广西农村生活污水处理技术指南.docx
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广西农村生活污水处理技术指南
广西农村生活污水处理技术指南
(试行)
广西壮族自治区环境保护厅2013年11月目录
前言
为防治农村生活污水污染,指导农村环境整治工作,确保“美丽广西·清洁乡村”活动成效,制定本指南。
本指南可作为开展广西农村生活污水治理工程的技术参考资料。
本指南起草单位:
广西壮族自治区环境保护科学研究院、中国环境科学研究院。
1总则
1.1适用范围
本指南规定了广西壮族自治区农村生活污水处理的水量、水质、总体要求、工艺设计。
本指南适用于广西壮族自治区农村新建、扩建和改建的生活污水处理工程规划、设计、建设与管理工作的技术参考。
本指南适用于广西壮族自治区居住人口在5000人以下的行政村、自然村的生活污水治理。
1.2术语与定义
1.1.1农村生活污水
农村居民生活活动所产生的污水。
主要包括厕所卫生间冲厕、洗涤、洗浴和厨房排水,农村公用设施、旅游接待户、旅馆饭店、家庭农副产品加工及畜禽散养农户等排水,不包括乡镇企业工业废水。
1.1.2分散型污水处理
针对村庄人口数量较少、污水排放量较小、不适合或不需要大范围铺设污水管网的情况,以单户、联户或街区为单位进行就地污水处理的方式。
1.1.3集中型污水处理
针对村庄人口数量较多、污水排放量较大、城市管网不能覆盖的情况,对一定区域内产生的生活污水通过较大范围的管网进行收集,输送至指定地点,并进行处理的方式。
2水量、水质和排放标准
2.1水量、水质
广西农村居民生活用水量及排放系数参考值参见表1,不同区域农村生活污水水质指标参考值见表2。
表1广西农村生活污水用水量及排放系数参考值
区域
人均用水量(L/人·d)
污水排放系数
桂东、桂南
80~120
0.6~0.7
桂中、桂北
60~100
0.5~0.6
桂西
50~80
0.4~0.6
注:
根据《广西壮族自治区农村生活源调查研究报告》,参考DB45/T804《农林牧渔业及农村居民生活用水定额》、环保部《村镇生活污染防治最佳可行技术指南(试行)》村镇居民人均生活污水量参数估算确定。
表2不同区域农村生活污水水质指标参考值单位(mg/L)
区域
pH
CODCr
BOD5
NH3~N
TP
桂东、桂南
6.5~8.0
90~350
50~210
20~30
1~4
桂中、桂北
6.5~8.0
100~400
55~240
20~35
1~4
桂西
6.5~8.0
110~450
60~260
20~35
1~5
注:
根据《广西壮族自治区农村生活源调查研究报告》,参考《西南地区农村生活污水处理技术指南(试行)》、《村镇生活污染防治最佳可行技术指南(试行)》村镇居民人均生活污水水质指标参考值估算确定。
2.2排放标准
当出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时,或者排入水源保护区上游,或者排入自然保护区和风景名胜区的水体,或者位于环境容量小、生态环境脆弱容易发生严重环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区,需执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918)一级A标准。
采用分散型处理的污水不得直接排入敏感水域或特殊水体。
当出水排地表水环境质量标准(GB3838)地表水Ⅲ类功能水域(划定的饮用水源保护区和游泳区除外)、海水水质标准(GB3097)海水二类功能水域时,采用集中处理方式的污水执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918)一级B标准,采用分散处理方式的污水执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918)二级标准。
