蘇州市農(nóng)村污水處理工藝

蘇州市農(nóng)村污水處理工藝

農(nóng)村生活污水處理技術(shù)可分為初級處理、生物處理、自然生物處理，各階段處理技術(shù)不宜單獨使用，可根據(jù)進水水質(zhì)、水量和出水標準來選取和組合。

 戶廁化糞池

（1）概述

化糞池在生活污廢水處理過程中可視為污染物初級處理系統(tǒng)，其原理是沉淀和厭氧微生物發(fā)酵。生活污水中比重大的顆粒物質(zhì)沉降（形成沉渣），比重小的物質(zhì)上浮（形 成浮渣）；利用微生物厭氧發(fā)酵作用使糞便等有機物被初步降解，實現(xiàn)污水的初級處理。

污水在化糞池內(nèi)逐漸分離為3層：浮渣層、中間層和泥渣層。比重輕的物質(zhì)（油類） 或夾帶氣泡的絮團向上懸浮，形成浮渣層；比重較大的固體沉淀在底層，形成泥渣層； 中間層是液體，在兼性厭氧菌和厭氧菌共同作用下，液體中的污染物質(zhì)被分解，產(chǎn)生CH4、 CO2和H2S等氣體。上層浮渣和底層沉渣需定期清理，清掏出的泥渣經(jīng)適當處理后可以 作為肥料。

化糞池采用隔墻或隔板進行間隔，構(gòu)成多格化糞池，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)多格化糞池的處理效果要好于單格化糞池。 目前戶廁化糞池應(yīng)用較為廣泛的是三格化糞池。污水首*入到第一格（池），池內(nèi)糞便等物質(zhì)開始發(fā)酵分解，因進入物質(zhì)的比重不同，池內(nèi)開始自然分層。經(jīng)過一段時間的發(fā)酵和靜置分離，中層液體含蟲卵、病原體的大顆粒物質(zhì)有所減少；污水經(jīng)過連接管進入到第二格（池），沉渣和浮渣物質(zhì)則被截留在第一格（池） 內(nèi)繼續(xù)分解。流入到第二格（池）的中層液體進一步發(fā)酵和進行固液分離，污水中的大 顆粒物質(zhì)較第一格（池）顯著減少；第二格（池）的中層液體后進入到第三格（池），第三格（池）主要起儲存、沉淀作用，此時液體基本腐熟，病原菌、蟲卵得到有效去除。

化糞池的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，易施工，維護管理方便；造價低，無能耗，運行維護費用低。

化糞池的不足：沉積污泥需定期進行清理；若防滲措施不到位，污水易泄漏；處理效果有限，一般不能直接排放水體，可進入田間或經(jīng)后續(xù)生物處理單元或生態(tài)凈水單元 進一步處理。

（2）適用范圍

對于污水不易集中收集的分散型農(nóng)戶，周邊有足夠的田地、山地的，可采用戶廁三格化糞池就地分散處理方式，尾水排入田地、山地等消納利用；需要排放水體的，應(yīng)根據(jù)不同的出水要求，通過管道收集后與其他生物處理工藝組合后進行進一步的深度處理后達標排放。

（3）設(shè)計要求

1) 無納管條件時

①糞便污水通過三格化糞池處理后，其出水再進入田間或林地。三格化糞池有效容積應(yīng)根據(jù)使用人數(shù)、每人每日計算糞便污水量、糞便無害化衛(wèi)生要求兼性厭氧發(fā)酵≥30 天的要求制定。

a.三格化糞池容積計算見公式（1）：

V=A.X.D/1000……………………………………………… (1)

式中：

V---池的有效容積，單位為立方米（m3);

