农村生活污水处理技术指引

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农村生活污水处理技术指引
二零一八年十二月
目录
前言 (1)
1编制目的 (2)
2基本原则 (2)
3适用范围 (3)
4一般要求 (3)
4.1建设要求 (3)
4.2规划设计要求 (3)
4.3选址要求 (3)
4.4收集要求 (4)
4.5处理要求 (4)
5农村生活污水排放标准 (5)
5.1设计污水量 (5)
5.1.1设计原则 (5)
5.1.2设计依据 (5)
5.1.3设计公式 (6)
5.2设计水质 (8)
5.3分级与限值 (8)
5.3.1 标准分级 (8)
5.3.2 排放限值 (10)
6农村生活污水收集 (10)
6.1污水收集方式 (10)
6.2污水收集管渠要求 (11)
6.3污水收集管材选择 (13)
7农村生活污水处理 (13)
7.1污水处理流程 (13)
7.2污水处理模式 (14)
7.3污水处理技术推荐 (15)
7.3.1化粪池 (17)
7.3.2沼气池 (19)
7.3.3人工湿地 (21)
7.3.4自然稳定塘 (23)
7.3.5生物滤池 (24)
7.3.6净化槽 (25)
7.3.7多种技术组合模式 (27)
8污泥处理与处置 (33)
9项目施工与验收 (33)
10运行与维护 (35)
11工程实例 (37)
11.1水解酸化+垂直流人工湿地组合处理技术 (37)
11.2缺氧/好氧+垂直流人工湿地组合处理技术 (39)
11.3缺氧/好氧处理技术 (43)
前言
为积极推动《AA省农村人居环境整治三年行动方案(2018-2020年)》,改善我省农村人居环境质量,指导各市县开展农村生活污水治理工作,AA省生态环境厅组织编制了《AA省农村生活污水处理技术指引》。

本册指引包括11章内容:编制目的,基本原则,适用范围,一般要求,农村生活污水的排放标准、收集与处理,污泥处理与处置、项目施工与验收,运行与维护和工程实例,主要涵盖了农村生活污水的收集、处理和排放等三大部分,重点解释了污水、污泥、项目验收和治理设施运行与维护等四方面内容。

本指引可供AA省生态环境部门、设计单位、农村基层组织和其他农村用户在开展农村生活污水治理时参考使用。

本指引为首次修订,将根据AA省农村人居环境管理需求和农村生活污水处理技术发展情况适时再修订。

在实施过程中如有完善或补充建议,请与AA省环境科学研究院联系。

本指引自印发之日起施行,2016年11月16日原AA省生态环境保护厅印发的《AA省农村生活污水处理技术指引(试行)》同时废止。

1编制目的
为推进AA省农村人居环境质量改善,防止农村生活污水直接排放引起环境污染,切实改善农村居民生活条件,改变农村村容村貌,规范农村生活污水处理设施设计、建设和运行管理,特编制本指引,作为生态环境部门、设计单位、农村基层组织和其他农村用户使用的农村污水治理指导性文件。

