农村污水处置工艺.docx

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农村污水处置工艺

工程整体方案

污水量预测

1.1.1综合生活污水量

本村人口为500人，平均日综合用水为89L/。

那么综合生活污水量为：

89×500＝44.5m３/d。

1.1.2其它污水量

其他污水量是指农作物栽培、家畜饲养、农产品加工等进程中排出的污水。

按综合

生活污水量的80％考虑，那么其它污水量为×80%＝35.6m３/d

1.1.3污水总量

依照以上计算结果得出本村的污水总量为：

+=80.1m３/d

污水水质及处置程度

进水水质

农村生活日渐城市化，生活污水要紧来自农家的茅厕冲洗水、厨房洗涤水、

洗衣机排水、淋浴排水及其他排水等。

生活污水含纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机类物质，还含有氮、磷等无机盐类，其BOD5浓度约为：

100～250mg／L之间，TN的浓度为15～30mg/L。

生活污水中含有多种微生物，新鲜生活污水中细菌总数在5×105～5×106个／L之间，并含有多种病原体。

生活污水中悬浮固体物质含量一样在200～400mg／L之间。

由于生活污水中污染物以有机物为主，同时生活污水中还含有许多微生物，对有机污染物进行分解，因此生活污水是不稳固的、生物可降解的和易腐臭的，若是不经处置直接排放到环境中去会引发环境的污染。

污染物平均浓度见下表。

表----生活污水污染物平均浓度

（单位：

mg/L）项目

类别

CODcr

BOD5

SS

PH

原污水

300～350

100～250

300～350

1.2.2处置工艺选择

由于生活污水中的污染物是以有机物为主，其生化性较好，因此通常情形下生活污水的处置都是采纳生物处置的方式。

生活污水的处置方式从处置工艺上分有：

厌氧生物处置和好氧生物处置。

从处置方式上分：

有集中处置和分散处置。

集中处置的方式多采纳好氧生物处置，运行靠得住，处置成效好，但存在着基建投资大、动力消耗多、运行费用高、剩余污泥处置难等问题；分散处置方式大多数为厌氧生物处置，处置设施投资少、运行费用低，但相当一部份处置设施存在着处置成效不稳固、难以达到排放标准的问题。

城市生活污水处置大多数采纳集中活性污泥法处置，但这种方式不完全适宜农村。

农村生活污水的处置应选用投资少、运行治理方便费用低的小型分散式处置方式为主。

经比较，选择人工湿地污水处置技术在农村最为适合。

人工湿地污水处置技术

“湿地”泛指临时或长期覆盖水深不超过2米的低洼地、及低潮时水深不超过6米的沿海地域，包括各类咸水、淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流和泛洪平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。

人工湿地是通过模拟和强化自然湿地功能，将污水有操纵地投配到土壤（填料）常常处于饱和状态且生长有芦苇、香蒲等水生植物的土地上，污水沿必然方向流动的进程中，在耐水植物和土壤（填料）的物理、化学和生物的三重协同作用下，污水中有机物通过过滤、根系截留、吸附、吸收和植物光合、输氧作用，增进兼性微生物分解来实现对污水的高效净化。

人工湿地按水流方式可分为潜流湿地和漫流湿地。

潜流湿地是在填料床表层面上栽种耐水、且根系发达的植物，污水经格栅池、沉淀池预处置后进入湿地床，以潜流方式流过滤料，污水中有机质被碎石滤料和植物根系拦截吸附过滤，和被微生物与植物根营养吸收、分解使污水获得净化。

