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农村生活污水处理说明模板
第一章项目概述
1.1工程名称
XXXXXXXX农村生活污水处理工程——XXXXXXXXXX村
1.2项目概述
XXXXX村地处湖北省宜昌市XXXXXXXX东北端。
XXXXX村当地农户居住较为分散,当地以平原地形为主,大部分生活污水无法集中收集处理。
XXXXX村户籍户数为676户,本次共设计集中收集161户。
目前XXXXX村未建设有生活污水收集管网及处理设施,原有化粪池存在渗漏、未建设等情况,当地群众反响强烈,给周围环境造成了非常严重的污染,污水治理迫在眉睫,为了解决农村污水污染排放问题,拟对农村生活污水进行整治。
由于地势等自然条件的限制,本工程共拟新建8座5吨/天污水处理终端。
同时由于部分农户生活污水为直排式,且存在较多旱厕,故必须先对农户进行改厕处理,对于已建有化粪池的农户经过现场调研存在着各式各样的问题,例如:
化粪池未粉刷渗漏、化粪池为单格式等,为了能更好的化粪去渣,发挥其应有的作用,拟每户预留一座1.0m³的成品三格式PE化粪池。
根据目前污水处理工艺技术及我公司多年来对各种污水治理经验,采用“一体化设备+生态滤池”对生活污水进行处理,保证出水水质优于国家规定的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。
为此我公司提出本设计方案,供业主及有关部门决策。
1.3设计规范及标准
《建筑给水排水设计规范》
(GB50015-2003)(2009年版)
《湖北省工业与生活用水定额(修订)》
2017-04341
《城镇给水排水设计规范》
(GB50788-2012)
《城镇污水处理厂污染物排放标准》
(GB/18918-2002)
《农田灌溉水质标准》
(GB5084-2005)
《室外给水设计规范》
(GB50013-2006)(2016年版)
《埋地塑料排水管道工程技术规范》
(CJJ143-2010)
《非开挖铺设用高密度聚乙烯排水管》
(CJ/T358-2010)
《村庄污水处理设施技术规范》
(CJJ/T163-2011)
《农村生活污水污染控制技术规范》
(HJ574-2010)
《建筑给水排水设计规范》
(GB50015-2009)
《采暖通风与空气调节设计规范》
(GB50019-2012)
《给水排水工程构筑物结构设计规范》
(GB50069-2002)
《给排水管道工程施工及验收规范》
(GB50268-2008)
《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》
(CECS138:
2002)
《建筑结构荷载规范》
(GB50009-2012)
《混凝土结构设计规范》
(GB50010-2010)
《砌体结构设计规范》
(GB50003-2011)
《建筑地基基础设计规范》
(GB50007-2011)
《混凝土结构工程施工质量验收规范》
(GB50204-2002)
《民用建筑电气设计规范》
(JGJ16-2008)
《开发建设项目水土流失防治标准》
(GB50434-2008)
《水土保持综合治理 技术规范》
(GB/T16453-1996)
1.4编制原则
1、遵照国家对环境保护、城市污水治理的有关规范、标准及规定。
2、充分考虑生活污水污染源的特征,因地制宜,集中区域集中处理,分散区域分散处理,更好地发挥污水管网的环境效益及投资效益,同时应结合区域发展规划。
3、积极采用先进的技术和设计理念,使设计更经济可靠。
4、在原有设施可利用的前提下尽量利用原有设施,因地制宜,减少施工对交通、居民生活的干扰和影响,降低工程建设的总投资,发挥项目建设的长期投资效益。
