福建省农村生活污水处理技术指南
福建省住房和城乡建设厅
2011.6
目录
前言.................................................................................................................................................................1
1农村生活污水的定义...............................................................................................................................1
2农村生活污水处理原则...........................................................................................................................1
3用水量与排水量指标确定.......................................................................................................................2
3.1用水量.............................................................................................................................................2
3.2排水量.............................................................................................................................................2
4设计进出水水质......................................................................................................................................3
4.1设计进水水质..................................................................................................................................3
4.2设计出水水质..................................................................................................................................3
5福建省农村生活污水的收集系统...........................................................................................................4
5.1排水体制的选择..............................................................................................................................4
5.2收集管网..........................................................................................................................................5
6福建省农村生活污水处理技术...............................................................................................................5
6.1化粪池.............................................................................................................................................7
6.1.1聚乙烯化粪池..........................................................................................................................7
6.1.2砖砌及钢筋混凝土化粪池.....................................................................................................10
6.2污水净化沼气池............................................................................................................................14
6.3厌氧生物膜池................................................................................................................................19
6.4接触氧化池....................................................................................................................................21
6.5生态滤池........................................................................................................................................27
6.6人工湿地........................................................................................................................................30
6.7稳定塘...........................................................................................................................................37
3
7推荐工艺组合........................................................................................................................................39
7.1散户(分散)污水处理工艺.........................................................................................................39
7.1.1化粪池...................................................................................................................................39
7.1.2化粪池+土地处理(或人工湿地).......................................................................................40
7.1.3生物处理工艺........................................................................................................................40
7.2集中式污水处理工艺.....................................................................................................................41
7.2.1以生物技术为主体的污水处理工艺......................................................................................41
7.2.2以生态技术为主体的污水处理工艺......................................................................................41
7.2.3具有脱氮除磷功能的污水处理工艺......................................................................................42
8工程案例................................................................................................................................................44
8.1聚乙烯化粪池................................................................................................................................44
8.2化粪池+果园回喷..........................................................................................................................46
8.3沼气池+农田灌溉..........................................................................................................................48
8.4接触氧化+人工湿地+氧化塘.........................................................................................................50
8.5生态渠(生物接触氧化)+人工湿地............................................................................................53
8.6厌氧生物膜池+接触氧化池...........................................................................................................55
