土壤渗滤池设计方案.docx

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土壤渗滤池设计方案

土壤渗滤池设计方案

XX市XX镇XX村农村生活污水处理工程

设

计

方

案

二O一三年四月

一总说明

1.1工程名称

2013年XX市XX镇XX村农村生活污水处理工程

1.2工程地址

XX市XX市XX镇XX村

1.3建设单位

XX市XX镇人民政府

1.4设计依据

（1）《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918－2002；

（2）XX市农林局及XX村村委提供的相关资料；

（3）设计单位对周围环境状况的调查与监测资料；

（4）XX市地方相关资料；

（5）“七五”国家重点科技攻关项目成果《城市污水土地处理利用设计手册》，中国标准出版社；

（6）《城市污水土地处理技术指南》，国家环境保护总局科技标准司编，1997。

1.5设计原则

工程设计应符合新农村“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的建设目标，遵循如下原则：

（1）符合国家法规，政策；

（2）污染治理与污水资源再利用相结合，体现（Reduce、Reuse、Recycle）的3R原则；

（3）布局坚持与周围环境相容，注重与周围景观协调；

（4）因地制宜，以人为本，注重生态，坚持技术经济的合理性，注重工程实效。

1.6设计处理水量水质

工程进水为经化粪池以及格栅调节池预处理后的生活污水，设计水量为50m3/d。

主要水质指标如下：

进水出水

CODcr:

350mg/LCODcr≤60mg/L

BOD5：

200mg/LBOD5≤20mg/L

NH3-N：

30mg/LNH3-N≤8mg/L

TP：

5mg/LTP≤1mg/L

1.7工程总投资及运行费用

工程总投资17.2万元，工程年运行费用为1080元。

二工程环境概况

本次工程XX市XX镇XX村农村生活污水处理工程。

主要处理XX村所造农户的生活污水，通过收集管网，进入污水处理装置对农户产生的生活污水进行处理，使水质达标排放。

三工程设计

3.1处理水量与进水出水水质

3.1.1处理水量

设计采用农村综合生活污水量标准：

105L/p•d。

XX村总人口260人，总设计水量按50m3/d。

3.1.2进水出水水质

污水处理工程进水主要为农村居民生活杂用水及经化粪池预处理后的出水，参照同类农村生活污水水质，确定本工程的进水水质，出水水质需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。

进、出水主要水质指标数据见表3-1

表3-1污水处理工程进、出水主要水质指标

水质指标

进水（mg/L）

出水（mg/L）

去除率（%）

CODCr

350

60

82.9

BOD5

200

20

90

NH3-N

30

8

73.3

SS

200

20

90

TN

40

20

50

TP

5

1

80

3.2处理工艺的选择

生活污水处理技术多种多样，除传统的集中式污水处理厂外，还有人工湿地污水处理系统、生态塘污水处理系统、土壤渗滤污水处理系统、各种有（无）动力式地埋式（半地埋式、地面式）污水处理设备等新兴的污水处理方式。

本工程处理的进水为分散居住农户的生活污水，要求建设投资省、运行维护简单，因此主要考虑污水处理设备、人工湿地处理系统及土壤渗滤污水处理系统三种处理方式。

3.2.1污水处理设备

污水处理的设备和装置较多，形式也多样，主要是针对污水排放量少的工业企业、未截污又缺乏土地的城市或郊区以及小型的厂矿、医院、宾馆等地方的污水处理方式。

有的装置利用如硅藻土净化水质；有的则是在装置内利用动力消解污染成分。

这些装置具有占地小，系统安装方便的优点；但其处理水量有限，且对系统集成控制的要求较严格。

3.2.2生物滤池污水处理技术

生物滤池是一种人工构建并控制的主要利用天然净化能力的污水处理技术，它利用了生物过滤，综合了物理的、化学的、生物的复杂过程，使污水中污染成分得以降解，无害化或转化为可利用的物质。

生物滤池适宜处理污染浓度或负荷较低的污水，其处理污染负荷一般低于传统二级生物处理法，但COD、BOD、N、P、病原菌去除率高于传统二级生物处理法，处理出水水质更优且稳定。

生物滤池系统具有如下特点：

（1）建造和运行费用远低于传统污水处理厂；

（2）易于维护，技术含量低；

（3）可进行有效可靠的污水处理；

（4）能耐受水力和污染负荷的冲击；

3.2.3土壤渗滤污水处理系统+人工湿地

土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理，以节能、省资源作为指导思想，予以工程化、实用化而创造出的一种新型小规模的污水净化工艺技术。