2基本原则
城乡统筹。

靠近城区、镇区且满足市政排水管网标高的接入要求,宜就近接入市政排水管网,使农村生活污水处理与农村环境综合整治、美丽乡村建设相衔接。

因地制宜。

应根据村庄所处区位、人口规模、集聚程度、地形地貌、排水特点、排放要求及当地经济承受能力等具体情况,采用适宜的污水收集和处理模式进行农村生活污水处理。

经济适用。

优先选用工程造价低、运行费用少、低能耗或无动力、操作简单、维护方便的生活污水处理工艺,且出水水质稳定可靠。

资源化利用。

提倡推广应用新技术、新材料、新工艺、新设备处理农村生活污水,在污水收集时,要注意雨污分离,鼓励农村生活污水处理达标后再利用。

3适用范围
本指引适用于农村生活污水处理设施的建设选址要求、污水排放限值(处理规模小于500m3/d)、污泥处理处置、项目验收、运行与维护管理。

4一般要求
4.1建设要求
AA省农村生活污水处理工程建设应综合考虑农村环境综合整治规划,正确处理近期与远期、集中与分散、排放与利用的关系。

污水处理工程按照工程项目建设程序进行,设计和施工应委托有资质的单位进行,做到保护环境,节约土地,经济合理,安全可靠。

4.2规划设计要求
污水处理设施建设应坚持“科学规划、因地制宜、分散处理、生态循环、就近回用”原则。

农村生活污水水质水量变化大,采取工艺应满足抗水量水质变化、易维护、简运行、低能耗条件。

设计文件应对验收程序和材料提出要求。

4.3选址要求
污水处理设施选址应结合村庄建设规划,根据污水汇流特点、地形特点、管网高程和当地主导风向等综合确定。

污水处理站的工艺流程、竖向设计宜充分利用地形,符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求。

一般选择地势低洼、土地利用价值低的地段,原则避开水源地等生态敏感区域。

4.4收集要求
按照(6.1)进行污水收集,并结合村庄现状,因地制宜,逐步改造并实现雨污分流。

家庭式畜禽养殖废水经沼气池或化粪池预处理后出水、农村居民住宅粪便污水和其他生活污水(主要包括洗浴、洗衣和厨房污水等)应分开收集后接入排水管网。

规模化畜禽养殖废水禁止直接接入排水管网,应单独收集处理。

家庭式畜禽养殖是指农村地区单户家庭养殖的、年出栏量<50头生猪的养殖。

规模化畜禽养殖是指年出栏量≥50头生猪的养殖。

其中,养殖规模以生猪为单位当量计量,简称猪当量。

排污量的折算方法为:20 只蛋鸡折算成1 头猪当量,35 只肉鸡折算成1 头猪当量,1 头奶牛折算成10 头猪当量,1 头肉牛折算成7 头猪当量,3 只羊折算成1 头猪当量。

4.5处理要求
因地制宜地选择运行稳定、操作简便、管理简单、投资适当、处理效果好的生活污水处理技术。

对单户或联户型的生活污水,鼓励采用分散式处理模式,例如小型无动力的处理设施。

对人口密集、污水排放相对集中的村落或片区的生活污水,宜采用村庄集中式处理模式。

对城镇郊区以及距离城镇污水处理厂或市政管网较近的村庄,宜采用纳入城镇排水管网处理模式。

在运行过程中,注意减少处理设施污泥、臭气和噪音等对人居环境的影响。

5农村生活污水排放标准
5.1设计污水量
5.1.1设计原则
当农村生活污水排放呈不连续状态时,污水处理设施的设计流量应按下列原则确定:
(1)调节设施前的处理设施的设计流量应按最高日最高时污水量设计;
(2)调节设施后的处理设施的设计流量应按平均时污水量设计。

5.1.2设计依据
由于地形、地质及生态环境差异,AA省水资源量分布不均衡,部分农村存在区域性缺水。

在对AA省具体某一农村用水量及污水量估算时,除参考平均用水量(表5-1)外,应实地调查该区域是否存在地区性缺水、是否存在较多的经营生产活动,根据实际情况进行估算。

其中,人均纯收入>6000元/(人·a)属于经济状况好的发达型农村,人均纯收入3500-6000元/(人·a)属于经济状况较好的较发达型农村,人均纯收入<3500元/(人·a)属于经济状况较差的欠发达型农村。

详见表5-1所示。

表5-1 AA省农村居民生活用水量参考值
备注:1.存在有洗衣污水室外泼洒、厨房污水喂猪等习惯的农村可取下限值;
2.存在但不只包括有农家乐、民宿等排水设施完善的农村可取上限值。

5.1.3设计公式
生活污水产生量可参照下列公式进行估算:
Q=q×n×a×k d
式中:Q—日处理污水量(L/d);
q—人均日生活用水量(L/人·d);
n—当地常住人口(人);
a—污水系数;
k d—日变化系数。

设计水量时应与当地排水系统普及程度相适应,充分考虑当地雨水排放条件,尤其是雨污不分流的地区,应根据汇水地区性质、地形特点、气象条件等因素确定,可按当地用水定额的60%~90%采用。