8.7厌氧池+人工湿地..........................................................................................................................58
8.8厌氧池+梯式生态滤池..................................................................................................................62
8.9生态塘技术....................................................................................................................................67
9建设、运行、维护、管理要点.............................................................................................................70
9.1建设要求........................................................................................................................................70
9.2污水水质检测................................................................................................................................71
9.3排水系统的维护与管理.................................................................................................................73
9.4污水处理设施的运行、维护与管理..............................................................................................73
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前言
党的十六届五中全会提出了建设社会主义新农村的重大历史任务,明
确“生产发展、生活富裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的建设目标。
根据党的十六届五中全会精神,自2006年开展农村家园清洁行动以来,
我省农村垃圾治理工作取了一定成效,但是农村生活污水治理工作刚刚起
步,随意排放的状况仍很突出,污染问题日益凸显,严重制约我省农村经
济社会发展。截止2009年,全省建制镇和村的污水处理率仅分别为7.67%和
0.86%。目前,我省共有乡镇931个、村庄14420个,仅有46个建制镇和7个
乡对生活污水进行处理,占全省建制镇的9.06%和乡的2.21%。村镇数量多、
规模小、分布散、地形杂,所排污水难以集中处理。且农村技术力量薄弱,
现有的城市污水处理技术、运行管理模式也不适合在农村推广使用,必须
研究适合我省农村的污水处理技术和工艺。因此加快农村生活污水收集与
处理,特别是农村污水处理技术的研究和开发,是改善农村人居环境的基
础性工作,是社会主义新农村建设的迫切需要。
为此,福建省住房和城乡建设厅委托福州市规划设计研究院开展福建
省农村污水处理技术研究,本次通过对全省福州、莆田、泉州、厦门、漳
州、龙岩、三明、南平等地16个农村生活污水处理工程实例以及江浙等地
农村生活污水处理工程的调研,结合国内外针对农村生活污水所研究及开
发的技术,现提出《福建省农村生活污水处理技术指南》,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。
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1农村生活污水的定义
农村是指村庄、集镇以及建制镇。其中建制镇是指国家按行政建制设
立的镇,不含县城城关。集镇是指乡、民族乡人民政府所在地和经县级人
民政府确认由集市发展而成的作为农村一定区域经济、文化和生活服务中
心的非建制镇。村庄是指农村村民居住和从事各种生产的聚居点。
农村污水是指农村地区居民在生活和生产过程中形成的污水。具体范
围包括生产污水和生活污水两个方面。农村生活污水是指居民生活过程中
厕所排放污水、洗浴、洗衣服和厨房污水等。农村生产污水是指畜禽养殖
业、水产养殖业、农产品加工等产生的高浓度有机废水。
本技术指南适合于处理规模小于等于3000m3/d的农村污水,对于规模
超过3000m3/d的可以参照城市污水处理厂处理技术工艺。
本技术指南主要针对农村生活污水及农户散养的少量畜禽养殖废水。
2农村生活污水处理原则
(1)“减量化、资源化、无害化、生态化”原则。即以生态理念为指导,
利用现代技术人工设计生态工程,减少污染排放对环境的自净能力,注重
资源综合开发利用和生态平衡,协调发展与环境之间、资源利用与保护之
间的关系,形成生态经济的良性循环。
(2)多种处理模式并存的综合治理原则。根据村落所处区位、人口规
模、聚集程度、地形地貌、排水特点及排放要求、经济承受能力等具体情
况,采用适宜的污水收集模式和处理技术。达到投资省、占地省、动力微、
管理易、费用低效果。
(3)因地制宜、分类处置。对人口规模较大、集聚程度较高、经济条
件较好的村庄,宜通过敷设污水管道集中收集生活污水,采用生态处理、
2
常规生物处理等无动力或微动力处理技术。对人口规模较小、居住较为分
散、地形地貌复杂的村庄,宜就地就近收集处理农户生活污水,可采用聚
乙烯化粪池、三格式化粪池、沼气池等污水处理技术。
(4)经济适用、资源利用。污水处理工艺的选择应与村庄的经济发展
水平、村民的经济承受能力相适应,力求处理效果稳定可靠、运行维护简
便、经济合理。充分利用村庄地形地势、可利用的水塘及闲置地、提倡采
用生物生态组合技术实现污染物的生物降解和氮、磷的生态去除,降低能
耗,节约成本。结合当地农业生产,加强生活污水削减和尾水的回收利用。
3用水量与排水量指标确定
3.1用水量
福建省用水类型包括自来水,井水和河水等。根据《城市居民生活用
水量标准》(GB/T50331-2002)、《农村生活饮用水量卫生标准》
(GB11730-89)、《农村给水设计规范》(CECS82:96),在结合调查当地居
民的用水现状、生活习惯、经济条件、发展潜力等情况的基础上酌情确定
用水量。福建省农村居民日用水量可参考下表中的数值。
表1-1福建省农村居民日用水量参考值(表3.1-1)
农村居民类型用水量(L/人·天)
经济条件很好,有独立淋浴、水冲厕所、洗衣机,旅游区120~200
经济条件好,室内卫生设施较齐全,旅游区90~130
经济条件较好,卫生设施较齐全80~100
经济条件一般,有简单卫生设施60~90
无水冲式厕所和淋浴设备,无自来水40~70
3.2排水量
农村居民的排水量宜根据实地调查结果确定,在没有调查数据的地区,
总排水量可按总用水量的60%~90%估算。各分项排水量可采取如下方法
3
取值:洗浴和冲厕排水量可按相应用水量的70%~90%计算;洗衣污水为
用水量的60%~80%(洗衣污水室外泼洒的农户除外);厨房排水则需要询
问村民是否有它用(如喂猪等),如果通过管道排放则按用水量的60%~85%
计算。
其中含有畜禽养殖废水的,其污水量可以参照《畜禽养殖业水污染物
排放标准》(GB18596-2001)及《畜禽养殖业水污染物排放标准》(征求意
见稿)中的相关规定执行。
4设计进出水水质
4.1设计进水水质
福建农村生活污水水质随污水来源、有无水冲厕所、季节用水特征等
变化,因此,在确定污水水质时,可参考下表,在调查当地是否水冲厕所、
厨房排水、淋浴排水、畜禽养殖废水水质的基础上酌情确定。
福建农村居民生活污水水质参考取值(单位:mg/L)(表4.1-1)
pHSSCOD5BOD5NH3-NTP
6.5-8.0150-200100-45050-30010-502.0-6.5
其中含有畜禽养殖废水的,其污染物浓度可以参照《畜禽养殖业水污
染物排放标准》(GB18596-2001)及《畜禽养殖业水污染物排放标准》(征
求意见稿)中的相关规定执行。
4.2设计出水水质
我国目前还没有专门针对村庄污水处理的排放标准,根据东南地区不
同区域环境敏感度的差异,应采用相对应的标准。饮用水水源地保护区、
自然保护区、风景名胜区、重点流域等环境敏感区域的农村生活污水,须
按照功能区水体相关要求及排放标准处理达标后方可排放。根据福建省村
4
庄排水的不同要求,可参照下表的相关标准。
农村污水排放执行的相关参照标准(表4.2-1)
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/T18921-2002)
5福建省农村生活污水的收集系统
5.1排水体制的选择
排水体制的选择应结合当地经济发展条件、自然地理条件、居民生活
习惯、原有排水设施以及污水处理和利用等因素综合考虑确定。
新建村庄宜采用有污水排水系统的分流制,污水经过污水管道进入污
水处理设施进行处理,雨水通过沟渠或地表径流排放。
经济条件较好的、有工业基础的村庄可采用有雨污水排水系统的完全
分流制。经济条件一般且已经采用合流制的村庄,近阶段宜采用截留式合
流制,在进入处理设施前的主干管上设置截流井或其他截流措施,晴天的
污水和下雨初期的雨污混合水输送到污水处理设施,经处理后排放,混合
污水超过截流管的输水能力后,截流井截流部分雨污混合水后溢流排入水
体。远期有条件的村庄应逐步改造为分流制。
排水体制——分流制示意图(图5.1-1)
生活污水污水处理设施回用管道
雨水沟渠自然水体
地表径流
5
排水体制——截流式合流制示意图(图5.1-2)
5.2收集管网
1、雨水收集
(1)雨水应就近排入水体。
(2)选择沟渠排放雨水,断面一般采用梯形或矩形,坡度不应小于
0.3%,沟渠底部宽度一般不小于300mm,深度一般为300~400mm。
2、污水收集
(1)污水应采用管道收集。
(2)污水干管管径一般为150~300mm,卫生间冲厕排水管径不宜小于
100mm,坡度宜取0.7~1.0%;生活洗涤、洗浴水排放管管径不宜小于50mm,
坡度不宜小于2.5%。
(3)生活污水接户管覆土深度不宜小于0.3m。
6福建省农村生活污水处理技术
综合考虑福建省农村经济、地理和环境现状,以及目前已试点成功的
一些农村污水处理技术。本指南着重推荐化粪池、沼气池、厌氧生物膜池、
三种厌氧生物处理技术;生物接触氧化池好氧生物处理技术;人工湿地、
生态滤池、稳定塘三种生态净水技术。从适用条件及地区、工作原理、结
构类型、设计技术参数、工程造价及运行管理费用、日常维护情况、出水
生活污水
雨水
截流井污水处理设施雨污混合
自然水体溢流管
管道
截流管回用
6
情况及排放要求等七个方面进行了详细分析和阐述。
其它适合福建省农村特点并满足相关处理要求的物化技术(如:过滤
和消毒)、生物技术(如:A/O、SBR、氧化沟)也可应用。
7
6.1化粪池
化粪池可分为聚乙烯化粪池(生物净化槽)、砖砌化粪池与预制钢筋混
凝土化粪池。
6.1.1聚乙烯化粪池
1、适用条件及地区
适用于分散型、无管网集中收集的平原型、山地型、沿海型农村;同
时也适用于聚集型,有管网收集,且管网必须实行雨污分流,农户从几户
到几百户的农村。一个聚乙烯化粪池规模可以从1m3/d到5m3/d,5m3/d以上
的须订制。
2、工作原理
聚乙烯化粪池产品是基于生化物理理论,采用生物膜法处理技术设计
制造的。生活污水从化粪池上部进水口进入池体中沉淀,比重大的部分沉
入池底进行化粪处理,比重小的部分漂浮于水面上层,可从清理口捞出。
在化粪池隔板处,由于变直流水为环流水化粪原理,并通过滤器的处理,
污水在池体中增长了滞留时间,污水在池内与沉淀污泥的接触降解时间更