第二章污水管网设计
2.1污水管网现状
XXXXXXXXXX村农户住宅相对较为规整,但是居民室内排水系统较乱,部分农户有冲水马桶,但是仍以旱厕为主,大部分农户厨房建有洗涤盆,少部分农户餐厨及洗涤废水直接倒入附近水体或者房屋周边,生活污水基本以直排为主,无后续处理,对环境造成了严重的影响。
本次工程主要新建化粪池、接户管及室外排水体系,收集农户生活污水。
图2-1现有化粪池
图2-2农户直排口
2.2管网设计原则
1.雨污分流制原则:
为缓解污水处理终端的处理压力和提高处理效率,避免管道流量不足或者管道过大,采用雨污分流制。
2.可用经济原则:
对农户自有的污水管网、化粪池等污水设施,能用的则继续利用,维修后能正常使用的尽量维修,以减少重复建设,降低污水处理成本;
3.就近纳管原则:
根据住户分布和主干管位置,就近纳管。
4.重力流优先原则:
利用地形、地势合理布置污水排放系统,满足重力流条件的,优先采用重力流方式,以节约提升费用。
5.安全可靠原则:
污水管道的管径按设计计算的最大流量进行选用,以防止污水满溢;污水管位尽可能布置在绿化或人行道位置,保证管网安全前提下,减少覆土深度,减少对现有道路的破坏;对于必须布置在道路位置的,管位避开车辆碾压位置,必要时采用保护措施,以确保安全。
2.3管网设计内容
根据实地调研及征求村干部、村民及业主意见后,本次工程设计拟进行以下方面内容的建设:
1.由于XXXXX村农户未建设室外污水管,农户的污水主要进入雨水涵管及排水沟,最终进入当地水体。
本次拟对XXXXX村的污水主、支管网进行新建,对室内排水较差的农户进行接户管改造,确保农户污水能够接入管网。
2.对未建有化粪池的农户进行改厕处理,通过新建或更换化粪池,完善农户室内排水,确保出水能进入污水管网内。
2.4管网水力计算
采用均匀流公式:
Q=A×V
V=C×(R×I)1/2
式中Q---流量(m3/s);
A---过水断面面积(m2);
V---流速(m/s);
R----水力半径(过水断面面积与湿周的比值);
I----水力坡度(即水面坡度,等于管底坡度);
C---谢才系数。
C=(1/n)×R1/6
综合上述公式得:
V=(1/n)×R2/3×I1/2
Q=(1/n)×A×R2/3×I1/2
式中n—管壁粗糙系数。
玻璃钢管污水管道n=0.009,PVC-U/HDPE双壁波纹管n=0.010。
为保证污水管道的正常运行,《室外排水设计规范》对如下设计数据做了规定。
(a)设计充满度h/D
我国规定污水管道按不满流(h/D≤1)进行设计,其最大设计充满度的规定如下:
管径(D)或暗渠高(H)(mm)、最大设计充满度(h/D或h/H)
表2-1污水管网设计参数
管径或渠高(mm)
最大设计充满度
200-300
0.55
350-450
0.65
500-900
0.70
≥1000
0.80
(b)设计流速
最小设计流速Vmin=0.6m/s,
最大设计流速Vmax:
金属管道Vmax=10m/s,
非金属管道Vmax=5m/s。
2.5管材选型
排水管道的管材选择是一个非常重要的问题,关系到工程投资规模、管道的安全性及今后维修工作量的大小。
管材的选用应遵循以下几个原则:
1.管材性能必须可靠,有足够的强度和刚度,有较好的耐腐蚀能力,使用年限较长,便于维修。
2.便于运输和施工,以减少施工的难度,降低工程造价。
3.充分考虑管道沿线的地质条件因地制宜地选用管材。
目前国内用于污水处理管道的管材主要有:
普通钢筋混凝土排水管、HDPE管、离心浇铸玻璃钢夹砂管等,其中HDPE管又分为HDPE双壁波纹管、HDPE中空缠绕管等。
现将几种管材进行比较。
1.普通钢筋混凝土排水管
采用防水混凝土内配钢筋,经过振捣而成。
可以现场加工和在工厂内加工。