污水系数是生活用水量转化成污水的权重。

一般是0.6~0.9,具体可按各分项排水量采取如下方法取值:洗浴和冲厕排水量可按相应用水量的70%~90%计算;洗衣污水为用水量的60%~80%计算;厨房排水则需要询问村民是否有它用(如喂猪等),如果通过管道排放则按用水量的60%~85%计算。

生活污水量的日变化系数(k d)是指最高日污水量与平均日污水量的比值。

选取时应考虑农村节假日、旅游旺季等阶段性的生活污水排放情况,有实际生活污水量变化资料时采用实测数据。

当上述公式的各因数缺少实测数值时,可参考《镇(乡)村排水工程技术规程》
(CJJ124-2008)、《室外排水设计规范》(GB50014-2006)和《AA省用水定额》(DB46/T449-2017)等文件要求综合确定。

5.2设计水质
(1)设计进水水质应以实测值为基础分析确定,其监测方法(取样、样品处理与贮存、分析化验等)应符合《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T91-2002)中要求的水污染物监测分析方法。

(2)在缺乏实际测量条件,或无法取得实测资料时,可参考同类型污水水质设计参数资料。

当地有类似水质设计参数时,应优先选用当地的水质设计参数。

5.3分级与限值
5.3.1 标准分级
(1)农村生活污水处理设施污染物排放标准限值分为一级标准、二级标准和三级标准。

(2)农村生活污水就近纳入城镇污水管网的,执行《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)。

(3)农村生活污水处理规模在500m3/d以上(含500m3/d)的,执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)。

(4)污水处理设施出水排入用于农业灌溉、景观回用等用水途径明确的水体,执行国家或地方相应的回用水水质标准。

(5)饮用水源保护区内的原住居民住宅暂允许保留,仅针对原住居民的非经营性新农村建设、安居工程建设项目,可以在饮用水水源二级保护区内保留,产生的生活污水必须进行收集处理,为上述情形配套建设的污染治理设施可以在饮用水水源保护区内保留,但处理后的污水原则上引到保护区外排放,不具备外引条件的,可通过农田灌溉、植树、造林等方式回用,或排入湿地进行二次处理。

(6)农村生活污水处理规模在500m3/d以下的,执行表5-2的标准。

具体如下:
①污水处理设施出水排入GB3838 地表水Ⅲ类水域(划定的饮用水水源保护区和游泳区除外)、GB3097 海水二类水域和湖、库等封闭或半封闭水域,执行一级标准。

②污水处理设施出水排入GB3838 地表水Ⅳ、Ⅴ类功能水域或GB3097 海水三、四类水域,执行二级标准。

③非重点控制流域和非水源保护区的村庄的污水处理站,根据当地经济条件和水污染控制要求,采用一级强化处理工艺时,执行三级标准。

④污水处理设施出水排入村庄附近池塘等稀释能力较小、环境功能未明确的小微水体,应根据受纳水体的环境容量大小限定排放标准。

5.3.2 排放限值
AA省农村生活污水处理设施水污染物排放限值见表5-2。
表5-2农村生活污水处理设施水污染物排放限值
单位:
备注:AA省农村生活污水地方标准出台后执行地方标准。

6农村生活污水收集
6.1污水收集方式
农村生活污水收集应根据农村地理环境、自然条件、经济水平、环境目标、现有管网建设基础等综合因素,以单户、自然村、行政村为单位进行污水收集。

农村污水收集方式见表6-1。
表6-1农村污水收集基本模式
6.2污水收集管渠要求
(1)村庄污水管网中的主干管径选择以处理规模为依据,但原则上不宜小于300毫米,山区村庄主干管径不宜小于200毫米,最小设计坡度0.3%;污水支管径一般不宜小于200毫米,最小设计坡度0.4%;卫生间冲厕排水管径不宜小于100毫米,坡度宜取0.7~1.0%;生活洗涤水排放管管径不宜小于50毫米,坡度不宜小于2.5%;管道在车行道下埋深不宜小于0.7米,在绿化带下或庭院内的管道覆土深度不宜小于0.4米。