A---每人每日糞尿排泄量和沖水量之和，單位為升每人每日[L/(人.日）]; X---使用人數(shù)；

D---每池貯留糞便的有效時間，單位為天（d）。

注：A---按18Ｌ/（人.日）計，當服務(wù)多人時，適度考慮變化因素，每人每日計算污 水量逐步折減至15Ｌ/（人.日）。

a---各池貯存糞便的有效時間，1池不少于20天，2池不少于10天，3池原則要求 1，2池有效時間之和；在保證1，2池共不小于30天有效停留時間情況下，無糞肥取用需求時，可適當減少3池容積。

b.戶廁三格化糞池容積≥1.5m3; 1、2、3池容積比原則為2：1：3；２池寬度不足50cm可加大至50cm。

c.三格池的深度相同，不應(yīng)小于1200mm。

d.排糞管：采用管材內(nèi)壁應(yīng)光滑，內(nèi)徑≥100mm，應(yīng)避免拐彎并盡可能減少長度。

進糞管上端與便器下口連接緊密，下端出口超出第一池池壁5cm左右。

e.過糞管：要求選用內(nèi)徑100mm內(nèi)壁光滑管材，設(shè)置成“I”或倒“L”型；連接一池至二池的過糞管入口應(yīng)在第一池池壁的下三分之一處，溢出口應(yīng)在第二池距池上沿至少保留100mm；二池至三池的過糞管入口可在第二池池壁的下三分之一或二分之一處，溢口同一池至二池的過糞管。一池至二池的過糞管與二池至三池的過糞管可交錯安裝。

f.排糞管、過糞管的安裝位置應(yīng)錯開并保持一定距離。

g.三格池的蓋板上必須預(yù)留維護口并應(yīng)當加蓋密封。

h.排氣管：應(yīng)在第一池安裝排氣管，圓形管徑100mm，方形面積不小于225cm2,高于廁屋500mm或以上，加防雨（防蠅、防風）帽。

j.污泥清掏周期應(yīng)根據(jù)污水溫度和當?shù)貧夂驐l件確定，宜采用3~12個月。

k.化糞池應(yīng)設(shè)在室外，其外壁距農(nóng)房宜根據(jù)各地農(nóng)房性質(zhì)、基礎(chǔ)條件確定，如條件限制設(shè)置與機動車道下時，池底和池壁應(yīng)按機動車荷載核算。

m.化糞池的構(gòu)造應(yīng)符合《農(nóng)村戶廁衛(wèi)生規(guī)范》GB19379的要求。

n.化糞池池壁和池底須進行防滲設(shè)計，嚴禁污染地下水和周邊環(huán)境。應(yīng)采取防臭和防爆措施。

②三格化糞池無法滿足停留時間至少30天或是出水無法進入田間或林地時，糞便污水經(jīng)過三格化糞池預(yù)處理后，應(yīng)再結(jié)合后續(xù)處理工藝進行處理，并達到功能區(qū)水體相關(guān)要求及排放標準后排放。

2) 可納管進入污水處理設(shè)施時

糞便污水經(jīng)過三格化糞池預(yù)處理后，可直接排入市政污水管網(wǎng)時，化糞池容積可根據(jù)《鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村排水工程技術(shù)規(guī)程》CJJ124進行計算。

（4）衛(wèi)生管理

1）化糞池經(jīng)確認無滲漏，方可投入使用。

2）化糞池投入運行，向第一池注水至浸沒第一池過糞管口。

3）禁止取用一、二池的糞液施肥，禁止向二、三池倒入新鮮糞液；避免生活污水流入貯糞池。

4）應(yīng)防止將便紙等雜物扔入化糞池。

 厭氧生物膜池

（1）概述

厭氧生物膜池是通過在厭氧池內(nèi)填充生物填料，強化厭氧處理效果的一種生物處理技術(shù)。污水中大分子有機物在厭氧池中被分解為小分子有機物，能有效降低后續(xù)處理單元的有機污染負荷。正常運行時，厭氧生物膜池對污水中COD和SS的去除效果可達到 60%~70%或更高。

厭氧生物膜池優(yōu)點：投資省，施工簡單，無動力運行，維護簡便；池體可埋于地下，其上方可覆土種植植物，美化環(huán)境。 厭氧生物膜池缺點：不能作為終處理工藝，尾水應(yīng)排入田間或接后續(xù)處理單元進一步處理達標后才可排放。

