岳陽(yáng)市地埋式一體化生活污水處理設(shè)備

岳陽(yáng)市地埋式一體化生活污水處理設(shè)備

1        華北地區(qū)農(nóng)村生活污水特征與排放要求

1.1   水量

1.1.1 用水量

華北農(nóng)村地區(qū)用水類型包括自來(lái)水，井水和河水等。近年來(lái)，隨著新農(nóng)村建設(shè)的推進(jìn)，農(nóng)民生活水平日益提高，部分發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)村的用水量已接近城市居民用水量。根據(jù)《農(nóng)村生活飲用水量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB11730-89）和《農(nóng)村給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（CECS82：96），在結(jié)合調(diào)查當(dāng)?shù)鼐用竦挠盟F(xiàn)狀、生活習(xí)慣、經(jīng)濟(jì)條件、發(fā)展?jié)摿Φ惹闆r的基礎(chǔ)上酌情確定用水量。華北地區(qū)農(nóng)村居民日用水量標(biāo)準(zhǔn)可參考表1-1中的數(shù)值。

表1-1  華北地區(qū)農(nóng)村居民生活用水量參考取值

1.1.2 排水量

農(nóng)村居民的排水量宜根據(jù)對(duì)村莊衛(wèi)生設(shè)施水平、排水系統(tǒng)的組成和完善程度等因素的實(shí)地調(diào)查情況確定。對(duì)北方地區(qū)某些鎮(zhèn)村污水排放情況進(jìn)行調(diào)研、計(jì)算得出，農(nóng)村生活污水排水系數(shù)為0.33~0.39，遠(yuǎn)低于城市居民生活污水的排水系數(shù)。其原因是村民生活習(xí)慣的影響，如一部分用過(guò)后仍然比較清潔的水被直接再利用，沒(méi)有排入下水道。因此，華北地區(qū)農(nóng)村生活污水排放量與農(nóng)戶衛(wèi)生設(shè)施水平、用水習(xí)慣、排水系統(tǒng)完善程度等因素有關(guān)，可根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定，或參照表1-1中的用水量和1-2中的排水系數(shù)確定。

表1-2  華北地區(qū)農(nóng)村居民生活排水量參考取值

1.2   水質(zhì)

農(nóng)村生活日漸城市化，生活污水主要來(lái)自農(nóng)家的廁所沖洗水、廚房洗滌水、洗衣機(jī)排水、淋浴排水及其他排水等。華北地區(qū)農(nóng)村生活污水水質(zhì)隨污水來(lái)源、有無(wú)水沖廁所、季節(jié)用水特征等變化，因此，在確定用水水質(zhì)時(shí)，可參考表1-3，在調(diào)查當(dāng)?shù)厥欠袷褂盟疀_廁所、以及廚房排水和淋浴排水水質(zhì)的基礎(chǔ)上酌情確定。

表1-3  華北地區(qū)農(nóng)村居民生活污水水質(zhì)參考取值    單位：mg/L

1.3   排放要求

農(nóng)村生活污水的排放要滿足國(guó)家和地方的排放標(biāo)準(zhǔn)。華北地區(qū)不同區(qū)域?qū)Τ鏊|(zhì)要求有差異，在未制定污水排放標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)村地區(qū)，建議參考表1-4，根據(jù)排水去向確定排放要求。

表1-4 農(nóng)村污水排放建議參照標(biāo)準(zhǔn)

2        排水系統(tǒng)

2.1   農(nóng)戶庭院排水

華北地區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)差異程度大，旱廁較為普遍，庭院地面多為土地。隨著新農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)施齊全，庭院地面硬化，水沖廁所普及。

當(dāng)農(nóng)民使用戶外洗衣設(shè)施時(shí)，洗衣污水宜納入排水系統(tǒng)，通過(guò)管道進(jìn)入化糞池。

農(nóng)戶廁所廢水到化糞池前的排水管徑在100mm以上，廚房的排水管徑在75mm以上，并應(yīng)在轉(zhuǎn)彎處設(shè)置檢查清掃口。目前建筑內(nèi)廣泛使用的排水管道是硬聚氯乙烯塑料管，室外庭院生活污水排水管也可采用硬聚氯乙烯塑料管。

2.2   村落排水

華北地區(qū)多為平原地區(qū)，村落較為集中，部分山區(qū)村落沿河流分散布置，在地下水位較淺、水源保護(hù)地和重點(diǎn)流域保護(hù)區(qū)域嚴(yán)禁采用滲水井、滲水坑等排水方式，防止地下水受到污染。村落排水管渠的布置應(yīng)根據(jù)村落的格局、地形情況等因素來(lái)確定。對(duì)于新建農(nóng)村集中居住區(qū)，污水和雨水的收集應(yīng)實(shí)行分流制，通過(guò)管道或暗渠收集生活污水進(jìn)行集中處理后排放，雨水應(yīng)充分利用地面徑流和明渠排至就近的河流或池塘。舊村莊的改擴(kuò)建，已建合流制管網(wǎng)，可采用截流方式將污水送入處理設(shè)施，新建改建部分在污水處理設(shè)施前盡可能實(shí)行分流制。

