上海友为工程设计有限公司 上海 200093
摘要：本文以上海农村地区生活污水就地处理工程为实例，对工程设计中的建设布局、工艺选择和污水收集等设计要点进行了阐述和分析，可为类似农村生活污水就地处理工程设计提供参考。
关键词：农村污水；就地处理；工程设计；要点分析
农村生活污水是农村地区水环境污染的主要来源之一，随着上海农村地区城镇化建设速度不断加快，农村生活污水排放量逐日增加，大量生活污水直接或间接进入自然水体，使上海农村地区部分河道水质受到较严重污染。农村生活污水处理包括污水纳管和污水就地处理两种方式，而在上海市嘉定区、宝山区、崇民区、奉贤区、闵行区等区的农村地区，有较大部分村组不具备污水纳管的条件，需实施污水就地处理。
本文结合多个上海农村地区生活污水就地处理工程实例，针对工程设计中建设布局、工艺选择和污水收集等设计要点进行讨论分析。
1生活污水特点
1.1水质
上海农村地区居民生活污水主要来源于洗涤废水、洗浴废水、厨余废水和粪便废水等，该污水可生化性较强，其中氨氮含量高，重金属等有毒有害物质含量较少，其主要污染物指标如下表所示：
1.2水量
农村地区生活污水水量规律与村民生活习惯密切相关，其水量呈现总量较小、日变化系数大（约为3.0～5.0）、间歇性排放等特点。工程设计中，根据《上海市污水处理系统专业规划》（2007年3月版）规定的污水量标准计算区域污水量，常住人口生活污水量设定为105L/(p•d)，外来人口的生活污水量设定为60L/(p•d)，地下水渗入量按综合生活污水量的10%计算。
2建设布局
2.1处理站规模
农村生活污水就地处理站分为原位处理、小集中处理和大集中处理3种规模，其选择需要根据地形地貌、村庄居住分散程度、收集管网铺设难度等因素决定。根据工程区域内农户房屋基本沿河分布并相对集中，偶有距离聚居区较远的零散农户。
工程设计中，经权衡管网投资和处理设施维护难度，针对零散居住的单户或联户村民的生活污水，采用原位处理模式，即单户或相邻2～3户合建就地污水处理站；工程区域内每个自然村组聚居农户主要为10至150户，故以1～3个自然村为单位采用小集中处理模式。
2.2处理站选址
污水原位处理中，就地污水处理站应设置在农户住宅内或周边可供使用土地位置，并便于施工和设备管理维护。集中处理模式中的就地污水处理站位置选择需综合考量以下原则：
（1）上海地区秋冬季盛行西北、东北季风，春夏季盛行东南季风，为减少设备运行时嗅味对村民生活的影响，处理站位置应避免设置在村组东南部；
（2）污水收集排水管道以重力流为主，宜根据区域内地形地势排布重力流管道，在较低地势位置设置处理站；
（3）处理站达标出水需就近排放，其位置宜靠近可承纳自然水体；
（4）处理站位置需便于施工和管理维护。
3工艺选择
3.1原位处理
在污水原位处理设施设计中，采用了应用广泛的生态处理工艺——人工湿地，该工艺具有投资少、运行费用低和处理效果好等优点。适用于零散居住的单户或联户农户生活污水的原位处理。工程设计中，人工湿地系统占地面积为3～5m2/户，采用单户或相邻2～3户合建一套系统的模式，单户处理规模为1.6m3/d。
人工湿地系统底部为基质层，基质部分分为防渗层、填料层、隔离层和土壤层，基质层上方种植芦苇和美人蕉等植物，通过模拟自然湿地，应用基质、植物和微生物的共同作用通过过滤、吸附、植物吸收、菌群分解等作用去除水中污染物[1]。其出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002，以下简称《排放标准》）一级A标准。
3.2集中处理
在污水集中处理设施设计中，采用了生物-生态组合型工艺，主要为生物滤池-人工湿地、生物接触氧化-人工湿地和膜生物反应器（MBR）+人工湿地工艺。工程设计中，处理站处理水量为自然村组中10～150户村民的污水，其处理规模为5～70m3/d，各系统出水水质均可达到《排放标准》）一级A标准。
生物滤池-人工湿地工艺的主要原理是利用生物滤池内填料及其表面生长的好氧生物膜通过吸附、分解等作用去除水中大部分污染物，并通过人工湿地系统进一步去除水中有机物、悬浮物和重金属等。系统共分为集水池、生物滤池、沉淀池和人工湿地四部分，其中生物滤池为系统核心生物处理单元，滤池内垂直分层排布滤料，顶端垂直布水，底部收集出水。该系统具有灵活组装、占地面积较小、能耗较低、环境友好等优点，但该系统生物滤池部分需设置在地面以上保证通风良好，无法进行地埋式设计。系统占地面积为1.8～2.5m2/户，设置该系统处理规模为15～70m3/d。
生物接触氧化-人工湿地工艺的主要原理是将污水依次经生物接触氧化池的缺氧池进行反硝化脱氮，并提高污染物可生化性，再进入好氧池通过硝化作用进一步去除污染物，同样增设人工湿地系统，保障出水稳定达标[2]。污水处理设施主要由调节池、缺氧池、好氧池、沉淀池、人工湿地系统组成，其中缺氧池、好氧池为生物接触氧化工艺主要单元。缺氧池中设置悬挂填料，设置硝化液回流比100～300%，好氧池内设置曝气区、填料区和稳水层。该系统具有处理效率高、耐冲击负荷能力强、挂膜简单启动较快、可进行地埋式设计等优点，但存在运行维护相对复杂等缺点。系统占地面积为2.0～3.0m2/户，设置该系统处理规模为30～70m3/d。
膜生物反应器（MBR）+人工湿地工艺的主要原理是利用膜生物反应器内部的活性污泥吸附、分解污水中污染物，同时通过膜分离技术截留水中大分子有机物，同样增设人工湿地系统进一步去除水中污染物。污水处理设施主要由调节池、膜生物反应池和人工湿地系统组成，膜生物反应池内设置曝气装置为活性污泥混合液供氧，出水膜组件用以进行泥水分离。该系统具有装置简单便于维护管理、生物量和生化活性高、抗冲击负荷能力强、可进行地埋式设计等优点，存在日常维护频次较大等缺点。系统总占地面积为2.0～3.0m2/户，设置该系统处理规模为5.0～30m3/d。
4污水收集
工程设计中需要将包括粪便污水、洗浴、洗衣和厨房污水等的农村生活污水进行收集，卫生间废水接入三格化粪池处理后由管道收集，厨房废水接入隔油池处理后由管道收集，管网设计中主要采用重力流模式，将污水输送至就地污水处理站。
5结语
在农村生活污水就地处理工程设计中，需依据区域现状、村组自然条件和设计要求等进行工程建设布局，并综合考虑各就地处理工艺优缺点和适用性进行工艺选择和设计。农村地区生活污水治理任重道远，工程实践表明原位处理、集中处理相结合的污水处理模式适用于无纳管条件的农村地区，具有良好环境效益和社会效益。
参考文献：
[1] 黄锦楼，陈琴，许连煌．人工湿地在应用中存在的问题及解决措施[J]环境科学，2013，34(1)：401-408．
[2] 江伟. 生物接触氧化+人工湿地组合工艺处理农村生活污水[J]上海水务，2017，33(2)：54-56．
论文作者:袁红丹
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/8
标签：污水论文; 湿地论文; 农村论文; 系统论文; 生物论文; 滤池论文; 污水处理论文; 《防护工程》2018年第19期论文;