基于滇池流域排放标准的农村生活污水处理设计实践

摘 要：通过农村生活污水处理设施排放标准和城镇生活污水处理设施排放标准的对比，确定适合滇池流域农村生活污水处理设施排放标准的污水处理工艺，为此类项目的设计工作提供借鉴。

关键词：滇池流域；农村生活污水；排放标准；处理工艺

中图分类号：X52 文献标志码：A 文章编号：1673-9655（2024）05-00-04

0 引言

滇池流域入湖污染负荷主要来源于昆明城区点源面源污染和农村地区面源污染，其中农村分散生活污水是滇池农村面源污染的主要组成部分[1]。

为满足滇池流域水环境治理及保护需求，要求各地加快制订地方污水排放标准，提高农村生活污水治理水平[2，3]。昆明市市场监督管理局于2021年2月、3月分别颁布了昆明市地方标准《DB 5301/T51—2021农村生活污水处理设施水污染物排放限值》《DB 5301/T 62—2021滇池流域农村生活污水处理设施水污染物排放要求及限值》。

DB 5301/T 51—2021、DB 5301/T 62—2021与《GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准》有一定的差异，进而会对农村生活污水处理工艺的选择有一定的影响。因此，本文基于上述昆明市地方标准，结合农村生活污水处理工程案例的设计实践，为滇池流域或流域附近的农村污水治理提供相关经验和借鉴。

1 工程概况

项目位于昆明市西山区团结街道办事处，涉及的自然村收纳水体均为普渡河流域水系，设计范围为集镇外61个自然村的污水治理工程。根据《云南省水功能区划》该段河道功能为过渡区，水质目标为Ⅳ类，农村生活污水处理设施排放标准采用DB 5301/T 51—2021中的相关标准。其中有15个村庄位于水源保护地，其中3个可以进行纳管处理，采用DB 5301/T 51—2021一级A标准，28个村庄位于沿江、沿河、沿路，人口较集中，对环境有较大影响，采用DB 5301/T 51—2021一级B标准，其余18个村庄位于较偏远的山区，距离自然水体较远，处理后的尾水就近排入沟渠用于农业回用，采用DB 5301/T 51—2021二级标准。

项目的建设内容为：1）建设61个自然村DN 300-200污水收集主管道56.54 km，配套接户管DN 150—DN100共计69.33 km。2）污水处理设施：①建设DB 5301/T 51—2021一级A标准污水处理设施12座；②建设DB 5301/T 51—2021一级B标准污水处理设施28座；③建设DB 5301/T 51—2021二级标准污水处理设施18个村庄，采用资源化利用的方式，生活污水通过简易处理后，用于农灌使用。

2 设计过程

2.1 规模预测

根据《GB 50013—2018室外给水设计标准》《CJJ 123—2008镇（乡）村给水工程技术规程》以及《城市居民生活用水量标准（2021年版）》的规定，结合当地实际情况，自然村的平均日综合生活用水定额近期（2025年）取90 L/cap·d，服务范围内的61个自然村，服务人口为11923人，通过计算得到污水处理设施的处理规模为800 m³/d。

2.2 工艺确定

针对村庄生活污水处理，首先判断需要进行生活污水处理的村庄属于哪个流域、敏感程度如何，再选择相关的排放标准，然后才能确定生活污水处理工艺。在工程设计实践中，在没有颁布农村生活污水处理设施排放标准之前，采用排放标准是《GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准》《GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准》与昆明市关于农村生活污水处理设施的排放标准DB 5301/T 51—2021、DB 5301/T 62—2021存在较大的差异，三个标准的差异详见表1。

（1）一类水源保护地自然村，出水执行DB 5301/T 51—2021中的一级A标准，共15个自然村，其中有3个自然村采用纳管处理。

（2）二类沿江、沿河、沿路建制村自然村，三类半山区（水利条件较好）自然村，四类半山区（水利条件较差、征地困难）自然村，出水执行DB 5301/T 51—2021中的一级B标准，共28个。

（3）五类山区自然村，出水执行DB 5301/T"51—2021中的二级标准，共18个村庄，由于为山区自然村，尽量资源化利用的方式。

针对61个自然村，采用了上述三种排放标准，需要进行污水处理工艺的比选，本文将复合式工艺的A2/O+MBBR一体化污水处理设施与目前乡镇项目中常用的SBR工艺、传统MBR工艺进行综合比较，比较如表2所示。