根据埋设深度、口径大小和生产工艺不同有平口型、承插式及普通型、离心式和丹麦管等。
多用于无内压或者低压输水。
其自重大、用钢量大、抗裂性较弱,内壁粗糙度系数n=0.013~0.014,管径范围大。
2.HDPE管
是一种新型的柔性排水管材,这种管材具有运费省、重量轻、施工快的特点;是典型的柔性管,故不设钢性基础,而以碎石、黄砂代之,管道接口不易漏水;内壁光滑,n=0.008~0.010、水力条件好;耐腐蚀、使用寿命长;但要求回填土质好,回填质量高,一般回填密度要求达到90%以上。
3.离心浇铸玻璃钢夹砂管
该管使一种增强复合材料管,是由不饱和聚酯树脂、短切纤维、石英砂和填料组成。
具有重量轻(为混凝土管的1/5~1/9),承压能力好,内压范围0.4~2.5MPa,耐腐蚀,粗糙度系数n=0.008~0.010,施用安装方便,但对回填土质和回填要求高,其价格较贵。
表2-2排水管材物理力学性能比较
管类项目
钢筋混凝土
HDPE双壁波纹管
HDPE中空缠绕管
玻璃钢夹砂管
环刚度
≥10KN/m²
2~8KN/m²
2~8KN/m²
1.25~10KN/m²
连接密封性
水泥包封,易漏水,造成二次污染环境
套筒密封圈连接,若带水作业施工质量不易控制,漏水率高,且橡胶密封圈易老化
热熔带连接,密封性好,不易漏水
双“O”密封圈承插连接或法兰连接,密封性好
水力性能
0.013-0.014
0.009-0.01
0.009-0.01
0.008-0.01
环境适应性
刚性管怕地质沉降,易受化学腐蚀
抗地质沉降能力强,耐酸碱等化学物腐蚀
抗地质沉降能力强,耐酸碱等化学物腐蚀
有一定的抗沉降性,耐酸碱等化学物腐蚀
施工特点
基础要求高,重量大,施工工具,人力多
对基础处理要求低,管道可弯曲性良好,重量为混凝土的11%
对基础处理要求低,管道可弯曲性良好,重量为混凝土的13%
对基础处理要求低,重量为混凝土的10%
使用寿命
≤30年
≥50年
≥50年
≥50年
产品特点及局限性
因是刚性管,较难适应较复杂的地理环境,后期的维护成本很高
环刚度最高只能达到8KN/m²的等级,另因是挤出工艺制造,管径最大1200MM以下,国内大多数厂家只能生产630MM以内的,所以这种管材一般只作支线,而不宜采纳为主干管材
受结构工艺影响,这种管材一般生产的环刚度都在≥8KN/m²以下的,生产较高环刚度必须选用全新原料并加大管材壁厚,但这样管材成本非常高,所以存在以次充好的普遍情况,造成了恶劣影响。
管道采用纤维缠绕工艺,环刚度一般都在10KN/m²以下,但也可根据实际的需要通过增加夹砂量来适当加大环刚度。
经济性比较
管径≥500mm
不符合农村污水适用管径
符合农村污水处理收集管的强度要求,符合需求的管径要求,相应管径的管材价格适中
农村污水管施工管沟开挖,回填不规范,因此对于污水管的强度要求更高,因此,环刚度≥8KN/m²的棺材价格相应较高
该管的环刚度比农村污水管要求更高因此相应管径的管材价格也较高
综合上述列表,混凝土管刚性较强,但施工成本及难度较大,且混凝土管容易渗漏,一般不适用于污水管的使用,HDPE中空缠绕管生产成本太高,且环刚度不够,玻璃钢夹砂管成本较高,不适于农村的大面积使用。
考虑到本工程属于农村生活污水工程,不同于市政工程,一般的HDPE双壁波纹管足够保证排水需求,且该种管成本较低,刚性适中,施工较为容易,所以选取HDPE双壁波纹管作为污水主干管。
因此,工程主管采用DN300和ID225HDPE双壁波纹管,支管采用De160UPVC平壁管,接户管采用De110UPVC平壁管及De75UPVC平壁管。
2.6管网走向
污水管网以方便接入生活污水及尽量减少对现有设施的破坏为铺设原则。
详见管网平面图。
2.7管网工程施工技术要点
2.7.1施工方式
采用明挖法施工:
开挖沟槽时须采用有效的降水措施,一般采用明沟排水。
对地下水位埋藏较浅,渗透系数较大,粉质土地段的沟槽建议采用井点降水施工,防止管涌现象的发生。
管道施工沟槽对临近已有建筑物和地下各类管线亦须采用有效的保护措施。
管道施工时沟槽不得超挖,特别是管径较大的沟槽,不得扰动天然地基。
应注意沟槽排水,保持干燥,不得积水,并及时验收合格后进入下道工序施工。
2.7.2管道开挖与回填
管底开挖宽度要求:
管径为De75时为200mm,管径为De110时为400mm,管径De160为600mm,管径ID225的沟槽开挖宽度为管径700mm,管径ID300的沟槽开挖宽度为管径800mm,部分管道沿沟渠布设时采用混凝土包方,管周厚50mm。
管道施工完毕经闭水试验合格后即可进行沟槽回填。
管道周围及管顶以上30cm内用中粗砂回填,每次回填20cm应压实一次,管道周围50cm回填范围内不应有粒径5cm以上的石块或其他类似物质。
2.7.3管道埋深
人行道或绿化带下的管道,管顶覆土不小于300mm;;在行车道位置,污水主管道管顶覆土≥700mm。
污水管不满足覆土深度要求时,管道采用C25混凝土包方。
2.7.4管道接口及基础
管道接口采用承插式弹性橡胶密封圈柔性连接。
对软土地基,宜铺垫厚度不小于20cm中粗砂基础;一般土质地基,铺垫厚度10cm中粗砂基础,管道铺设前中粗砂基础应整平压实。
2.7.5施工注意事项
1.管道沿路面铺设时,需切割现有路面,混凝土路面切割前要先放样,确保切割平直美观,切割宽度与管沟开挖宽度相匹配。
管沟开挖根据土质条件考虑放坡系数。
管道铺设完成时,应对现有路面进行原样恢复。
2.管道沿农田等现有排水设施铺设时,为避免破坏现有排水设施,应尽量沿排水沟或涵洞旁侧铺设,当必须横穿排水沟或涵洞时应选择沟渠下侧铺设,管顶距沟底至少10cm以上,施工后应当对排水设施进行修复如涵洞等。
本工程在施工过程中需要对道路、排水沟或绿化地带等现有构筑物或场所进行破坏施工,施工后应对原有的建构筑物进行修复,保证道路畅通。
2.8接户工程
1.农户的接户工程应将农户卫生间污水、厨房污水和洗涤污水等各类污水接入。
2.接户管安装一般应遵循横平竖直的原则,以保持适用和外观整洁,对于部分户外管道无法填埋裸露的接户管应采取防冻防晒措施,一般可用保温材料包扎管道,并用胶带捆扎。
3.本工程接户管均采用De110和De75UPVC管。
4.为防止臭气回溢,须在卫生间、厨房出水立管设置“S”型存水弯。
若不能满足最小离地距离,可在埋地横管设置“P”型存水弯。
5.厨房污水,化粪池污水,洗涤污水应分开进入检查井,严禁将厨房、洗涤污水接入化粪池。
6.厨房和洗涤污水进入主、支管前应设置清扫井或清扫口,一般采用塑料检查井并设置过滤网,对于临近主、支管的化粪池污水,可直接就近接入主管检查井。
7.农家乐、饭店等餐饮废水必须经隔油池(器)预处理后再接入管网系统。
2.9化粪池
XXXXX村部分农户为旱厕,使用化粪池的农户以砖砌化粪池为主,但原化粪池大部分都存在缺少人孔检查井,化粪池外露,管道连接不全等问题。
农户化粪池存在的主要问题有:
1.化粪池结构简单,仅为一格或两格,化粪池建造没有达到标准。
2.相当部分农户采用旱厕,未建设有化粪池。
3.长期不清掏,影响了其处理效果。
沉积物长期堆积,减少了化粪池有效容积,降低污水停留时间,无法达到预期处理效果。
2.10检查井
2.10.1设置条件
1.管道方向转折处。
2.管道坡度改变处。
3.管道断面(尺寸、形状、材质)基础、接口变更处。
4.管道交汇处。
5.直线管道上每隔一定距离设置,污水管道管径≤D400,最大间距不大于30米,便于后期维修。
6.特殊用途处。
2.10.2规格选型
本工程位于XXXXX村,该村住户特别分散,满足重力排水要求,管道埋深基本在1m左右。