(2)埋地管道沟槽底部应平整,管道周围宜填充砂或石粉等,不得使用建筑渣土和块石回填。

利用村内地势差和现有沟渠收集村庄污水时,应采取密封和防渗措施。

(3)管道坡度应符合设计要求,严防出现倒坡。

接口严实,涂上防水胶,确保无渗漏。

承插口管安装时应将插口顺水流方向,承口逆水流方向由下游向上游依次安装。

当管道坡度不能满足设计要求时,可酌情减小,但应采取防淤、清淤措施。

(4)污水管道和暗渠应设检查井,检查井设置间距为30~50米,管网呈90度转角时应设置相应的检查井。

具体设计要求符合《室外排水设计规范》(GB50014-2006)。

(5)盖板渠的底宽,不宜小于0.15米。

用砖或混土块铺砌的明渠可采用1:0.75-1:1的边坡。

(6)黑水(如厕所粪便污水)需先排入化粪池预处理后,再与灰水(如厨房污水、洗涤洗浴污水)流入排水管。

厨房污水应隔除杂物后才和洗浴污水直接进入排水管。

6.3污水收集管材选择
污水管网材质选择视经济条件决定,经济状况好、城乡集镇区、管网集中、环境目标要求高、排水量大的情形,可采用UPVC管、HDPE 管相结合;经济状况较好、城乡集镇区、管网较集中、环境目标要求较高、排水量较大的情形,可采用玻璃钢管、UPVC管;经济状况较差、管网分散、排水量不大的村镇,可采用混凝土管、UPVC管。

7农村生活污水处理
农村生活污水包括了黑水(粪便污水)和灰水(洗浴、洗衣和厨房等污水)。

粪便污水、畜禽养殖废水须先经防渗化粪池或沼气池处理后优先资源化利用,少量尾水可与洗浴、洗衣和厨房污水等一同进入污水收集与处理系统进行处理。

原有不防渗的化粪池须进行防渗改造,且定期对化粪池清粪处理。

7.1污水处理流程
农村生活污水处理按处理程度可分为一级处理、二级处理和三级处理。

在实际应用中可根据污水特征及处理要求采用单级处理或多级处理。

一是预处理(也称为一级处理)。

主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质(SS)和部分BOD5。

该级处理技术一般作为后续处理的预处理单元,原则上在整个净水流程中应至少有一个预处理单元。

二是生物处理或生物化学处理(又称为二级处理)。

主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物质(以BOD5和CODcr物质为主)。

经二级处理后可大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物质。

三是深度处理(又称为三级处理)。

主要去除生物难降解的有机物质、营养物质(氮和磷)和溶解盐类等。

当出水水质要求较高时,就需要在二级处理后进行三级处理。

对于某一种受纳水体来说,采用怎样的处理工艺,需根据污水的水质和水量、回收价值、排放标准、工艺特点以及经济条件等,通过调查、分析和技术经济比选后才能确定。

必要时,还要进行试验研究。

7.2污水处理模式
目前,我国农村生活污水处理模式分为分散处理模式、村庄集中处理模式和纳入城镇排水管网模式三种。

农村生活污水的治理必须因地制宜,可根据农村的具体现状、自然风俗以及经济条件选择适合的处理模式。

一是分散处理模式。

即将一户或者是附近几户的生活污水分片收集之后,进行单独处理。

这种处理模式具有出水水质好、操作管理简单、运用灵活等特点,适用于村庄分布比较分散、人口密度较低、地形较为复杂的地区。

二是村庄集中处理模式。

即将一个村庄或是相连的多个村庄的生活污水铺设污水管道进行集中收集,通过建设统一的污水处理设施或是污水处理站进行统一处理。

这种处理模式具有运行稳定、处理效率高、占地面积小等优点,适用于村庄分布密集、人口密度较大、污水排放量较大,经济条件较好的远离城镇的地区。

三是纳入城镇排水管网处理模式。

即村庄的生活污水经过污水管网收集之后,以自流或重力流排入附近的城镇污水处理厂进行处理。

这种模式具有管理方便、投资少、见效快等优点,适用于城镇郊区的经济条件较好、距离污水处理厂
或是市政管网比较近的村庄。

7.3污水处理技术推荐
综合考虑AA省农村生活污水水质特征、区域经济、地理和环境现状,本指引重点推荐了化粪池、沼气池等两种预处理技术,人工湿地、生物滤池、稳定塘等三种生态处理技术,以及由物化技术(如:过滤、消毒等)、生物技术(如:A/O、SBR等)和生态技术(如:稳定塘、生物滤池等)等工艺优化后形成的一体化处理技术。

