村污水处理
聊城市实用的农村污水处理技术及工艺
聊城市实用的农村污水处理技术及工艺
农村生活污水处理技术可分为初级处理、生物处理、自然生物处理，各阶段处理技术不宜单独使用，可根据进水水质、水量和出水标准来选取和组合。
户厕化粪池
概述
化粪池在生活污废水处理过程中可视为污染物初级处理系统，其原理是沉淀和厌氧微生物发酵。生活污水中比重大的颗粒物质沉降（形成沉渣），比重小的物质上浮（形 成浮渣）；利用微生物厌氧发酵作用使粪便等有机物被初步降解，实现污水的初级处理。
污水在化粪池内逐渐分离为3层：浮渣层、中间层和泥渣层。比重轻的物质（油类） 或夹带气泡的絮团向上悬浮，形成浮渣层；比重较大的固体沉淀在底层，形成泥渣层； 中间层是液体，在兼性厌氧菌和厌氧菌共同作用下，液体中的污染物质被分解，产生CH4、CO2和H2S等气体。上层浮渣和底层沉渣需定期清理，清掏出的泥渣经适当处理后可以作为肥料。
化粪池采用隔墙或隔板进行间隔，构成多格化粪池，相关研究发现多格化粪池的处理效果要好于单格化粪池。 目前户厕化粪池应用较为广泛的是三格化粪池。污水首*入到第一格（池），池内粪便等物质开始发酵分解，因进入物质的比重不同，池内开始自然分层。经过一段时间的发酵和静置分离，中层液体含虫卵、病原体的大颗粒物质有所减少；污水经过连接管进入到第二格（池），沉渣和浮渣物质则被截留在第一格（池） 内继续分解。流入到第二格（池）的中层液体进一步发酵和进行固液分离，污水中的大 颗粒物质较第一格（池）显著减少；第二格（池）的中层液体后进入到第三格（池），第三格（池）主要起储存、沉淀作用，此时液体基本腐熟，病原菌、虫卵得到有效去除。
化粪池的优点：结构简单，易施工，维护管理方便；造价低，无能耗，运行维护费用低。
化粪池的不足：沉积污泥需定期进行清理；若防渗措施不到位，污水易泄漏；处理效果有限，一般不能直接排放水体，可进入田间或经后续生物处理单元或生态净水单元 进一步处理。
适用范围
对于污水不易集中收集的分散型农户，周边有足够的田地、山地的，可采用户厕三格化粪池就地分散处理方式，尾水排入田地、山地等消纳利用；需要排放水体的，应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。
设计要求
1) 无纳管条件时
①粪便污水通过三格化粪池处理后，其出水再进入田间或林地。三格化粪池有效容积应根据使用人数、每人每日计算粪便污水量、粪便无害化卫生要求兼性厌氧发酵≥30 天的要求制定。
a.三格化粪池容积计算见公式（1）：
V=A.X.D/1000……………………………………………… (1)
式中：
V---池的有效容积，单位为立方米（m3);
A---每人每日粪尿排泄量和冲水量之和，单位为升每人每日[L/(人.日）]; X---使用人数；
D---每池贮留粪便的有效时间，单位为天（d）。
注：A---按18Ｌ/（人.日）计，当服务多人时，适度考虑变化因素，每人每日计算污 水量逐步折减至15Ｌ/（人.日）。
a---各池贮存粪便的有效时间，1池不少于20天，2池不少于10天，3池原则要求 1，2池有效时间之和；在保证1，2池共不小于30天有效停留时间情况下，无粪肥取用需求时，可适当减少3池容积。
b.户厕三格化粪池容积≥1.5m3; 1、2、3池容积比原则为2：1：3；２池宽度不足50cm可加大至50cm。
c.三格池的深度相同，不应小于1200mm。
d.排粪管：采用管材内壁应光滑，内径≥100mm，应避免拐弯并尽可能减少长度。
进粪管上端与便器下口连接紧密，下端出口超出第一池池壁5cm左右。
e.过粪管：要求选用内径100mm内壁光滑管材，设置成“I”或倒“L”型；连接一池至二池的过粪管入口应在第一池池壁的下三分之一处，溢出口应在第二池距池上沿至少保留100mm；二池至三池的过粪管入口可在第二池池壁的下三分之一或二分之一处，溢口同一池至二池的过粪管。一池至二池的过粪管与二池至三池的过粪管可交错安装。
f.排粪管、过粪管的安装位置应错开并保持一定距离。
g.三格池的盖板上必须预留维护口并应当加盖密封。
h.排气管：应在第一池安装排气管，圆形管径100mm，方形面积不小于225cm2,高于厕屋500mm或以上，加防雨（防蝇、防风）帽。
j.污泥清掏周期应根据污水温度和当地气候条件确定，宜采用3~12个月。