当出水排入地表水环境质量标准GB3838地表水Ⅳ、Ⅴ类功能水域或GB3097海水三、四类功能海域时,执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918)二级标准。
出水回用于农田灌溉的污水,其水质标准必须符合农田灌溉水质标准(GB5084)的规定。
出水回用于渔业用水的污水,其水质标准必须符合渔业水质标准(GB11607)的规定。
2.3工程类型及规模
农村生活污水处理类型主要为分散型和集中型表3。
表3广西农村生活污水处理工程类型
工程类型
水量(m3/d)
分散型
≤5
集中型
5~500
2.4工程项目组成
农村生活污水处理工程由预处理设施、主体设施2部分组成:
2.4.1预处理设施:
格栅池、化粪池、沼气池等。
2.4.2主体处理设施:
好氧池、厌氧池、土地处理系统或几种处理方式的组合。
2.5场址选择
2.5.1应符合不同区域总体发展规划和有关专项规划的要求。
2.5.2综合考虑交通、土地权属、土地利用现状、发展扩建等因素。
2.5.3应考虑自然条件及特点,包括地形、水文及工程地质条件等因素。
2.5.4场址宜便于污水、污泥的排放和再利用。
2.5.5工程选址原则上应尽量不占或少占用耕地。
2.5.6在有水源地的地区,水污染处理设施宜选在村落的水源地下游,防止水源的污染。
2.6总平面布置
2.6.1充分利用自然环境条件,按构(建)筑物使用功能和工艺流程要求,结合地形、地质条件,便于施工、维护和管理等因素,合理安排,紧凑布置。
2.6.2场区的高程布置应充分利用原有地形,符合排水通畅、降低能耗、平衡土石方的要求。
多单元处理系统高程设计应尽量结合自然坡度,采用重力流形式;确需提升时,宜一次提升。
3工艺设计
3.1一般规定
3.1.1工艺设计应综合考虑处理水量、原水水质、占地面积、建设投资、运行成本、排放标准、稳定性及区域自然气候条件、植被类型和地理条件等因素,通过技术和经济比较后确定适宜的方案。
3.1.2预处理设施宜采用悬浮物去除效果较好、投资和运行费用较低的工艺,其设计应符合《建筑给水排水设计规范》(GB50014)中的有关规定。
3.1.3根据原水水质、水量情况与污水排放标准要求,选择适宜的污水处理工艺,其设计应符合《建筑给水排水设计规范》(GB50015)、《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069)中的有关规定。
3.1.4污泥处理工艺设计应符合《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284)、《生产过程安全卫生要求总则》(GB12801)的有关规定。
3.2工艺选择
农村生活污水常用处理技术如表4所示。
表4农村生活污水常用处理技术
类型
名称
特点
去除率η(%)
预处理
格栅
拦截污水中较大尺寸的呈悬浮或漂浮的固体污染物
—
三格式化粪池
生活污水通过化粪池达到沉淀、发酵、调蓄目的。
25~35(COD)
沼气池
通过厌氧发酵降解高浓度有机污染物。
25~35(COD)
平流式隔油池
废水从池的一端进入另一端流出,宜于去除粒径大于150μm的油珠。
60~70(除油)
斜板隔油池
池内采用波纹斜板,废水沿板面向下流动,从出水堰流出,易于去除粒径大于80μm的油珠。
70~80(除油)
调节池
排水不稳定时,用于来水的水量调节。
—
厌氧法
厌氧生物滤池
厌氧微生物可以对好氧微生物不能降解的一些大分子有机物进行降解或部分降解。
60~80(BOD5)
生物膜法
生物接触氧化法
利用生物膜降解污水中有机物的生物处理方法。
适用于中小规模的污水生物处理。
85~90(BOD5)
活性污泥法
SBR
在同一反应器中,按时间顺序进行进水、反应、沉淀和排水的污水处理方法。
