宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计【开题报告+文献综述+毕业论文】 38页

'本科毕业论文系列开题报告环境工程宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计一、选题依据1.选题的目的及意义随着社会主义新农村建设的深入开展，农村基础设施和环境面貌发生了巨大的变化。与此同时，农村生活污水不能得到妥善处理问题也越来越严重。就兆岸村来说，近年来经济发展迅速，各家各户都配有统一的给水排水设施，且采用冲洗厕所，排水量远远大于过去且用下水道收集输送污水。但大量村庄污水未经处理就近排放，必然会污染农村自然环境，且生活污水中含氮磷成分较高，流入附近水域会造成水体富营养化污染。因此建造适合兆岸村生活污水处理的设施是非常必要的。但是，农村生活污水的处理不能沿用和照搬大、中型规模城市污水处理工艺及设计参数，避免造成工程投资和运行费用过高。故根据兆岸村生活污水排放状况和水量水质进行合理设计。要求其具有工艺灵活、投资省、能耗小、运行费用低、维护管理方便等特点。通过脱氮除磷工艺，有效减少氮磷对水体富营养化的危害，且其处理后的出水可灌溉农田、做绿化、景观用水或直接排放河流。2.国内外研究现状（含文献综述）2.1国外研究现状 国外在农村分散型生活污水处理方面研究起步较早。日本从1977年就开始实行农村生活污水处理计划，采用小型污水处理系统，其大多为日本农村污水处理协会研制的JARUS模式，共有15种不同型号装置。从广义上讲，它可以分为两种类型:1、生物膜处理，在自然界中存在着大量依赖有机物生活的微生物，它们具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的功能。生物膜处理就是利用微生物的这一功能，采取人工措施来创造更有利于微生物生长和繁殖的环境，使其大量繁殖，从而提高对污水中有机物氧化降解效率，达到净化污水的作用。2、浮游生物处理，通过漂浮在污水中的微生物的氧化作用来净化污水，可以达到较理想水质。总的来说，日本农村生活污水处理主要利用生物膜法(生物接触氧化法)，采用小型生活污水净化装置(净化槽)，即淹没式生物滤池。其污水处理装置体积小、成木低、操作运行简单，适用于农村生活污水处理，且处理后污水水质稳定，可以达标排放，从污水中分离出来的污泥经脱水、浓缩和改良后，可运至农田以作肥料。韩国针对农村居民分散居住的特点，研究了一种湿地污水处理系统，湿地上多种植芦苇、香蒲和灯心草等，对病原体的去除效果好。污水中的污染物质经湿地过滤，能被土壤吸收或被微生物转变成无害物。这种方法耗能少，维护成本低，但其缺点是需要大量土地；需要解决土壤和水中充分供氧问题，并受气温和植物生长季节的影响较大。一般来说，利用湿地处理后的污水可以灌溉水稻，从而取得更好的净化效果。澳大利业的科学和工业研究组织专家提出了一种“过滤一土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”，被称之为“非尔脱”高效、持续性污水灌溉新技术。其主要目的是利用污水进行作物灌溉，通过灌溉土地处理后，再用地下暗管将其汇集和排出。“非而脱”系统对生活污水的处理效果好、运行费用低，特别适用于土地资源丰富、可以轮作休耕或是以种植牧草为主的地区。新西兰的生活污水主要采用就地处理系统。污水就地处理系统包括农场、工厂或单个家庭，但通常是指单个家庭的生活污水处理系统。在新西兰约有27万个生活污水就地处理系统。据估计，一些地区至少有20%的家庭依靠这种污水处理系统。在新西兰，大部分的污水就地处理系统为成熟的化粪池。但其每年都有一定程度的失败案例。主要是1.缺乏持续的日常维护、维修；2.安装不当或选址不当；3.系统到了使用年限需要更换这三方面的因素引起的。且其处理能力有限。在美国、加拿大、英国等国家出现了一种叫‘‘LIVINGMACHINE’’’ 的生态系统，用于生活污水的处理。其技术基础是活化技术，所谓活化技术是采用多种生态形式在人工装置中建立新的物种联系，从而进行某种净化处理。污水首先进入封闭在地下的无氧箱，空气由底孔吹入，氨氮在细菌的作用下分解为硝化物，其后流入生物综合池。在池内，其中的藻类、单细胞有机体、鱼类、水生及沼泽植物等一系列丰富的生物混合体，将对水中的营养物继续分解，随后污水流经地下湿地，通过植物根系作用及沙石的过滤，硝化物在此转变为氮气，污水被初步净化。这种污水处理的生态系统具有美观、实用、体积小、费用低的特点。2.2国内研究现状国内传统的农村生活污水处理工艺有化粪池、稳定塘、高效藻类塘系统、人工湿地、沼气净化池、氧化塘、土地处理系统、一体化氧化沟等。清华大学刘超翔等研究的人工复合生态床系统是在人工湿地的基础上选择最佳的植物栽种方式，并在床体内部填充多孔且有较大比表面积的介质以改良湿地的水力学性能，为微生物提供更大的附着面积，同时增强系统对污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。但该工艺占地面积偏大，处理浓度较低。浙江大学沈东升等对浙江大学试验农场内的实际污水采用地埋式无动力厌氧处理技术进行了小试、中试研究。采用厌氧生物膜技术及推流理论，采用内充固定空心球状填料的地下厌氧管道式或折流式反应器为唯一处理设备，利用附着于空心球状填料内外表面或悬浮的专门驯化的专性厌氧或兼氧微生物去除生活污水中的有机污染物、病原菌和部分氮、磷从而达到净化生活污水的目的。该工艺流程简单、无能耗、采用地埋式不占地表、也无需专人管理。冉全、吕锡武等指出了一套生活污水处理工艺。生活污水首先进入厌氧发酵池，进行厌氧发酵，以降低后续接触氧化反应的有机负荷，同时进行硝化液回流脱氮处理;经过厌氧处理的污水经泵提升进入接触氧化池。接触氧化池共分五格串联，充分利用污水提升后的部分水头，采用跌水充氧技术提供好氧反应的需氧量，以降低运行成本，实现低能耗污水处理。在接触氧化池内，对有机污染物进行好氧降解和充分硝化;接触氧化池出水部分回流到前端厌氧池进行脱氮，部分进入后续潜流式人工湿地或生态净化塘，进一步去除氮、磷等营养物质。昆明大学韦慧等利用新型填料— 阿科蔓生态基和水生植物组合，建立复合生态塘。阿科蔓(aqusmats)是由美国Meridian公司发明的一种用于水处理的生物科技材料，属于一种人造聚合物惰性生态培养基(填料)。阿科蔓技术属于生物接触氧化法的一种，主要利用附着在阿科蔓上的生物膜净化水体。该工艺利用现有的农村受污染水塘，建立生态围隔区，处理因生活污水肆意排放造成富营养化的水塘。该工艺没有大量的污泥产生，不会造成二次污染，且氮磷去除效果比较好，费用低。但其在农村污水处理，河道、湖泊生态修复等方面，仅有个别应用案例，缺乏系统的研究和总结，没有足够的研究数据和论文支撑应用结果，即便是厂商也无法说清楚相关技术问题。因此，该技术在农村生活污水处理方面有待进一步的研究和验证。二、研究的内容、方法与技术路线1.设计内容兆岸村位于宁海县岔路镇，位于白溪水库下游，村庄附近地表水执行II类水质标准，地理位置见图示。兆岸村村总人口为772人、225户，人均年收入约6000元左右。本项目尾水排放执行当地政府部门允许的排放标准，设计出水水质指标见表2。表2污水处理厂出水水质指标CODcr（mg/l）BOD5（mg/l）SS（mg/l）pH氨氮（mg/l）TP（mg/l）6020206-91512.确定原水数据该项目处理的农村生活污水组分包括厨房污水、洗涤污水、卫生间污水和其他污水。其中厨房污水和卫生间污水约占80-85%。通过调查和参照类似农村地区的定点实测数据，可得兆岸村生活污水排放量在45L/人.d左右。水质情况如下表CODcr（mg/l）BOD5（mg/l）SS（mg/l）pH氨氮（mg/l）TP（mg/l）3001502006.5-7.5808说明：1、农村生活污水CODcr浓度变异与其污水来源有很大关系。因兆岸村污水收集区内居民生活条件比较好，都有以抽水马桶为主的卫生洁具，而且污水中有来自该村公共厕所产生的的废水，故污水CODcr浓度较高，因季节时段影响，取其平均值为300mg/l。2、农村生活污水中TP浓度也与其污水来源有很大关系，污水来源中有卫生间污水，厨房剩饭和剩菜形成的潜水，故污水TP浓度较高，因季节时段影响，取其平均值为8mg/l。. 3、农村生活污水中NH4+-N浓度受是否含有卫生间污水，生活习惯等因素影响，因季节时段影响，取其平均值为80mg/l。4、农村生活污水pH变化范围为6.5一7.5，不存在酸碱污染3.研究方法：（1）通过查阅资料和实地考察获得第一手的资料，确定生活污水水质。（2）比较论述国内外农村生活污水处理工艺。（3）确定本设计采用的污水处理工艺流程。（4）计算单体构筑物和选择设备。（5）完成污水处理厂总平面布置和高程布置。（6）工程图纸设计。4.研究目标和拟解决的关键问题通过对兆岸村生活污水处理工程工艺设计，加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设计、计算、绘图方面等得到锻炼，培养环境工程专业方面全面素质，为今后工作打下良好的基础。