主管、支管检查井根据管径不同,采用不同型号的检查井,接户管采用Φ315成品检查井,检查井下游管径为De160和ID225时采用Φ450成品检查井;当有两根管线接入或管网埋深超过1.5米时,采用Φ630成品检查井,转弯处及多根管线交汇处设置Φ630成品沉泥检查井。
井盖根据实际承重情况采用钢纤维复合材料井盖或其他井盖,检查井盖及井座应满足《检查井盖》(GB/T23858-2009)的要求。
2.11管网工程量统计
表2-3XXXXX村管网总工程量表
序号
名称
单位
数量
规格
1
检查井(Φ450)
座
209
HDPE成品检查井
2
接户井(Φ315)
座
161
HDPE成品检查井
3
沉泥井(Φ630)
座
41
HDPE成品检查井
4
三格式PE化粪池(1.0m³)
座
161
每户预留1座
5
ID225管
米
4633
HDPE双壁波纹管,SN8
6
De160管
米
775
UPVC实壁管,SN4
7
De110管
米
2100
UPVC实壁管,SN4
8
De75管
米
700
UPVC实壁管,SN4
9
S型存水弯(De75)
个
483
每户预留3个,以实际工程量为准
10
弯头(De75)
个
483
每户预留3个,以实际工程量为准
11
三通(De75)
个
483
每户预留3个,以实际工程量为准
12
S型存水弯(De110)
个
483
每户预留3个,以实际工程量为准
13
弯头(De110)
个
483
每户预留3个,以实际工程量为准
14
三通(De110)
个
483
每户预留3个,以实际工程量为准
15
破路及修复
平方
700
18cm水泥路面,C25
16
管道包方
米
100
预留,以实际工程量为准
第三章污水处理终端设计
3.1终端设计原则
1、贯彻国家关于环境保护的基本国策,执行国家的相关法律、法规、政策、规范和标准;
2、依据保护和改善环境,造福民众的要求,结合工程所在区域的实际情况,对生活污水进行有效处理,充分发挥本项目的经济效益、社会效益和环境效益;
3、在保证工程质量的条件下,尽量降低工程投资和运行成本,提高经济效益,并实现近期利益与长远利益的有机结合,实现最佳性价比;
4、总体规划、综合考虑、合理布局与衔接,并适当考虑的长远发展,在设计上留有发展需求的余地;
5、整个处理系统选用质量好、价格低、效率高、运行稳定可靠的通用设备,尽量减少日常维修工作量,同时减少、避免二次污染。
3.2农村生活污水特征
农村生活污水主要是农村居民在日常生活中所产生的污水,包括洗浴洗涤污水、厨房清洗污水、冲厕污水等。
农村生活污水的排放具有以下特征:
(1)农村生活污水包括洗涤、洗浴和炊饮污水及人、畜粪尿和家禽养殖废水等,具有分散、污染物成分简单、有机污染物含量低、水量变化大等特点。
(2)农村居民生活用水量受生活条件(给水系统、卫生器具完善程度、水资源利用方式等)、生活习惯等因素的直接影响,经济越欠发达的地区,人均污水排放量越少。
同一地区农村污水流量日变化系数一般为3.0-5.0,间歇性排放明显,季节性排放更为明显。
(3)农村生活污水主要污染物为CODcr、氮磷、悬浮物及大肠杆菌等,水质相对较稳定。
(4)农村生活污水昼夜排放量波动明显。
早晨5点开始,水量上升,在7:
30、10:
30、15:
00、17:
30、19:
00出现几次峰值,凌晨至早上5:
00污水量较低。
在用水峰值期间,污水量瞬间波动较大。
农村生活污水水量排放不规律,间歇性较强,生化性比较好。
但由于农村居民居住分散、人口数量较大、密度较低、排放面源较大、收集较为困难,常规的城镇生活污水处理模式就不能应用于农村。
因此,农村生活污水的治理必须因地制宜,结合村落的地形以及分布情况,采取适用于当地的污水处理模式。