长,大量的微生物在过滤器表面繁殖形成生物膜,污水与过滤器微生物接
触,污水中有机污染物被生物分解吞食,从而实现对污水的有效处理,实现
对污水的净化处理。
聚乙烯化粪池区别于传统化粪池(传统化粪池主要采用砖混和混凝土
构建而成)的是采用优质环保型线性密度聚乙烯原料经旋转滚塑一次中空
成型,使化粪池整体无接缝,能保证化粪池在制造中无毒、无味、无污染、
整体密封、防渗漏、耐腐蚀性能。
8
该化粪池主要由三大部分组成:
一是沉淀腐化区,其主要功能和作用是对生活污水进行沉淀,以去除
废水中可沉淀粗大的物质,同时废水在此进行化粪作用,并借助于污水中
所含大量微生物的作用,培育出适应性和活性很强的微生物群体,使一部
分结构复杂的难分解的有机物被降解为易分解的物质;
二是隔板,主要是将池里的水从直流水转成环流水,使污水在池体中
延长了滞留时间,使污水在池内与沉淀污泥的接触降解时间更长,产生更
多的微生物,对污水进行分解吞食;
三是过滤器处理区,其功能是将污水在此区域内得到进一步处理。将
污水中的CODcr转化为无害的无机物质是该设备的关键组成部分。在此区域
内经过一定时间的培养,大量微生物在过滤器表面繁殖形成生物膜。污水
与过滤器表面生物膜接触,污水中的有机污染物被微生物截流、吸附和分
解,实现对污水的净化处理。
3、结构类型
9
聚乙烯化粪池处理生活污水结构流程图(图6.1.1-1)
4、设计技术参数
常见聚乙烯化粪池规格型号(2m3、3m3、5m3)如下表所示:
聚乙烯化粪池规格型号统计表(表6.1.1-1)
规格型号总体积(m3)池体总长(mm)池体总宽(mm)池体总高(mm)
RST-22150015001760
RST-33229014801650
RST-55288518401860
5、工程造价及运行管理费用
(1)工程造价
聚乙烯化粪池单体,造价约为1500元m3/d,考虑安装、土建等,则综合
造价约为2000元m3/d。
(2)运行管理费用
清理口
气孔
检查口
出水口
达到国家二级排放
标准的已处理污水
排放
入水口
生活污水排放
隔板过滤器
10
无运行管理费用,只需每2年清掏一次,人工费约为200元/次。
6、日常维护情况
该产品安装后无需人员看管,但需保证进水水质一定,特别是对于有
管网收集进入该化粪池的,管网必须雨污分流。
7、出水情况及排放要求
经该化粪池处理后的出水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》
(GB18918-2002)二级标准。可排入GB3838地表水Ⅳ、Ⅴ类功能水域或
GB3097海水三、四类功能海域。
6.1.2砖砌及钢筋混凝土化粪池
1、适用条件及地区
适用于分散型、无管网集中收集的平原型、山地型、沿海型农村;同
时也适用于聚集型,有管网收集,且管网必须实行雨污分流,农户从几户
到几百户的农村。可广泛应用于本省农村污水的初级处理,特别适用于旱
厕改造后,水冲式厕所粪便与尿液的预处理。化粪池规模可以从1m3/d到
100m3/d。
2、工作原理
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(CODcr和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
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处理单元的污染负荷。
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、三格化粪池和四格化粪池等。
3、结构类型
污水进水口粪渣口粪渣口粪渣口
隔板
出水口
第一格第二格
第三格
三格化粪池处理生活污水结构流程图(图6.1.2-1)
4、设计技术参数
常见国标砖砌化粪池与预制钢筋混凝土化粪池规格型号(1.8m3、2.5m3、
15m3、20m3、40m3、100m3),化粪池的具体设计可参见《给水排水设计手
册》第2册和《镇(乡)排水工程技术规程》CJJ124-2008。农村化粪池规模
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和参数可参考如下事项:
为防止污染地下水,化粪池须进行防水、防渗设计。
化粪池的设计应与村庄排污和污水处理系统统一考虑设计,使之与排
污或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。
化粪池的平面布置选位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。
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。
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。
化粪池水面到池底深度不应小于1.3m,池长不应小于1m,宽度不应小
于0.75m。
5、工程造价及运行管理费用
(1)工程造价
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下表所示。
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国标砖砌化粪池与预制钢筋混凝土化粪池单池预算表(表6.1.2-1)
容积(m3)1.82.5152040100
国标砖砌(万元)0.170.211.371.422.516.27
预制钢筋混凝土(万元)----0.821.232.134.93
(2)运行管理费用
无运行管理费用,只需每半年到一年清掏一次,人工费约为200元/m3。
6、日常维护情况
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、清理池渣等工作。
水量控制:化粪池瞬时水量不宜过大,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,易造成管道的堵塞。
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。
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。
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。
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。
7、出水水质和排放要求
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(1)出水水质情况
经过化粪池处理后的污水,一般对CODcr、BOD5、SS等常规性指标有
较好的降解,可以高达约50%的处理效果,但对氮、磷等指标处理效果甚
微。
(2)排放要求
出水不能直接排放水体,出水可用于果园回喷,确实需要排放水体的,
需根据不同的出水要求,通过管道收集后与其他生物处理工艺组合后进行
进一步的深度处理后达标排放。
6.2污水净化沼气池
6.2.1适用条件及地区
适用于分散型、无管网集中收集的平原型、山地型、沿海型农村;可
应用于我省一家一户或联户农村污水的初级处理。如果有畜禽养殖、蔬菜
种植和果林种植等产业,可形成适合不同产业结构的沼气利用模式。
6.2.2工作原理
沼气池应用的主要目的是能源的回收利用,沼液是沼气池的附属产物。
因此沼气池的设计、施工和运行管理可参考其它相关的规程和图集。
沼气池是采用厌氧发酵技术和兼性生物过滤技术相结合的方法,在厌
氧和兼性厌氧的条件下将生活污水中的有机物分解转化成甲烷、二氧化碳
和水,达到净化处理生活污水的目的,分解产生的甲烷可收集起来作为能
源使用。沼气池出水含有较高浓度的氮、磷等,不可直接排放,可用作农
业堆肥,并实现资源化利用。
沼气池作为污水资源化单元和预处理单元,其副产品沼渣和沼液是含
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有多种营养成分的优质有机肥,如果直接排放会对环境造成污染,可回用
到农业生产中,或后接污水处理单元进一步处理。
6.2.3结构类型
生活污水净化沼气池是典型的厌氧生物处理技术,一般由前处理区(沉
砂池、两级厌氧消化池)和后处理区(多级兼氧过滤池)两个部分组成。
两级厌氧消化池包含厌氧Ⅰ区和厌氧Ⅱ区,Ⅰ区主要是厌氧消化有机物;
Ⅱ区内用软填料用作微生物载体,进一步降解有机物。根据沼气厌氧发酵
原理,此区运行时,会产生大量沼气;后处理区一般设置有填料及滤料,
发挥兼性过滤作用,净化水质。
生活污水净化沼气池排列大致有条型、矩形、圆形三种,各种工程可
根据场地和地形情况选择不同的排列方式。
污水净化沼气池示意图(图6.2.3-1)
进水前处理区
厌氧Ⅱ区
后处理区出水
沉砂池厌氧Ⅰ区
16
沼气池处理生活污水结构流程图(图6.2.3-2)
6.2.4设计技术参数
污水净化沼气池设计计算可参考《镇(乡)排水工程技术规程》
CJJ124-2008进行,设计参数可按照福建省农村各个地方实际情况做相应调
整。
(1)净化处理工艺:污水净化沼气池分合流型和分流型,各地区应根
据实际情况相应选取适合形式。合流型是指粪便污水和其他生活污水混合
收集,同时进入池内。分流型是指粪便污水与其他生活污水分开收集,粪
便污水进入厌氧发酵I池,其他生活污水从厌氧发酵II池进入。污水净化
沼气池内污染物浓度较高,产气量大,适用于黑、灰水分别收集的农村地
17
区。
(2)污水量按本指南中1.1.2章节中选取。
(3)合流式生活污水净化沼气池污水滞留期3~5d;分流式生活污水净
化沼气池,粪水厌氧消化I池污水滞留期30~40d,厌氧消化II池污水滞留
期为3~4d。
(4)污水净化沼气池的进、出水液位差不宜小于60mm,后处理区在
第一格应设通风孔,孔径不宜小于100mm,以利于自然通风跌水曝气,营
造后处理区的好氧条件,提高出水水质。
(5)产气率一般按池容产气率0.05m3/(m3·d)计算。
(6)单户使用的生活污水净化沼气池池容30m3。
6.2.5工程造价及运行管理费用
(1)工程造价
污水净化沼气池类型和材质不同,其造价不尽相同。总体来说,生态
净化沼气池的总池容较标准化粪池大,且需安装少部分软硬填料,其造价
比普通化粪池高20%~25%左右。
(2)运行管理费用
在日常使用过程中,沼气池主要为维修管理费用,约为每年一次,每
次费用约为250~300元。
6.2.6日常维护情况
沼气池日常管理工作必须做到以下几点:
(1)污泥清掏周期:厌氧消化池2~3年,后处理区和沉砂池每半年一
次。
18
(2)每4~5年更新聚氨酯过滤泡沫板,每10年更新软填料(半软填
料可不更换)。
(3)注意安全,避免发生火灾、窒息事故。
(4)严禁有毒物质如电石、农药或家用消毒剂、防腐剂、洗涤剂等入
池。生活污水的出水在必要时进行消毒或季节性地进行消毒。
(5)要对出水定期进行监测,出现问题及时解决。
(6)防止超过设计负载的车辆驶进池面,并防止出料更换填料等操作
中对池壁的机械损伤。
(7)要由专人负责清除预处理池中的各种杂物(砖头、瓦块、石头、
玻璃、金属、塑料等),并预防进料管口堵塞。
(8)净化池所产沼气应按照沼气使用操作规程安全用气,严禁将输气
管堵塞或放在阴沟里。
6.2.7出水水质和排放要求
1、出水水质情况
一般对CODcr、BOD5、SS等常规性指标有较好的降解,可以高达75%
左右的处理效果,但对氮、磷等指标处理效果甚微。
2、排放要求
沼气池出水含有较高浓度的氮、磷等,不可直接排放,沼气池作为污
水资源化单元和预处理单元,其副产品沼渣和沼液含有多种营养成分的优
质有机肥,如果直接排放会对环境造成污染,可回用到农业生产中,或后
接污水处理单元进一步处理。
19
6.3厌氧生物膜池
6.3.1适用条件及地区
可广泛应用于福建省各村庄生活污水经化粪池或沼气池处理后,人工
湿地、生态滤池或土地渗滤等生态净水技术前的处理单元。也适合于含有
一定家禽、畜牧等散养污水污染指标较高的前处理单元。
6.3.2工作原理