由于兆岸村生活污水中含氮磷元素成分比较高，在设计中要充分考虑工艺的脱氮除磷效果。须经反复比较分析后才能确定其最终工艺5.工艺确定兆岸村生活污水包括厨房污水、洗涤污水、卫生间污水和其他污水。由于卫生间污水的直接排入，导致该地区污水中的氮磷含量很高，易造成附近水体的富营养化污染，所以在设计污水处理工艺时必须考虑到其应具备良好的脱氮除磷效果。根据进出水水质标准，氮的去除率要求达到81.25%，磷的去除率要求达到87.5%。但是，农村生活污水的处理不能沿用和照搬大、中型规模城市污水处理工艺及设计参数，避免造成工程投资和运行费用过高。农村生活污水的处理工艺应具备工艺灵活、投资省、能耗小、运行费用低、维护管理方便等特点。生物膜法可以通过硝化作用很好的去除污水中的氮，工艺简单，占地面积小，动力费用省，且去除效果基本不受温度，季节，水质水量的影响。但其对磷的去除十分有限。人工湿地是农村污水处理的传统工艺，具有建造和运行费用便宜;易于维护,技术含量低;可缓冲对水力和污染负荷的冲击;可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化等优点。 但是单纯的人工湿地法适用范围有限，对于高氮磷含量的污水处理效果不是很理想，且处理效果易受温度，季节，水质水量变化的影响。综合以上因素，考虑利用生物滤池较好的硝化作用配合人工湿地较好的反硝化及除磷作用，制成组合工艺来处理兆岸村生活污水。其工艺流程如下：原水→调节池→生物滤池→人工湿地→排放或农田灌溉三、毕业设计工作进度安排序号各阶段工作内容起讫日期1资料收集2010.11.17～2010.11.252完成开题报告和文献综述2010.11.26～2010.12.153确定设计方案、工艺流程2010.12.16～2011.12.314进一步收集整理资料2011.03.01～2011.03.164计算单体构筑物，撰写设计说明书2011.03.17～2011.04.086绘制设计图纸2011.04.08～2011.04.247整理设计计算、说明书、图纸2011.04.25～2011.05.168准备毕业设计答辩2011.05.17～2011.05.27四、参考文献[1]吴彩斌,向速林,等.处理农村污水的生物接触氧化-人工湿地组合工艺[J].湖北农业科学.2008,47(1):44-46[2]刘超翔,胡洪营,等.滇池流域农村污水生态处理系统设计[J].中国给水排水,2003,19(2):93-94[3]梁嘉晋,童申伟.分散式农村生活污水处理技术[J].中国给水排水,2009,36(7):168-169[4]陈史华,伍晓涛.关于上海市闵行区新农村生活污水处理试点工程的技术探讨[J].吉林水利,2009,(2):45-48[5]曾令芳.简评国外农村生活污水处理新方法[J].中国农村水利水电,2001,(9):30-33 [6]向速林.农村生活污水处理的组合工艺试验研究[J].安徽农业科学,2008,36(2):677-678[7]苏东辉,郑正,等.农村生活污水处理技术探讨[J].环境科学与技术,2005,28(1):79-81[8]池金萍,安丽.农村生活污水处理实用技术新进展[J].云南环境科学,2004,23(4):8-10[9]沈东升,周旭辉,等.农村生活地埋式无动力厌氧处理技术研究[J].农业工程学报,2005,21(7):111-115[10]洪嘉年.农村污水处理和处置方案初探[J].给水排水,2004,30(7):31-33[11]曾令芳，吴小亮，国外污水灌溉新技术[J].节水灌溉，2002，3:34-35.[12]张文雷.一种新型的生态污水处理系统[J].中国农村水利电，1999(3):44[13]冉全，吕锡武.组合工艺处理农村生活污水[J].广西轻工业，2007，l(l)[14]嵇欣.国外农村生活污水分散治理管理经验的启示[J].国外环保.2010,2:57-61.[15]张克强，李军幸，等.国内外农村生活污水处理技术及工程模式探讨[J].农业面源污染.[16]王庆永.分散式生活污水的处理模式探讨[J].农村经济与科技,2009,20(4):92-93.[17]刘洪喜.农村生活污水处理技术的探讨[J].污染防治技术,2009,22(3):30-31.[18]周瑾.浅谈新农村规划的污水处理模式[J].中国农村水利水电,2008,7:27-28.[19]白晓龙,顾卫兵,沃飞,等.农村生活污水处理技术与展望[J].农业环境与发展,2008,6:59-62.[20]RaniDevi,R.P.Dahiya.Meetingenergyrequirementofwastewatertreatmentinruralsector[J].EnergyPolicy2007(35):3891-3897[21]VictorMatamoros,CarlosArias,et.Preliminaryscreeningofsmall-scaledomesticwastewatertreatmentsystemsforremovalofpharmaceuticalandpersonalcareproducts[J].WaterResearch2009(43):55-62 [22]AlirezaValipour,V.KalyanRaman,V.S.Ghole.AnewapproachinwetlandsystemsfordomesticwastewatertreatmentusingPhragmitessp[J].EcologicalEngineering2009(35):1797-1803[23]NathalieVaillant,FabienMonnet,et.TreatmentofdomesticwastewaterbyanhydroponicNFTsystem[J].Chemosphere2003(5)121-129 毕业论文文献综述环境工程关于农村生活污水处理工艺设计摘要：本文献综述概括叙述了农村生活污水的现状及其特点、国内外相关工艺的设计及其优缺点，并对此做了简单论述。最后通过分析比较得出适合兆岸村生活污水处理的工艺。关键词：农村生活污水；国外研究现状；国内研究现状；设计方案一、农村生活污水的现状近年来，随着社会主义新农村建设的深入开展，通过实施旧村改造和村庄整治，农村基础设施和环境面貌发生了巨大的变化。但是生活污水的随意排放，已成为流域水质恶化的主要原因之一，易造成附近水环境的污染及湖泊的富营养化。农村生活污水无序排放、污染环境的问题越来越引起了相关部门的高度重视和群众的广泛关注。农村生活污水组分包括厨房污水、洗涤污水和其他污水。其中厨房污水和洗衣污水约占80-85%。水量因地区经济程度的差异而不同。农村地区居民分布广且分散，生活污水属间歇排放，其水质、水量波动性大，所含有机物浓度相对偏高；并且含有较高的人畜粪尿成分，氮、磷含量特别是磷含量较高。因此，在设计处理工艺时要考虑有机物的消减和脱氮除磷。近年来，随着农村生活水平的提高和外来人员的大量涌入，所产生的农村生活污水量越来越大。与此同时，由于农村地区经济力量相对薄弱，也缺乏污水处理专业人员，因此农村生活污水的处理不能沿用和照搬大、中型规模城市污水处理工艺及设计参数，避免造成工程投资和运行费用过高。二、国外研究现状 国外在农村分散型生活污水处理方面研究起步较早。日本从1977年就开始实行农村生活污水处理计划，采用小型污水处理系统，其大多为日本农村污水处理协会研制的JARUS模式，共有15种不同型号装置。从广义上讲，它可以分为两种类型:1、生物膜处理，在自然界中存在着大量依赖有机物生活的微生物，它们具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的功能。生物膜处理就是利用微生物的这一功能，采取人工措施来创造更有利于微生物生长和繁殖的环境，使其大量繁殖，从而提高对污水中有机物氧化降解效率，达到净化污水的作用。2、浮游生物处理，通过漂浮在污水中的微生物的氧化作用来净化污水，可以达到较理想水质。总的来说，日本农村生活污水处理主要利用生物膜法(生物接触氧化法)，采用小型生活污水净化装置(净化槽)，即淹没式生物滤池。其污水处理装置体积小、成木低、操作运行简单，适用于农村生活污水处理，且处理后污水水质稳定，可以达标排放，从污水中分离出来的污泥经脱水、浓缩和改良后，可运至农田以作肥料。韩国针对农村居民分散居住的特点，研究了一种湿地污水处理系统，湿地上多种植芦苇、香蒲和灯心草等，对病原体的去除效果好。污水中的污染物质经湿地过滤，能被土壤吸收或被微生物转变成无害物。这种方法耗能少，维护成本低，但其缺点是需要大量土地；需要解决土壤和水中充分供氧问题，并受气温和植物生长季节的影响较大。一般来说，利用湿地处理后的污水可以灌溉水稻，从而取得更好的净化效果。澳大利业的科学和工业研究组织专家提出了一种“过滤一土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”，被称之为“非尔脱”高效、持续性污水灌溉新技术。其主要目的是利用污水进行作物灌溉，通过灌溉土地处理后，再用地下暗管将其汇集和排出。