農(nóng)村生活污水深度處理工藝技術(shù)介紹

農(nóng)村生活污水深度處理工藝技術(shù)介紹1.1人工濕地1、概述人工濕地是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種污水處理技術(shù)，它是根據(jù)自然濕地模擬的人工生態(tài)系統(tǒng)，是一種由人工制造和監(jiān)督控制的、類似沼澤的地面，利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化作用，按水流方式可分為水平潛流濕地、垂直潛流濕地、和表面流人工濕地，可作為農(nóng)村生活污水處理后的深度處理技術(shù)。人工濕地的優(yōu)點(diǎn)：基建投資和運(yùn)行費(fèi)用低（分別約為生化處理的1/3~1/5和1/5~1/6）；水力負(fù)荷遠(yuǎn)高于天然濕地，處理效果好，對(duì)氮、磷、重金屬和難降解有機(jī)物也有處理效果；濕地植物有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；具有一定的景觀功能。人工濕地的不足：需要的土地面積大；凈化效果受氣候和植物生長(zhǎng)影響大，有蚊蠅孳生；容易造成二次污染。人工濕地適用范圍：適合在土地面積相對(duì)豐富的農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用，不僅可以治理農(nóng)村生活水污染、保護(hù)水環(huán)境，而且可以美化環(huán)境，節(jié)約水資源。2、類型和結(jié)構(gòu)所謂的人工濕地污水處理系統(tǒng)，是將污水有控制地投配到人工構(gòu)筑的濕地上，利用土壤、植物和微生物的聯(lián)合作用處理廢水的一種處理系統(tǒng)，可分為三種類型：表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。如圖8-8至8-10。圖8-8表面流人工濕地結(jié)構(gòu)示意圖圖8-9水平潛流人工濕地示意圖結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)水出水進(jìn)水出水圖8-10垂直潛流人工濕地結(jié)構(gòu)示意圖3、設(shè)計(jì)事項(xiàng)人工濕地的設(shè)計(jì)應(yīng)參考《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ2005-2010）及《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015），在河南省農(nóng)村環(huán)境綜合整治生活污水處理工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)著重考慮以下內(nèi)容：（1）潛流濕地幾何尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)符合：長(zhǎng)寬比宜控制在3：1以下，水深宜為0.4m~1.6m，水力坡度宜為0.5%~1%；水平潛水人工濕地單元面積宜小于800m2，垂直潛流人工濕地單元面積宜小于1500m2；（2）表流濕地幾何尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)符合：長(zhǎng)寬比宜控制在3：1~5：1,當(dāng)區(qū)域受限，長(zhǎng)寬比大于10：1時(shí)，需要計(jì)算死水曲線；水深宜為0.3m~0.5m；水力坡度宜小于0.5%；（3）人工濕地進(jìn)水水質(zhì)原則上要求：SS≤80mg/L、CODcr≤200mg/L、BOD5≤80mg/L；（4）穿孔管的長(zhǎng)度應(yīng)與人工濕地單元的寬度大致相等。管控密度應(yīng)均勻，管孔間距不宜大于人工濕地單元寬度的10%；（5）穿孔管周圍宜選用粒徑較大的基質(zhì)，其粒徑應(yīng)大于管穿孔孔徑；（6）人工濕地出水應(yīng)設(shè)置排空設(shè)施；（7）潛流人工濕地底部應(yīng)設(shè)置清淤裝置；（8）潛流人工濕地基質(zhì)層的初始空隙率宜控制在35%~40%，厚度應(yīng)大于植物根系所能達(dá)到的最深處；（9）人工濕地宜選用耐污能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、去污效果好、具有抗凍及抗病蟲(chóng)害能力、有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值、容易管理的本土植物；（10）種植土壤的質(zhì)地宜為松軟粘土~壤土，土壤厚度宜為20cm~40cm，滲透系數(shù)宜為0.025cm/h~0.35cm/h；（11）防滲層可采用黏土層、聚乙烯薄膜及其他建筑工程防水材料，可參照CJ117執(zhí)行；（12）管材選用PVC或PE管時(shí)，應(yīng)按GB/T13663規(guī)定執(zhí)行，閥門選用應(yīng)滿足耐腐蝕性強(qiáng)、密封性好、操作靈活等要求。