中南地区农村生活污水处理技术指南(1) 49页

'中南地区农村生活污水处理技术指南（试行）中华人民共和国住房和城乡建设部2010年9月iv 目录前言11中南地区农村生活污水特征与排放要求21.1水量21.1.1用水量21.1.2排水量21.2水质21.3排放要求32排水系统42.1农户庭院排水42.2村落排水43农村生活污水处理技术63.1化粪池63.1.1概述63.1.2类型和结构63.1.3设计事项73.1.4施工事项83.1.5造价指标83.1.6运行管理83.2厌氧生物膜反应池93.2.1概述93.2.2基本结构93.2.3设计事项103.2.4施工事项113.2.5造价指标113.2.6运行管理123.3生物接触氧化池123.3.1概述123.3.2类型和结构123.3.3设计事项133.3.4施工事项153.3.5造价指标163.3.6运行管理163.4氧化沟173.4.1概述173.4.2类型和结构173.4.3设计事项193.4.4施工事项203.4.5造价指标203.4.6运行管理203.5人工湿地20ii 3.5.1概述203.5.2类型和结构213.5.3设计事项223.5.4施工事项243.5.5造价指标253.5.6运行管理253.6稳定塘263.6.1概述263.6.2类型和结构263.6.3设计事项273.6.4施工事项273.6.5造价指标273.6.6运行管理273.7土地渗滤283.7.1概述283.7.2类型和结构283.7.3设计事项303.7.4施工事项313.7.5造价指标323.7.6运行管理323.8生物浮岛334农村生活污水处理技术选择344.1农村生活污水处理技术选择原则344.2以去除COD为主要目标的污水处理工艺354.2.1散户污水处理工艺354.2.2村落污水处理工艺374.3具有脱氮除磷功能的污水处理工艺405农村生活污水处理设施的管理425.1污水水质检测425.1.1水样的采集与保存425.1.2现场简易检测指标与方法425.2排水系统的维护与管理435.3污水处理设施的运行、维护与管理445.3.1散户污水处理设施的运行管理445.3.2村落污水处理站的运行管理446工程实例45参考文献46ii 前言为推进农村生活污水治理，住房和城乡建设部组织编制了东北、华北、东南、中南、西南、西北六个地区的农村生活污水处理技术指南。本册《中南地区农村生活污水处理技术指南（试行）》所指的中南地区包括河南、湖北、湖南、安徽和江西。该区域内地形地貌复杂，包括山地、丘陵、岗地和平原等，湖泊多，河流交错纵横。区域内农村人口数量、村镇数目、人口密度均较大，很多行政村位于重要水系（如淮河、巢湖、鄱阳湖、洞庭湖等）流域，大量未经任何处理的农村生活污水直排，对水环境影响较大。该地区经济总量在全国处于中等偏下水平，区域内经济发展不平衡，农民生活方式、生活水平差异较大。本册包括6章内容：中南地区农村生活污水特征与排放要求、排水系统、农村生活污水处理技术、农村生活污水处理技术选择、农村生活污水处理设施的管理、工程实例。指南作为农村污水处理的技术指导，是可供住房城乡建设部门、设计单位、农村基层组织和其他农村用户使用的农村污水治理指导性技术文件。指南为首次发布，将根据农村人居环境管理要求及污水处理技术发展情况适时修订。在试行过程中如有完善和补充建议，请与住房和城乡建设部农村污水处理技术北方研究中心联系。指南由住房和城乡建设部发布，并由住房和城乡建设部解释。本册起草单位：中国科学院生态环境研究中心（住房和城乡建设部农村污水处理技术北方研究中心）46 1中南地区农村生活污水特征与排放要求1.1水量1.1.1用水量中南地区用水类型包括自来水、地下井水、河水、池塘水、山泉水和水库水等。用水量宜根据当地的调查结果确定；在没有调查数据的地区，可参考同类地区相关经验。根据《城市居民生活用水量标准》（GB/T50331-2002）和《农村生活饮用水量卫生标准》（GB11730-89），中南地区农村居民日用水量可参考表11中的数值。