厌氧生物膜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。正常运行时,厌氧生物膜
池对CODcr和SS的去除效果可达到40%~60%。
厌氧生物膜池优点:投资省、施工简单、无动力运行、维护简便;池
体可埋于地下,不占用土地;其上方可覆土种植植物,美化环境。
厌氧生物膜池不足:对氮、磷基本无去除效果,须接后续处理单元进
一步处理后排放。
6.3.3工艺流程
厌氧生物膜池典型结构如下图所示。其中填充的填料应有利于微生物
生长,易挂膜,不易堵塞,比表面积大,从而提高厌氧池对BOD5和悬浮物
的去除效果。
进水出水
泥斗
填料
20
厌氧生物膜池结构示意图(图6.3.3-1)
6.3.4设计技术参数
厌氧生物膜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。
厌氧池HRT一般取2~5d,根据污水处理量Q和水力停留时间t,可计
算得出池体有效容积Ve。
eVQt??
式中:
Ve——有效容积,m3,不包括下层污泥斗的容积和上层空置的容积;
Q——污水量,m3/d;
t——水力停留时间HRT,d。
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、软性填料、弹性填料或组合填料。
6.3.5工程造价及运行管理费用
厌氧生物膜池用于处理污水,其费用主要产生于厌氧池建造,其建造
21
费用因池壁采取的材料、内部安装的填料和池体大小不同而不同,一般而
言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
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。
厌氧生物膜池运行费用仅来自于池底污泥的定期排放处置和日常检
查,基本无电耗,运行费用很低。
6.3.6日常维护情况
厌氧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。排放污
泥量少,建议返回化粪池,进行循环处理。
6.3.7出水水质和排放要求
正常运行时,厌氧生物膜池对CODcr和SS的去除效果可达到
40%~60%。对氮、磷基本无去除效果,须接后续处理单元进一步处理后排
放。
6.4接触氧化池
6.4.1适用条件及地区
生物接触氧化池处理规模可大可小,可建造成单户、多户污水处理设
施及村落污水处理站。为减少曝气耗电、降低运行成本,建议在福建省的
山区利用地形高差,可利用跌水充氧完全或部分取代曝气充氧;若作为村
落或乡镇污水处理设施,则建议在经济较为发达地区采用该技术,可利用
电能曝气充氧,提高处理效果。闽西北地区生物接触氧化装置应建在室内
或地下,并采取一定的保温措施保证冬季运行效果。
22
6.4.2工作原理
生物接触氧化池是生物膜法的一种,在福建省目前已投产的农村污水
技术来看,应用较多。该技术是在池体中填充填料,污水浸没全部填料,
氧气、污水和填料三相接触过程中,通过填料上附着生长的生物膜去除污
水中的悬浮物、有机物、氨氮、总氮等污染物的一种好氧生物技术。
6.4.3结构类型
生物接触氧化池根据污水处理流程,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,延长接触氧化时间,提高出水水质。
根据曝气装置位置的不
同,接触氧化池在形式上可分
为分流式和直流式。分流式接
触氧化池是指污水先在单独的
隔间内充氧后,再缓缓流入装
有填料的反应区;直流式接触
氧化池是直接在填料底部曝
气。按水流特征,又可将接触
氧化池分为内循环式和外循环
式,内循环式是指单独在填料装填区进行循环,外循环式是指在填料体内、
外形成循环。工程实践中,应用最广的是内循环直流式接触氧化池,其基
本结构如图所示。
生物接触氧化池优点:结构简单,占地面积小;污泥产量少,无污泥
出水
排泥
进水装置曝气管
填料支架
填料
池体
液面
出水槽
进水
空气
图6.4.3-1内循环直流式接触氧化池基本结构图
23
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设费用增高;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。
6.4.4设计技术参数
在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,防止堵塞。
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,如图6.4.3-1所示。
1、池体及内部构筑体
(1)处理规模在200人以下的生物接触氧化池的设计参数
200人以下所采用的生物接触氧化池的有效(填料)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;
24
La——进水BOD5浓度;
M——BOD5负荷(gBOD5/m3.d),宜按照下表计算:
生物接触氧化池BOD5负荷参数(gBOD5/m3·d)(表6.4.4-1)
功能处理对象人数n1≤n≤5050≤n≤200
去除有机物好氧生物接触氧化池(1)180225厌氧生物接触氧化池(1)120240
同时去除有机
物和氮
厌氧接触氧化池(2)80140
好氧生物接触氧化池(2)120140
注:有脱氮需求时将好氧生物接触氧化池与厌氧接触氧化池联合使用,反应池依顺序为厌氧接
触氧化池(2)、好氧生物接触氧化池(2),并设置污水回流装置。
此外,还应满足下列要求:
好氧式生物接触氧化池(1)的曝气时间为1.5~3h,停留时间为1.5d
左右,池内溶解氧含量维持2.0~3.5mg/L。
池体底面多采用矩形或方形,长与宽之比应该在1:2~1:1之间。
处理规模超过30人,分格数不少于2,并按同时工作设计。每格面积
不宜大于25m2;处理规模超过40人,有效水深宜大于1.5m。
单户或多户规模的池体可用热塑性复合材料、PVC塑料和玻璃钢等;
村落规模的接触氧化池池体应采用钢板焊接制成或用钢筋混凝土浇注砌
成。生物接触氧化池进水端应设置导流槽,导流槽与生物接触氧化池应采
用导流板分隔,导流板下缘至填料底面的距离推荐为0.15~0.4m。出水一侧
斜板与水平方向的夹角应在50°~60°之间。
生物接触氧化池应在填料下方满平面曝气,推荐采用穿孔管曝气,每
根穿孔管的水平长度不宜大于5m,材质可选择PVC塑料或不锈钢,用电
钻打孔制成。为防止堵塞,曝气时应保证开孔朝下。最好配置调节气量的
25
气体流量计和方便维修的设施。生物接触氧化池底部应设置放空阀。
(2)处理规模在200人以上的生物接触氧化池的设计参数
处理规模200人以上的村落污水处理站如采用生物接触氧化池,在能
按照城市污水厂运行管理的前提下,可参照城市生活污水处理生物接触氧
化池的设计和运行参数。
池体底面多采用矩形或方形,长与宽之比应该在1:2~1:1之间;
池子个数或分格数一般不少于2个,每格面积不宜大于25m2;
容积负荷一般采用1000~1500gBOD5/(m3?d);
溶解氧一般维持在2.5~3.5mg/L之间,气水比15:1~20:1。
2、填料
填料的合适与否是决定生物接触氧化法处理效果好坏的关键,生物填
料须满足以下要求:
(1)填料应采用适于长期浸入污水环境的弹性填料、软性填料。
(2)填充率大于55%。
(3)填料分层装填,一般不超过3m。
(4)在好氧生物接触氧化池中应与底部保持合适的距离。
(5)填料对微生物无毒害、易挂膜、比表面积较大、空隙率较高、氧
转移性能好、机械强度大、经久耐用、价格低廉。
填料的种类可按形状、性状及材质等进行区分。在形状方面,可分为
蜂窝状、束状、筒状、列管状、波纹状、板状、网状、盾状、圆环辐射状
以及不规则粒状和球状等;按性状可分为硬性、半软性、软性等;按材质
则有塑料、玻璃和纤维等。
26
3、设计尺寸
不同处理规模的生物接触氧化池的设计参数可参考下表。其中村庄的
生物接触氧化池可设计成二段式。
不同处理规模的生物接触氧化池设计参数表(表6.4.4-2)
规模池体尺寸适宜填料施工材料备注
单户底面积0.3~0.5m
2,池高1.0~1.5
m,填料层高度0.6~1.0m
软性、半软
性
热塑性复合材料、PVC
塑料材料、玻璃钢均匀曝气
多户底面积2.0~4.0m
2,池高1.2~1.8
m,填料层高度0.8~1.3m
半软性、软
性
热塑性复合材料、PVC
塑料材料、玻璃钢均匀曝气
村庄底面积10~15m
2,池高2.5~3.0m,
填料层高度1.8~2.2m球形、蜂窝钢板或钢筋混凝土
可采取二
段式
6.4.5工程造价及运行管理费用
生物接触氧化池的一次性投资主要是池体建造和购买填料,处理规模
不同,池体造价上也有差异,从几百至几万不等;而各种不同填料价格上
差异明显,以价格较高的新型球形塑料填料为例,填充一立方米体积所需
要的填料价格在600元左右。而在日常运行成本上,生物接触氧化法要低
于活性污泥法和氧化沟工艺。在占地方面,生物接触氧化工艺也体现了占
地面积小的优势。此外,有报道表明二段式生物接触氧化工艺在污泥稳定
性、水力负荷以及设备来源上相比活性污泥和氧化沟工艺均有不同程度的
优势,而且出水水质好。这些特点非常符合农村地区财政困难、操作维护
人员有限、对出水水质要求高的特点。
6.4.6日常维护情况
1、系统启动
系统启动时,投加临近污水处理厂的好氧区污泥,或加入粪水,闷曝
3~7天后开始少量进水,并观察检测出水水质,逐渐增大进水流量至设计值,
同时调整曝气量,保持一定的气水比15~20:1,如果有条件应检测反应池内
27
溶解氧含量,使其在2.0~3.5mg/L之间为宜。
2、日常维护
正常运行时,需观察填料载体上生物膜生长与脱落情况,并通过适当
的气量调节防止生物膜的整体大规模脱落。确定有无曝气死角,调整曝气
头位置,保证均匀曝气。定期察看有无填料结块堵塞现象发生并予以及时
疏通。
定期对二沉池中污泥进行处理,可以由市政槽车抽吸外运处理,也可
经卫生处理后用做农田施肥。
6.4.7出水水质和排放要求
1、出水水质情况
一般对CODcr、BOD5、SS等常规性指标有较好的降解,可以高达
80%~90%左右的处理效果,但对磷的处理效果较差。
2、排放要求
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。
6.5生态滤池
6.5.1适用条件及地区
适用于自然村或中小型聚居点的污水处理。对于可用土地面积少,地
形坡度大、进水水质和水量波动大的污水处理站有较好的适用性。由于工
艺布水特点,对环境温度有较高要求,适宜在年平均气温较高的地区使用。
6.5.2工作原理
生态滤池是生物膜法的一种,具有净化效果好、投资省、运行费用低
等特点,是利用人工填料形成的生物膜和水生植物形成的微型生态系统来
28
进行污水净化的一种水处理技术。本指南所指生物滤池为高负荷生物滤池。
生态滤池中,颗粒物的过滤主要由填料完成,可溶性污染物则通过生物膜
和水生植物根系去除。生态滤池的植物以挺水植物为主,本质上是一个微
型人工湿地系统,属于生态工程措施。生态滤池通常与环境工程处理单元
联合使用,对经过生物处理设施的出水进行深度处理。生态滤池进水需要
先做预处理,以去除较大的颗粒物,避免填料层堵塞。本指南所指生物滤
池为高负荷生物滤池,主要去除污水中悬浮物、有机物、氨氮等污染物。
生物滤池的优点:占地小、抗冲击能力强、处理效果稳定等。
生物滤池的不足:污水进入生物滤池前,必须经过预处理降低悬浮物
浓度,以防堵塞滤料。滤料上的生物膜不断脱落更新,随处理水流出,所
以生物滤池后须设置二次沉淀池以沉淀悬浮物。
6.5.3结构类型
生物滤池可按污染物的去除功能和水流流向进行分类。按照不同污染
物的去除功能可分为碳氧化生物滤池,硝化生物滤池和反硝化生物滤池。
按照水流在生物滤池中穿行的方向可分为上向流(池底进水,水流和空气
同向运行)、下向流(池顶进水,水流和空气逆向运行)、侧向流(在池侧
墙进水,水流和空气垂直相交运行)或折流式(单池中设置导流墙,使得
水流上下翻腾)。
根据国内生物滤池工艺污水厂处理效率及参考各实验研究结果确定,
碳氧化生物滤池对BOD5去除率可大于90%,硝化生物滤池NH3-N去除率