所推荐污水处理技术的适用范围及投资估算见表7-1所示。

表7-1 农村生活污水分散式处理工程投资参考范围
一体化污水
处理
装置
村庄布局集中、规模大、经济
条件好,对水质要求较高的农

11000~22000 0.1~0.8 备注:运行成本包括材料费、人工费和设备费等。

7.3.1化粪池
(1)工艺概况
三格化粪池由相联的三个池子组成,粪便污水由进粪口进入第一池初步发酵分解;进入第二池进一步发酵分解,去除病原体及下沉虫卵;进入第三池后粪液已经腐熟,病菌和寄生虫卵已基本杀灭。

三格化粪池须进行防水、防渗处理。

见图7-1。
图7-1 三级化粪池工艺流程图
(2)造价指标
化粪池类型和材质不同,其造价亦不同。

国标砖砌化粪池与预制钢筋混凝土组合式化粪池的单池价格预算如表7-2所示。

表7-2国标砖砌化粪池与预制钢筋混凝土化粪池单池预算表
容积(m3) 1.8 2.5 15 20 40 100 国标砖砌(万元)0.17 0.21 1.37 1.42 2.51 6.27
预制钢筋混凝土(万元)/ / 0.82 1.23 2.13 4.93
(3)管理与维护
化粪池的日常维护检查包括化粪池的水量控制、防漏、防臭、清理格栅杂物、清理池渣等工作。

——化粪池距离饮用水井等取水构筑物距离应不小于30m,距其他建筑物距离应不小于5m,化粪池的位置应便于清掏池底污泥。

——当化粪池污水量小于或等于10m3/d,首选两格化粪池,第一格容积占总容积65%~80%,第二格容积占20%~35%;若化粪池污水量大于10m3/d,一般设计为三格化粪池,第一格容积占总容积的50%~60%,第二格容积占20%~30%,第三格容积占20%~30%;若化粪池污水量超过50m3/d,宜设两个并联的化粪池;化粪池容积最小不宜小于2.0m3,且此时最好设计为圆形化粪池(又称化粪井),采取大小相同的双格连通方式,每格有效直径应大于或等于1.0m。
——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,圆形化粪池直径不得小于1.0m。
——定期检查化粪池的防渗设施,以免粪液渗漏污染地下水和周边环境。