表11中南地区农村居民日用水量参考值村庄类型用水量（L/人·日）经济条件好，有独立淋浴、水冲厕所、洗衣机，旅游区100～180经济条件较好，有独立厨房和淋浴设施60～120经济条件一般，有简单卫生设施50～80无水冲式厕所和淋浴设备，水井较远，需自挑水40～601.1.2排水量中南地区村镇数目多，各区域村庄人口密度差异大，具体村庄或散户的排水量可根据实地调查结果确定。在没有调查数据的地区，可采取如下方法确定排水量：洗浴和冲厕排水量可按相应用水量的60%~80%计算；洗衣污水排水量为用水量的70%；厨房排水量则需要询问当地村民的厨房排水用途，如是否用于喂猪等，如果通过管道排放则一般按用水量的60%计算。通过排放系数确定的污水排放量可作为污水处理设施进水流量设计的参考值。1.2水质农村居民的排水水质因排水类型不同而差异较大。根据排放地点和水质特征不同，排水类型可分为厕所污水、洗衣污水、厨房污水和洗浴污水等。实际调查与监测结果表明：厕所污水污染物浓度最高，同时有臭味产生；洗衣第一遍污水和厨房洗碗刷锅水COD也很高，可高达10,00046 mg/L以上；对TP贡献最大的是厨房的淘米水，其次是含磷洗衣洗涤水；而洗浴、洗澡水相对较干净，各项指标值都较低。农村生活污水综合排放后的具体水质情况宜根据实地调查结果确定，在没有调查数据的地区，表12建议取值范围可供参考。表12中南地区农村生活污水水质范围参考表单位：mg/L主要指标pHSSCODBOD5NH4+-NTNTP建议取值范围6.5~8.5100~200100~30060~15020~8040~1002.0~7.01.1排放要求农村生活污水的排放需满足国家或地方排放要求。在没有地方排放要求的农村地区，根据中南地区的特征，建议参考表1-3，按照不同排水去向的排放要求确定。表13农村污水排放可参考执行的相关标准排水用途直接排放灌溉用水渔业用水景观环境用水参考标准污水综合排放标准GB8978-1996城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002农田灌溉水质标准GB5084-2005渔业水质标准GB11607-89城市污水再生利用景观环境用水水质GB/T18921-200246 1排水系统农村排水系统包括农户庭院排水和村落排水。村落排水体制可分为分流制和合流制两种。分流制指用管道分别收集雨水和污水，各自单独成为一个系统，污水管道系统专门收集和输送生活污水和生产污水（畜禽污水）。合流制指单一管渠收集和输送污水、雨水和生产污水。根据中南地区的地形特征，村落排水体制原则上宜选分流制，用管道收集污水，输送至污水处理设施；雨水可采用明渠收集排放。1.1农户庭院排水由于中南地区幅员辽阔，地区差异较大，人们的生活习惯、风俗文化也不尽相同，因此庭院布局也多种多样。较为传统和普遍的房屋布局是采用粪坑式旱厕，且旱厕多与房屋分开建设或紧邻房屋，这种类型的农户庭院排水系统如图21所示。污水处理设施独立洗澡间厨房卧室卧室餐厅餐厅活动大厅圈舍和厕所地下水井大门厩肥农用图21传统房屋布局农户生活污水排水系统当农民使用户外洗衣设施时，洗衣第一遍污水也应纳入排水系统，通过管道或明渠进入化粪池。目前建筑内广泛使用的排水管道材质为硬聚氯乙烯塑料管，室外庭院生活污水排水管可采样混凝土浇注的明渠。1.2村落排水村落排水系统46 应全面规划、立足当前、按近期设计、同时考虑远期发展变化。村落远期发展是扩大还是缩小，若扩大，管道布设宜留有余地并考虑扩建的可能。排污管道管材可根据地方实际选择混凝土、塑料管等多种材料。污水管道依据地形坡度铺设，坡度不应小于0.3%，以满足污水重力自流的要求；同时应防止因地形坡度过大，冲刷管道或管道露出地面。污水管道铺设应尽量避免穿越场地，公路和河流，并应设置检查井。村落生活污水排水管径在150mm以上。严禁采用渗水井、渗水坑等排水方式，防止地下水受到污染。村落污水收集系统常用收集方式如图22和图23所示。农户污水可由单户修建化粪池预处理后再收集，也可先收集后再经过化粪池集中预处理。