k.化粪池应设在室外，其外壁距农房宜根据各地农房性质、基础条件确定，如条件限制设置与机动车道下时，池底和池壁应按机动车荷载核算。
m.化粪池的构造应符合《农村户厕卫生规范》GB19379的要求。
n.化粪池池壁和池底须进行防渗设计，严禁污染地下水和周边环境。应采取防臭和防爆措施。
②三格化粪池无法满足停留时间至少30天或是出水无法进入田间或林地时，粪便污水经过三格化粪池预处理后，应再结合后续处理工艺进行处理，并达到功能区水体相关要求及排放标准后排放。
可纳管进入污水处理设施时
粪便污水经过三格化粪池预处理后，可直接排入市政污水管网时，化粪池容积可根据《镇（乡）村排水工程技术规程》CJJ124进行计算。
（4）卫生管理
1）化粪池经确认无渗漏，方可投入使用。
2）化粪池投入运行，向第一池注水至浸没第一池过粪管口。
3）禁止取用一、二池的粪液施肥，禁止向二、三池倒入新鲜粪液；避免生活污水流入贮粪池。
4）应防止将便纸等杂物扔入化粪池。
概述
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生物处理技术。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，厌氧生物膜池对污水中COD和SS的去除效果可达到 60%~70%或更高。
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，其上方可覆土种植植物，美化环境。 厌氧生物膜池缺点：不能作为终处理工艺，尾水应排入田间或接后续处理单元进一步处理达标后才可排放。
适用范围
可作为各农村生活污水经化粪池或沼气池处理后，进入田间或人工湿地、生态滤池等生态净水技术前的处理单元。
类型和结构
厌氧生物膜池典型结构如图所示，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、抗老化，从而提高厌氧池对有机物和悬浮物的去除效果。
设计事项
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2d~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，计算式如下：
式中：
Ve=Q×t
Ve ——有效容积（不包括下层污泥斗的容积和上层空置的容积），m3；
Q ——污水量，m3/d；
T ——水力停留时间HRT，d。 附着生长于填料的生物膜会脱落更新，脱落的生物膜污泥应定期排放，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）材料抗腐蚀性好，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。
5）填充比宜为40%～50%。
常用的填料有纤维填料、软性填料、弹性填料或组合填料。
施工事项
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，特别是在福建降雨量大的地区，需做封顶处理，并预留人孔。
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，池底和池壁需做防渗处理。
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。
气体导排：厌氧生物膜池应及时导排产生的气体，避免甲烷在有限空间内富集。
生物处理
所谓好氧生物污水处理技术，是指水处理过程采用好氧微生物来分解矿化污水中的有机污染物的过程，因为水中微生物需要消耗一定的溶解氧，人们就称之为好氧处理过程。好氧处理的优点是出水水质好，不产生臭味，可以做为生物处理的终端工艺。其工程形式也分为很多种，如生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池、氧化沟等。
生物转盘
概述
生物转盘工艺是生物膜法污水处理技术的一种，生物转盘填料载体上可生长繁育形成膜状生物性污泥——生物膜。生物转盘的核心处理装置是垂直固定在水平轴上附着一层生物膜的圆形盘片，转轴带动转盘以一定的速度不停地转动，生物膜交替的与废水和空气接触，形成一个连续的吸氧、吸附、氧化分解过程，使氧化槽内污水中的有机物减少，使污水得到净化。