（2）適用范圍

可作為各農(nóng)村生活污水經(jīng)化糞池或沼氣池處理后，進入田間或人工濕地、生態(tài)濾池等生態(tài)凈水技術(shù)前的處理單元。

（3）類型和結(jié)構(gòu)

厭氧生物膜池典型結(jié)構(gòu)如圖所示，填充的填料應(yīng)有利于微生物生長、易掛膜、 不易堵塞、比表面積大、抗老化，從而提高厭氧池對有機物和懸浮物的去除效果。

（4）設(shè)計事項

厭氧生物膜池的設(shè)計參數(shù)主要包括：水力停留時間HRT、有機負荷、池體有效容積、 污泥排泥時間、污泥斗有效容積、填料類型及規(guī)格、填料安裝高度和間距等。

厭氧池HRT一般取2d~5d，根據(jù)污水處理量Q和水力停留時間t，可計算得出池體有效容積Ve，計算式如下：

式中：

Ve=Q×t

Ve   ——有效容積（不包括下層污泥斗的容積和上層空置的容積），m3；

Q   ——污水量，m3/d；

T     ——水力停留時間HRT，d。 附著生長于填料的生物膜會脫落更新，脫落的生物膜污泥應(yīng)定期排放，其排泥時間可為3個月至1年，具體可視污泥斗的容積和處理量而定。污泥斗的有效容積可取上層反應(yīng)池有效容積的1/8~1/4。 厭氧池中的填料需滿足以下條件：

1）具有高比表面積，有利于微生物生長；

2）材料抗腐蝕性好，在厭氧酸化條件下穩(wěn)定可靠；

3）不易堵塞，質(zhì)量輕，易于安裝或懸掛；

4）價格低廉，運輸方便。

5）填充比宜為40%～50%。

常用的填料有纖維填料、軟性填料、彈性填料或組合填料。

（5）施工事項

1）防水：防止地下水滲入，應(yīng)注意地下水位對池體的影響；應(yīng)防雨水落入或流入，特別是在福建降雨量大的地區(qū)，需做封頂處理，并預(yù)留人孔。

2）防漏：防止厭氧池污水滲漏污染周邊池塘和河流等水體或者地下水，池底和池壁需做防滲處理。

3）防臭：微生物厭氧分解有機物，會產(chǎn)生氨氣和硫化氫等臭味氣體，因此需對厭氧池進行密封，必要時可增加除臭裝置，對厭氧池產(chǎn)生的臭味氣體進行原位除臭。

4）氣體導排：厭氧生物膜池應(yīng)及時導排產(chǎn)生的氣體，避免甲烷在有限空間內(nèi)富集。

3 生物處理

所謂好氧生物污水處理技術(shù)，是指水處理過程采用好氧微生物來分解礦化污水中的有機污染物的過程，因為水中微生物需要消耗一定的溶解氧，人們就稱之為好氧處理過程。好氧處理的優(yōu)點是出水水質(zhì)好，不產(chǎn)生臭味，可以做為生物處理的終端工藝。其工程形式也分為很多種，如生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池、曝氣生物濾池、氧化溝等。

  生物轉(zhuǎn)盤

（1）概述

生物轉(zhuǎn)盤工藝是生物膜法污水處理技術(shù)的一種，生物轉(zhuǎn)盤填料載體上可生長繁育形成膜狀生物性污泥——生物膜。生物轉(zhuǎn)盤的核心處理裝置是垂直固定在水平軸上附著一層生物膜的圓形盤片，轉(zhuǎn)軸帶動轉(zhuǎn)盤以一定的速度不停地轉(zhuǎn)動，生物膜交替的與廢水和空氣接觸，形成一個連續(xù)的吸氧、吸附、氧化分解過程，使氧化槽內(nèi)污水中的有機物減少，使污水得到凈化。

生物轉(zhuǎn)盤的優(yōu)點：能耗低、管理方便；產(chǎn)泥量少、固液分離效果好；脫落的生物膜比活性污泥法易沉淀，不易發(fā)生堵塞。 生物轉(zhuǎn)盤的缺點：容積負荷較小；在寒冷的地區(qū)需采取保溫措施。 生物轉(zhuǎn)盤適應(yīng)的污水濃度范圍較廣，運行管理簡單。