综合利用土壤-填料-微生物-植物共同作用处理生活污水的复合净化工艺。

该工艺具有以下优点：

（1）整个处理装置放在地下，故不损害景观，不占用地表面积；

（2）净化出水水质良好、稳定，可用于农业灌溉；

（3）对进水负荷的变化适应性强，能耐受冲击负荷；

（4）不受外界气温影响，或影响很小；

（5）不易堵塞；

（6）在去除BOD同时，能去除氨、磷；

（7）建设容易，维护简便，基建投资少，运行费用低；

（8）污泥产生少，污泥处置或处理费用低；

（9）不污染地下水等。

在日本，这种技术正方兴未艾，迄今已兴建了20000余套此类净化设施。

在美国，据统计农村及零星分散建造的家庭住宅有36%采用了土壤渗滤沟系统。

前苏联也曾组织了一些科研、设计和建筑单位对开发、应用此类小型净化构筑物作了大量工作，在制定工艺流程、净化方法、构筑物或设施以及泵站等方面完成了系列工作，做到了定型化、系列化，并制定了相应的技术规范。

我国近年来对此问题也日益重视。

*针对工程区域农户较为集中的特点，生活污水采用统一收集后就近处理的模式，生活区周边的闲置空地可以解决本工程的用地问题。

综上所述，土壤渗滤生活污水处理系统和人工湿地污水处理系统较污水处理设备有显著优点，特别适合用在广大农村进行生活污水的处理。

再加上人工湿地床表的植物景观等与规划中的农家乐相得益彰。

3.3地下土壤渗滤污水处理系统工艺流程及技术说明

3.3.1工艺特点及流程

地下土壤渗滤污水处理系统是是将污水有控制地投配到经一定构造、距地面约30~50cm深和具有良好扩散性能的土层中，污水经毛管浸润和在土壤渗滤作用下向周围运动且达到处理利用要求的一种土地处理方式。

地下土壤渗滤净化系统工艺示意图

在处理过程中，投配污水在土壤中扩散时得到净化，大部分水量被植物吸收或经蒸散作用损失掉，小部分渗入地下。

这是种基于自然生态原理，以节能、省资源，综合利用土壤-填料-微生物-植物共同作用处理生活污水的复合净化工艺，属于化粪池出水就地处理的小规模土地处理系统。

土壤渗滤污水处理系统流程图

3.3.2净化功能

地下渗滤系统使污水主要通过土壤表层30～100cm厚范围，籍土壤的物理、化学和生物机理来净化污水。

（1）BOD的去除

通常在理想的温度和通气条件下，BOD的分解能力为100gBOD/m2·d，或为10gBOD/m2·d干土。

若过滤速率增加，则BOD去除率下降。

（2）悬浮物（SS）的去除

通过土壤颗粒的吸附与过滤作用，投配污水悬浮物（SS）进入土壤颗粒间隙中，几乎可以全部由土壤截滤去除，渗出水SS值可达10mg/L以下。

（3）脱N除P

污水中的无机物质，特别是N、P等营养素，在土壤净化过程中，通过硝化—反硝化、吸附等作用而被去除。

污水中的有机氮先转化为氨态氮，有氧条件下通过硝化菌氧化形成硝态氮，厌氧条件下通过反硝化菌将硝态氮还原成氮气。

但此过程的进行，需要供给相应量的碳源，保证微生物菌群的活性，使硝化—反硝化过程顺利进行；否则不可能脱氮，且会还原成氨。

土壤对磷有较强的吸附特性。

一般可以确定为2000mgP/100g土壤。

（4）脱臭

土壤通过化学和生物化学的反应，将恶臭物质的臭气成分进行吸附、溶解和分解。

土壤中粘土具有阳离子交换能力，其结晶具有阴离子吸附作用，厌氧和好氧微生物能对恶臭物质进行生物氧化与还原。

在上述各种机制作用下恶臭物质的臭气就被吸附、交换、氧化、分解。

（5）病原微生物的去除。

通过100cm厚土层的渗滤作用，能去除细菌的98％左右；对病毒的去除率达99.99％。

3.3.3工艺目标

①污水处理效果好，不产生污泥，管理方便；

②在处理污水的同时，水和营养物供绿地植物吸收利用；

③用污水代替清洁水发展绿地。

地下渗滤处理系统+人工湿地虽然对大城市污水处理、节约用水和为绿地植物生长提供所需要的营养物都不会起决定性作用，但可以在人口不太密集的地区、近郊地区以及某些能够解决供水系统却又不能将下水管道系统与城市集中排水系统相连接的地区进行污水处理利用。

它具有以下明显的优点：

（1）工艺流程简单，运行可靠，管理方便；

（2）处理效果稳定，出水水质可以达到排放和回用水质标准，不会对地下水造成危害；

（3）由于布水系统和处理过程均在地下完成，故不会因利用污水而产生不良气味和孳生蚊蝇，不损害景观，可以在市区和人口稠密区结合绿化实施；

（4）处理和利用污水相结合，总投资省、运行费用低。

3.3.4主要工程设施

一、酸化调节池

　　在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解—产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质；大大提高了污水的可生化性，为下一步生化处理提供了较好的条件。