80~95(BOD5);
60~85(TN);
50~80(TP)
氧化沟
构筑物呈封闭无终端矩形布置,降解污水中有机污染物和氮、磷等物质。
80~95(BOD5);
55~85(TN);
50~75(TP)
表4(续表)
类型
名称
特点
去除率η(%)
生物组合工艺
ANO工艺
污水经过缺氧、好氧交替状态处理,以提高总氮去除率的处理方法。
90~95(BOD5);
60~85(TN)
APO工艺
污水经过厌氧、好氧交替状态处理,以提高总磷去除率的处理方法。
80~90(BOD5);75~85(TP)
A2O工艺
污水经过厌氧、缺氧、好氧交替状态处理,以提高总氮和总磷去除率的处理方法。
85~95(BOD5);
50~75(TN);
55~80(TP)
土地处理系统
人工湿地
人工筑成沟槽充填一定的基质种植水生植物,利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物协同作用使污水得到净化。
进水水质要求:
BOD5≤80mg/L;TN≤25mg/L;TP≤4mg/L。
40~85(BOD5);
30~70(TN);
30~80(TP)
土地快速渗滤
污水有控制的投配到土地表面,污水在通过具有良好渗透性的土壤向下渗滤过程中籍生物氧化、沉淀、过滤、氧化还原和硝化、反硝化的作用而得到净化。
进水水质要求:
BOD5≤100mg/L;TN≤25mg/L;TP≤4mg/L。
60~85(BOD5);
30~60(TN);
30~70(TP)
稳定塘理处理系统
兼性塘
塘内分为厌氧、兼性、好氧3个区域,厌氧菌、兼性菌、好氧菌和藻类对有机物进行降解。
水深1.2m~2.5m。
40~75(BOD5)
好氧塘
好氧微生物于藻类共生对有机物进行降解。
水深小于0.5m。
60~85(BOD5)
4工程设计
4.1污水收集系统
新建地区的排水系统应采用雨污分流制。
现有合流制排水系统,有条件的应按照城镇排水规划的要求,实施雨污分流改造;暂时不具备雨污分流条件的,应采取截流、调蓄和处理相结合的措施,其规划、设计应符合《室外排水设计规范》(GB50014)的有关规定。
4.1.1分散型收集系统
该收集系统适用于居民居住相对分散地区的居民生活污水收集。
图1分散型收集系统
注:
黑水通过三格式化粪池处理时,灰水可先进入化粪池第三格,然后再进入污水处理系统,也可直接进入污水处理系统。
4.1.2集中型收集系统
4.1.2.1该收集系统适用于居民居住相对集中地区的居民生活污水收集。
图2集中型收集系统
4.1.2.2位于城市市政污水处理系统服务半径以内的村庄,可建设污水管网集中收集污水,纳入市政污水处理系统统一处理。
4.1.3管道设计
管道设计应符合《室外排水设计规范》(GB50014)的规定。
4.2农村生活污水处理系统
4.2.1分散式农村生活污水处理系统
分散型污水处理系统可以采用图3的推荐工艺流程,也可按实际情况选择相应的工艺流程。
图3分散型农村生活污水处理流程
4.2.2集中型农村生活污水处理系统
可以采用图4的推荐工艺流程,也可根据实际情况选择相应的工艺流程。
图4集中型农村生活污水处理流程
4.2.3农村生活污水处理工艺组合
农村生活污水处理推荐组合工艺可参见表5,也可根据进出水水质、排放要求及经济指标采取其他工艺。
表5农村生活污水处理推荐组合工艺
序号
工艺组合
适用性
1
预处理+人工湿地
分散型污水处理(污水排放COD≤120mg/L,BOD≤60mg/L,TP≤5mg/L)
2
预处理+土地快速渗滤
3
预处理+兼性塘
4
预处理+厌氧生物滤池+兼性塘
分散型污水处理(污水排放COD≤100mg/L,BOD≤30mg/L,TN≤25(30)mg/L,TP≤3mg/L)
5
预处理+厌氧生物滤池+人工湿地
6
预处理+厌氧生物滤池+土地快速渗滤
7
预处理+生物接触氧化+好氧塘
