村生活污水处理工程设计方案.docx

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村生活污水处理工程设计方案

XX市XX区XX镇XX村

农村生活污水处理工程

设

计

方

案

XXXX环保工程有限公司

20XX年X月

XX市XX区XX镇XX村农村生活污水处理工程

设计方案

审定：

审核：

项目总负责：

参加人员：

XXXX环保工程有限公司

20XX年X月

第一章项目概况

1.1.项目背景

1.1.1.项目名称

XX市XX区XX镇XX村农村生活污水处理工程

1.1.2.建设单位

XX市XX区环保局

1.1.3.编制单位

XXXX环保工程有限公司

1.1.4.项目地点

XX市XX区XX镇XX村

1.2.编制依据及范围

1.2.1.设计依据

（1）《XX市农村生活污水处理适用技术指引》

（2）XX区XX镇XX村地形测绘图资料

（3）XX区XX镇XX村村委对污水处理设施用地的要求

1.2.2.相关规范及标准

（1）《室外排水设计规范》GB50014-2006

（2）《室外给水设计规范》GB50013-2006

（3）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31-89

（4）《城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规范》CJJ60-94

（5）《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002

（6）《污水综合排放标准》GB8978-199

（7）《城市杂用水质标准》GB/T18920-2002

（8）《地表水环境质量标准》GB3838-2002

（9）《给水排水制图标准》GBJ106-87

（10）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

（11）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

（12）《建筑结构设计统一标准》GBJ68-1984

（13）《砌体结构设计规范》GB50003-2001

（14）《建筑桩基技术规范》GJ94-94

（15）《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002

（16）《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002

（17）《地下工程防水技术规范》DB50108-2001

（18）《供配电系统设计规范》GB50052-95

1.2.3.设计范围

本工程设计范围包括XX镇XX村污水收集系统设计，污水处理系统设计，方案比选论证，污水处理技术方案设计，以及项目投资概算等。

1.3.设计原则

（1）认真贯彻相关方针政策

农村污水处理和收集工程设计，应符合XX市的方针、政策，落实《XX市农村生活污水处理适用技术指引》的各项指标，做到污水处理和投资效益及改善和保护环境相结合。

（2）依据农村实际情况，采取自然生态的处理技术

根据农村生活污水水量少、水质单一及管理水平薄弱的特点，采用微动力，管理简单的自然生态处理技术，如氧化塘、湿地等处理技术等。

（3）充分利用现有自然条件

可考虑充分利用现有沟渠作为污水的收集设施，利用现有低洼地或池塘作为污水处理的设施。

（4）经济适用、操作简便的原则

农村污水的收集及处理设施应结合当地经济发展状况，因地制宜地选择材料和施工方法，降低工程造价及运行成本，尽量做到管理方便，操作简单，能耗小等，减轻污水处理对村民带来的经济压力。

1.4.村庄概况

XX村位于XX区XX镇南面，南临流溪河，广清高速公路贯穿南北。

全村面积5平方公里，耕地面积167公顷。

辖有三元岗、XX2个自然村，13个经济合作社。

常住人口约6700人，包括流动人口高峰时达到1万人左右。

该村以第一产业为主，由于该村耕地面积较多，发展农业为主要方向。

特别是种植业及养殖业，种植业方面以蔬菜种植为主；养殖业方面，该村拥有1300多亩的鱼塘，水产养殖方面有较大的发展空间。

该村目前尚无独立的污水收集管网，生活污水及雨水采用合流的形式，基本上通过村里的明沟或混凝土管排到附近的池塘，池塘的水满后自然溢流至附近河涌或灌溉渠，最后流入流溪河。