（2）設(shè)計事項

1）村莊集中污水處理宜采用單軸多級轉(zhuǎn)盤，級數(shù)宜為1～3級。

2）生物轉(zhuǎn)盤的BOD5表面有機負荷宜根據(jù)試驗資料確定，一般處理城鎮(zhèn)污水表面有機負荷為5g BOD5/（m2·d）~20g BOD5/（m2·d）。

根據(jù)已有運行經(jīng)驗資料：

要求出水BOD5≤60mg/L時，表面有機負荷為20g BOD5/（m2·d）~40g BOD5/（m2·d）；

要求出水BOD5≤30mg/L時，表面有機負荷為10g BOD5/（m2·d）~20g BOD5/（m2·d）。

對于村莊集中污水處理，生物轉(zhuǎn)盤的表面有機負荷可根據(jù)出水要求在6gBOD5（/~30g BOD5/（m2·d）之間取值。

3）有條件時，生物轉(zhuǎn)盤宜加設(shè)防護設(shè)施，減少分解氣體的擴散，污染環(huán)境。

（3）施工事項

采用成品設(shè)備時，施工要嚴格按照設(shè)備廠家提出的要求設(shè)計附屬工程設(shè)施。

3.2 生物接觸氧化池

（1）概述

生物接觸氧化池是生物膜法的一種，其特征是池體中填充填料，污水浸沒全部填料，通過曝氣充氧，使氧氣、污水和填料三相充分接觸，填料上附著生長的微生物可有效地去除污水中的懸浮物、有機物、氨氮、總氮等污染物。

生物接觸氧化池優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，對水質(zhì)、水量波動有較強的適應(yīng)性，污泥產(chǎn)量少，無需污泥回流，無污泥膨脹問題，操作簡單，較活性污泥法的動力消耗少，對污染物去除效果好。

生物接觸氧化池缺點：安裝生物填料使建設(shè)費用增高，可調(diào)控性差，對磷的處理效果較差，對總磷指標要求較高的農(nóng)村地區(qū)應(yīng)配套建設(shè)深度除磷單元。

（2）適用范圍

適用于有一定經(jīng)濟承受能力的地區(qū)，生物接觸氧化池可用于多方面的污水處理工程，如用于單戶、多戶污水處理設(shè)施或村級的污水處理站，具有啟動快、不產(chǎn)生臭味等優(yōu)點。

（3）類型和結(jié)構(gòu)

根據(jù)污水處理流程，生物接觸氧化池可分為一級接觸氧化、二級接觸氧化和多級接觸氧化。二級接觸氧化和多級接觸氧化可在各級接觸氧化池中間設(shè)置中間沉淀池，提高出水水質(zhì)。農(nóng)村生活污水一般只采用一級接觸氧化，多不超過兩級。

根據(jù)曝氣裝置位置的不同，接觸氧化池在形式上可分為分流式和直流式，分流式接觸氧化池污水先在單獨的隔間內(nèi)充氧后，再緩緩流入裝有填料的反應(yīng)區(qū)，直流式接觸氧化池是直接在填料底部曝氣。按水流特征，又可分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)式，內(nèi)循環(huán)指單獨在填料裝填區(qū)進行循環(huán)，外循環(huán)指在填料體內(nèi)、外形成循環(huán)。處理小型生活污水的接觸氧化池一般設(shè)計為內(nèi)循環(huán)直流式接觸氧化池，

（4）設(shè)計事項

生物接觸氧化池前應(yīng)設(shè)置沉淀池等預(yù)處理設(shè)施，以防止堵塞。沉淀單元可以是單獨的沉淀池或一體化設(shè)備中的沉淀單元。此外，需要合理布置生物接觸氧化池的曝氣系統(tǒng)， 實現(xiàn)均勻曝氣。填料裝填要合理，防止堵塞。