从表2可以看出，五个工艺各有优势及劣势，A2/O+MBBR属于集成式一体化处理设施，对于污水处理规模小的工程，它相对传统污水工艺更有优势。因此，本工程选用A2/O+MBBR一体化工艺用作一级A标准排放要求的自然村，选用A2/O一体化工艺用作一级B标准排放要求的自然村。对于排放标准为二级标准的自然村，可以采用氧化塘的处理工艺，但是考虑到处理后的尾水用于农灌资源化，同时拟采用氧化塘的自然村位于山区，征地工作困难，因此，对于这部分自然村采用三格化粪池+蓄水池进行处理。

2.3 工艺设计

2.3.1 一级A排放标准的A2/O+MBBR处理工艺

A2/O+MBBR污水生化处理工艺是对传统A/A/O（即A2/O）工艺的全面提升，优化设置功能明晰的预脱硝池、厌氧池、缺氧池和好氧池，强化了脱氮除磷的效果。工艺流程图见图1。

2.3.2 一级B排放标准的A2/O+消毒处理工艺

生活污水经过粗、细格栅去除污水中较大的固体颗粒物质后，污水进入调节池后进行水质均质，然后再经过A2/O一体化设施进行处理后，达到一级B排放标准后排放。工艺流程图见图2。

2.3.3 二级标准的三格化粪池+蓄水池处理工艺

该工艺针对人口较少的自然村效果较好，按各家各户配置容积为1 m³左右的三格化粪池，然后通过管网将三格化粪池处理后的尾水收集至农村田地附近的新建蓄水池，然后用于农用回灌。目前，涉及到的自然村已完成厕所革命，本项目范围内的各家各户均已建设化粪池。工艺流程图见图3。

2.3.4 主要构筑物设计参数

根据前面所述中各自然村污水规模的预测，污水处理设施的设计总规模800 m3/d，采用一体化A2/O+MBBR工艺或者一体化A2/O工艺的污水处理站有5 m3/d、10 m3/d、15 m3/d、20 m3/d、25 m3/d、30 m3/d、35 m3/d、40 m3/d、50 m3/d、55 m3/d和60 m3/d等规模，生化处理设施近期建设一组，预留远期污水处理设备用地，近期主要生产构筑物包括：格栅、调节池、一体化水处理设备、出水渠等。

（1）设计流量

设计流量按设计平均日处理能力来处理，总变化系数Kz=2.50，格栅按最大流量设计，调节池按平均流量设计，按最大流量校核；一体化水处理设备、出水渠等按远期平均流量设计，按最大流量校核。

（2）格栅：钢筋混凝土结构，地下式；每座配套设备：①机械粗格栅：数量1套，栅条间隙10 mm；②机械细格栅：数量1套，栅条间隙2 mm。

（3）调节池：停留时间12～18 h，配备潜污泵2台，一用一备，钢砼结构，地下式。

（4）一级A标准的A2/O+MBBR污水处理设施

①预脱硝区：将活性污泥回流至预脱硝区，在缺氧条件下充分去除回流活性污泥中硝酸盐，消除了氧对脱磷环境的影响，同时反硝化回收部分碱度，为好氧硝化提供了有利条件，利用进水搅拌或间歇曝气搅拌。

②厌氧区：厌氧池的主要功能是与好氧池配合除磷，利用进水搅拌或间歇曝气搅拌，厌氧停留时间设计为2.0 h。

③缺氧区：缺氧池的主要功能是反硝化脱氮，穿孔曝气搅拌，溶解氧浓度：≤0.5 mg/L，缺氧停留时间设计为6.0 h。

④好氧区：好氧池的主要功能是氧化有机质和硝化氨氮，溶解氧浓度：2.0～4.0 mg/L，污泥浓度按5000 mg/L设计，包括生物膜的污泥；悬浮填料：规格F25，材质：改性聚乙烯；比表面积500 m2/m3，填充率不小于20%。好氧停留时间设计为11 h，总水力停留时间为19 h，设计污泥负荷为0.15 kgBOD5/（kg·MLSS·d），设计需要量为