部分靠近流溪河的居民生活污水直接排入流溪河。

大量的生活污水排至池塘，使池塘受到严重污染，出现富营养化状态，有些并伴有恶臭气味产生，对村民的生活环境带来不良的影响。

村内大多数路面已实现硬化。

1.5.存在问题

1.5.1.排污现状

经对XX区XX镇XX村排污现状现场勘察，其排污系统存在一些问题，主要有以下几点：

（1）部分新建房屋和旧房卫生设施在改造过程中，虽然建有化粪池，但却没有排放设施，造成蚊蝇孳生，污水四溢，臭气逸散，导致周边环境恶化。

（2）居民区排污系统的排放方式主要采用雨污合流的方式，每个巷子都设有排水明渠或暗渠，通过村内的排污渠旱季时收集污水，雨季时同时收集雨水，然后排至池塘内，池塘水位高时，自然溢流至附近河涌或灌溉渠，最后到达流溪河。

一到晴天气味难闻，严重污染生活环境。

（3）污水未经处理排入灌溉渠，对农业灌溉水造成了污染。

（4）村内大小明暗渠道无数，有不同程度的淤积，卫生条件较差，村中污水排至池塘及河涌，对池塘和河涌造成严重污染。

因此必须尽快加以整治，将污水收集从沟渠明流改为管道暗流，引至污水处理站进行集中处理；将雨水通过原有沟渠收集后排至池塘，从根本上解决污水横流、恶臭扑鼻、污染严重的现状。

1.5.2.地势地貌

XX区XX镇XX村由于东部和西部各有一小山丘，整体地势呈现高低起伏，最大高差为20m。

居民居住面积较大，人口较多，纳污范围大，污水管道工程量大。

1.6.项目建设必要性

（1）实施本项目，是我省“十一五”规划提出建设新农村的需要

根据农村污染治理力度小，污染问题已显突出的情况，为加强水环境治理力度，提高农民生活条件，确保农民群众身体健康，为此，我省“十一五”规划提出建设新农村，开展农村环境治理工作。

（2）实施本项目，是改善XX村环境，提高人民生活水平的需要

根据XX村的现状，将建设结合污水处理及生态景观于一体的设施工程。

在解决XX村水污染问题的同时，利用人工湿地等处理技术，美化村容村貌。

1.7.项目建设场地概况

XX村污水收集及处理系统的建设场地拟充分利用村公共用地，其中部分管道工程需占用村里的内街小巷，污水处理站拟利用村口现有的一片空地作为建设用地，该处为村内公共闲置用地，地势较低，满足污水收集管道的敷设条件，占地面积约1000m2。

污水处理设施选址在公路、铁路沿线的安全保护范围以外，非基本农田保护区，现状如图1-5。

图1-5污水处理站选址现状

第二章污水收集系统设计方案

2.1.排水现状

XX区XX镇XX村居民区排污系统的排放方式主要采用雨污合流的方式，每个巷子都设有排水明渠或暗渠，通过村内的排污渠旱季时收集污水，雨季时同时收集雨水，然后排至池塘内，池塘水位高时，自然溢流至附近河涌或灌溉渠，最后到达流溪河。

部分靠近流溪河的居民生活污水直接排入流溪河。

另外，村内大小明暗渠道无数，有不同程度的淤积，卫生条件较差，村中污水排至池塘及河涌，加上村内的内街小巷比较狭窄，给管道施工带来一定难度。

2.2.设计内容

（1）雨水

根据XX村的地形特点及村内道路基本上已硬化的现状，村里的雨水排放系统拟利用现有的排水沟渠作为排出设施排至池塘，并对其进行清掏和修复，部分未做雨水沟渠的地方采用地面漫流的形式排放至池塘或由村里自行修建。

