农村生活污水处理技术设计和施工论述

方伟南

（中国城市建设研究院有限公司福建分院，福建 福州 350100）

1 初级处理

1.1 化粪池

化粪池的处理原理主要是沉淀与发酵，这是一种农村地区最为常见的预处理方式。化粪池设计水力停留时间较长，污水进入池中，较大颗粒物质在重力作用下沉淀，密度小的物质受浮力上浮，中层的污水中有机物在厌氧生物的生化作用下被初步降解。

目前市场上化粪池生产技术成熟，类型丰富多样，在选型时，重点考虑日处理量、地质情况，并结合使用地区的气候特点与工期要求。常用化粪池的有效体积为1.2-100m3，可满足农村分散、小处理量的特点。现场安装施工的步骤主要有：安装槽开挖、化粪池安装、砌筑清掏孔与连接井、回填压实。

设计要点：化粪池要进行严格的防渗设计，池壁与池底要做好防渗结构层，严格禁止污水渗漏造成环境污染。化粪池的位置要距离地下给排水构筑物大于30m，与其他建筑物距离大于5m。化粪池的结构尺寸、宽深比，要根据污水悬浮物沉降特点，经过精确的水利计算得出。

施工要点：化粪池可以选用市面上的成品或者现场建造，主要的工序为：坑槽开挖；化粪池安装或主体施工；砌筑清掏孔、连接井；土方分层回填。

1.2 厌氧生物膜池

厌氧生物膜池，是指利用生物填料上聚集生长的生物膜，加强厌氧处理效果。在厌氧环境下，利用活性微生物的生化降解作用，将污水中大分子有机物降解为小分子有机物，初步降低水中有机物浓度，缓解后续处理的负荷。经数据统计，厌氧生物膜对化学需氧量（COD）和悬浮物（SS）为60%至70%。

设计要点：水力停留时间一般取2d到5d，根据污水量和HRT得到有效容积；生物膜会定期脱落，要定期排除，设计污泥排泥时间可取3至12个月；污泥斗有效容积一般为有效池容的1/8-1/4。

施工要点：一防水。池底底部与四周应做好防水防渗措施，顶部做好遮盖措施，避免雨水落入，或者地下水位丰富地区的地下水渗入。同时，也防止池内污水渗出而污染土壤与地下水。二防臭。厌氧生物降解，会产生NH3和HS等气体，氨气有臭味，硫化氢可致人中毒，所以应对池体进行加盖密封，防止臭味物质逸出影响周边生态环境。若技术和经济条件允许，可增设除臭设备，去除臭味物质。

2 耗氧活性生物处理

2.1 生物转盘

生物转盘是生物膜法的一种，这种生物膜法的载体是生物转盘，通过转盘转动带入空气形成的好氧环境，活性生物可附着在转盘上生长繁衍，形成生物膜。生物转盘的这种形式具有耗能少，能耗主要用于驱动盘片转动，其剩余污泥量少且易于沉淀，便于管理，但是由于盘片附着的生物量有限，一般设计占地面积较大，适宜于可用地面积充足的农村地区。

设计要点：生物转盘设计级数至少3级；表面有机负荷要根据试验或者已有运行数据确定，农村污水一般取6gBOD5/（m2·d）～30g BOD5/（m2·d）。

2.2 生物接触氧化池

2.2.1 结构特征与分类

生物接触氧化池也是生物膜法的一种，与生物转盘的主要在于填料形式，生物接触氧化池中的生物填料是充满池体，全部浸没在污水之中，氧气是通过空压机填入池体。与生物转盘相比，接触氧化池中因充满填料，生物膜量大，占地面积相对较小，对于水质水量的波动也有良好的适应性。

根据污水处理深度，生物接触氧化法可分为一级接触氧化法、二级接触氧化法和多级接触氧化法。对于农村污水处理，一级接触氧化比较适宜，其结构形式简单，处理出水水质也能满足简易排放要求。二级与多级处理，需要设置中间沉淀池，构筑物多，占地大不便于管理，适用于对于水质要求较高的重点保护地区。

按曝气装置形式，可分为直流式与分流式。二者的主要区别在于，充氧与反应是否在同一池内进行。分流式是先充氧后反应，直流式是在填料底部直接曝气。根据水流形式，可分为外循环式与内循环室，外循环式是指水流刘静填料外部，内循环的水流仅在填料内部循环。对于处理小的农村生活污水，一般采用内循环直流式。

2.2.2 设计要点

氧化池前要设置沉淀预处理单元，可以是单独的沉淀池或者一体化沉淀设备。曝气系统布置要合理，保证池充足溶解氧和均匀曝气。溶解氧浓度维持在1.7mg/L～3.0mg/L，若有脱氮需求，停止曝气时间应大于2h。对于小规模污水处理，设计BOD5容积负荷取值可低一些，建议负荷为0.10～0.15 kgBOD5/m3·d。