新建的化粪池要做好基底防渗,已建成但未做基底防渗的化粪池要改建,逐步实现化粪池的基底防渗。

——定期检查化粪池的密封性,要注意化粪池的池盖是否盖好,避免池内恶臭气体溢出污染周边空气。

——定期清理格栅杂物,若化粪池第一格安置有格栅时,应注意检查格栅,发现有大量杂物时应及时的清理,防止格栅堵塞。

——清理池渣。

运行1~3年后,可采用专用的槽罐车,对化粪池池渣每年清抽一次。

7.3.2沼气池
(1)工艺概况
粪便污水进入沼气池,通过厌氧生物分解降解有机污染物,约有80-85%有机物被转化为沼气,10%被沼气微生物用于自身的消耗。

寄生虫卵和病菌杀灭率达90-95%。

见图7-2。
图7-2沼气池工艺流程图
(2)造价指标
沼气池类型和材质不同,其造价不尽相同。

总体来说,沼气池的总池容较标准化粪池大,且需安装少部分软硬填料,其造价比普通化粪池高20%~25%左右。

(3)管理与维护
沼气池的日常维护检查包括防火、防窒息、防输气管堵塞或放在阴沟里、清理池渣等工作。

——污泥清掏周期:厌氧消化池2~3年,后处理区和沉砂池每半年抽一次。

——每4~5年更新聚氨酯过滤泡沫板,每10年更新软填料(半软填料可不更换)。

——注意安全,避免发生火灾、窒息事故。

——严禁有毒物质如电石、农药或家用消毒剂、防腐剂、洗涤剂等入池。

生活污水的出水在必要时进行消毒或季节性地进行消毒。

——要对出水定期进行监测,出现问题及时解决。

——防止超过设计负载的车辆驶进池面,并防止出料更换填料等操作中对池壁的机械损伤。

——要由专业人负责清除预处理池中的各种杂物(转头、瓦块、石头、玻璃、金属、塑料等),并预防进料管口堵塞。

——净化池所产沼气应按照沼气使用操作规程安全用气,严禁将输气管堵塞或放在阴沟里。

7.3.3人工湿地
(1)工艺概况
污水经过格栅、沉淀等预处理后直接进入或由提升泵抽入人工湿地系统,通过布水管道进入人工湿地的下行池,在下行池中植物及微生物的吸附等作用下得到净化,而后水流从上行池的底部向上流,再次被植物及微生物吸附降解,从而达到排放标准。

该工艺BOD5的平均去除率为85%~91%,CODcr平均去除率为52%~62%,氨氮平均去除率为55%~74%。

见图7-3、7-4。
图7-3无动力复合垂直流人工湿地工艺流程图
图7-4有动力复合垂直流人工湿地工艺流程图
(2)造价指标
人工湿地的投资和运行费一般为传统的二级污水厂的0.1~0.5倍,具体的投资费用应视地理位置、地质情况以及所采用的湿地基质而有差别。

工程统计表明,表流人工湿地建设投资费用约1500~4000元/m3,潜流人工湿地建设投资费用约2000~6000元/ m3。
(3)管理与维护
人工湿地的维护包括三个主要方面:水生植物的重新种植、杂草的去除和沉积物的挖掘。

维护费约为0.05-0.2元/m3,一般为传统的二级污水厂的1/10~1/2。

当水生植物不适应生活环境时,需调整植物的种类,并重新种植。

杂草比湿地植物生长的早,遮住了阳光,阻碍了水生植株幼苗的生长。

杂草的去除将会增强湿地的净化功能和经济价值。

由于污水中含有大量的悬浮物,在湿地床的进水区易产生沉积物堆积,运行一段时间,需挖掘沉积物,以保持稳定的湿地水文水力及净化效果。

7.3.4自然稳定塘
(1)工艺概况
污水经沉淀后进入自然稳定塘后,在塘内缓慢的流动及较长时间的停留、贮存、通过微生物的代谢活动,以及相伴的物理、化学、物理化学过程,使污水中的污染物、营养物质和有害有毒物质得到转换、降解和去除。

见图7-5。
图7-5 自然稳定塘工艺流程图
(2)造价指标
稳定塘修建的主要成本是塘体的挖掘和防渗处理。

为了减少成本,可以在地势低洼的地方进行修建,也可对农村原有的蓄水塘进行改建而成,挖掘时宜采用机械作业以减少成本。

如果土壤的入渗率较低,可以采用就地夯实的办法作防渗。

稳定塘投资造价约2000~2400元/m3。
好氧塘和深度处理塘中种植的一些观赏性水生植物会增加一些费用,这些植物应多取用当地野生品种。

这样既可以减少造价,同时当地物种也比较适应本地环境条件,能够快速成活。

(3)管理与维护
维护简单,定期对植物进行打捞,底泥5~10年清理1次。

运行维护仅有植物打捞、污泥清理费用。

7.3.5生物滤池
(1)工艺概况
污水通过预处理后,进入集水池,再由水泵抽入生物滤池,污水流经长有丰富生物膜的滤料,与生物膜中的微生物充分接触,水中的污染物被微生物吸附、降解,最终转化为二氧化碳和水,从而使污水得以净化。

该技术COD、BOD和SS去除率可达到75%~95%。

见图7-6。
图7-6生物滤池工艺流程图
(2)造价指标。

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