集中型污水处理(污水排放COD≤60mg/L,BOD≤20mg/L,TN≤8(15)mg/L,TP≤1mg/L)
8
预处理+生物接触氧化+人工湿地
9
预处理+生物接触氧化+土地快速渗滤
10
预处理+厌氧生物滤池+氧化沟
11
预处理+A/O法+人工湿地
12
预处理+脱氮除磷活性污泥法/SBR+人工湿地
集中型污水处理(污水排放COD≤50mg/L,BOD≤10mg/L,TN≤5(8)mg/L,TP≤0.5mg/L)
13
预处理+脱氮除磷活性污泥法/SBR+土地快速渗滤
14
预处理+脱氮除磷活性污泥法/SBR+好氧塘
4.3预处理设施设计
4.3.1格栅池
4.3.1.1设计计算
格栅池的设计计算公式见《给水排水设计手册》格栅的计算公式。
4.3.1.2工艺设计
人工清除时格栅间隙宜为:
25mm~40mm。
污水过栅流速宜采用0.6m/s~1.0m/s,人工清除格栅的安装角宜为30°~60°。
格栅上部设置工作平台,高度应高出格栅前最高设计水位0.5m,人工清除时,平台两侧边道宽度宜为0.7m,正面过道宽度不小于1.2m。
格栅池应设置1.2m高安全防护设施。
4.3.1.3运行管理
污水通过格栅前后水位差应小于0.3m。
及时清除栅条、格栅出口上的杂物,栅渣应及时处理或处置。
汛期或进水量增加时,应增加清污次数。
对转动机械格栅应定期检查,并保证设备处于良好的运行状态。
检查或人工清捞栅渣时,应切除电源,并在有效监护下进行。
4.3.2提升泵房
4.3.2.1工艺设计
按照设计水量以及《室外排水设计规范》(GB50014)对水泵选型(开一备一),同时设计集水池、泵房。
4.3.2.2运行管理
保证备用水泵能够正常启动。
及时清除集水池内的沉积物,集水池的水位变化应定时观察,集水池的水位宜设定在最高和最低水位的范围内。
4.3.3三格式化粪池
4.3.3.1工艺设计
三格式化粪池的主要设计参数有:
处理水量、污泥产生量、水力停留时间。
a)按设计人数确定化粪池有效容积,同时应满足水力负荷要求。
化粪池进水水量应具备10%~20%的超负荷能力,污水进入量应可调节。
b)当污水处理量小于或等于10m3/d,首选两格式化粪池,第一格容积占总容积75%,第二格容积占25%;若污水处理量大于10m3/d,应采用三格式化粪池,第一格容积占总容积的50%,第二、三格容积各占25%。
c)三格式化粪池水面到池底深度不应小于1.3m,池长不应小于1m,宽度不应小于0.75m。
d)《钢筋混凝土化粪池》(GJBT_618(03S702))已列出各种类型和规格的化粪池定型图,规格为2m3~100m3。
化粪池污染负荷可参照《钢筋混凝土化粪池》表7-1设计。
4.3.3.2配水系统
出水管流速约0.80m/s,设计充满度0.6,设计坡度0.001,以此计算选择管径。
4.3.3.3填料层设计
a)填料选择:
填料的孔隙率宜控制在35%~40%,选择球状填料。
b)填料高度:
填料层高度应根据出水水质要求确定,一般滤料层高度为0.5m~0.8m。
4.3.3.4防渗设计
钢筋混凝土池体,采用混凝土自防水,同时配套安装PVC或混凝土管道。
4.3.3.5污泥处理
一年至少清理淤泥一次,清除的污泥应按照国家现行环境保护法规和标准进行处理,防止二次污染。
污泥作为农田肥料使用时,应符合《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284)的有关规定。
4.3.3.6运行管理
a)定期检查进、出水口和排气口,保证排水、排气通畅。
b)防臭检查:
定期检查池体的密封性,要注意检修盖是否盖好,避免池内恶臭气体溢出污染周边空气。
c)清理池渣:
化粪池建成投入使用初期,可不进行污泥和池渣的清理,运行1年~2年后,可采用专用的槽罐车,对池渣每年清抽1次,保证污泥区留有1/3的剩余污泥。