“非而脱”系统对生活污水的处理效果好、运行费用低，特别适用于土地资源丰富、可以轮作休耕或是以种植牧草为主的地区。新西兰的生活污水主要采用就地处理系统。污水就地处理系统包括农场、工厂或单个家庭，但通常是指单个家庭的生活污水处理系统。在新西兰约有27万个生活污水就地处理系统。据估计，一些地区至少有20%的家庭依靠这种污水处理系统。在新西兰，大部分的污水就地处理系统为成熟的化粪池。但其每年都有一定程度的失败案例。主要是1.缺乏持续的日常维护、维修；2.安装不当或选址不当；3.系统到了使用年限需要更换这三方面的因素引起的。且其处理能力有限。在美国、加拿大、英国等国家出现了一种叫‘‘LIVINGMACHINE’’’ 的生态系统，用于生活污水的处理。其技术基础是活化技术，所谓活化技术是采用多种生态形式在人工装置中建立新的物种联系，从而进行某种净化处理。污水首先进入封闭在地下的无氧箱，空气由底孔吹入，氨氮在细菌的作用下分解为硝化物，其后流入生物综合池。在池内，其中的藻类、单细胞有机体、鱼类、水生及沼泽植物等一系列丰富的生物混合体，将对水中的营养物继续分解，随后污水流经地下湿地，通过植物根系作用及沙石的过滤，硝化物在此转变为氮气，污水被初步净化。这种污水处理的生态系统具有美观、实用、体积小、费用低的特点。三、国内研究现状国内传统的农村生活污水处理工艺有化粪池、稳定塘、高效藻类塘系统、人工湿地、沼气净化池、氧化塘、土地处理系统、一体化氧化沟等。清华大学刘超翔等研究的人工复合生态床系统是在人工湿地的基础上选择最佳的植物栽种方式，并在床体内部填充多孔且有较大比表面积的介质以改良湿地的水力学性能，为微生物提供更大的附着面积，同时增强系统对污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。但该工艺占地面积偏大，处理浓度较低。浙江大学沈东升等对浙江大学试验农场内的实际污水采用地埋式无动力厌氧处理技术进行了小试、中试研究。采用厌氧生物膜技术及推流理论，采用内充固定空心球状填料的地下厌氧管道式或折流式反应器为唯一处理设备，利用附着于空心球状填料内外表面或悬浮的专门驯化的专性厌氧或兼氧微生物去除生活污水中的有机污染物、病原菌和部分氮、磷从而达到净化生活污水的目的。该工艺流程简单、无能耗、采用地埋式不占地表、也无需专人管理。冉全、吕锡武等指出了一套生活污水处理工艺。生活污水首先进入厌氧发酵池，进行厌氧发酵，以降低后续接触氧化反应的有机负荷，同时进行硝化液回流脱氮处理;经过厌氧处理的污水经泵提升进入接触氧化池。接触氧化池共分五格串联，充分利用污水提升后的部分水头，采用跌水充氧技术提供好氧反应的需氧量，以降低运行成本，实现低能耗污水处理。在接触氧化池内，对有机污染物进行好氧降解和充分硝化;接触氧化池出水部分回流到前端厌氧池进行脱氮，部分进入后续潜流式人工湿地或生态净化塘，进一步去除氮、磷等营养物质。昆明大学韦慧等利用新型填料— 阿科蔓生态基和水生植物组合，建立复合生态塘。阿科蔓(aqusmats)是由美国Meridian公司发明的一种用于水处理的生物科技材料，属于一种人造聚合物惰性生态培养基(填料)。阿科蔓技术属于生物接触氧化法的一种，主要利用附着在阿科蔓上的生物膜净化水体。该工艺利用现有的农村受污染水塘，建立生态围隔区，处理因生活污水肆意排放造成富营养化的水塘。该工艺没有大量的污泥产生，不会造成二次污染，且氮磷去除效果比较好，费用低。但其在农村污水处理，河道、湖泊生态修复等方面，仅有个别应用案例，缺乏系统的研究和总结，没有足够的研究数据和论文支撑应用结果，即便是厂商也无法说清楚相关技术问题。因此，该技术在农村生活污水处理方面有待进一步的研究和验证。四、方案设计在分析比较了各项工艺之后，我决定考虑利用生物滤池较好的硝化作用配合人工湿地较好的反硝化及除磷作用，制成组合工艺来处理兆岸村生活污水。因为兆岸村生活污水包括厨房污水、洗涤污水、卫生间污水和其他污水。由于卫生间污水的直接排入，导致该地区污水中的氮磷含量很高，易造成附近水体的富营养化污染，所以在设计污水处理工艺时必须考虑到其应具备良好的脱氮除磷效果。根据进出水水质标准，氮的去除率要求达到81.25%，磷的去除率要求达到87.5%。但是，农村生活污水的处理不能沿用和照搬大、中型规模城市污水处理工艺及设计参数，避免造成工程投资和运行费用过高。生物膜法可以通过硝化作用很好的去除污水中的氮元素，工艺简单，占地面积小，动力费用省，且去除效果基本不受温度，季节，水质水量的影响。但其对磷的去除十分有限。人工湿地是农村污水处理的传统工艺，具有建造和运行费用便宜;易于维护,技术含量低;可缓冲对水力和污染负荷的冲击;可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化等优点。但是单纯的人工湿地法适用范围有限，对于高氮磷含量的污水处理效果不是很理想，且处理效果易受温度，季节，水质水量变化的影响。生物滤池与人工湿地组合工艺具备工艺灵活、投资省、能耗小、运行费用低、维护管理方便等特点，适合兆岸村的污水处理。五、参考文献[1]吴彩斌,向速林,等.处理农村污水的生物接触氧化-人工湿地组合工艺[J].湖北农业科学.2008,47(1):44-46[2]刘超翔,胡洪营,等.滇池流域农村污水生态处理系统设计[J].中国给水排水,2003,19(2):93-94 [3]梁嘉晋,童申伟.分散式农村生活污水处理技术[J].中国给水排水,2009,36(7):168-169[4]陈史华,伍晓涛.关于上海市闵行区新农村生活污水处理试点工程的技术探讨[J].吉林水利,2009,(2):45-48[5]曾令芳.简评国外农村生活污水处理新方法[J].中国农村水利水电,2001,(9):30-33[6]向速林.农村生活污水处理的组合工艺试验研究[J].安徽农业科学,2008,36(2):677-678[7]苏东辉,郑正,等.农村生活污水处理技术探讨[J].环境科学与技术,2005,28(1):79-81[8]池金萍,安丽.农村生活污水处理实用技术新进展[J].云南环境科学,2004,23(4):8-10[9]沈东升,周旭辉,等.农村生活地埋式无动力厌氧处理技术研究[J].农业工程学报,2005,21(7):111-115[10]洪嘉年.农村污水处理和处置方案初探[J].给水排水,2004,30(7):31-33[11]曾令芳，吴小亮，国外污水灌溉新技术[J].节水灌溉，2002，3:34-35.[12]张文雷.一种新型的生态污水处理系统[J].中国农村水利电，1999(3):44[13]冉全，吕锡武.组合工艺处理农村生活污水[J].广西轻工业，2007，l(l)[14]嵇欣.国外农村生活污水分散治理管理经验的启示[J].国外环保.2010,2:57-61.[15]张克强，李军幸，等.国内外农村生活污水处理技术及工程模式探讨[J].农业面源污染.[16]王庆永.分散式生活污水的处理模式探讨[J].农村经济与科技,2009,20(4):92-93.[17]刘洪喜.农村生活污水处理技术的探讨[J].污染防治技术,2009,22(3):30-31.[18]周瑾.浅谈新农村规划的污水处理模式[J].中国农村水利水电,2008,7:27-28. [19]白晓龙,顾卫兵,沃飞,等.农村生活污水处理技术与展望[J].农业环境与发展,2008,6:59-62.[20]RaniDevi,R.P.Dahiya.Meetingenergyrequirementofwastewatertreatmentinruralsector[J].EnergyPolicy2007(35):3891-3897[21]VictorMatamoros,CarlosArias,et.Preliminaryscreeningofsmall-scaledomesticwastewatertreatmentsystemsforremovalofpharmaceuticalandpersonalcareproducts[J].WaterResearch2009(43):55-62[22]AlirezaValipour,V.KalyanRaman,V.S.Ghole.AnewapproachinwetlandsystemsfordomesticwastewatertreatmentusingPhragmitessp[J].EcologicalEngineering2009(35):1797-1803[23]NathalieVaillant,FabienMonnet,et.TreatmentofdomesticwastewaterbyanhydroponicNFTsystem[J].Chemosphere2003(5)121-129 本科毕业设计环境工程宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计DesignfordomesticwastewatertreatmentprojectinZhao’an,Ninghai 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计摘要：本设计包括两部分，即污水管网设计和污水处理系统的设计。