依據(jù)不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度，以及為確保地區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，農(nóng)村污水系統(tǒng)形式的選擇與建設(shè)應(yīng)參考以下原則：

(1)    村落排水系統(tǒng)的選擇應(yīng)服從當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)總體規(guī)劃。

(2)    雨水應(yīng)充分利用地面徑流和溝渠排除，污水管可根據(jù)地方實(shí)際情況選擇混凝土管、塑料管等；

(3)    雨、污水均應(yīng)盡量考慮自流排水。污水管道依據(jù)地形坡度鋪設(shè)，坡度不應(yīng)小于0.2%，以滿足污水重力自流的要求；同時(shí)應(yīng)防止因地形坡度過(guò)大，沖刷管道或管道露出地面。

(4)    污水管道鋪設(shè)應(yīng)盡量避免穿越場(chǎng)地，公路和河流，并應(yīng)設(shè)置檢查井。村落生活污水排水管管徑宜大于150mm。

3  農(nóng)村生活污水處理技術(shù)

華北地區(qū)屬嚴(yán)重缺水地區(qū)，污水處理應(yīng)盡量與資源化利用結(jié)合。根據(jù)華北地區(qū)各省市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及環(huán)境條件，農(nóng)村污水處理實(shí)用技術(shù)包括：化糞池、污水凈化沼氣池、普通曝氣池、序批式生物反應(yīng)器、氧化溝、生物接觸氧化池、人工濕地、土地處理、穩(wěn)定塘等技術(shù)。

3.1   化糞池

3.1.1 概述

化糞池是一種利用沉淀和厭氧微生物發(fā)酵的原理，以去除糞便污水或其他生活污水中懸浮物、有機(jī)物和病原微生物為主要目的的小型污水初級(jí)處理構(gòu)筑物。

污水通過(guò)化糞池的沉淀作用可去除大部分懸浮物（SS），通過(guò)微生物的厭氧發(fā)酵作用可降解部分有機(jī)物（COD、BOD₅），池底沉積的污泥可用作有機(jī)肥。通過(guò)化糞池的預(yù)處理可有效防止污水管道被堵塞，亦可有效降低后續(xù)處理單元的有機(jī)污染負(fù)荷。但化糞池處理效果有限，出水水質(zhì)差，一般不能直接排放水體，需經(jīng)后續(xù)好氧生物處理單元或生態(tài)技術(shù)單元進(jìn)一步處理?；S池應(yīng)進(jìn)行防水、防滲和防腐處理，以防止污染地下水并保證后續(xù)污水處理單元處理水量?；S池應(yīng)定期清淘，保持進(jìn)出水暢通，清掏物作為固廢進(jìn)一步處理或用于農(nóng)田施肥。

化糞池的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易施工、造價(jià)低、維護(hù)管理簡(jiǎn)便、無(wú)能耗、運(yùn)行費(fèi)用省、衛(wèi)生效果好。

化糞池的不足：沉積污泥多，需定期進(jìn)行清理；沼氣回收率低，綜合效益不高；化糞池處理效果有限，出水水質(zhì)差，一般不能直接排放水體，需經(jīng)后續(xù)好氧生物處理單元或生態(tài)技術(shù)單元進(jìn)一步處理。

化糞池適用范圍：可廣泛應(yīng)用于華北地區(qū)農(nóng)村生活污水的初級(jí)處理，特別適用于生態(tài)衛(wèi)生廁所的糞便與尿液的預(yù)處理。

3.1.2 類型和結(jié)構(gòu)

化糞池根據(jù)建筑材料和結(jié)構(gòu)的不同，主要可分為磚砌化糞池、現(xiàn)澆鋼筋混凝土化糞池、預(yù)制鋼筋混凝土化糞池、玻璃鋼化糞池等。根據(jù)池子形狀可以分為矩形化糞池和圓形化糞池。華北地區(qū)農(nóng)村化糞池可根據(jù)使用人數(shù)分為雙格化糞池和三格化糞池?；S池宜用于使用水沖廁所的場(chǎng)所，并宜設(shè)置在接戶管下游且便于清掏的位置。

3.1.3 設(shè)計(jì)事項(xiàng)

化糞池的具體設(shè)計(jì)可參見(jiàn)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第2冊(cè)。農(nóng)村化糞池規(guī)模和參數(shù)可參考如下事項(xiàng)：

(1)    為防止污染地下水，化糞池須進(jìn)行防水、防滲設(shè)計(jì)。

(2)    化糞池的設(shè)計(jì)應(yīng)與村莊排污和污水處理系統(tǒng)統(tǒng)一考慮設(shè)計(jì)，使之與排污或污水處理系統(tǒng)形成一個(gè)有機(jī)整體，以便充分發(fā)揮化糞池的功能。

(3)    化糞池選址應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、水文情況和基底處理方法，以免施工過(guò)程中出現(xiàn)基坑護(hù)坡塌方、地下水過(guò)多而無(wú)法清底等問(wèn)題。

(4)    化糞池距地下給水排水構(gòu)筑物距離應(yīng)不小于30m，距其他建筑物距離應(yīng)不小于5m，化糞池的位置應(yīng)便于清掏池底污泥。