生物填料的选用要满足结构稳定、易于微生物生长的要求，可组合使用弹性材料与软性材料，填充料大于55%，总高度应大于2m，好氧池中的填料应与池低有适当的距离。

2.2.3 施工注意事项

（1）池体建造：对于处理量小的户级污水，池体材料建议选用PVC、玻璃钢，薄弱部位采取加固措施，避免池体满水后变形破裂。对于处理量较大的村镇级别污水处理，建议池体设计为钢筋混凝土形式，具有较好的强度与防渗防水性能，或者定制成品设备到场地安装。

（2）填料安装：为使填料填满池体，需要支架支撑，要求填料与支架的制作材料应当耐腐蚀，不应选用金属支架，金属支架自重大且已被腐蚀。支架的形式设计应充分考虑填料的体积与浸水重量，通过严密的结构计算得出。填料布置形式应疏密有致，小型污水处理池的填料安装可直接按照制造商的产品说明进行，村镇级别污水处理，安装应符合按照设计图纸与施工规范要求。

（3）曝气装置：户级污水处理池的曝气装置形式简单，通常使用开孔管道，开孔直接应小于1毫米。村镇污水水量大，设计池体体积大，曝气系统的设计应当经过有资质的设计院进行专业设计，施工时要严格按照施工图布置。空气压缩机、鼓风机等设备运行时噪声大，如果安装在住户集中区域，应当采取一定的吸声降噪措施，

2.3 生物滤池

生物滤池集接触氧化与快滤于一体，一个池体可进行曝气、生物处理、过滤截留、反冲洗过程。生物滤池中的滤料为小粒径颗粒型滤料，微生物附着在颗粒滤料表面生长，利用污水中的有机物进行生长繁殖，起到降解水中有机物的效果。颗粒型滤料不仅能作为微生物生长的载体，还能利用颗粒之间的间隙截留悬浮物与脱落的生物膜。当运行一段时间之后，截留的污染物达到一定程度后，流速逐渐减小，水量降低，开启运行反冲洗过程，清除截留的污染物质、更新生物膜，刺激生物膜通过生化作用再度增值。

设计要点：设计BOD5去除率为75%～90%，出水SS小于20mg/L；要设置预沉池、隔油池等预处理单元，要求滤池进水SS小于60mg/L；滤池滤料选用轻质多孔的材质，滤料充填高度为1.5～3.0m；建议反冲洗系统采用穿孔管布气，布水系统可选用旋转布水器或穿孔管布水。

2.4 氧化沟

氧化沟也是活性污泥法的一种形式，通常呈环形沟渠状。污水和活性污泥在氧化沟中不断的往复流动，也被称作为循环曝气池或者无终端曝气池。氧化沟的特点是曝气时间较长，通过延长污水在池中的停留时间，减轻有机物负荷，提供有机物的去除率。

氧化沟适用于处理污水量大的村镇级别污水，或者是受纳水体对水质要求严格的地区。氧化沟的类型丰富，在农村地区，推荐使用帕斯维尔氧化沟和一体式氧化沟，这两种氧化沟构造相对简单，运行管理也不复杂，易于建造与日常维护。氧化沟施工时，同样要注意做好防水防渗措施，池体尺寸、设施安装应当严格安装设计参数进行，以保证系统按照计算好的参数运行，保证出水水质符合要求

设计要点：氧化沟的设计参数需要依据工程经验数据确定，水流速度一般设计为0.25～0.35m/s，设计污泥龄为15～30d，可以不设初沉池，污水经格栅、沉沙预处理即可。

3 自然生物系统处理

3.1 人工湿地

人工湿地是一种接近自然生态的绿色污水处理系统，通过人工设计与改造，使得湿地中的土壤、水生植物以及微生物形成一个微型生物处理系统，实现净化污水的目的。人工湿地建造工艺简单，管理方便，但是污水处理效率低，因此占地面积一般较大，适用于经济条件相对落后但是土地资源丰富的地区。

设计要点：湿地类型的选用要综合考虑当地地质特点、气候条件、景观要求，主要设计参数为表面BOD5负荷、表面水利负荷、湿地结构层材料、进水排水周期等。

3.2 稳定塘

稳定塘是人工改造的自然水塘，自然水体具有自净能力，是因为自然水中生长着各种水生植物、微生物，通过人工改造，加强水生系统中动植物、微生物截留降解有机污染物的能力，一般作为深度处理单元。与人工湿地类似，稳定设计负荷低，水力停留时间长，占地面积大，适用于土地资源丰富，有坑塘、水塘可改造利用的农村地区。

设计要点：塘体基质材料应当就地取材，坝体结构设计标准要负荷永久性水工构筑物的设计要求，稳定塘底部与四周要做好防渗漏措施，禁止污染地下水，要设计防暴雨冲刷的措施。

4 结语

目前农村污水治理为建设社会主义新农村的重要工作之一，为因地制宜做好农村污水治理工作，充分理解与掌握常用的污水处理技术对于施工人员意义重大，通过分析不同技术的特点与施工要点，有助于在施工过程中落实设计意图，保障设施安全、稳定运行，促进农村污水治理水平的提升。