可大于80%,反硝化生物滤池系统TN去处理可大于60%;生物滤池出水
SS可小于20mg/L。
29
6.5.4设计技术参数
生物滤池前应设置沉沙池、初沉池、水解调节池或隔油池等预处理设
施,其进水悬浮固体浓度不宜大于60mg/L。污水进入生物滤池前,必须经
过预处理降低悬浮物浓度,以免堵塞滤料。滤料上的生物膜不断脱落更新,
并随处理水流出,所以生物滤池后应设置沉淀池(二次沉淀池)予以沉淀
固体物质。对于村庄和小型居住点的污水,其水质水量变化较大,污水宜
经调节池调节水质水量,同时也可进行水解反应,提高污水的可生化性。
根据福建地区农村的特征,生物滤池可采用模块化或标准化设计,其
池形可采用圆柱形或方柱形,池之间宜采用管道连接。也可直接选用一体
化生物滤池设备。
生物滤池填料一般选用陶粒滤料或轻质多孔填料,陶粒滤料粒径宜为
2~8mm,轻质多孔填料粒径宜控制在25mm以下。滤料填装高度宜为
1.5m~3m。轻质多孔填料适宜在下向流或侧向流曝气生物滤池中采用,可以
大大延长滤池反冲洗周期或避免采用反冲洗系统。
生物滤池的布水必须均匀。
6.5.5工程造价及运行管理费用
生态滤池的池体、填料等原材料都可以就地取材,大大降低了建设成
本,需要购制的是阀门和PVC管,但量比较少,滤池的建设和运行费用都
非常低。整体上,生态滤池吨水处理成本约为污水处理厂的10%左右,但
对土地需求约为污水处理厂的两倍,因此,对于土地资源相对紧张的村庄,
应慎重选用生态滤池。
30
6.5.6日常维护情况
生物滤池构筑物简单,日常运行时,主要是巡检水泵等动力设备和滤
料是否出现堵塞现象,通风效果是否良好;冬季水温较低时,应注意防冻,
同时降低进水水量负荷,以保证处理效果;当进水水质很差时
(BOD5>200mg/L时),开启回流泵,将处理水回流,稀释原水,降低BOD5
负荷。
6.5.7出水水质和排放要求
对CODcr、BOD5、SS等常规性指标有较好的降解,同时对磷的处理效
果也较好,通过该技术处理后的出水一般可达到《城镇污水处理厂污染物
排放标准》(GB18918-2002)二级标准。可排入GB3838地表水Ⅳ、Ⅴ类功
能水域或GB3097海水三、四类功能海域。
6.6人工湿地
6.6.1适用条件及地区
尤其适用对于资金短缺、土地面积相对丰富的农村地区,不仅可以治
理农村水污染、保护水环境,而且可以美化环境,节约水资源。在福建农
村地区,人工湿地主要适用于单户或几户规模的分散型农村生活污水处理。
人工湿地表层一般种植喜阳的水生植物,因此应建设在能被阳光直射
的空旷地方。在山区或丘陵可建成多级呈阶梯状的人工湿地,采取多级跌
水充氧,与植物复氧一起,共同为湿地补充溶解氧。
6.6.2工作原理
人工湿地是一种通过人工设计、改造而成的半生态型污水处理系统,
主要由土壤基质、水生植物和微生物三部分组成。此外,人工湿地对改善
31
环境和提高环境质量有明显的作用,它增加了植被覆盖率,保持了生物多
样性,改善了生态环境。
人工湿地的优点:投资费用省,运行费用低,维护管理简便,水生植
物可以美化环境,增加生物多样性。
人工湿地的不足:污染负荷低,占地面积大,设计不当容易堵塞,处
理效果受季节影响,随着运行时间延长除磷能力逐渐下降,卫生条件较差。
6.6.3结构类型
人工湿地按水流特征,可分为表面流人工湿地(图6.6.3-1)、潜流人工
湿地(图6.6.3-2)、垂直流人工湿地(图6.6.3-3)。表流人工湿地建造费用较
省,但占地面积大于潜流和垂直流人工湿地,且冬季表面易结冰,夏季易
繁殖蚊虫,并有臭味。潜流型湿地的优点在于其充分利用了湿地的空间,
发挥了系统间的协同作用,且卫生条件好,但建设费用较高。
表流人工湿地示意图(图6.6.3-1)
进水出水
进水出水
32
潜流人工湿地示意图(图6.6.3-2)
垂直流人工湿地结构示意图(图6.6.3-3)
6.6.4设计技术参数
人工湿地的设计可参考《人工湿地污水处理技术导则》
(RISN-TG006-2009)。
应当根据实际情况因地制宜进行设计和运行。设计时首先确定生活污
水的水量和水质,并根据当地的地质、地貌、气候等自然条件选择合适的
人工湿地类型,然后根据相应的湿地类型进行设计。设计主要涉及以下几
个方面:污染负荷、湿地面积、湿地床结构、基质材料选择、植被选择、
水力状况、进水和排水周期等,并应考虑底部防渗。
1、污染负荷
相对生物接触氧化池和氧化沟等好氧生物技术,人工湿地污染负荷低,
其进水污染物浓度特别是悬浮物SS浓度不能太高,建议不超过50mg/L,否
则容易堵塞。不同类型人工湿地污染负荷取值范围变化较大。
2、湿地面积
应根据水质及水流特点设置合理的长宽比,若因用地面积及地形限制,
达不到长宽比要求,可以通过一定的工程措施如设置挡墙、挡板等来人为
进水
出水
33
改变水流路径,延长停留时间,防止短流。人工湿地的设计面积根据拟处
理的水量确定,包括常规的污水水量和汇流区域内的暴雨径流量。
3、湿地床结构
湿地床的构型对湿地系统的水力状况有着重要影响,构型参数包括长
宽比、坡度、深度等。据工程经验,人工湿地系统的坡度宜为0.5%~1%,
长宽比应大于2,深度的波动范围为0.2~1.2m。
人工湿地设计时应尽量采用重力流的布水方式,以保证排水顺畅,节
省能源。另外,湿地的出水口应设计为可调的,以便使整个湿地床体的水
位可以人为调控。
人工湿地的水力负荷根据污水量和湿地类型的不同差异比较大,一般
来说潜流湿地的水力负荷大于表面流湿地的水力负荷。国内外人工湿地最
常见的水力负荷为10~20cm·d-1,水力停留时间为0.5~7d。
4、基质材料选择
人工湿地中各层基质的选择及填充厚度,基质的选择应因地制宜、就
地取材,以减少人工湿地的造价,基质厚度应根据具体水质及现场条件确
定,总基质床的厚度一般为1m左右。人工湿地系统多采用碎石、砂子、矿
渣等基质材料作为填料。对于缺乏养分供给的基质或者孔隙过大不利于植
物固定生长的基质,需在基质上方覆盖15~25cm厚的土壤,作为植物生长的
基质。
不同类型的基质对湿地的影响不同。中性基质对生物处理影响不大,
但矿渣等偏碱性的基质则在一定程度上会影响微生物和植物的生长活动,
因此,应用时需采用一定的预处理,如充分浸泡等措施。
34
基质对废水中磷和重金属离子的净化影响最大,含钙、铁、铝等成分
的填料有利于离子交换。钙、镁等成分和污水中的磷、重金属相互作用形
成沉淀;铁、铝等离子通过离子交换等作用将磷、重金属吸附于基质上。
但随着时间的推移,基质对磷和重金属的吸附会达到饱和,湿地除磷和重
金属能力便有明显下降。
在确定选择的基质材料种类后,还应确定基质的粒径,以调整湿地的
水力传导率和孔隙率。一般来说,小粒径基质具有比表面积大、孔隙率小、
植物根及根区的发展相协调、水流条件接近层流等优点。但目前人工湿地
的基质一般倾向于选择较大粒径的介质,以便具有较大的空隙和好的水力
传导,从而尽量克服湿地堵塞问题。
5、植被选择
湿地水生植物主要包括挺水植物、沉水植物和浮水植物。不同的区域,
不同的生长环境,适宜生长的湿地植物种类是不同的。应选取处理性能好、
成活率高、抗污能力强且具有一定美学和经济价值的水生植物。这些水生
植物通常应具有下列特性:
(1)能忍受较大变化范围内的水位、含盐量、温度和pH值;
(2)在本地适应性好,最好是本土植物。植物种类一般3~7种,其中
至少3种为优势物种;
(3)对污染物具有较好的去除效果;
(4)成活率高,种苗易得,繁殖能力强;
(5)有广泛用途或经济价值高。
人工湿地中使用最多的水生植物为香蒲、芦苇和灯心草,这些植物都
35
广泛存在并能忍受冰冻。不同种类的水生植物适宜生长的水深不同,香蒲
在水深0.15m的环境中生存占优势;灯心草为0.05~0.25m;芦苇适宜生长在
岸边和浅水区中,最深可生长于1.5m的深水区域。香蒲和灯心草的根系主
要在0.3m以内的区域,芦苇的根系达0.6m,宽叶香蒲则达到0.8m。
在潜流型湿地中,一般选用芦苇和香蒲,它们较深的根系可扩大污水
的处理空间。而对于处理暴雨径流污染为主的人工湿地,要求湿地植物有
很强的适应能力,既能抗干旱又能耐湿,而且还应具有抗病灾和昆虫的能
力,一般选用芦苇和藨草。
6、水力状况
表流人工湿地水位一般为20~80cm,潜流人工湿地水位则一般保持在土
壤表面下方10~30cm,并根据待处理的污水水量等情况进行调节。
需重点考虑造成湿地堵塞的各种影响因素。湿地堵塞多发生在系统床
体前端25%左右的部分,造成堵塞的物质大部分为无机物,这表明污水中的
颗粒物在湿地床中的沉淀是造成湿地堵塞的主要原因。此外,植物根系及
其附着物等也是湿地堵塞的一大诱因。
6.6.5工程造价及运行管理费用
综合国内外的研究实践经验,人工湿地的投资和运行费一般仅为传统
的二级污水厂的1/10~1/2,具体的投资费用视地理位置,地质情况以及所采
用的湿地基质而有差别。工程统计表明,表流人工湿地建设投资费用约
150~400元/m2,潜流人工湿地建设投资费用约200~600元/m2。
6.6.6日常维护情况
人工湿地的维护包括三个主要方面:水生植物的重新种植、杂草的去
36
除和沉积物的挖掘。当水生植物不适应生活环境时,需调整植物的种类,
并重新种植。植物种类的调整需要变换水位。如果水位低于理想高度,可
调整出水装置;杂草的过度生长也给湿地植物的生长带来了许多问题。在
春天,杂草比湿地植物生长的早,遮住了阳光,阻碍了水生植株幼苗的生
长。杂草的去除将会增强湿地的净化功能和经济价值。实践证明,人工湿
地的植被种植完成以后,就开始建立良好的植物覆盖,并进行杂草控制是
最理想的管理方式。在春季或夏季,建立植物床的前三个月,用高于床表
面5cm的水深淹没可控制杂草的生长,当植物经过三个生长季节,就可以与
杂草竞争。由于污水中含有大量的悬浮物,在湿地床的进水区易产生沉积
物堆积,运行一段时间,需挖掘沉积物,以保持稳定的湿地水文水力及净
化效果。
6.6.7出水水质和排放要求
1、出水水质
人工湿地技术对总氮和氨氮的去除能力有限,其余出水指标可达到《城
镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的二级标准。
2、排放要求
该技术对总氮和氨氮的去除能力有限,若进水氮、磷指标很低,一般
经过该技术处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GBl8918-2002
二级标准可排入GB3838地表水Ⅳ、Ⅴ类功能水域或GB3097海水三、四
类功能海域。
37
6.7稳定塘
6.7.1适用条件及地区
适于中低污染物浓度的生活污水处理;适用于有山沟、水沟、低洼地
或池塘、土地面积相对丰富的农村地区。
6.7.2工作原理
稳定塘又名氧化塘或生物塘,是一种利用水体自然净化能力处理污水
的生物处理设施,主要借助了水体的自净过程来进行污水的净化。
稳定塘的优点:结构简单,出水水质好,投资成本低,无能耗或低能
耗,运行费用省,维护管理简便。
稳定塘的不足:负荷低,污水进入前需进行预处理,占地面积大,处
理效果随季节波动大,塘中水体污染物浓度过高时会产生臭气和滋生蚊虫。
6.7.3结构类型
稳定塘有多种类型,按照塘的使用功能、塘内生物种类、供氧途径进
行划分,一般可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘和生态塘。
6.7.4设计技术参数
好氧塘的深度较浅,一般在0.5m左右,阳光能直接照射到塘底。塘内
有许多藻类生长,释放出大量氧气,再加上大气的自然充氧作用,好氧塘
的全部塘水都含有溶解氧。
兼性塘同时具有好氧区、缺氧区和厌氧区。它的深度比好氧塘大,通
常在1.2~1.5m之间。
厌氧塘的深度相比于兼性塘更大,一般在2.0m以上。塘内一般不种植
植物,也不存在供氧的藻类,全部塘水都处于厌氧状态,主要由厌氧微生
38
物起净化作用。多用于高浓度污水的厌氧分解。
曝气塘的设计深度多在2.0m以上,但与厌氧塘不同,曝气塘采用了机
械装置曝气,使塘水有充足的氧气,主要由好氧微生物起净化作用。
生态塘一般用于污水的深度处理,进水污染物浓度低,也被称为深度
处理塘。塘中可种植芦苇、茭白等水生植物,以提高污水处理能力。