(5)    農(nóng)村化糞池的水力停留時(shí)間宜選48h或以上。

(6)     當(dāng)化糞池污水量小于或等于10m³/d，兩格化糞池，*格容積占總?cè)莘e65%~80%，第二格容積占20%~35%；若化糞池污水量大于10m³/d，一般設(shè)計(jì)為三格化糞池，*格容積占總?cè)莘e的50%~60%，第二格容積占20%~30%，第三格容積占20%~30%；若化糞池污水量超過(guò)50m³/d，宜設(shè)兩個(gè)并聯(lián)的化糞池；化糞池容積小不宜小于2.0m³，且此時(shí)設(shè)計(jì)為圓形化糞池（又稱化糞井），采取大小相同的雙格連通方式，每格有效直徑應(yīng)大于或等于1.0m。

(7)      化糞池水面到池底深度不應(yīng)小于1.3m，池長(zhǎng)不應(yīng)小于1m，寬度不應(yīng)小于0.75m。

3.1.4 施工事項(xiàng)

可根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚝凸て谝螅?gòu)買預(yù)制成品化糞池安裝，或現(xiàn)場(chǎng)建造化糞池。預(yù)制成品化糞池有效容積從2.0m³至100m³不等，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)靥幚硭?、地下水位、地質(zhì)條件等具體情況，參照《給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集》S2中相關(guān)內(nèi)容，選擇相應(yīng)型號(hào)的預(yù)制成品化糞池。成品化糞池的加工在生產(chǎn)廠家完成，其現(xiàn)場(chǎng)安裝和施工工序主要包括：開(kāi)挖坑槽、安裝化糞池、分層回填土、砌清掏孔和砌連接井。

由于化糞池易產(chǎn)生臭味，現(xiàn)場(chǎng)建造化糞池建成地埋式，并采取密封防臭措施。若周圍環(huán)境容許溢出，且地質(zhì)條件較好，土壤滲濾系數(shù)很小，則可采取磚砌化糞池，其內(nèi)外墻可采用1:3水泥砂漿打底，1:2水泥砂漿粉面，厚度20mm。若當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件較差，比如山區(qū)、丘陵地帶，臨近河流、湖泊或道路，則建議采取鋼筋混凝土化糞池，對(duì)池底、池壁進(jìn)行混凝土抹面避免化糞池污水滲濾污染周邊土壤和地下水，同時(shí)配套安裝PVC或混凝土管道。

3.1.5 造價(jià)指標(biāo)

化糞池類型和材質(zhì)不同，其造價(jià)亦不同。國(guó)標(biāo)磚砌化糞池與預(yù)制鋼筋混凝土組合式化糞池的單池價(jià)格預(yù)算如表3-1所示。

表 3-1國(guó)標(biāo)磚砌化糞池與預(yù)制鋼筋混凝土化糞池單池預(yù)算表

3.1.6 運(yùn)行管理

化糞池的日常維護(hù)檢查包括化糞池的水量控制、防漏、防臭、清理格柵雜物、清理池渣等工作。

水量控制：化糞池水量不宜過(guò)大，過(guò)大的水量會(huì)稀釋池內(nèi)糞便等固體有機(jī)物，縮短了固體有機(jī)物的厭氧消化時(shí)間，會(huì)降低化糞池的處理效果；且大水量易帶走懸浮固體，易造成管道的堵塞。

防漏檢查：應(yīng)定期檢查化糞池的防滲設(shè)施，以免糞液滲漏污染地下水和周邊環(huán)境。

防臭檢查：化糞池的密封性也應(yīng)進(jìn)行定期檢查，要注意化糞池的池蓋是否蓋好，避免池內(nèi)惡臭氣體溢出污染周邊空氣。

清理格柵雜物：若化糞池*格安置有格柵時(shí)，應(yīng)注意檢查格柵，發(fā)現(xiàn)有大量雜物時(shí)應(yīng)及時(shí)清理，防止格柵堵塞。

清理池渣：化糞池建成投入使用初期，可不進(jìn)行污泥和池渣的清理，運(yùn)行1~3年后，可采用的槽罐車，對(duì)化糞池池渣每年清抽一次。

其他注意事項(xiàng)：在清渣或取糞水時(shí)，不得在池邊點(diǎn)燈、吸煙等，以防糞便發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣遇火爆炸；檢查或清理池渣后，井蓋要蓋好，以免對(duì)人畜造成危害。

3.2   污水凈化沼氣池

3.2.1  概述

生活污水凈化沼氣池是采用厭氧發(fā)酵技術(shù)和兼性生物過(guò)濾技術(shù)相結(jié)合的方法，在厭氧和兼性厭氧的條件下將生活污水中的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和水，達(dá)到凈化處理生活污水的目的，并實(shí)現(xiàn)資源化利用。

沼氣池作為污水資源化單元和預(yù)處理單元，其副產(chǎn)品沼渣和沼液是含有多種營(yíng)養(yǎng)成分的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，如果直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，可回用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，或后接污水處理單元進(jìn)一步處理。