污水管网设计根据村庄总体规划和地形特征，进行管道系统的定线和设计计算。污水处理系统根据设计流量、进水水质和出水水质的要求，经综合考虑后，本设计主体处理构筑物采用生物滤池和人工湿地，经过处理后使污水达到允许的排放标准。设计中对整个处理流程的各构筑物如格栅、生物滤池、人工湿地等进行了详细、系统的设计计算和说明。并结合当地地形，对污水处理系统进行平面布置和高程计算。关键词：污水处理；污水管网；生物滤池；人工湿地DesignfordomesticwastewatertreatmentprojectinZhao’an,NinghaiAbstract :Thedesignincludestwoparts:whicharethedesignofsewernetworkandthedesignofsewagetreatmentsystem.Inthedesginofsewernetwork,basedontheruralgeneralplanandtopographicalcharacteristicstheseweragepipesystemlayoutanddesigncalculationaremade.Inthedesignofsewagetreatmentsystembasedontheinfluentflow,thequalityofinfluentandthequalityofeffluentdemand.Afterconsideration,thebiologicalandthewetlandsisadoptedinthisdesign,theeffluentismadetoattainthepermittedemissionstandards.Themajorcontentofthisdesignisaboutthecalculationandintroductionofstructuressuchasgrid,biologicalfilter,wetlandsindetailandsystematically,whicharepartsoftheprocedure.Levelassignandverticalassignaredoneaccordingtothelandformofrural.Keywords：sewagetreatment；sewernetwork；biologicalfilter；wetland 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计目　录1概述11.1设计任务11.2设计依据11.3设计资料11.3.1兆岸村概况11.3.2自然条件11.3.3兆岸村排水现状11.3.4水环境污染现状21.3.5工程建设的必要性22污水水量、水质预测22.1污水水量22.2污水水质22.2.1污水水质预测32.2.2出水水质处理程度33污水管网工程33.1排水现状及存在问题33.2污水管网的设计计算33.2.1污水管线的布置33.2.2管网设计及计算44污水处理系统94.1污水处理系统地址选择94.2设计水质、水量94.3污水处理工艺的选择与确定105污水处理系统设计计算115.1预处理系统115.1.1格栅井设计115.1.2格栅的设计计算115.1.3调节沉淀池的设计与计算125.1.4水解酸化池的设计与计算125.2生物滤池的设计与计算135.3人工湿地的设计与计算156污水处理系统平面和高程布置186.1污水处理系统的平面布置186.2污水处理系统的高程布置18参考文献19附录21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计1概述1.1设计任务根据调查及设计资料进行兆岸村生活污水处理工程工艺设计，具体内容有：①污水管网系统设计；②污水处理构筑物设计。1.2设计依据本设计采用的主要规范、标准：《污水综合排放标准》（GB8978-2002）《室外排水设计规范》（2006年版）（GB50014-2006）《人工湿地污水处理工程技术规范》（2010年版）（HJ2005-2010）1.3设计资料1.3.1兆岸村概况兆岸村位于宁海县岔路镇，处于白溪水库下游。现有住户225户，总人口772人，人均年收入约6000元左右。1.3.2自然条件（1）、地形、地貌兆岸村西北部靠近山地，东部及南部为农田，总体地势较为平坦。在地形上，西北部较高，东南部较低，基本呈北高南低的趋势。土质为含砾粘土地质，抗震设防烈度为7度。（2）、气象、水文兆岸村属亚热带季风性湿润气候区，常年以东南风为主，气候温暖湿润，四季分明，日照充足，雨水充沛，年平均气温15.3~17℃，极端最高气温39.7℃，极端最低气温-9.6℃，年日照1900小时左右，平均相对湿度78%，年平均降水量1000~1600mm，雨量大多集中在5~9月份，约占全年降雨量的65.8%，无霜期230天。兆岸村位于宁波最大的水利工程——白溪水库下游。地下水位1.4~2.5m。1.3.3兆岸村排水现状目前，兆岸村居民还是按照传统习惯将生活污水随处泼洒或就近排入低洼处，未采取任何防渗及收集处理措施。既污染农村环境，又影响农民身体健康。21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计1.1.1水环境污染现状兆岸村生活污水包括厨房污水、洗涤污水及卫生间污水。主要含有有机物、氮、磷以及细菌、病毒、寄生虫等。具有污水量小，有机物浓度较高，随意排放，如直接洒向地面、就近排入河道、通过阴沟等的排放特点[１]。有些地方人、畜粪便混杂，造成一些阴沟严重堵塞，雨天污水漫出路面，流入河中造成污染。1.1.2工程建设的必要性(1)、兆岸村环境改善的需要随着新农村的建设和兆岸村山林的开发，居民生活水平不断提高，各种卫生设备逐步改善，用水量大大增加，因而污废水数量亦相应增加。而排水工程和污水处理工程建设的滞后，将导致环境污染更为严重。村内生活污水就近分散排放，将致使生活环境卫生条件变差，阴沟两侧臭味袭人，特别到夏季，蚊蝇滋生，严重地损害人们的身心健康[2]。(2)、保护水体的要求兆岸村位于白溪水库下游，生活污水通过污壑任意流入河道，对河道水体造成严重污染，随着新农村的发展和排放水量的增加，污染情况将进一步加重。(3)、经济因素水是生命之源，是一种非常宝贵的资源。污水经过处理后可循环使用或灌溉农田，不但可以节约用水，减少污染，还可以节约水肥，促进农田生产。综上所述，建设兆岸村污水管网及污水处理系统已刻不容缓，势在必行。把村庄污水基础设施尽快建设完善是新农村建设的需要，也是经济发展的要求。2污水水量、水质预测2.1污水水量兆岸村现有住户225户，人口772人，按每人每天用水量0.1m3，产污率80%，污水收集率85%估算。则生活污水量为：Q=772×0.1×80%×85%=52.8m3/d。通过以上初步计算，并结合兆岸村实际情况综合分析，确定其设计流量为58m3/d。21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计1.1污水水质1.1.1污水水质预测该项目处理的农村生活污水包括厨房污水、洗涤污水及卫生间污水。其中厨房污水和卫生间污水约占80%。通过调查和参照类似农村地区的定点实测数据，得出宁波地区农村水质情况如下[3]。表2-1污水水质污染物名称BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)SS(mg/L)pH污染物浓度150~200300~40025~403~4200~3006~91.1.2出水水质处理程度进入河道的污水应执行国家GB18918-2002《污水综合排放标准》一级B标准规定[4]，以下污染物允许排放浓度为：表2-2污水综合排放一级B标准污染物名称BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)SS(mg/L)pH污染物浓度≤20≤60≤15≤1≤206~9主要水质指标去除率分别为：ηBOD5≥86.7%；ηCODcr≥80%；ηNH3-N≥40%；ηTP≥66.7%；ηSS≥90%2污水管网工程2.1排水现状及存在问题就兆岸村的排水现状来看，主要存在以下几个方面的问题。（1）、没有完整的排水系统。（2）、生活污水直接排入露天阴沟，阴沟水体发黑发臭，易滋生蚊蝇。局部沟道堵塞，严重影响环境卫生，且极易引起痢疾、沙眼、蛔虫病等的传播[5]。（3）、污水不经处理直接排入河道，易造成河道水体的污染。（4）、随着兆岸村经济的发展，生活水平的不断提高，污水排放量将进一步增加21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计1.1污水管网的设计计算1.1.1污水管线的布置兆岸村在地形上西北部较高，东南部较低。污水干管基本顺地势由西北向东南布置。考虑到诸多实际问题，本设计的污水管网分三个区域分别进行布管，各区之间采用必要的连接，然后将所有的污水都送往污水处理系统进行处理。