本设计不包含雨水的收集系统的新建或改建工程。

（2）污水

污水收集将新建污水管道收集系统，主要收集各住户的生活污水，如化粪池出水、厨房出水及洗涤池出水等，污水收集采用管道连接至各家各户方式。

2.3.排水体制

设计排水系统采用雨、污分流制。

2.4.污水收集系统设计原则

（1）根据村庄建设情况，该村排水体制采用分流制。

（2）污水管道设计应结合的污水处理站的地理位置，以就近接入、减少投资为原则。

（3）宜近远期结合，力求做到近期可行，远期合理。

（4）污水管网布置宜充分利用地形地势，尽可能采用重力流，减少提升。

（5）根据污水管道现状及敷设条件，合理控制污水截污管的埋深。

（6）依据村内实际排水总量，选择合适的截污管径。

2.5.雨水管道设计方案

目前，村内采用合流制的排水方式，通过巷子里的排水渠排出污水和雨水，到达池塘后再溢流至附近河涌或灌溉渠。

现拟将原有的排水渠改作雨水渠排至池塘，然后在每条内街小巷内新建一排污管道，收集各家各户所排放的生活污水，将污水集中收集至污水处理站处理。

2.6.污水管道设计方案

2.6.1.新建污水管道设计方案

村内污水排水管道分为主管和支管两大部分，其中主管将沿村内的主要道路铺设，管径为DN300～DN400，根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）及《XX市农村生活污水处理适用技术指引》的规定，埋深约为1米，坡度根据实际地形确定，平坦段不小于2‰；支管主要在内街小巷内铺设，管径一般采用DN150～DN200，埋深一般为0.5m，坡度沿现有内街向主管道放坡。

当巷道内有位置敷设污水管道时，将污水管紧挨现状雨水排水沟建设，并且在满足排水要求的情况下，尽可能减少埋设深度。

当巷道内没有位置敷设污水管道时，将原有合流沟渠改造为污水收集渠，雨水采用地表漫流的方式排放。

由于XX村城镇化程度较高，经济条件良好，土地资源较为紧张，村无法提供更多可利用的土地资源作为污水处理设施的建设用地，只能提供村口一面积约1000m2的空地作为处理设施的建设用地，根据村内实际的人口分布、地形地势和排水现状，拟建一个污水处理站，收集该村新1社、唐1社、2～5社、11社及新村共7个社的农村生活污水，服务人口约6000人。

居民用水量按135L/人·d计，排水量按总用水量的80％计算，则总污水量为648m3/d。

污水主管道在符合规范要求的前提下采用浅埋的原则沿村主道路敷设，由高地势向低地势收集污水，最后汇集至污水处理站。

污水管道走向及污水站布置如图2-2所示（详见设计图纸）。

编号

名称

规格

单位

数量

备注

1

UPVC排水管

Φ160

米

2332

2

UPVC排水管

Φ200

米

7512

3

HDPE双壁波纹管

Φ300

米

1834

环刚度为8KN/m2

4

HDPE双壁波纹管

Φ400

米

1070

环刚度为8KN/m2

5

方形砖砌检查井

500×500

个

268

详参国际S5

（二）

6

圆形砖砌检查井

Φ700

个

124

详参国际S5

（二）

由于广清高速公路贯穿村南北，三元岗村部分的污水主管道需穿越广清高速公路铺设至污水处理系统。

该部分的污水管道沿广清高速公路下方的预留通道（村道）进行铺设，其现状如图2-3所示：

图2-3广清高速公路预留通道现状

2.6.2.管道定位及管径确定

XX村目前已建有雨污合流的沟渠，大部分都是紧贴化粪池和房屋外墙而建，考虑这个因素，宜将污水管道紧挨现有雨水排水沟建设（如图2-4所示），在满足排水标高要求的情况下，应尽可能减少敷设深度。

图2-4排水管道定位模式

本方案污水管道设计最小管径为DN150，在保证管道流速不小于规范规定的最小流速的前提下，采用管道坡度为0.01，支管覆土深度不小于0.3米，不超过0.5米，污水收集干管及总管按照收水面积的大小逐级扩大到DN300～DN400，覆土高度不小于0.50m，管道坡度不小于0.002。