漫流湿地（又称自由水面湿地）是污水进入湿地后，

在湿地表面维持必然厚度水层，水流呈推流前进，形成一层地表水流，并从地表出流。

污水中有机物经沉淀，根系拦截，吸附，吸收，分解而获净化的。

按水流方向可将人工湿地又分为水平流湿地床和垂直流湿地床。

垂直流湿地床的水流通过导流管或导流墙的引导，在湿地床内上下流动，多个垂直流湿地床串联起来称之多级垂直流湿地。

水平流湿地床的水流是按必然方向水平流动。

在实际进程中有时将垂直流湿地床与水平流湿地床组合起来利用，这种湿地床称之组合式湿地床。

垂直流湿地床较水平流湿地床负荷高。

1.3.1特点

人工湿地有自由水面型（FWS）和潜流型（SFS）两类。

由于潜流型人工湿地处置成效好、受气温阻碍相对较少、卫生条件好等缘故此采纳较多。

潜流型人工湿地依照污水的流动方向又分成水平流和垂直流两种。

前者对BOD5、CODCr、SS、重金属等污染物处置成效好,后者脱氮、除磷成效较好。

人工湿地处置系统投资低,处置成效好,治理和保护简单,大体不用能源消耗,运行费用仅为常规处置的1/10,抗冲击性能强,适合广大农村地域、小城镇地域的污水处置。

1.3.2构造

下面重点介绍潜流型湿地。

潜流式人工湿地构造由进水区、处置区、出水区三部份组成,而且底部应做好防渗层。

垂直流人工湿地构造示意见图。

图---垂直流人工湿地构造示意

处置区为人工湿地工作区,为保证流程的长度和水流均匀,

一样设计成上向流分格串联运行。

每格中的基质采纳砾石或卵石,颗粒由下而上递减,基质厚度取60～80cm。

底层厚20cm,粒径40～60mm,为粗碎石层;中层厚30cm,粒径20～40mm,为中碎石层;上层厚15cm,粒径10～30mm,为细碎石层。

进水区与集水区的布置应尽可能保证布水和集水均匀,幸免在池内形成死水区和短流。

人工湿地的防渗层很重要,应保证污水处置进程中污水不向外渗漏,避免污水对地下水的污染和阻碍周围环境卫生。

一样湿地应选在厚土层地域,厚土层上再设防渗层,防渗层可用粘土、膨胀土、沥青和油毡铺设,此刻也有做高密度聚乙烯树脂塑料膜铺垫。

人工湿地的植物品种对人工湿地的处置成效阻碍专门大,因此湿地设计时应注意床内植物的选择和栽培。

植物选择通常选择根系发达,根茎粗壮的植物;光合作用好、输氧性能强的植物;固然也应考虑到植物的经济价值和观赏性。

人工湿地污水处置工艺

采纳生物接触氧化与人工湿地组合工艺对农村生活污水进行处置,其工艺流程见图。

图---农村污水处置工艺流程

农村生活污水通过细格栅去除漂浮物和悬浮物后,进入集水调剂池以达到均衡原水水质水量的目的,然后用污水泵提升至生物接触氧化池。

生物接触氧化池内设置填料,底部采纳空气管曝气。

已经充氧的污水浸没全数填料,并以必然的速度流经填料。

填料上长满生物膜,污水与生物膜相接触的进程中,水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。

从填料上脱落的生物膜,

随水流到沉淀池后被去除,污水取得净化。

经生物接触氧化处置后,污水中大部份有机物取得了去除。

沉淀池出水进入人工湿地处置,进一步去除N、P营养盐。

采纳潜流型人工湿地,平面尺寸为1.8m×6.0m,床深为80cm,中间利用隔墙形成交替流,人工湿地上栽种芦苇、菰米等具有高效脱氮除磷功能的水生型植物。

处置后的出水直接外排。

人工湿地处置工艺设计

2.1.1细格栅

村里的污水多数为明渠搜集，容易混入垃圾，因此在进沟渠中设置了格栅。

栅条断面形状取圆形，细格栅计算结果如下：

（1）格栅的间隙数量

式中n——格栅栅条间隙数（个）；

Q——设计进水流量（m3/s），Q0=80.1m3/d，由于实际进水流量很小，对后续处置带来不便，且对集水调剂池后面的泵站造成没必要要的电力浪费，因此规定天天进水时刻为4小时，即Q=m3/s；