为了施工的方便，各个管均沿道路敷设，并且尽量的避免穿越公路[6]。污水管网的具体布置见附图十三兆岸村管网布置图。1.1.2管网设计及计算3.2.2.1相关规定(1)、管渠平面位置和高程，应根据地形、土质、地下水位、道路情况、原有的和规划的地下设施、施工条件以及养护管理方便等因素综合考虑确定。(2)、管渠材质、管渠构造、管渠基础、管道接口，应根据排水水质、水温、冰冻情况、断面尺寸、管内外所受压力、土质、地下水位、地下水侵蚀性、施工条件及对养护工具的适应性等因素进行选择与设计[7]。(3)、农村地区一般选用的排水管道管径与相应最小设计坡度如下表：表3-1管道管径及相应最小设计坡度管道管径（mm）相应最小设计坡度1500.0042000.0052500.010(4)、不同直径的管道在检查井内的连接，宜采用管顶平接或水面平接。(5)、管顶最小覆土深度，应根据管材强度、外部荷载、土壤冰冻深度和土壤性质等条件确定，一般情况下，排水管道宜埋设在冰冻线以下。根据宁波地区条件相似农村的浅埋经验，管顶最小覆土深度为0.4m左右[8]。(6)、检查井的位置，应设在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处以及直线管段上每隔一定距离处。检查井在直线管段的最大间距应根据疏通方法等具体情况确定，一般农村最大间距控制在40m。3.2.2.2设计计算检查井编号坡度管径长度起点井顶标高终点井顶标高起点管道标高终点管道标高起点埋深终点埋深21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计P1-P20.005DN20021.9062.3062.5061.8061.690.500.81P2-P30.005DN20026.9062.5062.1061.6961.560.810.54P3-P40.020DN20015.0062.1061.8061.5661.260.540.54P4-P50.015DN20022.5061.8061.5061.2660.920.540.58P5-P60.020DN20032.2061.5061.0060.9260.270.580.73P6-P70.005DN20028.4061.0061.0060.2760.130.730.87P7-P80.010DN20037.2061.0060.5060.1359.760.870.74P8-P90.005DN20021.9060.5060.3059.7659.650.740.65P9-P100.005DN20027.6060.3060.3059.6559.510.650.79P10-P110.020DN20036.2060.3059.4059.5158.790.790.61P11-P120.005DN20015.4059.4059.6058.7958.710.610.89P13-P120.010DN15010.9060.0059.6059.2059.090.800.51P12-P140.004DN25026.7059.6059.9058.7158.601.341.30P14-P150.004DN25028.8059.9059.9058.6058.491.301.41P15-P160.004DN25015.3059.9059.7058.4958.431.411.27P16-P170.004DN25017.4059.7059.6058.4358.361.271.24P17-P180.004DN25020.6059.6060.0058.3658.271.241.73P19-P180.004DN25036.3059.9060.0059.4059.250.500.75P18-P200.004DN25019.4060.0060.0058.2758.191.831.81P20-P210.004DN25023.0060.0059.7058.1958.101.811.60P21-P220.004DN25017.6059.7059.0058.1058.031.600.97P23-P200.005DN20031.3059.7060.0059.2059.040.500.96P26-P250.010DN20029.6060.0059.8059.5059.200.500.60P25-P240.005DN20012.2059.8059.8059.2059.140.600.66P29-P280.005DN20019.4059.9059.8059.5059.400.400.40P28-P270.005DN20019.4059.8059.9059.4059.310.400.59P27-P250.005DN20014.9059.9059.8059.3159.230.590.57P31-P300.005DN20012.6059.7059.8059.2059.140.500.66P30-P240.005DN20020.1059.8059.8059.1459.040.660.7621 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计P24-P170.005DN20023.7059.8059.6059.0458.920.760.68P33-P320.005DN20021.3059.4059.7058.9058.790.500.91P32-P140.005DN20016.8059.7059.9058.7958.710.911.19P36-P350.005DN20016.3059.9060.0058.6658.581.241.42P35-P340.005DN20018.6060.0060.0058.5858.491.421.51P34-P150.005DN20020.5060.1059.9058.5958.481.511.42P42-P410.010DN15012.0059.9059.8059.4059.280.500.52P41-P400.010DN1506.9059.8059.8059.2859.210.520.59P40-P390.010DN15011.9059.8059.9059.2159.090.590.81P39-P380.010DN15026.3059.9060.0059.0958.830.811.17P38-P360.010DN15016.9060.0059.9058.8358.661.171.24P43-P390.010DN15012.2059.9059.9059.4059.280.500.62P46-P450.010DN20017.4060.0059.8059.4059.230.600.57P45-P440.005DN20023.2059.8060.0059.2359.110.570.89P44-P370.005DN2007.9060.0060.0059.1159.070.890.93P37-P360.005DN20011.160.0059.9059.0759.010.930.89P6-P470.005DN20014.0061.0060.9060.0760.270.930.63P47-P480.005DN20010.3060.9060.9060.2760.220.630.68P48-P490.005DN2009.7060.9061.2060.2260.170.681.03P49-P500.005DN20024.4061.2060.5060.1760.051.030.45P47-P510.005DN20033.2060.9061.1060.2760.100.631.00P48-P520.005DN20035.0060.9061.1060.2260.051.001.06P49-P530.005DN20032.7061.2061.5060.1760.011.061.49P5-P540.005DN20025.5061.5061.5060.9260.790.580.71P54-P550.005DN20020.7061.5061.5060.7960.690.710.81P55-P560.005DN20013.5061.5061.4060.6960.620.810.78P56-P570.005DN20032.3061.4061.1060.6260.460.780.64P54-P580.005DN20035.5061.5062.0060.7960.610.641.39P55-P590.005DN20040.8061.5061.3060.6960.491.390.8121 