排出的污泥应及时处理或处置,污泥回用于农田时要符合《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284)的要求。
d)定期检查化粪池的管件,出现故障时,应及时排除或更换管件。
e)定期检查填料是否堵塞,必要时更换部分填料。
4.3.4沼气池
4.3.4.1设计计算
沼气池的设计计算可参照《生活污水净化沼气池技术规范》(NY/T1702)沼气池的计算公式。
4.3.4.2工艺设计
a)按污水处理量及固体污染物确定沼气池的有效容积,同时应满足水力负荷要求。
设计沼气压力8kPa±1kPa。
b)沼气池宜采用钢筋混凝土整浇,或采用钢筋混凝土板建池,宜采用密封和防腐材料。
c)沼气池进料口直径不应小于200mm。
d)沼气池进、出口标高差不应小于200mm。
e)沼气池应安装导气管、输气管、三通或四通、开关、压力表、积水器、安全阀、沼气灶、沼气灯和其它沼气燃具。
f)炉具的热效率应达到55%以上。
g)导气管宜采用铜、铝、陶瓷和硬质塑料等耐蚀制品,内径不应小于8mm,外径与输气管内径配套,不允许采用铁制导气管。
h)输气管应采用聚乙烯(PE)管材,输气线路总长超过25m时,管内径不应小于10mm,超过50m时,管内径不应小于12mm。
i)三通、四通宜采用有密封节的铝合金制品或铜、铝制品,内径不应小于6mm,外径应与输气管内径配套。
j)开关宜采用铝、铜制品,要求气密性可靠,经久耐用,转子内径不应小于5mm,接头段孔径不应小于6mm,外径与输气管内径配套。
k)积水器和安全阀宜采用塑料制品,接头外径应与输气管内径配套。
4.3.4.3运行管理
a)当沼气池产气量不断下降时,应不断补充新料。
b)密封活动盖是否漏气,一旦发现漏气要及时修复,以防发生火灾或窒息事故。
c)定期检查进、出料口盖板是否损坏,一旦发现损坏要及时修补和更换,以防人、畜掉入沼气池发生淹溺事故。
d)定期检查沼气池周围地面是否有毁裂,一旦发现裂缝,要查明原因,及时处理。
e)定期检查开关、管道、管件接口是否漏气,如有松动、断裂、破损或老化,要及时维修或更换。
f)定期检查压力表、灶具阀体是否损坏,一旦发现损坏,要及时维修和更换。
g)农业生产用肥需求,沼气池每年应大出料1次~2次。
大出料宜在气温15℃以上季节进行。
1)出料前7d~10d停止进新料;
2)出料时,要开启旁通开关,防止烧坏脱硫器或胀坏沼气池;
3)保留10%~30%的料液作为再次启动的接种物;
4)若发现沼气池有渗水、漏气情况的,应结合出料进行维修,完全修复后,须经试水、试压合格,方可重新启动;
5)在沼气池活动盖密封的情况下,进、出料的速度不宜过快,保证池内缓慢升压或降压,以防损坏池壁;
6)沼气池出料后,各种盖板应立即盖上。
h)沼气灯、灶具应安放在安全、方便、远离易燃物1m以外的地方。
i)室内发现有沼气泄露时,不准使用明火,应迅速打开门窗通风换气,直至异味完全消失。
j)已投料的沼气池,不准下池进行出料和检修。
k)出料或检修,必须遵守下列要求:
1)有活动盖的沼气池打开活动盖板,无活动盖板的沼气池,拔掉导气管上的输气管或开启旁通开关,采用人工或机械方法向池内鼓风,排尽池内沼气;
2)操作人员应站在沼气池出料间地上,用出料工具将料液出尽,使各口畅通,便于池内外空气对流;
3)下池维修或出渣,不允许单人操作,下池人员要系好安全绳,池上要有专人监护,下池人员稍感不适,应立即到池外通风处休息;
4)下池人员不准使用明火照明、点火吸烟,在池内照明只能用手电筒或防暴灯。
4.3.5隔油池
4.3.5.1设计计算
a)隔油池中的水平流速取2mm/s~5mm/s。
b)水力停留时间1.5h~2.0h。
4.3.5.2工艺设计
隔油池的设计应符合《给水排水设计手册》的有关规定。
4.3.5.3运行管理
a)按照污水含油量、悬浮物含量定期清除浮油和底部污泥。
b)表面用盖板覆盖,防火防雨。