稳定塘是按有机污染物的负荷、塘深和停留时间等参数设计的。当入
塘的污染物较少时,一般设计为好氧塘或生态塘;当污水浓度较高时,可
设计为厌氧塘或曝气塘;污水水质介于这两者之间时,通常设计为兼性塘。
稳定塘应尽量远离居民点,而且应该位于居民点长年主导风向的下
方,,防止水体散发臭气和滋生的蚊虫的侵扰。
6.7.5工程造价及运行管理费用
稳定塘修建的主要成本是塘体的挖掘和防渗处理。为了减少成本,可
以在地势低洼的地方进行修建,也可对农村原有的蓄水塘进行改建而成,
挖掘时也宜采用机械作业以减少成本。如果土壤的入渗率较低,也可以采
用就地夯实的办法作防渗。稳定塘投资造价约100~150元/m2。
好氧塘和深度处理塘中种植的一些观赏性水生植物会增加一些费用,
这些植物应多取用当地野生品种。这样既可以减少造价,同时当地物种也
比较适应本地环境条件,能够快速成活。
6.7.6日常维护情况
稳定塘的设计简单、施工简便,所需要的维护工作较少。日常维护中
要注意保护塘内生物的生长,但也不能让水生生物过度生长,特别是藻类
的快速繁殖会使出水水质下降。
39
稳定塘是否出现渗漏是检查的重点,要注意对塘的出入水量进行定期
测量,以查看有无渗漏。如果周边有地下井,也可抽取地下水进行检测,
查看是否受到塘水的下渗污染。
6.7.7出水水质和排放要求
稳定塘处理后的污水,一般能够达到农业灌溉的水质标准,可用于农
业灌溉,以充分利用污水的水肥资源。
7推荐工艺组合
福建省农村应优先采用运行成本相对低的微动力或无动力处理技术。
具体单元工艺的选择方面,污水预处理技术可采用化粪池、厌氧生物膜池
和沼气池等;二级生物处理可采用生物接触氧化池和氧化沟等;生态净水
技术可采用人工湿地、生态滤池和土地渗滤等。
7.1散户(分散)污水处理工艺
散户是指污水不便于统一收集处理的单一或几户农户,宜采用分散处
理技术,就地处理排放或回用。分散处理可采用设备或工程设施。
7.1.1化粪池
适用范围:粪便作为农肥的农户。
工艺流程如下图所示。
单户污水初级处理技术工艺流程(图7.1.1-1)
本技术在我国农村厕所改造过程中使用较多,其技术比较适合我国目
前农村的技术经济水平。经过化粪池或沼气池处理后的污水作为农用,但
化粪池或强化厌氧池出水中污染物浓度高,因此不宜直接排入村落周边水
化粪池农用污水
40
系。
采用本模式处理污水时,应防止雨水进入化粪池或沼气池造成池体内
的污水溢出。
7.1.2化粪池+土地处理(或人工湿地)
适用范围:适合有可利用土地的农户。
污水经化粪池去除粗物质后利用土地处理,或流入人工湿地进行处理,
其中在化粪池的停留时间应大于48h。该工艺投资和运行费用低、管理方便,
适合有可利用土地的农户。由于化粪池或沼气池出水浓度较高,宜在生态
单元前增设厌氧生物处理单元(如厌氧生物膜单元)以降低生态处理单元
的负荷;生态处理单元技术宜采用人工湿地或土地渗滤等。工艺流程如下
图所示。
生态处理工艺流程(图7.1.2-1)
7.1.3生物处理工艺
适用范围:没有可利用土地的散户或对排水水质要求较高的地区,经
济较发达地区。
针对没有可利用土地的散户或对排水水质要求较高时,可采用生物处
理单元处理污水。生物处理单元宜采用生物接触氧化池的一体化设备。在
丘陵或山地,可利用地形高差,采用跌水曝气,节省部分运行能耗。其工
艺流程如下图所示。
生物处理工艺流程(图7.1.3-1)
污水生态处理单元排放化粪池
厌氧生物膜单元
污水生物接触氧化池排放调节池
41
其中,生物接触氧化法可以与分段进水技术结合,强化脱氮效果,处
理后的污水可直接排放或进一步生态处理后排放。已建化粪池可作为生物
接触氧化池前的调节池。
该工艺的特点是处理效果好,占地面积小,需要定期维护管理。
7.2集中式污水处理工艺
7.2.1以生物技术为主体的污水处理工艺
适用范围:经济发达,地势平缓,可利用土地有限的地区。
以去除CODcr为目标的村落污水生物处理工艺流程如下图所示。
以生物技术为主体的污水处理工艺流程示意图(图7.2.1-1)
其中,生物处理单元技术可采用生物接触氧化法、普通曝气池法。为
保证处理效果,宜采用好氧处理,好氧生物反应池内溶解氧保持在2.0mg/L
以上。
7.2.2以生态技术为主体的污水处理工艺
适用范围:经济较发达,地势有一定高差和有可利用土地的地区。
以生态技术为主的污水站典型工艺流程如下图所示。
以生态技术为主体的污水处理工艺流程示意图(图7.2.2-1)
其中,预处理单元可以是格栅、沉淀池,也可以包含生物预处理单元
技术(如采用化粪池、沼气池、生物膜技术等)。
生态处理单元技术可采用人工湿地、稳定塘等处理系统等。
污水预处理单元生态处理单元排放或消毒排放
剩余污泥
排水污水
回流污泥
二沉池格栅沉砂池初沉池生物处理单元
42
7.2.3具有脱氮除磷功能的污水处理工艺
适用于饮用水水源地保护区、风景或人文旅游区、自然保护区、重点
流域等环境敏感区,污水处理不仅需要去除COD和悬浮物,还需要对氮、
磷进行控制,以防止区域内水体富营养化,出水直接排放到附近水体或回
用。本工艺设计参数详见《室外排水设计规范(GB50014-2006)》。
分为生化工艺和生化-生态组合工艺两类。前者占地小,但投资和运行
费用都高;后者投资和运行费用较低,但占地面积较大。对经济不发达、
土地面积充裕的地区,也可仅采用生态工艺实现污水的脱氮除磷处理。根
据福建省各地区不同情况,主要采用以下两种工艺:
1、生物脱氮工艺
具有缺氧和好氧生物反应器的组合工艺,或单一反应器缺氧和好氧交
替运行,可有效去除废水中的有机物和氨氮,使出水CODcr、BOD5、SS和
NH4+-N与TN等达标。缺氧/好氧组合工艺流程如下图所示。
生物脱氮污水处理工艺流程示意图(图7.2.3-1)
其中,预处理单元常用技术包含格栅和沉淀池,也可以采用生物预处
理单元技术(如采用化粪池、沼气池等)。缺氧/好氧生物处理单元技术宜采
用生物接触氧化法。
2、生物与生态组合脱氮除磷工艺
回流污泥
混合液回流
污水预处理单元缺氧生物处理单元
好氧生物处理单元
沉淀池
剩余污泥
出水
43
将生物处理单元技术与人工湿地或土地过滤等生态处理系统相组合,
可以更经济和高效地去除污水中的有机污染物、氮和磷,但需占用较大土
地面积。村庄农户污水经过化粪池或沼气池的初级处理后,进入生物处理
单元,其出水再进入生态处理单元。其工艺流程如下图所示。
生物处理单元技术可采用生物接触氧化法等工艺,去除大部分有机物
和部分氮磷;生态处理单元技术宜采用土地处理、人工湿地等,利用土壤
和植物除磷。同时,人工湿地也可作为村庄景观,美化环境。
脱氮除磷组合污水处理工艺流程示意图(图7.2.3-2)
预处理单元污水生物处理单元生态处理单元出水
44
8工程案例
聚乙烯化粪池
8.1.1工程简介
聚乙烯化粪池目前在我省已经有很广泛的应用,如永春桃城镇丰山村
污水处理系统——采用1吨聚乙烯化粪池(一户一个);漳州南靖县山城镇
污水处理系统——采用18个5吨聚乙烯化粪池;新罗区东肖镇榴坑村污水处
理系统——采用12个5吨聚乙烯化粪池;福州市森林公园公厕污水处理系统
——采用15个15吨聚乙烯化粪池(每个公厕一个,共15个)。
聚乙烯化粪池外观图(全塑卧式、立式化粪池)(图8.1.1-1)
45
化粪池使用说明村民家化粪池位置
排入受纳水体
永春桃城镇丰山村污水处理池实景照片(图8.1.1-2)
8.1.2工艺流程
聚乙烯化粪池处理生活污水工艺流程图(图8.1.2-1)
8.1.3运行情况
上述指标基本可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》
(GB18918-2002)二级标准。
永春桃城镇丰山村的污水主要为居民生活用水,仅有少量畜禽养殖废
水,设计进出水水质指标如下表所示:
设计进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.1.3-1)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)100~150—100~15020~3030~403~66.5~7.5
出水浓度(mg/L)60—308(15)2016~9
实际运行期间,该技术有较好的去除效果。污水中进出水污染物浓度
如下表所示:
生活污水聚乙烯化粪池(厌氧分解)排入受纳水体或进一步深度处理出水排放
46
实际出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.1.3-2)(检测时间:2011.03.23)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
出水浓度(mg/L)39.27.96256.4011.11.237.52
从上述检测数据来看,所有指标基本上满足《城镇污水处理厂污染物
排放标准》GBl8918-2002二级标准。
8.1.4成本分析
(1)工程造价
聚乙烯化粪池单体,造价约为1500元/m3·d,考虑安装、土建等,则综
合造价约为2000元/m3·d。
(2)运行管理费用
无运行管理费用,只需每2年清掏一次。
8.1.5结论与建议
聚乙烯化粪池具有一定的脱氮除磷功能,工艺简单、管理方便,是比
较适于分散式农村污水处理的,但聚乙烯化粪池耐冲击负荷较差,设计时
应注意完善污水收集系统,保证排水体制为雨污分流制。
8.2化粪池+果园回喷
8.2.1工程简介
我省已经有很广泛的应用,如莆田城厢区常太镇洋边村污水处理系统
——三格化粪池+回喷果园,莆田坪盘村污水处理系统——三格化粪池+氧
化塘。该地区污水主要为每家农户通过自建的三格化粪池处理后,通过管
道收集,最终通过泵抽至山上喷灌果园。每户处理规模为1m3/d。
47
三格化粪池外观图(图8.2.1-1)
三格化粪池浇灌的果园
三格化粪池
莆田城厢区常太镇洋边村污水处理系统实景照片(图8.2.1-2)
8.2.2工艺流程
化粪池处理生活污水工艺流程图(图8.2.2-1)
8.2.3运行情况
污水主要为居民生活用水,污水中污染物浓度如下:
生活污水化粪池(厌氧分解)果园回喷泵抽
48
CODcr=100~200mg/L,SS=150~200mg/L,NH3-N=20~25mg/L,
TN=30~35mg/L,TP=3~5mg/L,pH=6.5~7.5。经化粪池处理后的污水,对
CODcr、BOD5、SS等常规性指标有较好的降解,可以高达50%左右的处理
效果,但对氮、磷等指标处理效果甚微。
8.2.4成本分析
工程造价约为2100元/m3.d(含土建、设备费用),运行成本为提升泵电
耗费,约为0.04元/m3.d。
8.2.5结论与建议
化粪池瞬时水量不宜过大,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,易造成管道的堵塞。化粪池耐冲击负荷较差,设计时应
注意完善污水收集系统,保证排水体制为雨污分流制。
出水不能直接排放水体,出水可用于果园回喷,确实需要排放水体的,
需根据不同的出水要求,通过管道收集后与其他生物处理工艺组合后进行
进一步的深度处理后达标排放。
8.3沼气池+农田灌溉
8.3.1工程简介
我省已经有很广泛的应用,如福州市晋安区宦溪镇核铀村沼气工程,
福建省建瓯市农村沼气工程。
49
晋安区宦溪镇核铀村沼气工程实景照片(图8.3.1-1)
8.3.2工艺流程
其工艺流程如下所示:
沼气池处理生活污水工艺流程图(图8.3.2-1)
8.3.3运行情况
一般对CODcr、BOD5、SS等常规性指标有较好的降解,可以高达75%
左右的处理效果,但对氮、磷等指标处理效果甚微。其副产品沼渣和沼液
含有多种营养成分的优质有机肥,如果直接排放会对环境造成污染,可回
用到农业生产中。
8.3.4成本分析
1、工程造价
现浇混凝土沼气池工程造价约:800元/m3~1500元/m3。
2、运行成本
污泥清掏周期:厌氧消化池2~3年,后处理区和沉砂池每半年抽一次。
生活污水厌氧沼气池农田灌溉出水排放沉砂窨井
50
每4~5年更新聚氨酯过滤泡沫板,每10年更新软填料(半软填料可不
更换)。运行成本约为0.05~0.1元/m3.d。
8.3.5结论与建议
污水净化沼气池在选址时与主建筑物距离应大于5米。污水净化沼气