污水凈化沼氣池的優(yōu)點(diǎn)：污水凈化沼氣池相比較化糞池來(lái)講，污泥減量效果明顯，有機(jī)物降解率較高，經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵、上流式污泥床、生物過(guò)濾、沉淀、自然通風(fēng)跌水曝氣等多級(jí)處理，經(jīng)歷厭氧、兼性、好氧多種條件改變，處理效果好。管理方便，投資少、見(jiàn)效快。

污水凈化沼氣池的不足：污水凈化沼氣池需由專人管理，目前采用的直通式安全排放（沼氣）法和沼氣池全密封法均存在缺陷。若運(yùn)用直通式自行排放法（在沼氣池頂部接出一個(gè)輸氣管，直接向外排放沼氣），當(dāng)沼氣池在產(chǎn)氣少或不產(chǎn)氣時(shí)，空氣就會(huì)進(jìn)入沼氣池，使沼氣池產(chǎn)生“好氧”現(xiàn)象，從而達(dá)不到“厭氧滅菌”之效果。若將沼氣池*密閉，沼氣無(wú)法排出，天長(zhǎng)日久或遇夏季氣溫高時(shí)，又很容易導(dǎo)致沼氣池爆裂，造成事故。

污水凈化沼氣池的適用范圍：該技術(shù)適用于一家一戶或聯(lián)戶的分散處理，如果有畜禽養(yǎng)殖、蔬菜種植和果林種植等產(chǎn)業(yè)，可形成適合不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的沼氣利用模式。

3.2.2  類型和結(jié)構(gòu)

生活污水凈化沼氣池是典型的厭氧生物處理技術(shù)，一般由前處理區(qū)（沉砂池、兩級(jí)厭氧消化池）和后處理區(qū)（多級(jí)兼氧過(guò)濾池）兩個(gè)部分組成。兩級(jí)厭氧消化池包含厭氧Ⅰ區(qū)和厭氧Ⅱ區(qū)，Ⅰ區(qū)主要是厭氧消化有機(jī)物；Ⅱ區(qū)內(nèi)用軟填料用作微生物載體，進(jìn)一步降解有機(jī)物。根據(jù)沼氣厭氧發(fā)酵原理，此區(qū)運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量沼氣；后處理區(qū)一般設(shè)置有填料及濾料，發(fā)揮兼性過(guò)濾作用，凈化水質(zhì)。

生活污水凈化沼氣池排列大致有條型、矩形、圓形三種，各種工程可根據(jù)場(chǎng)地和地形情況選擇不同的排列方式。

3.2.3  設(shè)計(jì)事項(xiàng)

污水凈化沼氣池設(shè)計(jì)計(jì)算可參考《鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）排水工程技術(shù)規(guī)程》CJJ124-2008進(jìn)行，設(shè)計(jì)參數(shù)可按照華北地區(qū)農(nóng)村各個(gè)地方實(shí)際情況做相應(yīng)調(diào)整。

(1)    凈化處理工藝：污水凈化沼氣池分合流型和分流型，各地區(qū)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況相應(yīng)選取適合形式。合流型是指糞便污水和其他生活污水混合收集，同時(shí)進(jìn)入池內(nèi)。分流型是指糞便污水與其他生活污水分開(kāi)收集，糞便污水進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵I池，其他生活污水從厭氧發(fā)酵II池進(jìn)入。污水凈化沼氣池內(nèi)污染物濃度較高，產(chǎn)氣量大，適用于黑、灰水分別收集的農(nóng)村地區(qū)。

(2)    污水量按本指南中1.1.2章節(jié)中選取。

(3)    合流式生活污水凈化沼氣池污水滯留期3~5天；分流式生活污水凈化沼氣池，糞水厭氧消化I池污水滯留期30~40天，厭氧消化II池污水滯留期為3~4天。

(4)    污水凈化沼氣池的進(jìn)、出水液位差不宜小于60mm，后處理區(qū)在*格應(yīng)設(shè)通風(fēng)孔，孔徑不宜小于100mm，以利于自然通風(fēng)跌水曝氣，營(yíng)造后處理區(qū)的好氧條件，提高出水水質(zhì)。

(5)    產(chǎn)氣率一般按池容產(chǎn)氣率0.05m³/(m³·d)計(jì)算。

(6)    單戶使用的生活污水凈化沼氣池池容30m³。

3.2.4  施工事項(xiàng)

(1)    污水凈化沼氣池在選址時(shí)與主建筑物距離應(yīng)大于5米。

(2)    污水凈化沼氣池在開(kāi)挖時(shí)要了解地質(zhì)情況，池墻施工外?？衫迷瓲钔粒瑑?nèi)?？捎么u?；蚰灸?。原狀土不能成形的池子需內(nèi)外裝模，也可采用磚砌筑。池拱采用磚模。

(3)    進(jìn)料口高度放在沉砂池的中部，應(yīng)定期清理沉砂和浮渣，進(jìn)料口直徑不小于200mm。

(4)    污水凈化沼氣池所有蓋板厚度應(yīng)大于150mm。為減少占地，厭氧沼氣池可建在綠化或菜地下。沼氣池的副產(chǎn)品沼渣和沼液作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥可進(jìn)一步處理或進(jìn)行農(nóng)田回用。