污水管道起点位置处的埋深还需满足该区域接户管接入的要求。

在管道交汇处、转弯处、管径及坡度改变处设置φ700砖砌圆形污水检查井；在没有交汇处的直管上，每间隔一定的距离设置一座圆形检查井，便于对管道的检查和修理。

污水检查井做法参照国标02S515，检查井井盖采用市政标准盖。

为保证水流畅通，在支管上，每隔30米设置一500×500的砖砌方形检查口。

2.6.3.管材选择

对小于等于DN200的污水管道采用UPVC管，大于DN200的污水管采用HDPE双壁波纹管。

HDPE管管材环刚度不小于8KN/m2，弯曲受拉极限强度不小于80MPa。

新型塑料管及传统钢筋混凝土管比较具备的优点如下：

（1）满足技术要求的强度和刚度；

（2）水力特性优于传统钢筋混凝土管；

（3）接口的密封性可靠，渗漏少，对地下水的污染小；

（4）使用寿命长，耐腐蚀性能高；

（5）安装、铺设方便；

（6）综合造价低。

2.6.4.设计充满度及流速

重力流污水管道按非满流计算，管径为DN200～DN300的污水管道最大设计充满度为0.55，DN400的污水管道最大设计充满度为0.65。

排水管渠的最小设计流速，应符合下列规定：

（1）污水管道在设计充满度下为0.6m／s。

（2）雨水管道和合流管道在满流时为0.75m／s。

（3）明渠为0.4m／s。

第三章污水处理工艺选择

3.1.污水量预测

3.1.1.纳污范围

根据污水排水管线收集方案中确定的污水处理设施，污水处理站的服务范围包括新1社、唐1社、2～5社、11社及新村共7个社，人口约6000人。

工程纳污范围见设计图纸。

3.1.2.人均综合生活污水量指标

农村生活污水用水量一般为120～150L/cap·d，考虑XX村污水管道收集系统采用分流制，且管道系统采用密闭管道，管道标高高于水位标高，不考虑地下水渗入，污水排放系数取0.8，则人均综合生活污水量取值为108L/cap·d。

3.1.3.人口

污水处理站服务人口约6000人，其中西部旧村约2000人，东部新村约4000人，一部分为外来人口。

3.1.4.污水处理站处理规模

污水量＝人均综合生活污水量指标×人口数

污水处理站建设规模：

108L/cap·d×6000人＝648m3/d

污水处理站的设计处理能力以650m3/d设计。

3.2.设计进、出水水质

3.2.1.设计进水水质

根据对XX村现场进行勘察和对水样进行取样分析，结合《XX市农村生活污水处理使用技术指引》对农村污水典型水质的收集和调研，本设计方案设计进水水质见下表：

单位：

mg/L，pH除外

项目

CODCr

BOD5

SS

NH3-N

TP

PH

指标

150～200

120～150

150～200

15～25

2.0～2.5

6～9

3.2.2.设计出水水质

根据该村的实际情况，污水经处理后，排回村内原排水渠，用于农业灌溉，依据《农田灌溉水质标准》，设计出水水质见下表：

序号

作物分类标准值项目

水作

旱作

蔬菜

1

生化需氧量（mg/L）

≤

60

100

40a，15b

2

化学需氧量（mg/L）

≤

150

200

100a，60b

3

悬浮物（mg/L）

≤

80

100

60a，15b

4

阴离子表面活性剂（mg/L）

≤

5.0

8.0

5.0

5

粪大肠菌群数（个/L）

≤

4000

4000

2000a，1000b

a.加工、烹调及去皮蔬菜。

b.生食类蔬菜、瓜果和草本水果。

3.3.技术选择依据

（1）农村污水水量少，没有混杂工业废水，成分单一，容易处理，宜选择简单的处理技术。

（2）农村缺乏技能全面的专业技术管理人员，宜选择运行维护管理方便、简单的处理技术。

（3）由于XX村可利用土地资源较紧，结合村委意见，采用占地较少的工艺进行处理。

3.4.污水处理技术概述及比较

3.4.1.厌氧水解

厌氧水解利用厌氧微生物的水解和产酸作用，将污水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于降解的小分子有机物，使得污水在后续的处理单元以较少的能耗和较短的停留时间下得到处理。