1.7 kgO2/kgBOD5。

⑤沉淀池：污水经过生化处理后流入沉淀池，实现泥水分离，平均表面负荷=0.8 m3/m2·h。

⑥设备间：主要放置工艺所需的回转式风机﹑电控系统、紫外线消毒器和必要的维护工具等，设备间设备由一体化设备成套供应。

（5）一级B标准的A2/O污水处理设施

①厌氧区：厌氧池的主要功能是与好氧池配合除磷，利用进水搅拌或间歇曝气搅拌，厌氧停留时间设计为2.0 h。

②缺氧区：缺氧池的主要功能是反硝化脱氮，搅拌方式：穿孔曝气搅拌；溶解氧浓度：≤0.5 mg/L。缺氧停留时间设计为6.0 h。

③好氧区：好氧池的主要功能是氧化有机质和硝化氨氮，污泥浓度按4000 mg/L设计，好氧停留时间设计为11 h，总水力停留时间为19 h，设计污泥负荷为0.15 kgBOD5/（kg·MLSS·d），设计需要量为1.6 kgO2/kgBOD5。

④沉淀池：污水经过生化处理后流入沉淀池，实现泥水分离，平均表面负荷=0.9 m3/m2·h。

⑤设备间：主要放置工艺所需的回转式风机﹑电控系统、紫外线消毒器和必要的维护工具等，设备间设备由一体化设备成套供应。

（6）农灌蓄水池：将化粪池处理后的尾水储存，用于农用回灌。有效深度1.5 m，水力停留时间1～3 d，拟定采用矩形形式，具体尺寸可根据现场情况进行调整，农灌蓄水池应具备通风条件，防止蓄水时间过长，产生有毒有害气体，应定期投加消毒剂，如次氯酸钠等。

3 结论

结合当地的受纳水体功能要求、生态环境的敏感性，来确定合适的排放标准，然后根据排放标准再来确定合适的污水处理工艺。在滇池流域附近，由于土地紧张、排放标准要求较高，因此在距离水体环境较近或者环境目标较敏感的地区，虽然采用的污水处理设施后期运维费用可能较高，但从环境保护的需要，宜采用一体化的污水处理设施进行污水处理。而在偏远山区、人口稀疏、距离水体较远的村庄，考虑到环境的自净能力，农村生活污水通过简单处理，用于农灌回用，是一种比较经济的方式。

需要结合两方面的因素，尽量选用处理工艺简单、便于操作的处理工艺。在距离水环境较远的偏远地区，考虑农村居民有生活污水农灌的习惯，可以选用简单模式进行处理，处理后的尾水用于农灌，这样既保护了生态环境，同时也使农村生活污水起到了资源化的作用。

参考文献：

[1] 刘瑞华，曹暄林.滇池20年污染治理实践与探索[J].环境科学导刊，2017，36（6）：31-37.

[2] 生态环境部办公厅，住房和城乡建设部办公厅.关于加快制订地方农村生活污水处理排放标准的通知（环办水体函〔2018〕1083号）[Z].北京：生态环境部办公厅，2018.

[3] 罗治华，何洁，李斌，等.滇池流域农村生活污水处理设施水污染物排放标准制订探讨[J].环境科学导刊，2020，39（5）：20-25.

Design and Practice of Rural Domestic Wastewater Treatment Based on Emission Standards in the Dianchi Lake Basin

BAO Yun1，2， WEI Jiao3， LI Yu-cai4， FANG Zhen5， GAO Xiang-jie6， YANG Li4， CHEN Jie6

（1. Yunnan Research Academy of Eco-environmental Sciences， Kunming Yunnan 650034，China）

Abstract： This paper compared the emission standards for rural and urban domestic wastewater treatment facilities， identified wastewater treatment processes that complied with the emission standards for rural domestic wastewater treatment facilities in the Dianchi Lake basin， and provided references for the design of similar projects.

Key words： Dianchi Lake; rural domestic wastewater; emission standard; treatment processes

作者简介：包云（1980- ），女，硕士研究生，高级工程师，从事环境保护相关研究工作。

通信作者：陈洁（1978- ），女，湖南长沙人，大学本科，高级工程师，从事市政工程相关工作。