3.2.5  造價(jià)指標(biāo)

污水凈化沼氣池類型和材質(zhì)不同，其造價(jià)不盡相同。總體來(lái)說(shuō)，生態(tài)凈化沼氣池的總池容較標(biāo)準(zhǔn)化糞池大，且需安裝少部分軟硬填料，其造價(jià)比普通化糞池高20%~25%左右。

3.2.6  運(yùn)行管理

運(yùn)行管理是污水凈化沼氣池正常運(yùn)行的必要保障環(huán)節(jié)，其常管理工作必須做到以下幾點(diǎn)：

(1)    污泥清掏周期：厭氧消化池2~3年，后處理區(qū)和沉砂池每半年抽一次。

(2)    每4~5年更新聚氨酯過(guò)濾泡沫板，每10年更新軟填料（半軟填料可不更換）。

(3)    注意安全，避免發(fā)生火災(zāi)、窒息事故。

(4)    嚴(yán)禁有毒物質(zhì)如電石、農(nóng)藥或家用消毒劑、防腐劑、洗滌劑等入池。生活污水的出水在必要時(shí)進(jìn)行消毒或季節(jié)性地進(jìn)行消毒。

(5)    要對(duì)出水定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。

(6)    防止超過(guò)設(shè)計(jì)負(fù)載的車輛駛進(jìn)池面，并防止出料更換填料等操作中對(duì)池壁的機(jī)械損傷。

(7)    要由專人負(fù)責(zé)清除預(yù)處理池中的各種雜物（磚頭、瓦塊、石頭、玻璃、金屬、塑料等），并預(yù)防進(jìn)料管口堵塞。

(8)    凈化池所產(chǎn)沼氣應(yīng)按照沼氣使用操作規(guī)程安全用氣，嚴(yán)禁將輸氣管堵塞或放在陰溝里。

3.3   普通曝氣池

3.3.1  概述

普通曝氣池包括傳統(tǒng)活性污泥法及其變型工藝、*混合活性污泥法。將多級(jí)曝氣池串聯(lián)、輔以曝氣量調(diào)整和回流措施，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)污水中有機(jī)物、氮和磷的去除。

普通曝氣池法的優(yōu)點(diǎn)：工藝變化多且設(shè)計(jì)方法成熟，設(shè)計(jì)參數(shù)容易獲得；可控性強(qiáng)，可根據(jù)處理目的的不同靈活選擇工藝流程及運(yùn)行方式，取得滿意處理效果。

普通曝氣池法的不足：構(gòu)筑物數(shù)量多，流程長(zhǎng)，運(yùn)行管理難度大，運(yùn)行費(fèi)用高，不適合小水量處理。

普通曝氣池適用范圍：適應(yīng)較大污水量情況，可用于對(duì)污水中有機(jī)物、氮和磷的凈化處理。

3.3.2  結(jié)構(gòu)和類型

曝氣池主要由池體、曝氣系統(tǒng)和進(jìn)出水口三個(gè)部分組成。池體一般用鋼筋混凝土筑成，平面形狀有長(zhǎng)方形、方形、多邊形和圓形等。

曝氣方式主要有鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣。

鼓風(fēng)曝氣是利用空氣壓縮機(jī)將空氣用管道輸送到設(shè)在池底的空氣擴(kuò)散裝置，使空氣成為氣泡彌散逸出，氧氣通過(guò)氣液界面溶入水中。常用空氣擴(kuò)散裝置有多孔管、固定螺旋曝氣器、水射器和微孔擴(kuò)散板等四種不同型式。鼓風(fēng)曝氣法適用于長(zhǎng)方形曝氣池。

機(jī)械曝氣是利用設(shè)置于曝氣池內(nèi)的機(jī)械葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)向池內(nèi)充氧。葉輪裝在池內(nèi)廢水表面，故又稱為表面曝氣。這種裝置通過(guò)葉輪的提水作用，促使池內(nèi)廢水不斷循環(huán)流動(dòng)，不斷更新氣液接觸面以增大吸氧量。葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)在周緣形成水躍，可有效地裹入空氣；葉片后側(cè)產(chǎn)生負(fù)壓，可吸入空氣，所以充氣效果較好。葉輪浸水深度和轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)，以保證效果。鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣兩種方法有時(shí)也可聯(lián)用，以提高充氧能力，這適用于有機(jī)物濃度較高的污水。

3.3.3  設(shè)計(jì)事項(xiàng)

普通曝氣池的設(shè)計(jì)可參照GB50014-2006《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》。冬季水溫在6℃~10℃、短時(shí)間為4℃~6℃的區(qū)域，其設(shè)計(jì)和運(yùn)行可參考CECS111:2000《寒冷地區(qū)污水活性污泥法處理設(shè)計(jì)規(guī)程》。

3.3.4  施工事項(xiàng)

曝氣池施工內(nèi)容主要包括曝氣池主體結(jié)構(gòu)底板和池壁鋼筋混凝土施工，以及相關(guān)的預(yù)埋件和底板以下的土工布反濾層、抗浮盲溝及卵石墊層施工等。施工中注意混凝土質(zhì)量常見(jiàn)狀況，例如蜂窩、露筋、麻面和鋼筋保護(hù)層墊塊脆裂等問(wèn)題，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