1）有效容積計算

生物接觸氧化池有效容積宜依據(jù)以下公式計算：

V＝Q×n×（La-Le）/（M×1000）

式中：

V   ——生物接觸氧化池的有效容積，m3；

Q   ——每人每天污水量，m3/（人·d）； n      ——服務(wù)人數(shù)，人；

La   ——進水BOD5濃度，mg/L；

Le   ——出水BOD5濃度，mg/L；

M  ——BOD5容積負荷，kgBOD5/m3·d。

2）水力停留時間、曝氣量

好氧生物接觸氧化池（I）曝氣總時間宜為6h~8h，曝氣池中的溶解氧含量宜維持在1.7mg/L~3.0mg/L。有脫氮要求時，應(yīng)保證生物處理單元的停止曝氣時間大于2h，在氣溫較低時，生物接觸氧化池的有效接觸時間及曝氣量可適當加大。

應(yīng)合理布置曝氣系統(tǒng)，實現(xiàn)均勻曝氣。運行時，需觀察填料載體上生物膜生長與脫 落情況，通過適當?shù)臍饬空{(diào)節(jié)防止生物膜整體大規(guī)模脫落。確定有無曝氣死角，調(diào)整曝氣頭位置，保證均勻曝氣。定期察看有無填料結(jié)塊堵塞現(xiàn)象發(fā)生并予以及時處理。

3）填料

填料是決定生物接觸氧化池處理效果的關(guān)鍵。生物填料須滿足以下要求：填料采用適于長期浸入污水環(huán)境的彈性填料、軟性填料及其組合；填料填充率應(yīng)大于55%；填料分層裝填，總高不宜小于2米；在好氧生物接觸氧化池中填料應(yīng)與底部保持合適的距離。

（5）施工事項

接觸氧化池的施工事項包括池體的建造、填料的安裝和曝氣系統(tǒng)的布置。

1）池體建造：戶級污水處理系統(tǒng)的池體容積小，池體宜采用熱塑性復合材料、PVC 塑料材料、玻璃鋼等材質(zhì)，材料的厚度應(yīng)在10mm以上。若板較高、較長，則板中間需進行加固處理，以防池體裝滿水后池體中央向外凸出導致池體破裂；村級污水處理系統(tǒng)池體容積大，為安全考慮，宜采用現(xiàn)場鋼筋混凝土澆注，也可采用設(shè)備現(xiàn)場安裝。

2）填料安裝：填料安裝需搭建支架，支架應(yīng)采用抗腐蝕材料。支架應(yīng)根據(jù)待安裝填料的體積和浸水重量進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證其具有足夠的承載能力。填料的安裝應(yīng)疏密適中，單戶或多戶污水處理設(shè)施的填料安裝方式可咨詢環(huán)保工程師或填料供貨方，對于村落污水處理設(shè)施，填料安裝參數(shù)應(yīng)由有資質(zhì)的設(shè)計院通過計算設(shè)計方可施工。

3）曝氣裝置：單戶或多戶小型接觸氧化池的曝氣裝置較為簡單，可采取管道打孔 的方式曝氣，孔徑不宜大于1mm；村落污水處理接觸氧化池池體較大，曝氣裝置的安裝 方式應(yīng)經(jīng)過專業(yè)設(shè)計，并由專門的施工隊進行安裝。鼓風機、曝氣泵等曝氣設(shè)備安裝應(yīng) 考慮噪聲影響，若建造于要求環(huán)境安靜的地方，需采取降噪措施。

3.3生物濾池

（1）概述

生物濾池集合了污水處理接觸氧化法和給水處理快濾池的設(shè)計思路，集曝氣、高濾 速、截留懸浮物、生物處理、定期反沖洗等于一體。生物濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面生長著生物膜，污水流經(jīng)時，與濾料表面生物膜接觸，利用生物膜中微生物的生化過程凈化污水；污水流經(jīng)時，濾料呈壓實狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特 點及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量懸浮物，且保證脫落的生物膜不會隨水漂出；運行一定時間后，因生物膜的增殖以及截留的固體污染物的增加，水頭損失增大， 水通量減少，需對濾池進行反沖洗，以釋放截留的懸浮物并更新生物膜。