3.3设计水量
生活用水量依据实地抽样调查,并参考《湖北省工业与生活用水定额(修订)》2017-04341、《XXXXXXXX生活污水处理工程农村可研》,本项目农村居民生活用水量可参考表3-1。
按照经济条件和室内卫生设施完善程度不同,在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确定,餐饮及公共服务设施根据人数、规模等参数,并参照公共用水定额,计算结果取相应变化系数后计算得出。
表3-1不同区域农村居民生活用水量及排水量测算参照表(升/人·天)
区位
村庄类型
用水量
(调查值)
排水量
(均值)
城郊
经济条件好,室内卫生设施齐全
120-150
100
平原
经济条件较好,室内卫生设施较齐全
90-120
80
半山区
经济条件一般,有简单的室内卫生设施
80-100
70
山区
无卫生间和淋浴设备,主要利用地表水、净水洗涤
60-90
60
根据建设单位提供的资料结合项目可研报告及现场调查,本项目所在地设计排污量按60升/天·人考虑,折污系数0.6,则每人每天排入终端的污水量按36L计算。
根据污水处理终端服务人口数量,确定终端设计规模详见表3-2。
表3-2污水处理站点设计污水量
站点名称
设计排污量
(升/天·人)
人口数
(个)
日排污总量
(m3/d)
设计规模
(m3/d)
XXXXX村站点1
36
95
3.40
5
XXXXX村站点2
36
77
2.75
5
XXXXX村站点3
36
77
2.75
5
XXXXX村站点4
36
95
3.40
5
XXXXX村站点5
36
117
4.21
5
XXXXX村站点6
36
86
3.08
5
XXXXX村站点7
36
72
2.59
5
XXXXX村站点8
36
108
3.89
5
3.4设计进水水质
根据农村生活污水的特点,结合同类项目的经验参数及现场水样化验数据,本工程设计进水水质如下:
表3-3污水处理设施进水指标表
主要指标
进水水质mg/L
pH
6~9
BOD5
150~200
CODcr
250~400
SS
100~200
NH3-N
40~60
总磷
2.5~5.0
3.5设计出水水质
经与业主充分沟通本工程集中处理站点出水排入纳污水体,出水需达到国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准,其出水主要指标详见表3-4。
表3-4集中污水处理设施进出水指标表
主要指标
进水水质mg/L
出水水质mg/L
去除率%
pH
6~9
6~9
/
BOD5
150~200
≤10
95%
CODcr
250~400
≤50
88%
SS
100~200
≤10
95%
NH3-N
40~60
≤5(8)
92%
总磷
2.5~5.0
≤0.5
90%
从上表可以看出,主要指标去除要求达到较高的水平,故在处理工艺选择上,必须充分考虑脱氮除磷,采用运行较为成熟稳定的工艺。
3.6污水处理工艺选择
根据出水水质要求,对工艺的要求较高,需具备较好的脱氮除磷效果,从几种生活污水常用的工艺进行比选,确定最为合适本项目的工艺。
1、SBR工艺
SBR是序批式间歇活性污泥法(又称序批式反应器,SequencingBatchReactor)的简称。
此法集进水、曝气、沉淀在一个池中完成。
一般由多个池子构成一组,各池工作状态轮流变换运行,单池由撇水器间歇出水。
该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布,形成一体化的集约构筑物,并利于实现紧凑的模块布置,最大的优点是节省占地。
另外,可以减少
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