生物转盘的优点：能耗低、管理方便；产泥量少、固液分离效果好；脱落的生物膜比活性污泥法易沉淀，不易发生堵塞。 生物转盘的缺点：容积负荷较小；在寒冷的地区需采取保温措施。 生物转盘适应的污水浓度范围较广，运行管理简单。
设计事项
村庄集中污水处理宜采用单轴多级转盘，级数宜为1～3级。
生物转盘的BOD5表面有机负荷宜根据试验资料确定，一般处理城镇污水表面有机负荷为5g BOD5/（m2·d）~20g BOD5/（m2·d）。
根据已有运行经验资料：
要求出水BOD5≤60mg/L时，表面有机负荷为20g BOD5/（m2·d）~40g BOD5/（m2·d）；
要求出水BOD5≤30mg/L时，表面有机负荷为10g BOD5/（m2·d）~20g BOD5/（m2·d）。
对于村庄集中污水处理，生物转盘的表面有机负荷可根据出水要求在6gBOD5（/~30g BOD5/（m2·d）之间取值。
有条件时，生物转盘宜加设防护设施，减少分解气体的扩散，污染环境。
施工事项
采用成品设备时，施工要严格按照设备厂家提出的要求设计附属工程设施。
生物接触氧化池
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地去除污水中的悬浮物、有机物、氨氮、总氮等污染物。
生物接触氧化池优点：结构简单，占地面积小，对水质、水量波动有较强的适应性，污泥产量少，无需污泥回流，无污泥膨胀问题，操作简单，较活性污泥法的动力消耗少，对污染物去除效果好。
生物接触氧化池缺点：安装生物填料使建设费用增高，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深度除磷单元。
适用范围
适用于有一定经济承受能力的地区，生物接触氧化池可用于多方面的污水处理工程，如用于单户、多户污水处理设施或村级的污水处理站，具有启动快、不产生臭味等优点。
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。农村生活污水一般只采用一级接触氧化，多不超过两级。
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。处理小型生活污水的接触氧化池一般设计为内循环直流式接触氧化池，
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。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。
有效容积计算
生物接触氧化池有效容积宜依据以下公式计算：
V＝Q×n×（La-Le）/（M×1000）
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 ——服务人数，人；
La ——进水BOD5浓度，mg/L；
Le ——出水BOD5浓度，mg/L；
M ——BOD5容积负荷，kgBOD5/m3·d。
水力停留时间、曝气量
好氧生物接触氧化池（I）曝气总时间宜为6h~8h，曝气池中的溶解氧含量宜维持在1.7mg/L~3.0mg/L。有脱氮要求时，应保证生物处理单元的停止曝气时间大于2h，在气温较低时，生物接触氧化池的有效接触时间及曝气量可适当加大。
应合理布置曝气系统，实现均匀曝气。运行时，需观察填料载体上生物膜生长与脱 落情况，通过适当的气量调节防止生物膜整体大规模脱落。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处理。
填料
填料是决定生物接触氧化池处理效果的关键。生物填料须满足以下要求：填料采用适于长期浸入污水环境的弹性填料、软性填料及其组合；填料填充率应大于55%；填料分层装填，总高不宜小于2米；在好氧生物接触氧化池中填料应与底部保持合适的距离。
施工事项
接触氧化池的施工事项包括池体的建造、填料的安装和曝气系统的布置。
池体建造：户级污水处理系统的池体容积小，池体宜采用热塑性复合材料、PVC 塑料材料、玻璃钢等材质，材料的厚度应在10mm以上。若板较高、较长，则板中间需进行加固处理，以防池体装满水后池体中央向外凸出导致池体破裂；村级污水处理系统池体容积大，为安全考虑，宜采用现场钢筋混凝土浇注，也可采用设备现场安装。