据调查，广东省农村现使用的污水处理技术主要是厌氧水解技术，实际使用情况表明，该技术简单、经济，易于在农村重点推广。

厌氧水解技术的优点有：

a.可完全建设在地面以下，设施隐蔽，安全且不妨碍人通行；

b.处理能力大，对冲击负荷有较强的适应性，污泥生成量少，不用外加能耗，基本无运行成本，投资少，效率高；

c.施工简便，运行维护管理简单。

缺点是：

a.受到低浓度废水的限制，在处理低浓度废水时污染物去除率较低；

b.不具有去氮、除磷的作用，有时候氮、磷含量还会有所增加；

c.对温度和有毒物质等外界因素较敏感。

3.4.2.生态沟

生态沟是利用水生植物、微生物和沟渠沉积物组成的微观系统对污水中的氮、磷和有机物进行截流和吸收，使污水中的氮、磷和有机物沿程和随时间递减的水处理技术。

3.4.3.氧化塘

氧化塘是经人工改造的具有处理污、废能力的自然池塘，是一种构造简单，维护管理方便，处理效果稳定，节省能源的净化系统，其净化过程及自然水体的自净过程相似。

污水在塘内经过较长时间的停留、贮存，通过微生物的代谢活动，菌藻互相作用或菌藻、水生生物的综合作用使有机污染物和其他污染物质得到降解和去除。

其优点有：

a.结构简单，基建投资费用低；

b.运行费用低，维护和维修简单、便于操作，能有效去除污水中的有机物和病原体，无需污泥处理；

c.能承受污水水量大范围的波动，其适应能力和抗冲击能力强；

d.美化环境，形成生态景观。

缺点是占地面积过多；处理效果受气候影响较大；若设计或运行管理不当，容易造成二次污染。

3.4.4.跌水充氧技术

跌水充氧技术，是利用污水提升泵提升污水或利用地势差，使污水分级跌落，形成水幕及水滴自然充氧，无需曝气装置，在降低有机物的同时，去除氮、磷等污染物。

跌水充氧技术的优点如下：

a.跌水充氧系统比鼓风曝气系统操作更加简单，设备数量少，系统简单。

在跌水充氧系统中只有水泵、控制系统等设备和一些必须的构筑物。

b.对于跌水充氧来说，可以因地制宜的设计，将山地丘陵的劣势化为优势，利用地势高差跌水充氧，从而减少土石方的开挖和混合液曝气所需电能的消耗。

3.4.5.人工湿地技术

人工湿地是一种人工建造和监督控制的，及沼泽地类似的地面。

湿地处理就是利用低洼湿地和沼泽地处理污水的方法。

污水有控制地投配到种有芦苇、香蒲等耐水性、沼泽性植物的湿地上后，通过土壤的渗滤作用及其培植的水生植物和水生动物的综合生态效应，达到净化废水及改善生态环境的目的。

人工湿地对废水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用。

湿地系统成熟后，填料表明和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。

废水流经生物膜时，SS被填料和植物根系阻挡截留。

有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。

湿地床系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次呈现好氧、缺氧和厌氧状态，保证了废水中氮、磷不仅能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收，而且可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除，最后湿地床填料的定期更换或栽种植物的收割而使污染物最终从系统中去除。

湿地处理可用于污水的直接处理或深度处理。

人工湿地技术具有以下优点：

a.人工湿地系统最大的特点是基本不用能耗，具有高效率、低投资、低运行费用、低能耗，维护简单，处理量灵活，处理效果好等优点；

b.人工湿地技术不仅可以有效而经济地净化水质，而且能利用废水中的营养物质和水，促进农作物繁殖，饲养水产，节省能源，绿化并改善环境，建立良好的生态环境；

c.若设计合理，运行管理严格，其处理废水效果稳定；

d.对于小流量污水及间歇排放的废水处理更为适宜，耐污及水力负荷强，抗冲击负荷性能好；

缺点是：

占用土地面积较大，对恶劣气候抵御能力弱，净化能力受作物生长成熟程度的影响大。

3.4.6.活性污泥法处理技术

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理技术。

废水中的有机物等被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养，代谢转化为微生物细胞或氧化为二氧化碳和水等最终产物，废水由此得到净化处理。