c)收集的浮油由指定废弃油回收单位回收处理。
4.3.6调节池
4.3.6.1设计计算
农村生活污水处理系统中的调节池采用平流式调节池,水力停留时间按8h~12h计。
4.3.6.2工艺设计
工艺设计参考《给水排水设计手册》有关规定。
4.3.6.3运行管理
a)定期清理进水口格栅拦截的栅渣。
b)按照设计污泥斗大小定期清理底部污泥。
4.4主体处理设施设计
设计中采用其他处理设施时,设施的设计应符合《室外排水设计规范》(GB50014)及《给水排水设计手册》的有关规定。
4.4.1厌氧生物滤池
4.4.1.1设计计算
滤池的设计计算参照《给水排水设计手册》厌氧生物滤池的公式计算。
4.4.1.2工艺设计
a)厌氧生物滤池系统设计参数主要是污染物负荷、有机物去除率和滤料层高度。
1)有机负荷——0.5kgCOD/(m3.d)~12kgCOD/(m3.d);
2)有机物去除率——70%~90%;
3)滤料层高度——2m~5m(如采用升流式混合型厌氧生物反应器时,滤料层高度宜占滤池高度的2/3);
b)滤池进水水量应具备10%~20%的超负荷能力,污水进入量应可调节。
4.4.1.3集配水系统
a)配水系统由配水井、配水槽、配水管网、布水管等组成。
配水槽采用钢筋混凝土构造,其上设置溢流管和排空管,以便水位过高时可以回流到集水池中。
b)集水管、配水管、布水管一般采用PVC管。
出水管流速约0.80m/s,设计充满度0.6,设计坡度应大于0.001,以此计算选择管径。
c)升流式厌氧生物滤池的布水系统设于池底,池顶部设有沼气收集管。
d)排泥管径为200mm。
e)为了系统的运行稳定性,防止堵塞,调节配水量,每支配水管前装设阀门。
4.4.1.4填料材质选择
厌氧生物滤池填料应考虑满足比表面积大、生物膜易于附着、孔隙率高、耐腐蚀性良好、填料价格便宜等条件。
4.4.1.5防渗设计
厌氧生物滤池必须采取防渗措施。
4.4.1.6污泥处理
a)厌氧生物滤池宜半年清理污泥一次。
b)清除的污泥应按照国家现行环境保护法规和标准进行处理,防止产生二次污染。
污泥作为农田肥料使用时,应符合《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284)的有关规定。
4.4.1.7运行管理
a)厌氧生物滤池启动时,可采用污泥接种,污泥接种量一般不少于水量的8%~10%。
接种污泥来源于已有的、运行良好的厌氧系统。
b)从启动到正常运行(满负荷量进水)需要3月~6月时间完成。
c)正常运行后,定期检查进、出水口和排气口,保证排水、排气通畅。
d)根据进水污染物浓度定期排放污泥,排泥时保证污泥区留有1/3~1/2的剩余污泥。
e)定期检查厌氧生物滤池的管件,当出现故障时,应及时排除或更换管件。
f)定期检查填料是否破损和堵塞,及时对造成厌氧生物滤池堵塞的填料进行局部更换。
4.4.2生物接触氧化池
4.4.2.1设计计算
生物接触氧化池的设计计算参照《生物接触氧化法污水处理工程技术规范》(HJ2009)的公式计算。
4.4.2.2工艺设计
生物接触氧化池处理系统主要去除有机物时,按BOD5表面有机负荷确定池体体积,同时应满足水力负荷要求;系统需去除有机物和脱氮时,应在生物接触氧化池前设置缺氧池;除磷时应组合除磷工艺。
以“缺氧接触氧化+好氧接触氧化”为主体工艺的组合适宜农村生活污水的除碳和脱氮处理,如图5。
图5除碳脱氮组合工艺流程
4.4.2.3设计参数
根据广西地区的农村生活污水水质指标以及气候特征,确定适宜的设计参数,水质相差较大时参照类似工程确定设计参数。
a)除碳系统设计参数按表6取值。
表6除碳系统的主要设计参数
项目
单位
参数值
五日生化需氧量填料容积负荷
kgBOD5/m3填料.d
1.5~3.0
悬挂式填料填充率
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