在本设计中，采用水解酸化池代替常规的初沉池，除达到截留污水中悬浮物的目的外，还具有部分生化处理和污泥减容稳定的功能。

由于酸化调节池具有改善污水可生化性的特点，使得本工艺的处理效果与未改善前得到的明显的提高。

停留时间：

4~6h

表面负荷：

0.6~0.8m3/m2.h

酸化调节池分两格，有效高度（深度）一般是在2~2.5m之间，从布水均匀性和经济性考虑，酸化调节池采用圆形设计，钢筋混凝土底板，砖砌墙壁，内外防水抹面。

调节池建设完成后，必须有试水实验，检验池体是否漏水，应符合相关防水构筑物质量验收规范。

酸化调节池建在污水管网的末端，紧挨土地渗滤系统，酸化调节池的第二格内安装潜水泵，水泵型号为：

WQB4-5-0.30。

建成并过养护期后，应对池体试水，24小时液面下降小于2cm为合格。

详见调节池施工图。

二、土地渗滤处理系统

１系统功能

土地渗滤系统充分利用土壤-填料-微生物-植物的共同作用净化污水。

床层为多层复合人工土及砂石填料，床表种植经济作物。

污水经毛管浸润和在土壤渗滤作用下向周围运动，通过植物吸收、土壤过滤、微生物降解等达到出水要求，同时为床表作物提供充足的养分。

使通过床体的污水净化，并达标排放或回用；床表作为耕地使用，实现土地的综合利用。

2管道铺设

处理系统内有2层管道，分别是配水管和集水管。

系统内配水管分为一级配水和二级配水管，配水为DN110PVC管，埋深为0.5m。

集水管管径为DN160PVC管，埋深为2.05m。

3床体

土壤渗滤系统的面积负荷：

0.033m3/m2.d，体积负荷：

0.0275m3/m3.d，床体净深1.55m。

土地渗滤系统基底经平整压实后，池体采用复合防渗土工膜。

床体分层回填从下往上依次为10cm砂滤层，135cm人工土层，35cm回填种植土层。

要求回填过程中不得有垃圾、石块等杂物，回填土壤粒径不得大于5cm。

回填过程中，回填完砂滤层和当回填人工土层135cm时，要从集水管向系统内注水，使土壤层下沉，停留12小时后，再回填最后35cm种植土壤。

不同地区的土质不同，根据污水水质和土壤检测数据，有不同的人工土配比，工程中应严格按照技术指导要求配比回填人工土层。

4技术说明

土地渗滤系统充分利用自然净化能力，因此设计单位面积土地的污水负荷较低，工程占地较大，但除了预处理设施占用少量土地，床表可以作为景观开发，因此实际占用土地面积并不大。

土地渗滤系统的布水设置在地表以下，可以降低低温对微生物活性的影响，保证冬季的污水处理运行效果。

且避免处理过程中散发的恶臭气体对周围环境的危害。

土壤渗滤系统种植土层可种植花灌木及地被植物，可适当做绿化设计，使其形成一座花园形式的处理装置。

三、人工湿地

人工湿地根据现场条件或利用原有地形条件进行改造成为人工湿地形式，人工湿地内种植沉水植物、浮叶植物及挺水植物，沉水植物包括黑藻，苦草等，浮叶植物为睡莲，挺水植物有黄菖蒲，梭鱼草等。

水生植物能有效去除污水中氨氮及总磷，并且水生植物具有一定的美观作用。

四工程建设投资估算

1、主要工程量

倪巷村处理系统构筑物尺寸表

序号

名称

尺寸

数量

单位

单价

（万元）

合价

（万元）

备注

1

格栅井

600×600

1

座

0.3

0.3

2

调节池

3.0×1.5×2.0

1

座

1.1

1.1

3

土壤渗滤池

9×9×2.05

81

平方

16.56

1）

土建结构

81

平方

0.16

12.96

2）

绿化部分

120

平方

0.03

3.6

4

人工湿地

100

平方

3.4

1）

场地清理

100

平方

0.02

2

2）

挺水植物

40

平方

0.01

0.4

3）

浮叶植物

20

平方

0.03

0.6

4）

沉水植物

40

平方

0.01

0.4

5

明渠

深80cm

15

米

0.05

0.75

合计

21.36

注:

格栅井内配有格栅片。

处理系统工程总造价：

21.36万元

五工程运行费用估算

本工程中因渗滤池池考虑水泵提升,根据水泵型号，总污水为50m3/天，水泵每天运行时间10小时，每天运行功率为0.3×10=3kw按1元每千瓦计，则每处理天每吨污水运行费用为：

3÷50=0.06元，即每吨水处理费用为0.06元。