池在开挖时要了解地质情况,池墙施工外模可利用原状土,内模可用砖模
或木模。原状土不能成形的池子需内外装模,也可采用砖砌筑。池拱最好
采用砖模。进料口高度放在沉砂池的中部,应定期清理沉砂和浮渣,进料
口直径不小于200mm。沼气池池体内部要有良好的密封性,保证池体不漏
水、不漏气。注意混凝土浇筑部位的养护,在闽西北地区秋冬季节温度较
低要注意早晚的防冻。
8.4接触氧化+人工湿地+氧化塘
8.4.1工程简介
该技术目前在我省已有示范工程,如三明市中村乡人工湿地污水处理
系统,处理污水主要为集镇区农村的生活污水,处理能力为1000m3/d。
进水生物接触氧化池曝气区
51
生物接触氧化池曝气区生物接触氧化池中的生物膜
人工湿地
氧化塘(景观湖)氧化塘上的生物浮岛
52
出水(排入周边池塘)
三明市中村乡人工湿地污水处理系统工程实景照片(图8.4.1-1)
8.4.2工艺流程
“接触氧化+人工湿地+氧化塘”工艺流程图(图8.4.2-1)
8.4.3运行情况
污水主要为居民生活用水,设计进出水水质指标如下表所示:
本工程进出水设计指标如下表所示:
设计进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.4.3-1)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)150~18070~100100~15020352~46~9
出水浓度(mg/L)6020208~152016~9
实际运行期间,该技术有较好的去除效果。污水中进出水污染物浓度
如下表所示:
实际进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.4.3-2)(检测时间:2011.04.13)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)60.221.49.014.518.73.467.05
出水浓度(mg/L)16.17.967.08.8614.31.376.52
从上述检测数据来看,除TP外,其余指标均满足《城镇污水处理厂污
染物排放标准》GBl8918-2002一级B标准。所有指标均满足《城镇污水处理
原水粗格栅/泵房人工湿地
景观用水
接触氧化池旋流沉砂池
农业灌溉氧化塘
53
厂污染物排放标准》GBl8918-2002二级标准。
8.4.4成本分析
工程造价约为2000元/m3.d。运行管理费用约为0.5~0.6元/m3.d。
8.4.5结论与建议
本工程自运行以来,除TP外,其余指标均满足《城镇污水处理厂污染
物排放标准》GBl8918-2002一级B标准。本工程主要缺点是占地面积较大,
对有一定的闲置地和湖塘的村庄可采用此工艺。
8.5生态渠(生物接触氧化)+人工湿地
8.5.1工程简介
龙岩市龙门镇湖坑村河道异位治理示范工程,周边农村的生活污水(含
部分养猪废水)约为250m3/d直排入湖坑溪,溪水流量约为8000m3/d,溪
水严重富营养化。
8.5.2工艺流程
“生态渠+人工湿地”工艺流程图(图8.5.2-1)
生态渠(生物膜作为载体)
生活污水生态渠人工湿地出水排入河道
54
龙门镇湖坑村河道异位治理示范工程——生态渠实景照片(图8.5.2-2)
8.5.3运行情况
污水主要为居民生活用水,含有少量的散养的畜禽养殖废水,设计进
出水水质指标如下表所示:
本工程进出水设计指标如下表所示:
设计进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.5.3-1)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)120~25080~150100~15010~15303.0~5.56~9
出水浓度(mg/L)48~1002050152016~9
实际运行期间,该技术有较好的去除效果。污水中进出水污染物浓度
如下表所示:
实际进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.5.3-2)(检测时间:2011.04.08)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)25.007.1028.005.104.071.797.52
出水浓度(mg/L)18.002.003.001.641.790.557.22
从上述检测数据来看,除TP外,基本上达到了《城镇污水处理厂污染
物排放标准》确定的一级A标准。
8.5.4成本分析
(1)设计构筑物
处理单元部分(日处理污水量为8000m3/d)
序号名称型号规格(m2)单位数量备注
1生态渠120×1.5×0.8座1可利用当地的河塘
55
2地表流人工湿地128×23座1
3复合式人工湿地73×23座2
(2)运行成本
以日处理污水量为8000m3/d为例,工程造价约为100元/m3.d。该工程
建成后机电设备运行费用及吨水药剂费用均为0,主要人工管理费用,人工
管理费用约为0.02元/m3.d。
8.5.5结论与建议
工程结合当地农村的实际情况和排水要求,选择了生态渠(生物接触
氧化)+人工湿地的组合工艺处理生活污水。长期运行结果表明,该工艺具
有出水效果好、运行稳定、维护成本低、操作管理方便的特点,而且处理
污水的同时美化了村庄环境,具有环保和生态效益。但从检测数据来看,
该工程进出水水质均很低,建议加快该工程厂外管网雨污分流及维护工作。
8.6厌氧生物膜池+接触氧化池
8.6.1工程简介
该技术目前在我省已有示范工程,如漳州大人庙污水处理厂,处理污
水主要为周边农村的生活污水,处理能力为2000m3/d。
进水接触氧化池
56
出水
漳州大人庙污水处理厂工程实景照片(图8.6.1-1)
57
8.6.2工艺流程
漳州大人庙污水处理厂工艺流程图(图8.6.2-1)
8.6.3运行情况
该污水主要为生活污水,还有一定的石板加工、菇类加工废水,设计
污水进出水水质指标如下表所示,其中出水水质指标按照《城镇污水处理
厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准。
设计进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.6.3-1)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)80035035035503.0~6.06~9
出水浓度(mg/L)5010105(8)150.56~9
两级接触氧化池
沉淀池
砂滤池
微曝气生物滤池
回用水池
周边工农业用水
储泥池
污泥脱水机房
污水及部分前期雨水
外运处理
剩余污泥
调节池
提升
厌氧池
紫外消毒
58
实际进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.6.3-2)(检测时间:2011.03.23)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)66.0025.0061.0016.5019.802.007.71
出水浓度(mg/L)10.007.006.000.268.600.507.76
从上述检测数据来看,该检测指标均达到了《城镇污水处理厂污染物
排放标准》确定的一级A标准。
8.6.4成本分析
(1)工程造价
实际工程造价约为2900-3000元/m3.d。
(2)运行管理费用
本工程按一级A考虑的话,污水运行管理费用约1.0~1.5元/m3.d。本工
程若按一级B考虑的话(后续砂滤池、曝气生物滤池可以不用考虑),动
力消耗费用约0.15-0.20元/m3.d;人工管理费用约0.10-0.40元/m3.d,则污
水运行管理费用约0.25-0.60元/m3.d。
8.6.5结论与建议
本工程处理后的出水优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918
-2002)中的一级A标准。自运行以来,产生的剩余污泥较少,运行稳定,
抗冲击负荷能力强,但运行费用偏高。
8.7厌氧池+人工湿地
8.7.1工程简介
该技术目前在我省已有示范工程,如南平市武夷山市星村镇人工湿地
污水处理系统,处理污水主要为集镇区及周边农村的生活污水,处理规模
为1500m3/d。
59
厌氧池-人工湿地实景照片图(图8.7.1-1)
8.7.2工艺流程
厌氧池-人工湿地工艺流程图(图8.7.2-1)
60
厌氧池-人工湿地结构流程图(图8.7.2-2)
8.7.3运行情况
污水主要为居民生活用水,设计进出水水质指标如下表所示:
设计进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.7.3-1)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)25012020040504.06~9
出水浓度(mg/L)60202015201.56~9
实际运行期间,该技术有较好的去除效果。污水中进出水污染物浓度
如下表所示:
实际进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.7.3-2)(检测时间:2011.04.08)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)210.00—114.0032.0037.203.427.50
出水浓度(mg/L)15.60—8.000.9332.31.446.39
从上述检测数据来看,除TN外,基本上达到设计出水水质指标。
8.7.4成本分析
(1)工程造价
厌氧池-人工湿地系统工程造价约为1300~1700元/m3.d。
(2)运行管理费用
主要为人工管理费用,约为0.25元/m3.d。
61
8.7.5结论与建议
人工湿地在建设过程中涉及的建筑材料主要包括砖、水泥、砂子、碎
石、土壤等。人工湿地的施工主要包括土方的挖掘、前处理系统的修建、
土工防渗膜的铺装、布水管道的铺设、基质材料的填装、土壤的回填和植
物的种植。在施工过程中要合理安排施工顺序,严格按照湿地设计中配水
区、处理区和出水集水区中各种基质材料的粒径大小,分层进行施工,详
情见人工湿地基质材料组成剖面图。
人工湿地基质材料组成剖面图(8.7.5-1)
人工湿地表层一般种植喜阳的水生植物,因此应建设在能被阳光直射
的空旷的地方。在山区或丘陵可建成多级呈阶梯状的人工湿地,采取多级
跌水充氧,与植物复氧一起,共同为湿地补充溶解氧。
人工湿地技术的选择应考虑当地土地利用状况与冬季运行的影响。进
入人工湿地前污水应经过化粪池、厌氧、好氧生物接触氧化预处理,以保
证处理效果达到设计要求。此外,人工湿地的定期维护管理对于保持人工
湿地的运行效果至关重要。
8
9
10
11
12
13
i=2%
防渗层
砾石层100mm
土工布
碎石层100mm
粗砂层200mm
土壤层200mm
进水区出水区处理区
进水
出水
水流方向
62
人工湿地的维护包括三个主要方面:水生植物的重新种植、杂草的去
除和沉积物的挖掘。当水生植物不适应生活环境时,需调整植物的种类,
并重新种植。植物种类的调整需要变换水位。如果水位低于理想高度,可
调整出水装置;杂草的过度生长也给湿地植物的生长带来了许多问题。在
春天,杂草比湿地植物生长的早,遮住了阳光,阻碍了水生植株幼苗的生
长。杂草的去除将会增强湿地的净化功能和经济价值。实践证明,人工湿
地的植被种植完成以后,就开始建立良好的植物覆盖,并进行杂草控制是
最理想的管理方式。在春季或夏季,建立植物床的前三个月,用高于床表
面5cm的水深淹没可控制杂草的生长,当植物经过三个生长季节,就可以
与杂草竞争。由于污水中含有大量的悬浮物,在湿地床的进水区易产生沉
积物堆积,运行一段时间,需挖掘沉积物,以保持稳定的湿地水文水力及
净化效果。
8.8厌氧池+梯式生态滤池
8.8.1工程简介
我省已有示范工程,如厦门翔安区大嶝街道污水处理站该处理站处理
污水主要为周边农村的生活污水,处理能力为300m3/d。工艺流程为:明渠
→泵抽→梯式生态滤池→沉淀池→农田浇灌。