α——格栅倾角（o），α=60o；

b——格栅栅条间隙（m），b=10mm=0.01m；

h——格栅栅前水深（m），h=；

v——格栅过栅流速（m/s），v=0.6m/s。

（2）格栅槽总宽度

式中B——格栅槽总宽度（m）；

S——每根格栅栅条的宽度（m），B=20mm

（3）进沟渠道渐宽部份的长度

式中L1——进沟渠道渐宽部份的长度（m）；

B1——进水明渠宽度（m），B1=；

α1——渐宽部份展开角度（o），一样采纳10o~30o，取α1=10o。

（4）栅槽与出沟渠道连接处渐窄部份长度

L2=0.5L1=

（5）通过格栅的水头损失：

式中h1——过栅水头损失（m）；

β——格栅条的阻力系数，查表得圆形栅条的β=；

k——格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一样采纳k=3

（6）栅后槽总高度

H=h+h1+h2

式中H——栅后槽总高度（m）；

h2——栅前渠道超高（m），一样采纳~0.5m，取0.3m。

H=h+h1+h2=++=

（7）格栅总长度

式中L——格栅总长度（m）；

H1——格栅明渠深度（m）；H1=h+h2=+=

（8）每日栅渣量

在格栅间隙为10mm的情形下，设栅渣量为0.1m3/103m3污水，那么栅渣量为

<0.2m3/d，宜采纳手动清渣。

2.1.2集水调剂池

计算公式

　　WT=∑tQT

　　Q—在T时段内废水的平均流量m3/h

　　T—时段h

　　取T=W=××3600=201.6m3

　　调剂池尺寸有效水深取2m池面积为101m2

　　池宽取5m池长为21m

集水调剂池简图

2.1.3生物接触氧化池

生物接触氧化池进水BOD5浓度为200㎎/L，污水在池内停留时刻约为3h，池内溶解氧浓度3mg/L,曝气装置供气量按汽水比15：

1。

活性污泥浓度Xv一样采纳2000~4000mg/L，设计中取Xv=3500mg/L，填料总高度一样取3m，采纳硬填料时应分层装填，每层高1m

;每隔生物接触氧化池面积不宜大于25㎡，以保证布水、布气均匀。

流污泥浓度

式中Xr——回流污泥浓度（mg/L）；

SVI——污泥指数，一样采纳100；

z——系数，一样采纳z=。

污泥回流比

解得：

r=64%

式中r——污泥回流比，r=64%；

Xr’——平均回流污泥浓度（mg/L），Xr’=fXr=×12000=9000mg/L。

TN去除率

解得混合液回流比R=100%。

反映池总有效容积

反映池要紧尺寸

有效水深h=3m,有效面积:

S=V/h

S=V/h=3=㎡

因此，反映池长4米，宽米。

2.1.4沉淀池

选择布水沉淀池，因为布水沉淀池一方面起到初沉池的作用，使污水中粒径较小的无机和有机颗粒沉降下来；另一方面起到了调剂水量和布水的作用。

池内布水区采纳矩形堰口，均匀布置，出水方向呈放射状，使污水能够加倍均匀地流入湿地系统。

沉淀池表面积F

q——表面水力负荷，一样采纳~1.5m3/m2h，取q=m2h。

沉淀池直径D

设计中直径取为D=，半径为r=。

二沉池有效水深h2

t——沉淀时刻（h），一样采纳~，取为t=2h。

径深比

知足其取值在6~12的要求。

污泥部份所需容积

沉淀池总高度

h1——沉淀池超高（m），一样采纳~0.5m，取0.3m；

h3——缓冲层高度（m），一样采纳0.3m；

h4——沉淀池底部圆锥体高度（m），依照污泥部份的容积及二沉池污泥的特点，采纳机械刮吸泥机持续刮泥，池底坡度为i=，r1——进水竖井半径（m），一样采纳1.0m。

h5——沉淀池污泥区高度（m），

V2——沉淀池底部圆锥体容积（m3），

2.1.5人工湿地

有效面积

F=Q/

F==㎡

式中：

F—湿地床有效面积（m2）；

Q—污水排放量，m3/日；

（或—潜流湿地床面积负荷为～0.6m3/m2·日。

水利滞留时刻

水利滞留时刻是阻碍污染物去除效率和湿地水力学设计的重要参数，湿地设计大小的重要依据，在湿地面积确信后，床体深度和孔隙率将决定水力停留时刻，其计算方式有：

t1=L/（kJ）

t2=Ahhε/Q

式中，t1—基于水力学的水力滞留时刻;

t2—基于BOD去除率的水力滞留时刻（d）；

L—子湿地中线弧长（m）；h为床体深度（m）;一样床体的深度为~；k—渗流系数（m/d）；

ε—孔隙率（%）;

J—水力坡度，无量纲；

Q—单位时刻渗流量（md）。

由于潜流湿地的填料的阻塞问题的存在，实践说明，实际的水利滞留时刻一样为理论值的40%~80%。

水力坡度和床底坡度

由于水头损失的存在，在水流的进程中必然会产生水力坡度。

水力坡度的大小阻碍到湿地的底面坡度和出水高度的设计，对表面流湿地来讲，若是床底坡度与水力坡度不平行，那么可能会显现溢流；关于潜流湿地来讲，若是底面坡度与水力坡度不平行那么可能会在进水端造成壅水，在出水端不能淹没填料床，形成较厚的空勤干化带。

因此在床体设计时，床体底面坡度要尽可能与水力坡度维持一致，床底水力坡度只提供体的泄水条件，一样有几个李米的高差距即可，不能把床底坡度作为水流运动的驱动力，因为基于床底坡度的设计对水流条件和水力负荷率的转变过于灵敏。

潜流湿地水力坡度取%-1%。

潜流湿地水力坡度取1%，而表面流湿地水力坡度取%或更小。

人工湿地植物的选择

人工湿地植物应因地制宜选择，整体要求要耐水、根系发达、多年生、耐寒，具有吸收氮、磷量大，兼顾观赏性、经济性。

目前经常使用的有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、风车草、水竹、水葱、大米草、鸢尾、蕨草、灯心草、再力花等。

水芹、空心菜已试用于湿地，亦显较好成效。

栽种方式视植物而定，一样每平方米8～10穴，每穴栽2～3株。

亦可用行距10cm，蔟距15cm操纵。