农户污水经过化粪池进入下一级处理单元或直接利用农户污水经过化粪池图22多户污水单独预处理后再收集的村落排水方式进入下一级处理单元或直接利用农户污水化粪池农户污水图23多户污水先收集再统一预处理的村落排水方式46 1农村生活污水处理技术根据中南地区的特征，在有条件的地区，宜对生活污水进行处理后排放，污水预处理技术可采用化粪池或厌氧生物膜技术；二级处理可采用生物接触氧化法、氧化沟活性污泥法、人工湿地、氧化塘、土地渗滤和生物浮岛等技术。1.1化粪池1.1.1概述化粪池是一种利用沉淀和厌氧微生物发酵的原理，以去除粪便污水或其他生活污水中悬浮物、有机物和病原微生物为主要目的的小型污水初级处理设施。污水通过化粪池的沉淀作用可去除大部分悬浮物（SS），通过微生物的厌氧发酵作用可降解部分有机物（COD、BOD5），池底沉积的污泥可用作有机肥。通过化粪池的预处理可有效防止管道堵塞，亦可有效降低后续处理单元的有机污染负荷。化粪池的优点：化粪池具有结构简单、易施工、造价低、维护管理简便、无能耗、运行费用很低、卫生效果好等优点。化粪池的不足：沉积污泥多，需定期进行清理；综合效益不高；污水易渗漏；化粪池处理效果有限，出水水质差，一般不能直接排放水体，需经后续好氧生物处理单元或生态技术单元进一步处理。化粪池的适用范围：可广泛应用于中南地区农村污水的初级处理，特别适用于厕所的粪便与尿液的预处理。1.1.2类型和结构化粪池根据建筑材料和结构的不同主要可分为砖砌化粪池、现浇钢筋混凝土化粪池、预制钢筋混凝土化粪池和玻璃钢化粪池等。根据池子形状可以分为矩形化粪池和圆形化粪池。根据池子格数可以分为单格化粪池、两格化粪池、三格化粪池（如图31所示）和四格化粪池等。根据中南地区农村的水质和水量特点，宜采用两格化粪池或三格化粪池。46 图31三格化粪池典型结构示意图1.1.1设计事项化粪池的具体设计可参考《给水排水设计手册》第2册和《镇（乡）排水工程技术规程》CJJ124-2008的相关规定。化粪池的主要设计事项如下：(1)为防止污染地下水，化粪池须进行防水和防渗设计。(2)化粪池的设计应与村落排水和污水处理系统统一考虑设计，使之与排水系统和污水处理系统形成一个有机整体，以便充分发挥化粪池的功能。(3)化粪池的平面布置选址应充分考虑当地地质、水文情况和基底处理方法，以免施工过程中出现基坑护坡塌方、地下水过多而无法清底等问题。(4)化粪池距地下给水排水构筑物距离应不小于30m，距其他建筑物距离应不小于5m，化粪池的位置应便于清掏池底污泥。(5)农村化粪池的水力停留时间宜选48h或以上。(6)当化粪池污水量小于或等于10m3/d，首选两格化粪池，第一格容积占总容积65%~80%，第二格容积占20%~35%；若化粪池污水量大于10m3/d，一般设计为三格化粪池，第一格容积占总容积的50%~60%，第二格容积占20%~30%，第三格容积占20%~30%；若化粪池污水量超过50m3/d，宜设两个并联的化粪池；化粪池容积最小不宜小于2.0m3，且此时最好设计为圆形化粪池（又称化粪井），采取大小相同的双格连通方式，每格有效直径应大于或等于1.0m。(7)化粪池水深不应小于1.3m，池长不应小于1m，宽度不应小于0.75m。46 1.1.1施工事项化粪池的施工应参考《镇（乡）村排水工程技术规程》CJJ124-2008的相关规定。可根据当地气候和工期要求，购买预制成品化粪池安装，或现场建造化粪池。预制成品化粪池有效容积从2.0m3至100m3不等，应根据当地处理水量、地下水位和地质条件等具体情况，参照《给水排水标准图集》S2中相关内容，选择相应型号的预制成品化粪池。成品化粪池的加工在生产厂家完成，其现场安装和施工工序主要包括：开挖坑槽、安装化粪池、分层回填土、砌清掏孔和砌连接井。由于化粪池易产生臭味，现场建造化粪池最好建成地埋式，并采取密封防臭措施。若周围环境容许溢出，且地质条件较好，土地渗滤系数很小，则可采取砖砌化粪池，其内外墙可采用1:3水泥砂浆打底，1:2水泥砂浆粉面，厚度20mm。