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计P55-P600.005DN20018.2061.5061.1060.6960.600.810.50P56-P610.020DN20018.8061.4060.7060.6260.240.780.46P2-P630.005DN20013.2062.5062.5061.6961.620.460.88P63-P30.005DN20013.2062.5062.1061.6261.560.880.54P63-P620.005DN20016.2062.5062.5061.6261.540.540.96P62-P640.005DN20030.4062.5062.5061.5461.390.961.11P62-P650.010DN20027.2062.5061.7061.5461.271.110.43P65-P660.005DN2007.8061.7061.8061.2761.230.430.57P66-P670.005DN20021.3061.8061.6061.2361.120.570.48P67-P680.005DN20021.0061.6061.7061.1261.020.480.68P66-P690.010DN20018.9061.8061.5061.2361.040.570.46P65-P700.005DN20030.2061.7062.5061.2761.120.431.38P70-P710.005DN20019.4062.5062.5061.1261.021.381.48P71-P720.005DN20026.5062.5062.7061.0260.891.481.81P76-P750.010DN15043.3060.4060.5060.0059.570.400.93P75-P740.010DN15027.7060.5060.1059.5759.290.930.81P74-P730.010DN15039.9060.1060.0059.2958.890.811.11P73-P370.010DN15022.7060.0060.0058.8958.661.111.34P73-P810.005DN20036.3060.0060.1059.3059.120.700.98P81-P820.005DN20023.0060.1060.4059.1259.000.981.40P77-P780.005DN20026.5060.3060.7059.9059.770.400.93P78-P790.005DN20026.5060.7060.2059.7759.640.930.57P79-P800.005DN20011.6060.2060.2059.6459.580.570.62P80-P810.005DN20045.6060.2060.1059.5859.350.620.75P82-P830.010DN15028.0062.8062.5062.3062.020.500.48P83-P840.010DN15032.9062.5062.1062.0261.690.480.41P84-P850.035DN15026.9062.1061.4061.6960.750.410.65P85-P860.010DN15030.9061.4060.9060.7560.440.650.46P86-P60.010DN15027.9060.9060.9060.4460.160.460.7421 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计P89-P880.010DN15039.6062.0061.3061.3060.900.700.40P88-P870.015DN15039.4061.3060.8060.9060.310.400.49P87-P860.005DN15018.8060.8060.9060.3160.220.490.68P90-P910.010DN15039.3060.4060.2059.9059.510.500.69P91-P920.012DN15039.3060.2059.8059.5159.040.690.76P92-P110.010DN15024.4059.8059.4059.0458.790.760.61P93-P940.005DN20033.4060.7060.5060.2060.030.500.47P94-P950.013DN20033.4060.5060.3060.0359.600.470.70P95-P960.005DN20012.5060.3060.3059.6059.540.700.76P96-P1030.005DN20036.6060.3060.3059.5459.350.760.95P103-P1040.005DN20036.6060.3060.3059.3559.170.951.13P104-P920.005DN20029.6060.3059.8059.1759.021.130.78P100-P990.008DN20030.7060.5060.5060.1059.850.400.65P99-P980.005DN20027.0060.5060.4059.8559.720.650.68P98-P970.005DN20019.9060.4060.4059.7259.620.680.78P97-P960.005DN20016.9060.4060.3059.6259.540.780.76P102-P1010.015DN20032.0060.7060.5060.2059.720.500.78P101-P970.010DN2008.8060.5060.4059.7259.630.780.77P105-P1180.020DN20021.9060.6060.9060.1059.660.501.24P118-P1040.020DN20012.0060.9060.3059.6659.421.240.88P124-P1250.010DN20038.8061.6061.4061.1060.710.500.69P125-P1190.010DN20031.3061.4061.8060.7160.400.691.40P119-P1180.020DN20013.7061.8060.9060.4060.131.400.77P123-P1220.005DN20044.2062.3062.8061.9061.680.401.12P122-P1210.005DN2008.3062.8062.5061.6861.641.120.86P121-P1200.005DN20023.2062.5063.1061.6461.520.861.58P120-P1190.020DN20020.8063.1061.8061.5261.111.580.69P111-P1100.006DN25019.0060.7060.5060.2060.090.500.41P110-P1090.010DN2503.2060.5060.5060.0960.050.410.4521 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计P109-P1080.005DN25023.8060.5060.6060.0559.940.450.66P108-P1070.004DN25023.8060.6060.6059.9459.840.660.76P107-P1060.004DN2506.9060.6060.6059.8459.810.760.79P106-P1010.004DN25026.1060.6060.5059.8159.710.790.79P117-P1160.020DN15030.6063.0062.3062.0061.391.000.91P116-P1060.040DN15030.6062.3060.6061.3960.160.910.44P115-P1130.005DN20021.0061.2061.560.8060.700.400.80P113-P1120.005DN20021.0061.5061.7060.7060.590.801.11P112-P1070.020DN20024.6061.7060.6060.5960.101.110.50P115-P1120.030DN20035.8063.0061.7062.3061.230.700.47P11-P1250.015DN20027.6059.4058.9058.7958.380.610.52P125-P1260.010DN20025.6058.9058.7058.3858.120.520.58P126-P1270.005DN20032.0058.7058.7058.1257.960.580.74P127-P1280.005DN20029.8058.7058.8057.9657.810.740.99P128-P1290.005DN20029.6058.8058.7057.8157.660.991.041污水处理系统1.1污水处理系统地址选择兆岸村北部靠近山地，东部及南部为农田，东部有两个较大的水塘，总体地势较为平坦。在地形上，西北部较高，东南部较低。排水干管基本顺地势由西北向东南布置。考虑到土地、排水管道布设、出水排放等因素，污水处理系统放置在兆岸村东部水塘南侧，具体布置见附图十三兆岸村管网平面图。1.2设计水质、水量（１）、设计流量为Q=58m3/d。