3.3.5  造價(jià)指標(biāo)

曝氣池造價(jià)主要考慮是建在地面還是地下，土質(zhì)情況等諸多因素，一般來(lái)說(shuō)，鋼筋混凝土池可按600~1000元/m³估價(jià)。

3.3.6  運(yùn)行管理

曝氣池中經(jīng)鼓風(fēng)后的壓縮空氣溫度與外界氣溫溫差較大時(shí)（特別是冬季），空氣管內(nèi)容易產(chǎn)生冷凝水，使空氣流動(dòng)受阻，影響正常曝氣，所以應(yīng)經(jīng)常排放冷凝水和濕氣，排放完畢立即關(guān)閉閘閥，防止空氣流失。由于曝氣池*運(yùn)行，死角的積泥應(yīng)及時(shí)清除。為防止曝氣頭被污泥堵塞損壞，應(yīng)定期清除、檢修和更換曝氣頭。同時(shí)應(yīng)對(duì)池內(nèi)一般鋼部件進(jìn)行防腐處理，做好空氣管路的防漏和檢修工作，防止空氣流失及供氧不足的弊端，造成能源浪費(fèi)。

3.4   序批式生物反應(yīng)器（SBR）

3.4.1 概述

SBR集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水于一池中完成，間歇運(yùn)行，其特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單。由于只有一個(gè)反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活，可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。

SBR的優(yōu)點(diǎn)：具有工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，基建費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，能承受較大的水質(zhì)水量的波動(dòng)，具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷的能力，較為適合農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用。

SBR的不足：SBR的工作周期通常包括進(jìn)水、反應(yīng)（曝氣）、沉淀、排水和空載五個(gè)階段，需要自動(dòng)控制，因此對(duì)自控系統(tǒng)的要求較高；間歇排水，池容的利用率不理想；在實(shí)際運(yùn)行中，廢水排放規(guī)律與SBR間歇進(jìn)水的要求存在不匹配問(wèn)題，特別是水量較大時(shí)，需多套反應(yīng)池并聯(lián)運(yùn)行，增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。

SBR適用范圍：適用于污水量小、間歇排放、出水水質(zhì)要求較高的地方，如民俗旅游村、湖泊、河流周邊地區(qū)等，不但要去除有機(jī)物，還要求除磷脫氮，防止河湖富營(yíng)養(yǎng)化。也適用于華北大部分水資源緊缺、用地緊張的地區(qū)。

3.4.2  結(jié)構(gòu)和類型

SBR有多種工藝，包括普通SBR和多種變形，圖3-3所示為普通SBR結(jié)構(gòu)示意圖。普通SBR反應(yīng)池池型為矩形，主要包括進(jìn)出水管、剩余污泥排除管、曝氣器和潷水器等幾部分。曝氣方式可以采用鼓風(fēng)曝氣或射流曝氣。潷水器是一類排水設(shè)備，其實(shí)質(zhì)是一種可以隨水位高度變化而調(diào)節(jié)的出水堰，排水口淹沒(méi)在水面以下一定深度，可以防止浮渣進(jìn)入。

3.4.3 設(shè)計(jì)事項(xiàng)

此法應(yīng)用于小型污水處理設(shè)施，為適應(yīng)流量的變化，反應(yīng)池的容積應(yīng)留有余量或采用設(shè)定運(yùn)行周期等方法。但是，對(duì)于民俗旅游村等流量變化很大的場(chǎng)合，應(yīng)根據(jù)維護(hù)管理和經(jīng)濟(jì)條件，考慮設(shè)置流量調(diào)節(jié)池。具體設(shè)計(jì)方法選擇參見(jiàn)《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五冊(cè)，用于農(nóng)村地區(qū)工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮以下幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

(1)    運(yùn)行周期的確定：SBR的運(yùn)行周期由充水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥和閑置五段時(shí)間組成，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況予以考慮。

(2)    反應(yīng)池容積的計(jì)算：反應(yīng)池內(nèi)水力流態(tài)為*混合式，反應(yīng)池十分緊湊，占地很少。形狀以矩形為準(zhǔn)，池寬與池長(zhǎng)之比大約為1:1~1:2，水深4~6米。要全面考慮周期數(shù)（周期/天）、每一系列的反應(yīng)池?cái)?shù)、每一系列的污水進(jìn)水量（設(shè)計(jì)大日污水量，m³/d）等因素。

(3)    曝氣系統(tǒng)：曝氣裝置的能力是指在規(guī)定的曝氣時(shí)間內(nèi)能供給的需氧量。曝氣裝置應(yīng)不易堵塞，同時(shí)考慮反應(yīng)池的攪拌性能等。

(4)    排水系統(tǒng)：上清液排出裝置應(yīng)能在設(shè)定的排水時(shí)間內(nèi)，活性污泥不發(fā)生上浮的情況下排出上清液，同時(shí)設(shè)置事故用排水和防浮渣流出裝置。

(5)    排泥設(shè)備：此法不設(shè)初沉池，易流入較多的雜物，污泥泵應(yīng)采用不易堵塞的泵型。

3.4.4  造價(jià)指標(biāo)