生物濾池優(yōu)點：占地小，抗沖擊能力強，保持較高的微生物數(shù)量與種類，處理效果穩(wěn)定等。

生物濾池缺點：投資較高，運行費用較高。

（2）適用范圍

對用地面積少、水質(zhì)水量波動大、不同氣溫和海拔的分散點源污染等具有較強的適用性。

（3）類型和構(gòu)造

村莊污水處理宜選用高負荷生物濾池，按照污染物的去除功能可分為碳氧化曝氣生物濾池、硝化曝氣生物濾池和反硝化曝氣生物濾池。按照水流在生物濾池中穿行的方向可分為上向流、下向流、側(cè)向流或折流式。側(cè)向流和折流式曝氣生物濾池是為了延長反沖洗周期或避免濾池反沖洗而開發(fā)出的新型曝氣生物濾池工藝形式。碳氧化、硝化和反硝化可在單級曝氣生物濾池內(nèi)完成，也可在多級曝氣生物濾池內(nèi)完成。

（4）設(shè)計注意事項

1）碳氧化曝氣生物濾池對BOD5去除率為75%~90%，硝化曝氣生物濾池對NH3-N去 除率可大于80%，反硝化曝氣生物濾池系統(tǒng)TN去除率可大于60％；生物濾池出水SS應(yīng)小于20mg/L。

2）生物濾池前應(yīng)設(shè)置沉砂池、初沉池、水解調(diào)節(jié)池或隔油池等預(yù)處理設(shè)施，其進水SS不宜大于60mg/L。

3）生物濾池可采用模塊化或標準化設(shè)計，其池形可為圓柱形或方柱形，水池之間宜采用管道連接。

4）生物濾池填料一般選用陶粒濾料或輕質(zhì)多孔填料，陶粒濾料粒徑宜為2～8mm， 輕質(zhì)多孔填料粒徑宜控制在25mm以下，輕質(zhì)多孔填料適用于下向流或側(cè)向流曝氣生物濾池，可延長濾池反沖洗周期，濾料填裝高度宜為1.5m～3m。

5）生物濾池濾料體積計算

V＝Q×n×（La-Le）/（Nw×1000）

式中：

V   ——生物濾池濾料體積，m3；

Q   ——每人每天污水量，m3/（人·d）；

n    ——服務(wù)人口數(shù)，人；

La    ——設(shè)計進水污染物濃度，kgBOD5（或NH3-N或NO3-N）；

Le    ——設(shè)計出水污染物濃度，kgBOD5（或NH3-N或NO3-N）；

Nw  ——濾料容積負荷率，kgBOD5（或NH3-N或NO3-N）/（m3·d），其取值宜參考

生物濾池濾料區(qū)容積負荷率：

曝氣生物濾池類別  濾料區(qū)容積負荷率 Nw

碳氧化曝氣生物濾池[kgBOD5/（m3·d）]     3.0-6.0

硝化曝氣生物濾池[kgNH3-N/（m3·d）]    0.3-0.8

反硝化曝氣生物濾池[kgNO3-N/（m3·d）]   0.8-4.0

出水回用曝氣生物濾池[kgBOD5/（m3·d）]  0.5-2.0

注：在低溫或高海拔地區(qū)設(shè)計容積負荷可適當降低。

6）反沖洗供氣和曝氣充氧系統(tǒng)：農(nóng)村污水處理可采用穿孔管布氣，曝氣管可設(shè)在承托層或濾料層中。濾料底部設(shè)有支撐板，支撐板必須有一定的空隙率，空隙的總面積 不得低于支撐板總表面積的20%。

7）布水裝置：生物濾池的布水必須均勻。

（5）施工事項

生物濾池可參照上述參數(shù)進行設(shè)計施工，也可直接選用一體化曝氣生物濾池污水處理設(shè)備，宜選用專業(yè)施工隊進行施工和安裝。