯系统、监控计算机和投影仪组成的中央控制系统——中央控制室与镇区、市区的其他农村污水厂共同实行集中管理。各分控站与中央控制室之间由工业以太网进行数据通信。现场控制站与现场测控仪表之间由开放式现场总线连接。

中央控制系统是由1 套工作站、1 台24 寸液晶彩显、1 台打印机服务器、电源及UPS 等组成，用于监视现场控制站的运行情况，对数据进行分析、记录、储存，对现场控制站下达指令，打印运行数据，提供运行事故报警。本项目自动化程度高，实现了远程控制。

水解酸化池中污水提升泵站设2 台泵，运行工况为1 用1 备运行，平均负荷时2 台运行；进水BOD5、CODCr、氨氮、TP、进水流量等在线测量值通过PLC 现场控制站采集传送到中控室，系统进行分析指导设定、调整SBR 工艺设备的运行工况；DO 值检测（DO 值检测仪1 套）溶氧，进而控制曝气器的运行。

2.4.5 附属建构筑物

附属建筑物包括操作间，包含控制面板、鼓风机、反洗水泵等，构筑物包含厂内人行道、围栏、大门、照明等。

3 运行与维护

项目处理成本主要为人力成本及电费等，由于自动化程度高，可实现无人值守，仅需人工定期清理格栅，半个月1 次，因此污水站的运营成本主要由电费、滤料费组成。虽然河南生活污水浓度普遍较高，基本为南方生活污水浓度的2 倍，但吨水成本仍可控制在0.65 元，其中，吨水耗电量0.7 kW·h，约0.42 元。

4 结语

针对河南省某农村生活污水的特点，采用“水解酸化＋SBR＋斜板沉淀＋砂滤＋紫外消毒”工艺进行处理，出水水质稳定达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A 标准。主体单元采用一体化设备，施工快捷、占地面积小、运行成本低、维护简单方便，可在河南农村生活污水处理中广泛应用与推广。