活性污泥法包括普通活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、延时曝气活性污泥法、AB两阶段活性污泥法、序批式活性污泥法（SBR）、氧化沟、厌氧-好氧活性污泥法、好氧-缺氧-好氧活性污泥法、厌氧-缺氧-好氧活性污泥法等技术，目前这些技术都已成为城市生活污水的主要处理方法。

影响活性污泥系统运行的因素很多，包括混合液污泥浓度、空气量、污水量、污水的水质、营养情况、温度等。

活性污泥法要求在曝气池内保持适宜的营养物及微生物的比值，供给所需要的氧，使微生物很好地和有机物相接触，并保持适当的接触时间。

在运行过程中应通过运行情况不断调整供气、污泥浓度等因素，确定合适的供气量、污泥浓度和沉淀、排水、排泥及闲置时间关系，确定最佳的运行模式，以达到最佳的出水水质、最经济的运行方式，重点要注意启动和运行调整以及防止污泥膨胀等问题。

活性污泥法在管理上技术要求较高，设备投资高，运行维护成本高，自动化程度要求高，处理效率高，占地较少，适用于经济条件好，处理水量大，用地紧张的地区。

3.4.7.生物接触氧化法

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法及生物滤池之间的生物膜法污水处理工艺。

其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将污水中的有机物氧化分解，达到净化目的。

池体内污水处于流动状态，以保证污水及污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水及填料接触不均的缺陷。

该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。

生物接触氧化法具有以下特点：

a.净化效率高，处理所需时间短；

b.由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；

c.由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；

d.剩余污泥量少，不必进行污泥回流，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。

3.4.8.厌氧水解－好氧处理

厌氧水解酸化+好氧处理工艺兼有厌氧水解和好氧处理的特点，其工艺特点及单独的厌氧水解或好氧工艺相比，具有以下优越性：

a.由于在厌氧阶段可大幅度地去除水中悬浮物或有机物，其后续好氧处理工艺的污泥量可得到有效减少，设备容积也可缩小；

b.厌氧工艺的产泥量远低于好氧工艺（仅为好氧工艺的1/10～1/6），并已高度矿化，易于处理。

同时其后续的好氧处理所产生的剩余污泥必要时可回流至厌氧段，以增加厌氧段的污泥浓度，同时减少污泥的处理量；

c.厌氧工艺可对进水负荷的变化起缓冲作用，从而为好氧处理创造较为稳定的进水条件；

d.厌氧处理运行费用低，且其对废水中有机物的去除可节省好氧段的需氧量，从而节省整体工艺的运行费用。

e.重要的是当厌氧控制在水解酸化阶段时，可为好氧工艺提供优良的进水水质条件，提高废水的可生化性，从而提高好氧处理的效能，而且可利用产酸菌种类多、生长快及对环境条件适应性强的特点，以利于运行条件的控制和缩小处理设施的容积。

3.5.工艺选择

3.5.1.工艺选择原则

农村污水处理厂的建设和运行由于受到地方特点等多种因素的制约和影响，处理工艺的优化选择对处理设施的投资和运行管理尤为关键。

因此，必须从整体优化的观点出发，综合考虑当地农村的客观条件、水质特点、性质及处理后出水水质的要求，提出最佳的污水处理工艺方案。

污水处理工艺选择原则：

（1）技术可靠，满足出水水质要求。

（2）运行管理、维护方便，操作灵活，对进水水量、水质变化有相应的抗冲击能力。

（3）经济合理，在满足处理效果的前提下，节约基建投资和运行管理费用。

3.5.2.处理工艺方案

（1）工艺技术方案

XX村城镇化程度较高，村内用地相对紧张，村委只能提供村口现有一公共闲置空地作为污水处理设施的建设用地，面积约