4、施工事項(xiàng)人工濕地的施工應(yīng)參考《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ2005-2010），在河南省農(nóng)村環(huán)境綜合整治生活污水處理工程施工中，應(yīng)著重考慮以下內(nèi)容：①工程施工單位應(yīng)具有國(guó)家相應(yīng)的工程施工資質(zhì)，除遵守相關(guān)的施工技術(shù)規(guī)范之外，還應(yīng)遵守國(guó)家有關(guān)部門頒布的勞動(dòng)安全及衛(wèi)生、消防等國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)；②管道工程的施工和驗(yàn)收應(yīng)符合GB50268的規(guī)定；混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工和驗(yàn)收應(yīng)符合GB50204的規(guī)定；構(gòu)筑物的施工和驗(yàn)收應(yīng)符合GBJ141的規(guī)定；設(shè)備安裝應(yīng)符合GB50231的規(guī)定；③潛流人工濕地周邊坡度宜采用夯實(shí)的土壤構(gòu)建，坡度宜為4：1~2：1；④基質(zhì)應(yīng)進(jìn)行級(jí)配、清潔，保證填筑材料的含泥量和填料粉末含量小于設(shè)計(jì)要求值；⑤人工濕地防滲材料采用聚乙烯膜時(shí)，應(yīng)由專業(yè)人員用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行焊接，焊接結(jié)束后，需進(jìn)行滲透試驗(yàn)。5、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)①經(jīng)濟(jì)指標(biāo)人工濕地的運(yùn)行包括水生植物的重新種植、雜草的去除和沉積物的挖掘等，一般運(yùn)行費(fèi)用不高于0.1元/m3。②處理效果人工濕地處理效果如表8-6。表8-6人工濕地系統(tǒng)污染物去除率（單位：%）人工濕地類型CODcrBOD5懸浮物氨氮總磷潛流55~7545~8550~8040~7070~80表流50~6040~7050~6020~5035~70垂直流60~8050~9050~8050~7560~806、運(yùn)行管理人工濕地的運(yùn)行管理應(yīng)參考《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ2005-2010），在河南省農(nóng)村環(huán)境綜合整治生活污水處理工程運(yùn)行管理中，應(yīng)著重考慮以下內(nèi)容：①工程的運(yùn)行應(yīng)符合CJJ60中的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)還應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；②操作人員應(yīng)按規(guī)程進(jìn)行系統(tǒng)操作，并定期檢查設(shè)備、構(gòu)筑物、電器和儀表的運(yùn)行情況；③應(yīng)定期檢測(cè)進(jìn)出水水質(zhì)，并定期對(duì)檢測(cè)儀器、儀表進(jìn)行校檢；④人工濕地運(yùn)行中應(yīng)適時(shí)的進(jìn)行水位調(diào)節(jié)；⑤人工濕地在低溫環(huán)境運(yùn)行時(shí)，可采用的措施：做好人工濕地的保溫措施，保證水溫不低于4℃；定期做人工濕地的凍土深度測(cè)試，掌握人工濕地系統(tǒng)的運(yùn)行狀況；強(qiáng)化預(yù)處理，減輕人工濕地系統(tǒng)的污染負(fù)荷；⑥潛流人工濕地運(yùn)行防堵塞可采用的措施：控制污水進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)的懸浮物濃度；定期啟動(dòng)清淤；適當(dāng)?shù)牟捎瞄g歇運(yùn)行方式；局部更換人工濕地系統(tǒng)的基質(zhì)。