填料安装：填料安装需搭建支架，支架应采用抗腐蚀材料。支架应根据待安装填料的体积和浸水重量进行结构设计，保证其具有足够的承载能力。填料的安装应疏密适中，单户或多户污水处理设施的填料安装方式可咨询环保工程师或填料供货方，对于村落污水处理设施，填料安装参数应由有资质的设计院通过计算设计方可施工。
曝气装置：单户或多户小型接触氧化池的曝气装置较为简单，可采取管道打孔 的方式曝气，孔径不宜大于1mm；村落污水处理接触氧化池池体较大，曝气装置的安装 方式应经过专业设计，并由专门的施工队进行安装。鼓风机、曝气泵等曝气设备安装应 考虑噪声影响，若建造于要求环境安静的地方，需采取降噪措施。
生物滤池
概述
生物滤池集合了污水处理接触氧化法和给水处理快滤池的设计思路，集曝气、高滤 速、截留悬浮物、生物处理、定期反冲洗等于一体。生物滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着生物膜，污水流经时，与滤料表面生物膜接触，利用生物膜中微生物的生化过程净化污水；污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特 点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出；运行一定时间后，因生物膜的增殖以及截留的固体污染物的增加，水头损失增大， 水通量减少，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜。
生物滤池优点：占地小，抗冲击能力强，保持较高的微生物数量与种类，处理效果稳定等。
生物滤池缺点：投资较高，运行费用较高。
适用范围
对用地面积少、水质水量波动大、不同气温和海拔的分散点源污染等具有较强的适用性。
类型和构造
村庄污水处理宜选用高负荷生物滤池，按照污染物的去除功能可分为碳氧化曝气生物滤池、硝化曝气生物滤池和反硝化曝气生物滤池。按照水流在生物滤池中穿行的方向可分为上向流、下向流、侧向流或折流式。侧向流和折流式曝气生物滤池是为了延长反冲洗周期或避免滤池反冲洗而开发出的新型曝气生物滤池工艺形式。碳氧化、硝化和反硝化可在单级曝气生物滤池内完成，也可在多级曝气生物滤池内完成。
设计注意事项
碳氧化曝气生物滤池对BOD5去除率为75%~90%，硝化曝气生物滤池对NH3-N去除率可大于80%，反硝化曝气生物滤池系统TN去除率可大于60％；生物滤池出水SS应小于20mg/L。
生物滤池前应设置沉砂池、初沉池、水解调节池或隔油池等预处理设施，其进水SS不宜大于60mg/L。
生物滤池可采用模块化或标准化设计，其池形可为圆柱形或方柱形，水池之间宜采用管道连接。
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，轻质多孔填料适用于下向流或侧向流曝气生物滤池，可延长滤池反冲洗周期，滤料填装高度宜为1.5m～3m。
生物滤池滤料体积计算
V＝Q×n×（La-Le）/（Nw×1000）
式中：
V ——生物滤池滤料体积，m3；
Q ——每人每天污水量，m3/（人·d）；
n ——服务人口数，人；
La ——设计进水污染物浓度，kgBOD5（或NH3-N或NO3-N）；
Le ——设计出水污染物浓度，kgBOD5（或NH3-N或NO3-N）；
Nw ——滤料容积负荷率，kgBOD5（或NH3-N或NO3-N）/（m3·d），其取值宜参考
生物滤池滤料区容积负荷率：
曝气生物滤池类别 滤料区容积负荷率 Nw
碳氧化曝气生物滤池[kgBOD5/（m3·d）] 3.0-6.0
硝化曝气生物滤池[kgNH3-N/（m3·d）] 0.3-0.8
反硝化曝气生物滤池[kgNO3-N/（m3·d）] 0.8-4.0
出水回用曝气生物滤池[kgBOD5/（m3·d）] 0.5-2.0
注：在低温或高海拔地区设计容积负荷可适当降低。
反冲洗供气和曝气充氧系统：农村污水处理可采用穿孔管布气，曝气管可设在承托层或滤料层中。滤料底部设有支撑板，支撑板必须有一定的空隙率，空隙的总面积 不得低于支撑板总表面积的20%。
布水装置：生物滤池的布水必须均匀。
施工事项
生物滤池可参照上述参数进行设计施工，也可直接选用一体化曝气生物滤池污水处理设备，宜选用专业施工队进行施工和安装。