與傳統(tǒng)活性污泥法相比，SBR省去了初沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備，建設(shè)費(fèi)用可節(jié)省10%~25%，占地面積可減少20%~35%。由于曝氣的周期性使池內(nèi)溶解氧的濃度梯度大，傳遞效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用可節(jié)省10%~25%。

3.4.5  運(yùn)行管理

SBR運(yùn)行管理中要保證每個(gè)池充水的順序連續(xù)性，運(yùn)行過(guò)程中避免兩個(gè)或兩個(gè)以上的池子同時(shí)進(jìn)水或*個(gè)池子和后一個(gè)池子進(jìn)水脫節(jié)的現(xiàn)象。同時(shí)通過(guò)改變曝氣時(shí)間和排水時(shí)間，對(duì)污水進(jìn)行不同的反應(yīng)測(cè)試，確定的運(yùn)行模式，達(dá)到出水水質(zhì)、較經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。

在污泥沉降性能控制中，實(shí)際操作過(guò)程時(shí)往往會(huì)因充水時(shí)間或曝氣方式選擇的不適當(dāng)或操作不當(dāng)而使基質(zhì)的積累過(guò)量，致使發(fā)生污泥的高粘性膨脹。為使污泥具有良好的沉降性能，應(yīng)注意每個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)污泥的SVI變化趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式以確保良好的處理效果。

3.5   氧化溝

3.5.1 概述

氧化溝是普通曝氣池法的一種變型，因污水和活性污泥在溝中不斷循環(huán)流動(dòng)，也稱其為“循環(huán)曝氣池”。氧化溝通常按延時(shí)曝氣條件運(yùn)行，以延長(zhǎng)污水和生物固體的停留時(shí)間和降低有機(jī)污染負(fù)荷。氧化溝通常使用臥式或立式的曝氣和推動(dòng)裝置。污水經(jīng)過(guò)氧化溝工藝的處理，出水通常能達(dá)到或優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。如果受納水體有對(duì)氮的處理要求，則需通過(guò)調(diào)整氧化溝不同區(qū)域的供氧量，使具有較高的脫氮功能。此外，在氧化溝前增加厭氧池，也可提高除磷效率。

氧化溝的優(yōu)點(diǎn)：氧化溝一般不設(shè)初沉池，結(jié)構(gòu)與設(shè)備簡(jiǎn)單；低負(fù)荷運(yùn)行，沖擊負(fù)荷，剩余污泥量少；處理效果好；運(yùn)行管理簡(jiǎn)便；應(yīng)用范圍廣。

氧化溝的不足：長(zhǎng)污泥齡運(yùn)行情況下有時(shí)出水中懸浮物較高，影響出水水質(zhì)；相對(duì)其他好氧生物處理工藝，傳統(tǒng)氧化溝的占地面積大、耗電量高于曝氣池。

氧化溝適用范圍：適用于處理污染物濃度相對(duì)較高的污水；處理規(guī)模宜大不宜小，適合村落污水處理。污水經(jīng)過(guò)農(nóng)村適用的氧化溝工藝的處理后，出水通常達(dá)到或優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。如果受納水體有更嚴(yán)格的要求，則需要進(jìn)一步處理。

3.5.2  結(jié)構(gòu)和類型

氧化溝的類型很多，針對(duì)農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)特征，宜采用passever氧化溝和一體化氧化溝。氧化溝溝渠的平面形狀有圓形、橢圓形、直溝道或其組合；溝道橫斷面可為矩形、梯形或橢圓形；轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)和轉(zhuǎn)盤(pán)曝氣機(jī)適合在農(nóng)村污水處理中使用。

3.5.3  設(shè)計(jì)事項(xiàng)

氧化溝的設(shè)計(jì)可參考《氧化溝設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS112:2000。冬季溫度在零度以下的寒冷地區(qū)，需要地埋保暖措施或建設(shè)于室內(nèi)。氧化溝機(jī)械曝氣設(shè)備除具有良好的充氧性能外，還具有混合和推流作用，設(shè)備選型時(shí)要注意充氧和混合推流之間的協(xié)調(diào)。氧化溝曝氣轉(zhuǎn)刷的技術(shù)參數(shù)可參照《曝氣轉(zhuǎn)刷認(rèn)定技術(shù)條件》（HCRJ 034-1998）。在有條件的地區(qū)，也可自行加工，以降低成本。

為保證活性污泥呈懸浮狀態(tài)，溝內(nèi)平均流速應(yīng)在0.3m/s以上。混合液在沉淀池進(jìn)行泥水分離，污泥回流到氧化溝中。因農(nóng)村管理水平有限，剩余污泥宜定期排放并作適當(dāng)處理。

設(shè)于氧化溝后的二沉池可以采用常用的輻流沉淀池或平流沉淀池。

氧化溝的參數(shù)宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定，在無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可參照類似工程選擇，或參考以下參數(shù)：