1.2穩(wěn)定塘1、概述穩(wěn)定塘是利用天然水中存在的微生物、藻類，對(duì)生活污水進(jìn)行好氧、厭氧生物處理的天然或人工池塘，它可以通過(guò)生物自凈作用，在自然條件下完成生活污水的生物處理，可作為農(nóng)村生活污水處理后的深度處理技術(shù)。穩(wěn)定塘的優(yōu)點(diǎn)：能充分利用地形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，建設(shè)費(fèi)用低；處理成本低，操作管理相對(duì)容易；不僅具有較好的BOD5去除效果，還可以有效的去除氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及病原菌，重金屬及有毒有機(jī)物；能實(shí)現(xiàn)污水資源化。穩(wěn)定塘的不足：需要的土地面積大，處理效果受環(huán)境條件影響大，處理效率相對(duì)較低，可能產(chǎn)生臭味及滋生蚊蠅，不宜建設(shè)在居住區(qū)附近。穩(wěn)定塘適用范圍：適用于在土地面積相對(duì)豐富的農(nóng)村地區(qū)?？煽紤]采用村內(nèi)現(xiàn)有坑塘和洼地、荒地、廢地、劣質(zhì)地等。2、類型和結(jié)構(gòu)根據(jù)塘水中的溶解氧量和生物種群類別及塘的功能，可分為厭氧塘、兼性塘、好氧塘、曝氣塘、生物塘等。根據(jù)處理后達(dá)到的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可分為處理塘和深度處理塘。3、設(shè)計(jì)事項(xiàng)穩(wěn)定塘的設(shè)計(jì)應(yīng)參考《污水穩(wěn)定塘設(shè)計(jì)規(guī)范》（HJJ/T54-93）及《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014），在河南省農(nóng)村環(huán)境綜合整治生活污水處理工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)著重考慮以下內(nèi)容：①穩(wěn)定塘的塘體用料應(yīng)就地取材；②穩(wěn)定塘單塘宜采用矩形塘，長(zhǎng)寬比不應(yīng)小于3：1~4：1；③利用舊河道、池塘、洼池等修建穩(wěn)定塘，當(dāng)水利條件不利時(shí)，宜在塘內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻；④堤壩宜采用不宜透水的材料建筑，土堤的頂寬不宜小于2m，石堤和混凝土堤頂寬不應(yīng)小于0.8m；⑤在設(shè)計(jì)水位變動(dòng)范圍內(nèi)土堤的最小鋪砌高度不應(yīng)小于1.0m，安全超高應(yīng)根據(jù)浪高計(jì)算確定，不宜小于0.5m；⑥壩體結(jié)構(gòu)應(yīng)按相應(yīng)的永久性水工構(gòu)筑物標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；⑦壩外坡設(shè)計(jì)應(yīng)按土質(zhì)及工程規(guī)模確定。壩外坡坡度宜為4：1~2：1，內(nèi)坡坡度宜為3：1~2：1；⑧塘底應(yīng)平整并略具坡度，傾向出口；⑨深度處理塘進(jìn)水水質(zhì)原則上要求：pH為6~9、SS＜80mg/L、BOD5＜70mg/L；⑨當(dāng)塘底原土滲透系數(shù)K值大于0.2m/d時(shí)，應(yīng)采取防滲措施；⑩進(jìn)水口至出水口的水流方向應(yīng)避開(kāi)當(dāng)?shù)爻Ｄ曛鲗?dǎo)風(fēng)向，易于主導(dǎo)風(fēng)向垂直。4、施工事項(xiàng)穩(wěn)定塘的施工應(yīng)充分考慮到以下幾個(gè)施工要點(diǎn)：①工程施工單位應(yīng)具有國(guó)家相應(yīng)的工程施工資質(zhì)；工程項(xiàng)目宜通過(guò)招投標(biāo)確定施工單位和監(jiān)理單位；②塘的底部和四周可作防滲處理，預(yù)防塘水下滲污染地下水。防滲處理有粘土夯實(shí)、土工膜、塑料薄膜襯面等；③穩(wěn)定塘應(yīng)防止暴雨時(shí)期產(chǎn)生溢流，在穩(wěn)定塘周圍要修建導(dǎo)流明渠將降雨時(shí)的雨水引開(kāi)；④暴雨較多的地方，襯砌應(yīng)做到塘的堤頂以防雨水反復(fù)沖刷；⑤塘堤為減少費(fèi)用可以修建為土堤。