若当地地质条件较差，比如山区、丘陵地带，临近河流、湖泊或道路，则建议采取钢筋混凝土化粪池，对池底、池壁进行混凝土抹面避免化粪池污水渗漏污染周边土壤和地下水，同时配套安装PVC或混凝土管道。1.1.2造价指标化粪池类型和材质不同，其造价亦不同。国标砖砌化粪池与预制钢筋混凝土组合式化粪池的单池价格预算如表31所示。表31国标砖砌化粪池与预制钢筋混凝土化粪池单池预算表容积（m3）1.82.51520304050100国标砖砌化粪池（万元）0.170.211.371.421.982.513.086.27预制钢筋混凝土化粪池（万元）----0.821.231.642.132.504.931.1.3运行管理化粪池的日常维护检查包括化粪池的水量控制、防漏、防臭、清理格栅杂物和清理池渣等工作。(1)水量控制：化粪池瞬时流量不宜过大，过大的水量会稀释池内粪便等固体有机物，缩短了固体有机物的厌氧消化时间，会降低化粪池的处理效果；且大水量易带走悬浮固体，造成管道堵塞。(2)46 防漏检查：应定期检查化粪池的防渗设施，以免粪液渗漏污染地下水和周边环境。(1)防臭检查：化粪池的密封性也应进行定期检查，要注意化粪池的池盖是否盖好，避免池内恶臭气体溢出污染周边空气。(2)清理格栅杂物：若化粪池第一格安置有格栅时，应注意检查格栅，发现有大量杂物时应及时的清理，防止格栅堵塞。(3)清理池渣：化粪池建成投入使用初期，可不进行污泥和池渣的清理，运行1~3年后，可采用专用的槽罐车，对化粪池池渣每年清抽一次。其他注意事项：在清渣或取粪水时，不得在池边点灯、吸烟等，以防粪便发酵产生的沼气遇火爆炸；检查或清理池渣后，井盖要盖好，以免对人畜造成危害。1.1厌氧生物膜反应池1.1.1概述厌氧生物膜反应池是通过在厌氧池内填充生物填料强化厌氧处理效果的一种厌氧生物膜技术。污水中大分子有机物在厌氧生物膜反应池中被分解为小分子有机物，能有效降低后续处理单元的有机污染负荷，有利于提高污染物的去除效果。正常运行时，厌氧生物膜反应池对COD和SS的去除效果一般能达到40%~60%。厌氧生物膜反应池优点：投资省、施工简单、无动力运行、维护简便；池体埋于地下，其上方可覆土种植植物，美化环境。厌氧生物膜反应池不足：对氮磷基本无去除效果，出水水质较差，须接后续处理单元进一步处理后才能排放。厌氧生物膜反应池适用范围：广泛适用于中南地区各区域污水的初级处理。1.1.2基本结构厌氧生物膜反应池典型结构如图32所示。其中填充的填料应具有较大的比表面积，有利于微生物生长，易挂膜，且不易堵塞，从而提高厌氧池对BOD5和悬浮物SS的去除效果。46 进水出水泥斗填料图32厌氧生物膜反应池结构示意图1.1.1设计事项厌氧生物膜反应池的设计参数主要包括：水力停留时间HRT、有机负荷、池体有效容积、污泥排泥时间、污泥斗有效容积、填料类型及规格、填料安装高度和间距等。厌氧生物膜反应池HRT一般可取2~5d。由于增加了填料，使微生物附着生长于填料上，脱落的生物膜污泥定期排放，其排泥时间可为3个月至1年，具体可视污泥斗的容积和处理量而定。污泥斗的有效容积可取上层反应池有效容积的1/8~1/4。厌氧生物膜反应池中的填料特征需满足以下条件：(1)具有高比表面积，有利于微生物生长；(2)材料抗腐蚀性，在厌氧酸化条件下稳定可靠；(3)不易堵塞，质量轻，易于安装或悬挂；(4)价格低廉，运输方便。常用的填料有纤维填料和软性填料等，分别如图33和图34所示。填料最好淹没于水面以下，其上端距液面距离可为10~30cm，下端距污泥斗泥层距离可取10~40cm，填料安装的具体参数可参考供货厂商。为避免水流短路，实现均匀布水，进水处宜设置进水槽，出水一侧宜设置导流板，导流板距池侧壁距离一般可取10~50cm，导流板下端距污泥层距离一般可取10~40cm。厌氧生物膜反应池池顶超高一般可取20~60cm，并设置溢流管；池底设置排泥管。此外，厌氧生物膜反应池多埋于地下，应考虑抗浮设计和结构设计等。