污水停留時(shí)間：8~24h；

污泥停留時(shí)間：15~30d；

氧化溝內(nèi)好氧區(qū)溶解氧：2.0~4.0 mg/L；

溝內(nèi)流速：0.25~0.35m/s；

溝內(nèi)污泥濃度：2000~6000mg/L

缺氧區(qū)溶解氧：0.0~0.5 mg/L；

Passever氧化溝二沉池的表面負(fù)荷20m³/m²·d，一體化氧化溝固液分離器表面負(fù)荷30m³/m²·d。

3.5.4  施工事項(xiàng)

氧化溝溝渠邊壁一般*采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，土建施工應(yīng)重點(diǎn)控制池體的抗浮處理、地基處理、池體抗?jié)B處理，滿足設(shè)備安裝對(duì)土建施工的要求。為了節(jié)省投資，可以考慮采用粘土夯實(shí)并鋪設(shè)防水層，亦可以采用鋼結(jié)構(gòu)和玻璃鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝或定制。

3.5.5  造價(jià)指標(biāo)

氧化溝的建設(shè)成本主要包括池體建設(shè)和購(gòu)置設(shè)備。

一般，氧化溝鋼筋混凝土池體池體的建設(shè)費(fèi)用為600~1000元/m³池容，不同地區(qū)或池體埋地與否會(huì)有差別，采用鋼板或玻璃鋼池體的造價(jià)約為850元/m³池容。

轉(zhuǎn)刷的費(fèi)用為15000~30000元/m，如果定做，會(huì)大幅度節(jié)省費(fèi)用。轉(zhuǎn)盤(pán)的費(fèi)用更貴一些。

3.5.6  運(yùn)行管理

主要是氧化溝設(shè)備的維護(hù)。

3.6   生物接觸氧化池

3.6.1  概述

生物接觸氧化池是生物膜法的一種，在華北地區(qū)應(yīng)用多。該技術(shù)是在池體中填充填料，污水浸沒(méi)全部填料，氧氣、污水和填料三相接觸過(guò)程中，通過(guò)填料上附著生長(zhǎng)的生物膜去除污水中的懸浮物、有機(jī)物、氨氮、總氮等污染物的一種好氧生物技術(shù)。

生物接觸氧化池優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積?。晃勰喈a(chǎn)量少，無(wú)污泥回流，無(wú)污泥膨脹；生物膜內(nèi)微生物量穩(wěn)定，生物相豐富，對(duì)水質(zhì)、水量波動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng)；操作簡(jiǎn)便、較活性污泥法的動(dòng)力消耗少；對(duì)污染物去除效果好。

生物接觸氧化池不足：加入生物填料導(dǎo)致建設(shè)費(fèi)用增高；可調(diào)控性差；對(duì)磷的處理效果較差，對(duì)總磷指標(biāo)要求較高的農(nóng)村地區(qū)應(yīng)配套建設(shè)出水的深度除磷設(shè)施。

生物接觸氧化池適用范圍：生物接觸氧化池處理規(guī)模可大可小，可建造成單戶、多戶污水處理設(shè)施及村落污水處理站。為減少曝氣耗電、降低運(yùn)行成本，建議在華北地區(qū)的山區(qū)利用地形高差，可利用跌水充氧*或部分取代曝氣充氧；若作為村落或鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施，則建議在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)地區(qū)采用該技術(shù)，可利用電能曝氣充氧，提高處理效果。華北地區(qū)生物接觸氧化裝置應(yīng)建在室內(nèi)或地下，并采取一定的保溫措施保證冬季運(yùn)行效果。

3.6.2  類型和結(jié)構(gòu)

生物接觸氧化池根據(jù)污水處理流程，可分為一級(jí)接觸氧化、二級(jí)接觸氧化和多級(jí)接觸氧化。二級(jí)接觸氧化和多級(jí)接觸氧化可在各級(jí)接觸氧化池中間設(shè)置中間沉淀池，延長(zhǎng)接觸氧化時(shí)間，提高出水水質(zhì)。

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。分流式接觸氧化池是指污水先在單獨(dú)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，又可將接觸氧化池分為內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式，內(nèi)循環(huán)式是指單獨(dú)在填料裝填區(qū)進(jìn)行循環(huán)，外循環(huán)式是指在填料體內(nèi)、外形成循環(huán)。工程實(shí)踐中，應(yīng)用較廣的是內(nèi)循環(huán)直流式接觸氧化池，其基本結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。

3.6.3  設(shè)計(jì)事項(xiàng)

在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(dú)的沉淀池或一體化設(shè)備中的沉淀單元，已建符合防水要求的化糞池也可作為沉淀池。此外，需要合理布置生物接觸氧化池的曝氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)均勻曝氣。填料裝填要合理，防止堵塞。

接觸氧化池主要由池體、填料、支架及曝氣裝置、進(jìn)出水裝置以及排泥管道等部件組成，如（圖3-6）所示。

1)  池體及內(nèi)部構(gòu)筑體

處理規(guī)模在200人以下的生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)參數(shù)

200人以下所采用的生物接觸氧化池的有效（填料）容積宜按下列公式計(jì)算：

V=nQ（La-20）/ M

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—— 人數(shù)；

L_a——進(jìn)水BOD₅濃度；

M——BOD₅負(fù)荷（gBOD₅/m^3.d）,宜按照表 3-4 計(jì)算：