5、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)①經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與人工濕地類似，穩(wěn)定塘的運(yùn)行包括水生植物的種植、雜草的去除和沉積物的挖掘等，一般運(yùn)行費(fèi)用不高于0.1元/m3，但如果是曝氣塘等需要?jiǎng)恿υO(shè)備的話，應(yīng)計(jì)算動(dòng)力設(shè)備的電費(fèi)和折舊費(fèi)。②處理效果穩(wěn)定塘處理效果如表8-7。表8-7穩(wěn)定塘系統(tǒng)污染物去除率（單位：%）序號(hào)穩(wěn)定塘類型BOD51好氧塘40~602曝氣塘70~903生物塘69~806、運(yùn)行管理穩(wěn)定塘運(yùn)行管理相對(duì)簡(jiǎn)單，主要注意以下幾個(gè)方面：①日常維護(hù)中要定期觀察塘內(nèi)的水生生物的生長(zhǎng)，若水生生物過(guò)度生長(zhǎng)，特別是藻類的快速繁殖會(huì)導(dǎo)致出水水質(zhì)下降；②應(yīng)定期檢測(cè)運(yùn)行控制指標(biāo)和進(jìn)出水水質(zhì)；③定期測(cè)量進(jìn)出水流量，檢查塘是否出現(xiàn)滲漏；如果周邊有地下井，可抽取地下水進(jìn)行檢測(cè)，查看是否受到塘水的下滲污染。1.3土地處理1、概述土地處理系統(tǒng)是在人工控制的條件下，將污水投配在土地上，通過(guò)土壤-植物系統(tǒng)，進(jìn)行一系列物理、化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)的凈化過(guò)程，使污水得到凈化的一種污水處理工藝，可作為農(nóng)村生活污水處理后的深度處理技術(shù)。土地處理的優(yōu)點(diǎn)：促進(jìn)污水中植物營(yíng)養(yǎng)素的循環(huán)，污水中有用物質(zhì)通過(guò)作物生長(zhǎng)獲得再利用；可利用廢劣土堤、坑塘洼地處理污水，基建投資?。皇褂脵C(jī)電設(shè)備少，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單低廉，節(jié)省能源；綠化環(huán)境。土地處理的不足：容易污染土壤和地下水，特別是造成重金屬污染、有機(jī)物污染等；導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降；散發(fā)臭味、蚊蠅孳生，危害人體健康等。土地處理適用范圍：適用于土地面積相對(duì)豐富的農(nóng)村地區(qū)，在凈化污水的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)其的資源化利用而獲取經(jīng)濟(jì)效益。2、類型和結(jié)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)中水流動(dòng)的速率和流動(dòng)軌跡的不同，污水土地處理系統(tǒng)可分為：慢速滲濾系統(tǒng)、快速滲濾系統(tǒng)、地表漫流系統(tǒng)和地下滲濾系統(tǒng)。慢速滲濾系統(tǒng)是將污水投配到種有作物的土壤表面，污水中的污染物在流經(jīng)地面土壤-植物系統(tǒng)時(shí)得到充分凈化的一種土地處理工藝系統(tǒng)，見(jiàn)圖8-11。在慢速滲濾系統(tǒng)中，投配的污水部分被作物吸收，部分滲入地下，部分蒸發(fā)散失，流出處理場(chǎng)地的水量一般為零。污水的投配方式可采用溝灌及可升降的或可移動(dòng)的噴灌系統(tǒng)。慢速滲濾系統(tǒng)的具體場(chǎng)地設(shè)計(jì)參數(shù)包括：土壤滲透系數(shù)為0.036~0.36m/d，地面坡度小于30%，土層深大于0.6m，地下水位大于1.2m。圖8-11慢速滲濾系統(tǒng)示意圖快速滲濾系統(tǒng)是將污水有控制的投配到具有良好滲濾性能的土壤，進(jìn)行污水凈化處理的高效土地處理工藝，見(jiàn)圖8-12。快速滲濾系統(tǒng)通常淹水、干化交替運(yùn)行，以便使?jié)B濾池處于厭氧和好氧交替運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)土壤及不同種群微生物對(duì)污水中組分的阻截、吸附及生物分解作用等，使污水中的有機(jī)物、氮、磷等物質(zhì)得以去除。圖8-12快速滲濾系統(tǒng)示意圖地表滲濾系統(tǒng)是將污水有控制的投配到坡度和緩均勻、土壤滲透性低的坡面上，使污水在地表以薄層沿坡面緩慢流動(dòng)過(guò)程中得到凈化的土地處理工藝系統(tǒng)。