63
梯式生态滤池沉淀池(正在改造中)
梯式生态滤池农田回灌
厦门翔安区大嶝街道污水处理站(处理能力为300m3/d)实景照片图(图8.8.1-1)
8.8.2工艺流程
工艺流程如下图所示:
“厌氧池-梯式生态滤池”工艺流程图(图8.8.2-1)
厌氧池剖面示意图
1-折流板;2-上流室;3-下流室
64
梯式生态滤池装置剖面示意图
1-第一级好氧滤池;2-第二级好氧滤池;3-第三级缺氧滤池;4-第四级好氧滤池;
5-滤料;6-植物;7-半管式溢流布水管;8-穿孔集水管;9~分流布
水管;l0-隔板;11-隔板底部开孔;12-沉淀池
生态滤池结构示意图
1.生态滤室,2.壤土层,3.炉渣层,4.细砂层,5卵石层,6.浮阀,7.沉淀池
“厌氧池-梯式生态滤池”处理生活污水结构流程图(图8.8.2-2)
8.8.3设计技术参数
厌氧池:该工艺为厌氧池与梯式生态滤池集成组合,厌氧池采用高效
折板厌氧池,通过设置上下折流板将厌氧池分为串联运行的下流室和上流
室。厌氧池水力停留时间12~24h,采用全砖混结构。池底采用20cm碎石垫
层上加20cm混疑土防渗。厌氧池盖板采用l0cm厚预制水泥板,并预留入孔。
65
厌氧池主部可覆土作绿化等使用。
梯式生态滤池:第一级好氧滤池水力停留时间为10~20min,第二级好
氧滤池水力停留时间10~20min,缺氧滤池水力停留时间为30~60min,最后
一级好氧滤池水力停留时间为20~30min。
梯式生态滤池设计表面水力负荷为1.5~2.5m3/(m2.d),第三级缺氧滤
池与第一级好氧滤池水力负荷比值为l:2。滤池四周为砖混结构。滤池底部
采取10cm碎石垫层加10cm混凝土作防渗。
8.8.4运行情况
污水主要为居民生活用水,设计进出水水质指标如下表所示,其中出
水水质指标按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中
的一级B标准执行:
设计进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.8.4-1)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)20012015035455.06~9
出水浓度(mg/L)6020208(15)201.06~9
实际运行期间,该技术有较好的去除效果。污水中进出水污染物浓度
如下表所示:
实际进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.8.4-2)(检测时间:2011.05.30)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)556.0053.50445.0012.0025.001.147.20
出水浓度(mg/L)25.006.804.004.418.000.487.12
从上述检测数据来看,实际进水水质高于设计进水水质,出水水质基
本上达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》确定的一级A标准。
66
8.8.5成本分析
以装置设计处理能力为300m3/d作为设计依据。“厌氧池+梯式生态滤
池”工艺占地面积约为1400m2,其中厌氧池占地面积约为400m2,梯式生态
滤池占地面积约为1000m2。
(1)工程造价
经计算,以装置设计处理能力为300m3/d作为设计依据,工程造价约为
1707.5元/m3.d。
梯式生态滤池工艺的基本建设费用主要包括三部分,即土建费用、材
料费用、材料加工安装费用,资金来源为自筹。各部分费用概预算分别如
下:
梯式生态滤池土建费用概预算表(表8.8.5-1)
序号名称单位数量单价(元)总价(元)备注
1土方挖掘m3120220013200
2厌氧池m34005000100000砖混
3梯式生态滤池m310005000250000砖混
合计A=363200
梯式生态滤池材料费用概预算表(表8.8.5-2)
序号名称规格单位数量单价(元)总价(元)
1PVC管DN110m360020036000
2PVC管配件个12001006000
3填料珍珠岩m
3300400060000
煤渣m3300160038000
4植物种苗费m26001203600
合计B=143600
材料加工安装费用
C=Bxl5%=143600x15%=19440元
则费用总计为:A+B+C=363200+143600+19440=512240元
设计处理能力为300m3/d,则每吨水基本建设费用为:
67
E=512240/300=1707.5元。
生态滤池的池体、填料等原材料都可以就地取材,大大降低了建设成
本,需要购制的是阀门和PVC管。
(2)运行管理费用
整体上,该工艺的运行费用约为0.08元/m3.d~0.1元/m3.d。
8.8.6结论与建议
厌氧池+梯式生态滤池工艺是针对丘陵山区或存在一定地势落差的农
村地区而开发的,充分利用势能,不仅脱氮除磷效果好,而且无动力运行,
这样使得工艺的投资和运行费用大为降低,简单的工艺流程使得工艺的运
行维护十分简便,非常适于丘陵山区或存在一定地势落差的农村地区推广
应用。对于平原地区或无地势落差的,需采用提升泵实现工艺流程。但该
工艺对土地需求约为污水处理厂的两倍,因此,对于土地资源相对紧张的
村庄,应慎重选用生态滤池。
8.9生态塘技术
8.9.1工程简介
该技术目前在我省已有示范工程,如三明市中村乡回瑶村生活污水生
态性处理示范工程,处理污水主要为周边农村的生活污水。三明市中村乡
回瑶村目前每天污水量为200m3,本工程采用生态塘技术。
68
生态基
生活污水处理站全景原水和出水对比
氧化塘生态基
三明市中村乡回瑶生活污水生态性处理示范工程实景照片(图8.9.1-1)
69
8.9.2工艺流程
三明市中村乡回瑶生活污水生态性处理示范工程工艺流程图(图8.9.2-1)
8.9.3运行情况
污水主要为居民生活用水,设计进出水水质指标如下表所示,其中出
水水质指标按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中
的一级A标准执行:
设计进出水水质指标(单位:mg/L,pH除外)(表8.9.3-1)
污染物指标CODCrBOD5SSNH3-NTNTPpH
进水浓度(mg/L)1806320025405.06~9
出水浓度(mg/L)5010108(15)151.06~9
从实际运行运行过程中,除TP外,出水水质基本上可以达到设计标准。
8.9.4成本分析
(1)工程费用
格栅
厌氧生物膜池
氧化塘
生活污水
出水回用
充氧
化粪池
好氧生物膜池
沉淀池
70
本工程工程造价约为50万元,约为2500元/m3.d。
(2)运行费用
运行费用:直接运营费用比传统污水处理工艺降低50%以上,甚至做
到零运营费用。一般运行费用约为0.05~0.08元/m3.d。人工管理费用约
0.20~0.25元/m3.d。则运行管理费用约为0.25~0.33元/m3.d。
8.9.5结论与建议
本工程主要适用于有较大的河塘的农村污水的处理。该工艺的关键是
污水系统启动初期的调试运行,以及膜的应用等。但从检测数据来看,该
工程进出水水质均很低,建议加快该工程厂外管网雨污分流及维护工作。
9建设、运行、维护、管理要点
9.1建设要求
9.1.1总体要求
(1)收集管网、处理设施的设计与施工宜采取项目总包的方式。
(2)污水接户管、处理设施进出水口管底标高和排放水体的正常水位
标高应相互衔接、避免出现倒坡、排水不畅、管内积水等情况。
(3)污水管网(包括检查井等)以及构筑物(各类池体、人工湿地等)
内部及其接口部分,应采取防渗措施。防止污水经管道及构筑物下渗进入
地下水体。
(4)污水处理设施的选址应结合管道高程和主导风向综合确定,一般
位于地势相对较低和夏季主导风向的下游。
(5)建设污水处理设施时,无需另建户用三格式化粪池,可将生活污
水直接接入处理系统。已建有户用三格式化粪池和净化沼气池的村庄,可
71
将化粪池和净化沼气池作为预处理单元加以利用,但应全面检查池体的防
渗状况,存在渗漏现象的应加以改造,以免影响系统的处理效果。
9.1.2管网建设
(1)常用排水管材有混凝土管、UPVC塑料管、HDPE塑料管等,在
经济条件允许的情况下,应优先采用塑料管材;
(2)埋地管道沟槽底部应平整,管道周围宜填充砂或石粉等,不得使
用建筑渣土和块石回填;
(3)管道坡度应符合设计要求,严防出现倒坡,接口严实,无渗漏,
承插口管安装时应将插口顺水流方向,承口逆水流方向由下游向上游依次
安装。
9.2污水水质检测
农村污水设施宜定期进行检测,以保证污水的处理效果。CODcr、BOD5、
SS、NH4+-N、TN、TP等常规复杂指标的检测应由有检测资质的专业单位
进行。农村现场定期进行常规的检测,常规检测可包括pH,臭、透明度等。
9.2.1水样的采集与保存
采样时,当水深大于1m,应在表层1/4深度处采取;水深小于或等于
1m,在水深1/2处采取。采样注意事项有:
用样品容器直接采样时,必须用水样冲洗容器三次后再采样,但当水
面有浮油时,采油的容器不能冲洗。
采样时应去除水面漂浮的杂物和垃圾等物体。
采样水量要充满整个采样容器。
采样容器上要贴上采样标签,注明样品编号、采样地点、采样日期和
72
时间、采样人姓名等。如有必要,还需认真填写“污水采样记录表”,表中
应有以下内容:污染源名称、监测目的、监测项目、采样点位、采样日期
和时间、样品编号、污水性质、污水流量、采样人姓名及其他有关事项等。
具体格式可根据相关环境监测站的要求制定。
水样采集后,应尽快送往环境监测站分析,以免样品放置久了,受物
理、化学和生物等因素的影响,某些组分的浓度可能会发生变化。
水样的保存可采取冷藏或冷冻,既将样品在4℃冷藏或将水样迅速冷
冻,贮存于暗处。水样的保存还可以根据具体测定项目的要求采取加入化
学保存剂的方法。
9.2.2现场简易检测指标与方法
pH:采用便携pH试纸进行检测。
臭:量取100ml水样置于250ml锥形瓶内,用温水或冷水在瓶外调节
水温至20℃左右,振荡瓶内水样,从瓶口闻其气味,用以下六个等级臭强
度进行描述,如下表所示。
臭强度等级(表9.2.2-1)
等级强度说明
0无无任何气味
1微弱一般人难于察觉,嗅觉敏感者可以察觉
2弱一般人刚能察觉
3明显已能明显察觉,需加以处理
4强有很明显的臭味
5很强有强烈的恶臭
透明度:将振荡均匀的水样立即倒入透明度计筒内至30cm处,从筒口
垂直向下观察,如不能清楚地看见印刷符号,缓慢地放出水样,直到刚好
能辨认出符号为止,记录此时水柱高度。
73
9.3排水系统的维护与管理
应定期对排水系统进行检查和维护,发现堵塞立即疏通。
由于接口处易松动,弯头处易堆积淤泥,应定期检查管道弯头和接口
处。室外塑料管道在长期日照下,易产生裂纹,因此布设排水管道时应考
虑到其使用寿命,如发现开始产生裂纹,宜进行管道更换。
厨房下水道前应安装防堵漏斗,并定期清理其上残渣,厨房污水应先
进入隔油池,防止管道堵塞;浴室排水应进入毛发过滤器,排水管道前需
安装防堵细格栅。
雨水排放明渠应定期进行疏通,以免渠道堵塞,雨水溢出;没有混凝
土抹面的渠道应注意渠道两岸土体或岩体的稳固性,在多雨地区尽量采用
混凝土明渠排放雨水。
9.4污水处理设施的运行、维护与管理
9.4.1散户污水处理设施管理
散户污水处理设施宜由农户自行看管,包括化粪池的定期清淘、生物
处理设施的定期排泥、生态处理单元的植物收割等。具体操作事项可参照
第三章中各处理技术的运行管理要求。
但农户缺乏污水处理技术的专业知识,对污水处理设施的运行维护管
理水平有限,因此村落或集镇可统一聘请若干专业人员,为农户提供技术
指导和专业咨询,对村落或集镇管辖范围内的散户污水处理设施进行定期
巡查,巡查周期不宜大于3个月。
9.4.2污水站管理
污水处理站的启动需要专业人员操作执行,各村庄应专门配备污水站
74
的维护人员。待系统正常运行后,应将设计和管理手册交给运行方。管理
人员应按照手册的要求严格执行,保证污水站的正常运行。
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