（２）、因兆岸村污水收集区内有来自以抽水马桶为主的卫生洁具及村公共厕所产生的废水，故污水中有机物含量较高。污水pH值一般在6到9之间，不存在酸碱污染。综合考虑兆岸村实际水质情况，确定其污水处理系统设计进水水质为：21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计表4-1设计进水水质污染物名称BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)SS(mg/L)pH污染物浓度1503003032006~9（３）、本设计尾水排放达到当地政府部门允许的排放标准，其设计出水水质指标为：表4-2设计出水水质污染物名称BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)SS(mg/L)pH污染物浓度2060151206~9各项指标的去除率为：ηBOD5=86.7%；ηCODcr=80%；ηNH3-N=50%；ηTP=66.7%；ηSS=90%1.1污水处理工艺的选择与确定本次污水处理系统水质执行GB8978-2002《污水综合排放标准》一级B标准，其污染物的最高允许排放浓度为BOD5：20mg/L；CODcr：60mg/L；SS：20mg/L；NH3-N：15mg/L；TP：1.0mg/L。各项指标的去除率为：ηBOD5=86.7%；ηCODcr=80%；ηNH3-N=50%；ηTP=66.7%；ηSS=90%根据进水水质标准，可以确定其生活污水以有机污染物为主，同时含有一定量的氮磷元素。为防止附近水体的富营养化污染，在去除有机污染物的同时，还应考虑其污水处理工艺应具备良好的脱氮除磷效果[9]。由于兆岸村山林居多,人均收入相对较低,技术水平落后,没有专业的管理人员[10]。因此,在工艺的选择上应重点考虑以下因素：一是能够满足当前排放标准与今后再生利用的需要。二是处理技术经济适用，投资省，运行费用少。三是日常维护管理简单，处理效果好且抗冲击负荷能力强[11]。在去除有机污染物的同时又能脱氮除磷的工艺一般有A/O工艺、A2/O工艺、SBR工艺[12]、人工湿地、慢性渗滤土地处理系统[13]、地埋式无动力厌氧技术[14]、蚯蚓微生物生态滤池[15]、生物滤池[16]、一体化氧化沟[17]等。21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计生物膜法是近几十年来得到迅速发展的一种污水好养生物处理技术，主要利用微生物具有氧化分解有机物的功能，采用人工措施来创造有利于微生物生长繁殖的环境以达到污水中有机物氧化降解的效果。生物膜主要依靠固着于载体表面的微生物来生长繁殖，在载体表面形成一层粘液状的生物膜，这层生物膜具有生物化学活性，能够吸附、分解污水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物，使污水得到净化[18]。滤料是生物膜的载体，对净化作用影响较大，常用的滤料有沙子、碎石、卵石、炉渣等。设计时根据当地实际情况，就地取材。农村生活污水排放量波动大，早、中、晚饭点时间是高峰期，其他时间排放量较小，且水质变化波动较大[19]。生物滤池对水质、水量的变动有较强的适应性，即或有一段时间中断进水，对生物膜的净化功能影响也不大。与其他活性污泥处理工艺相比较，生物滤池更便于管理，动力费用也较低。人工湿地是为处理污水而人为设计建造的湿地系统。这种湿地系统是在一定长、宽比及地面坡度的洼地中，由土壤和基质填料（如砾石等）混合组成填料床，污水在床体的填料缝隙或床体表面流动，并在床的表面种植具有处理性能好、成活率高、美观及具有经济价值的水生植物，形成一个具有污水处理功能的生态系统。湿地系统除了具有除污能力外，还具有景观和生态效益，对环境的恢复和保护具有特殊意义[20]。人工湿地具有对负荷变化适应能力强、出水水质好、工程基建和运行费用低、操作管理简单、维护方便等优点[21]。在水平潜流式人工湿地系统中，污水在湿地床表面下流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系以提高处理效果；另一方面，由于水在地表下流动，故保温性好，处理效果受农村冬季低温天气的影响较小，卫生条件好，夏季不易滋生蚊蝇。床体栽种以美人蕉为主的景观植物，可与村庄绿化建设有机结合，作为村庄的一个景观[22]。经综合考虑后，本设计主体处理构筑物采用生物滤池和人工湿地，经过处理后使污水达到允许的排放标准。工艺流程图如下图：格栅调节沉淀池水解酸化池生物滤池人工湿地进水出水21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计图4-1工艺流程图1污水处理系统设计计算1.1预处理系统1.1.1格栅井设计设格栅井一座,为钢筋混凝土结构。其具体尺寸为0.85m×0.80m×1.50m。1.1.2格栅的设计计算(1)、主要功能：去除污水中较大的悬浮物，防止后续处理设备的堵塞。(2)、设计参数：设计流量Q=58m3/d，由于进水流量很小，且考虑到实际情况，本设计采用直径12mm圆钢焊接一长800mm，宽500mm的简易格栅。清渣方式采用人工定期清渣。(3)、设计尺寸：栅条间隙b=40mm；具体尺寸L×B=0.80m×0.50m。1.1.3调节沉淀池的设计与计算(1)、主要功能：调节污水水量、水峰和水质，以削减高峰负荷，利于后续处理。因其可沉淀部分悬浮物，故需定期做抽泥处理。(2)、设计参数：设计流量Q=58m3/d=2.42m3/h；水力停留时间：T=8h。(3)、设计计算：①调节沉淀池容积：2.42×8×（1+30%）=25.10m3(考虑扩大30%)；②调节沉淀池尺寸：21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计池深H=3.0m，则调节沉淀池面积：8.40m2；③具体尺寸L×B×H=3.0m×2.8m×3.0m(考虑与水解酸化池合建)。1.1.1水解酸化池的设计与计算(1)、主要功能：一方面可以去除和截留悬浮物，避免床体堵塞；另一方面可达到降解有机污染物，提高污水可生化性，减轻后续处理系统处理负荷，实现出水水质稳定和优良的效果。且水解酸化池对水质和水温变化的适应能力较强，故在实际运行中温度的变化对去除率的影响不大。(2)、设计参数：设计流量Q=58m3/d=2.42m3/h；水力停留时间：T=12h。(3)、设计计算：①水解酸化池容积：2.42×12×（1+30%）=37.70m3(考虑扩大30%)；②水解酸化池尺寸：池深H=3.0m，则水解酸化池面积：12.60m2；③具体尺寸：L×B×H=3.0m×4.2m×3.0m(考虑与调节沉淀池合建)；④水解酸化池中挂弹性立体填料，填充料按60%计算：V=37.70×60%=22.62≈23m3。1.2生物滤池的设计与计算(1)、BOD-容积负荷率，即每m3滤料在每日内所能接受的BOD5值，以gBOD5/（m3滤料.d）计，此值一般不宜高于1200gBOD5/（m3滤料.d）；本次设计取值为800gBOD5/（m3滤料.d）。(2)、经处理水稀释后，进入滤池污水的BOD5值为：Sa=αSe式中Sa—向滤池喷洒污水的BOD值，mg/L；Se—滤池处理水的BOD值，mg/L；α—系数，按下表所列数据选用。21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计表5-1系数α污水冬季平均温度（℃）年平均气温（℃）滤料层高度D（m）2.02.53.03.54.08~10<32.53.34.45.77.510~143~63.34.45.77.59.6>14>64.45.77.59.612.0据资料显示，宁波市宁海县年平均气温15.3~17℃，滤料层高度一般取2m，故α取4.4。则Sa=4.4×20=88mg/L；(3)、根据埃肯费尔德对回流比提出的建议值，回流比取2时处理效果最佳。(4)、滤料容积V：式中—BOD-容积负荷率，gBOD5/（m3滤料.d）；Q—原污水日平均流量，m3/d;n—回流比;Sa—向滤池喷洒污水的BOD值，mg/L；则19.14m3(5)、滤料层高度D一般设为2m。工作层：层厚1.8m，滤料粒径40～70mm；承托层：层厚0.2m，滤料粒径70～100mm。(6)、滤料表面积A：式中D—滤料层高度，m；m2；(7)、校核水力负荷：；则式中Nq—滤池表面水力负荷，m3/m2.d；21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计18.2m3/m2.d因为10m3/m2.d<18.2m3/m2.d<30m3/m2.d，故符合要求。(8)、校核BOD-面积负荷：A=；则Na=式中Na—BOD-面积负荷率，gBOD5/（m2。滤料.d）Na==1600m2滤料.d；因为1100m2滤料.d<1600m2滤料.d<2000m2滤料.d，故符合要求;(9)、滤池座数、每座表面面积、滤池直径等各项参数的计算确定:①采用2座滤池；②每座滤池表面面积：4.785m2；③每座滤池直径2.38m≈2.4m；(10)、滤池总高度：H=h1+h2+h3+h4式中h1—布水区高度，为0.6m；h2—工作层滤料高度，为1.8m；h3—承托层滤料高度，为0.2m；h4—集水区高度，为0.6m。