坡面通常種植青草，防止土壤被沖刷流失和供微生物棲息，見(jiàn)圖8-13。圖8-13地表漫流系統(tǒng)示意圖地下滲濾是將污水有控制的投配到距地表一定深度、具有一定構(gòu)造和良好擴(kuò)散性能的土層中，使污水在土壤的毛細(xì)管浸潤(rùn)和滲濾作用下，向周圍運(yùn)動(dòng)且達(dá)到凈化污水要求的土地處理工藝系統(tǒng)，見(jiàn)圖8-14。在土壤的過(guò)濾、吸附、生物氧化等作用下使污染物得到凈化，其過(guò)程類似于污水慢速滲濾過(guò)程。由于負(fù)荷低，停留時(shí)間長(zhǎng)，水質(zhì)凈化效果非常好，而且穩(wěn)定。圖8-14地下滲濾系統(tǒng)示意圖3、設(shè)計(jì)事項(xiàng)穩(wěn)定塘的設(shè)計(jì)應(yīng)參考《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014）進(jìn)行，在河南省農(nóng)村環(huán)境綜合整治生活污水處理工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)著重考慮以下內(nèi)容。表8-8土地處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)事項(xiàng)表土地處理類型設(shè)計(jì)事項(xiàng)慢速滲濾快速滲濾地表漫流地下滲濾廢水投配方式表面布水高壓噴灑表面布水表面布水或高低壓布水地下布水水力負(fù)荷（cm·d-1）1.2~1.56~1223~210.2~4.0預(yù)處理最低程度一級(jí)處理一級(jí)處理格柵篩濾化糞池、一級(jí)處理投配污水最終去向下滲、蒸散下滲、蒸散徑流、下滲、蒸散下滲、蒸散植物要求谷物、牧草、森林無(wú)要求牧草草皮、花木適用氣候較溫暖無(wú)限制較溫暖無(wú)限制達(dá)到處理目標(biāo)二級(jí)或三級(jí)二、三級(jí)或回注地下水二級(jí)、除氮二級(jí)或三級(jí)占地性質(zhì)農(nóng)牧林征地牧業(yè)綠化土層厚度/m＞0.6＞1.5＞0.3＞0.6地下水埋深/m0.6~3.0淹水期：＞1.0干化期：1.5~3.0無(wú)要求＞1.0土壤滲濾系數(shù)≥0.15，中≥5.0，快≤0.5，慢0.5~5.0，中場(chǎng)地條件坡度種作物不超過(guò)20%，不種作物不超過(guò)40%不受限制2%~8%系統(tǒng)特點(diǎn)運(yùn)行管理種作物時(shí)管理嚴(yán)格簡(jiǎn)單比較嚴(yán)格系統(tǒng)壽命長(zhǎng)磷去除率可能限制系統(tǒng)使用壽命長(zhǎng)對(duì)土壤的影響較小可改良砂荒地小除表8-8中所示，還應(yīng)注意：①管道覆土厚度不應(yīng)小于0.7m；②生活污水排放管道為重力非滿流，流速不宜小于0.65m；③排水管道與其它地下管線水平或垂直的最小凈距應(yīng)符合GB50289和GB50014的規(guī)定；④污水土地處理之前需經(jīng)過(guò)預(yù)處理或處理工藝。4、施工事項(xiàng)土地處理系統(tǒng)的施工應(yīng)充分考慮到以下幾個(gè)施工要點(diǎn)：①工程施工單位應(yīng)具有國(guó)家相應(yīng)的工程施工資質(zhì)；工程項(xiàng)目宜通過(guò)招投標(biāo)確定施工單位和監(jiān)理單位；②管道工程的施工和驗(yàn)收應(yīng)符合GB50268的規(guī)定；砌體結(jié)構(gòu)工程的施工和驗(yàn)收應(yīng)符合GB50203的規(guī)定；混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工和驗(yàn)收應(yīng)符合GB50204的規(guī)定；構(gòu)筑物的施工和驗(yàn)收應(yīng)符合GBJ141的規(guī)定；③慢速滲濾工藝縱向坡度宜為0.1%~0.2%，橫向坡度不宜大于0.3%；④慢速滲濾中為便于維護(hù)管理，應(yīng)設(shè)置通往人工降雨或布水管道的通道；⑤快速滲濾的圍堤高度不宜大于1m；⑥地表漫流中坡面田污水分配可按地面自然坡度的主方向布置。投配污水應(yīng)以薄層、緩慢、均勻地流經(jīng)坡面田，防治坡面田上出現(xiàn)積水、溝流和短路現(xiàn)象；⑦地下滲濾的進(jìn)水系統(tǒng)管道宜布置在地表以下0.2m~0.4m范圍之間，每根配水管道的長(zhǎng)度不宜大于6m，配水管道間距應(yīng)在1.5m~2.0m范圍之內(nèi)；⑧地下滲濾的