46 图33纤维填料图34软性填料461.1.1施工事项厌氧生物膜反应池通常位于化粪池后，建为地下式或半地下式，其中反应区悬挂填料，强化厌氧处理效果，下层布置为污泥储存区，兼具厌氧反应和沉淀双重功能；也可直接对三格式化粪池的第三格进行改造，在其中安装填料，形成厌氧生物膜反应池。其施工中应注意三防：(1)防水：防止地下水渗入，应注意地下水位对池体的影响；应防雨水落入或流入，特别是在中南地区降雨量大的地方，因此需做封顶处理，并预留人孔。(2)防漏：防止厌氧池污水渗漏污染周边池塘和河流等水体或者地下水，因此厌氧池底和池壁需做防渗处理，其渗漏系数应达到相关国家标准。(3)防臭：微生物厌氧分解有机物，会产生氨气和硫化氢等臭味气体，因此需对厌氧池进行密封，必要时可增加除臭装置，对厌氧池产生的臭味气体进行原位除臭。1.1.2造价指标强化厌氧生物膜反应池的建造费用因池壁材料、内部填料和池体大小不同而不同。池壁采用钢筋混凝土建造比砖砌抹面高；处理规模越大，单位污水量的池体建造费用越低；池体建造费用和填料购置费用可咨询土建结构专家和填料供货商。厌氧生物膜反应池的运行费用仅来自于池底污泥的定期46 排放处置和日常检查，不耗电，运行费用很低。1.1.1运行管理厌氧生物膜反应池的运行管理主要为污泥的定期排放与处置，污泥排放后不能随意堆置，否则易生蚊蝇，渗漏水会对周边水体环境造成二次污染。污泥排放量少且污泥浓度低，则建议返回化粪池，进行循环处理；若污泥排放量大或污泥浓度高，则建议跟后续好氧处理设施如氧化沟等排放的污泥一起进行适当的处理处置。1.2生物接触氧化池1.2.1概述生物接触氧化池是生物膜法的一种。其特征是池体中填充填料，污水浸没全部填料，通过曝气充氧，使氧气、污水和填料三相充分接触，填料上附着生长的微生物可有效去除污水中的悬浮物、有机物、氨氮和总氮等污染物。生物接触氧化池优点：占地面积小；污泥产量少，无污泥回流，无污泥膨胀；生物膜内微生物量稳定，生物相丰富，对水质、水量波动的适应性强；操作简便、较活性污泥法的动力消耗少；对污染物去除效果好。生物接触氧化池不足：加入生物填料导致建造费用增高；可调控性差；对磷的处理效果较差，对总磷指标要求较高的农村地区应配套建设出水的深度除磷设施。生物接触氧化池适用范围：适用于有一定经济承受能力的农村，可建造成单户、多户污水处理设施或村落污水处理站。若作为单户或多户污水处理设施，为减少曝气耗电、降低运行成本，宜利用地形高差，通过跌水充氧完全或部分取代曝气充氧。1.2.2类型和结构根据污水处理流程，生物接触氧化池可分为一级接触氧化、二级接触氧化和多级接触氧化。二级接触氧化和多级接触氧化可在各级接触氧化池中间设置中间沉淀池，提高出水水质。根据曝气装置位置的不同，生物接触氧化池可分为分流式和直流式。分流式接触氧化池污水先在单独的隔间内充氧后，再缓缓流入装有填料的反应区；46 直流式接触氧化池是直接在填料底部曝气。按水流特征，生物接触氧化池可分为内循环和外循环式。内循环指单独在填料装填区进行循环；外循环指在填料体内、外形成循环。生物接触氧化池主要由池体、填料、支架及曝气装置、进出水装置以及排泥管道等部件组成，内循环直流式接触氧化池的基本结构如图35所示。排泥进水装置曝气管填料支架填料池体液面出水槽出水进水空气图35内循环直流式接触氧化池结构示意图1.1.1设计事项生物接触氧化池前应设置沉淀池等预处理设施，以防止堵塞。沉淀单元可以是单独的沉淀池或一体化设备中的沉淀单元，已建符合防水要求的化粪池也可作为沉淀池。此外，需要合理布置生物接触氧化池的曝气系统，实现均匀曝气。填料装填要合理，以防止堵塞。1)池体及内部构筑体处理规模在200人以下的生物接触氧化池的设计参数处理规模200人以下的生物接触氧化池有效容积宜按下列公式计算：V=nQ（La-20）/M式中V——生物接触氧化池的有效容积（m3）;Q——每人每天污水量（m3/人.d）；n——人数；La——进水BOD5浓度；(mg/L)M——BOD5负荷（gBOD5/m3.d），宜按照表32计算：46 表32生物接触氧化BOD5负荷参数单位：gBOD5/m3.d处理对象人数（n）接触氧化池类型1≤n≤5050