则H=h1+h2+h3+h4=0.6+1.8+0.2+0.6=3.2m。1.1人工湿地的设计与计算(1)、湿地床底坡度：湿地床底坡一般取1%~8%，须根据填料性质及湿地尺寸加以确定，本工艺以砾石为填料，计算取湿地床底坡度S=1%；(2)、床深Ｄ：一般须根据所栽种植物的种类及根系的生长深度确定,以保证湿地床中必要的好氧条件[23]。本工艺以美人蕉为湿地作物处理生活污水,其根系可向下生长到底部。综合考虑处理效果，取床深Ｄ=0.9ｍ。(3)、孔隙率、水力传导率、K2021 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计值：床层截面积和宽度由介质的水力特性控制，不受温度及有机负荷影响。表5=1列出了几种类型介质的孔隙率、水力传导率、K20值。表5-2不同介质参数表介质类型粒径/mm孔隙率n水力传导率KsK20值中等砂10.424201.84粗砂20.394801.35砾石80.355000.86本工艺选择砾石，由表查得n=0.35,Ks=500,K20=0.86。（4）、受温度影响的一级反应速率系数KT为：KT=K20（1.1）（T-20）冬天水温设为6℃：KT=0.86×（1.1）（6-20）=0.23夏天水温设为15℃：KT=0.86×（1.1）（15-20）=0.53（5）、床层截面积：Ac==（6）、床层宽度：B=（7）、湿地水域面积：进水BOD5浓度=60mg/L，出水BOD5浓度=20mg/L。冬天：夏天：冬天条件相对恶劣，为保守起见表面积为873m2。(8)、床层长度：L=(9)、水力停留时间：21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计HRT=n×V/Q==3.15d；故水力停留时间设为3天。(10)、湿地几何尺寸的确定：湿地床长度通常为20~50m，过长，易造成湿地床中的死区，且使水位难于调节，不利于植物的栽培。此外，湿地的长宽比也不应过大，建议控制在3:1以下；为利于入流区水力控制，故将所需长度按每段34m划分湿地。共分2块，每块几何尺寸为34m×13m。(7)、出水处设置水位控制装置两座,为钢筋混凝土结构。其具体尺寸为0.70m×0.70m×1.40m。表5-2构筑物及设备一览表序号名称型号规格材料数量备注1格栅井0.85×0.80×1.50钢砼1座合建2调节沉淀池3.0×2.8×3.0钢砼1座3水解酸化池3.0×4.2×3.0钢砼1座4生物滤池ø2.4×H3.22个5人工湿地34.0×13.0×0.92格6水位控制装置0.7×0.7×1.4砖混2座7格栅0.8×0.5不锈钢1个8填料Ø150弹性立体填料PP25m321 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计9提升泵Q=3m3/h,H=8m,N=0.37Kw2台1用1备10粗砾石直径56～60mm2011湿地植物美人蕉2700株12粗砂直径15～20mm200m3细砂直径5～8mm300m313防渗膜厚度1.0mmHDPE56m314卵石直径25～40mm9m3碎石直径70～100mm4m31污水处理系统平面和高程布置1.1污水处理系统的平面布置该污水处理系统包括：各处理单元构筑物；连通个处理构筑物的管渠以及其他管线；道路以及绿地等。在进行污水厂平面布置时，应遵循以下的原则：(1)、贯通连接各处理构筑物之间的管渠要便捷“直通”避免迂回曲折。21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计(2)、土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。(3)、在处理构筑物之间应该保持一定的距离，以保证连接管渠的要求，一般间距可取5～10m。某些特殊构筑物间距按规范规定。(4)、各处理构筑物在平面上应该考虑适当的紧凑，各构筑物的尺寸见表5-2，具体结果见附图一污水处理系统总平面图。1.1污水处理系统的高程布置污水处理厂的高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物的标高；确定各处理构筑物之间管渠的尺寸以及标高：通过计算确定各部分的水面标高；从而使污水能够沿处理构筑物以重力流的方式流动。各处理构筑物之间的水头损失通过估算法确定。其具体结果见附图二工艺流程图。21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计参考文献[1]王庆永.分散式生活污水的处理模式探讨[J].农村经济与科技,2009,20(4):92～93.[2]周瑾.浅谈新农村规划的污水处理模式[J].中国农村水利水电,2008,7:27～28.[3]周正伟,吴军,等.我国南方农村生活污水处理技术的研发现状[J].山东建筑大学学报,2009,24(3):261～264.[4]GB8978-2002,污水综合排放标准[S].[5]MayA.Massoud,AkramTarhini,JoumanoA.Nasr.Decentralizedapproachestowastewatertreatmentandmanagement:Applicabilityindevelopingcountries[J].JournalofEnvironmentalManagement,2009,90(3):652～659.[6]NathalieVaillant,FabienMonnetet.TreatmentofdomesticwastewaterbyanhydroponicNFTsystem[J].Chemosphere,2003(5):121～129[7]洪嘉年.农村污水处理和处置方案初探[J].给水排水,2004,30(7):31～33.[8]GB50014-2006,室外排水设计规范[S].[9]向速林.农村生活污水处理的组合工艺试验研究[J].安徽农业科学,2008,36(2):677～678.[10]吴彩斌,向速林,等.处理农村污水的生物接触氧化-人工湿地组合工艺[J].湖北农业科学,2008,47(1):44～46.[11]陈史华,伍晓涛.关于上海市闵行区新农村生活污水处理试点工程的技术探讨[J].吉林水利,2009,(2):45～48.[12]嵇欣.国外农村生活污水分散治理管理经验的启示[J].国外环保,2010,2:57～61.[13]苏东辉,郑正,等.农村生活污水处理技术探讨[J].环境科学与技术,2005,28(1):79～81.[14]沈东升,周旭辉,等.农村生活地埋式无动力厌氧处理技术研究[J].农业工程学报,2005,21(7):111～115.[15]张克强,李军幸,等.国内外农村生活污水处理技术及工程模式探讨[J].农业面源污染,2005,25(3):64～65.[16]曾令芳.简评国外农村生活污水处理新方法[J].中国农村水利水电,2001,(9):30～33.[17]池金萍,安丽.农村生活污水处理实用技术新进展[J].云南环境科学,2004,23(4):8～10.[18]白永刚.滴滤池-人工湿地技术处理农村生活污水应用研究[D].南京:东南大学环境工程系,2005.[19]VictorMatamoros,CarlosArias,et.Preliminaryscreeningofsmall-scaledomesticwastewatertreatmentsystemsforremovalofpharmaceuticalandpersonalcareproducts[J].WaterResearch2009(43):55～62[20]刘超翔,胡洪营,等.滇池流域农村污水生态处理系统设计[J].中国给水排水,2003,19(2):93～94.[21]王世和.人工湿地污水处理理论与技术[M].北京:科学出版社,2007,1～4.[22]梁嘉晋,童申伟.分散式农村生活污水处理技术[J].中国给水排水,2009,36(7):168～169.[23]AlirezaValipour,V.KalyanRaman,V.S.Ghole.Anewapproachinwetlandsystemsfordomestic　wastewatertreatmentusingPhragmitessp[J].Ecological　Engineering,2009(35):1797～1803.21 宁海县兆岸村生活污水处理工程工艺设计附录附图一：污水处理系统总平面图附图二：工艺流程图附图三：格栅及格栅井详图附图四；预处理池平面图1附图五：预处理池平面图2附图六：预处理池剖面图附图七：水解酸化池剖面详图附图八：生物滤池平面图附图九：生物滤池剖面图附图十：人工湿地平面图附图十一：人工湿地剖面图附图十二：水位控制装置详图附图十三：兆岸村管网平面21'