福建省农村环境连片整治示范工程(农村生活污水处理工程)技术指南.pdf
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1、 福建省农村环境连片整治示 范 工 程 (农村生活污水处理工程篇) 技 术 指 南 福建省环境保护厅 二O一一年五月 目 录 前 言.1 1 农村生活污水收集系统.3 1.1 农村排水体制选择.3 1.2 农村生活污水收集模式选择.4 1.3 农村生活污水收集管渠.4 1.4 农村生活污水收集管材选择.5 2 农村生活污水处理系统.7 2.1 农村生活污水产生情况.7 2.1.1 污水水量.7 2.1.2 污水水质.8 2.2 农村生活污水处理技术.9 2.2.1 处理原则.9 2.2.2 处理流程.10 2.2.3 几种典型的处理工艺流程简介.11 2.2.4 工程应用实例.23 2.2.5
2、 其他工程实践图片.33 1前 言 党中央、国务院高度重视农村环境保护工作,将实施农村环境综合整治作为推进城乡环境保护一体化、改善农村环境质量、建设社会主义新农村的重要举措。2008年李克强副总理主持召开了全国农村环保工作电视电话会议,随后又批示要求“适当加大力度,有条件的地区鼓励连片整治”。根据李克强副总理的重要批示精神,财政部、环保部在 2008 年设立了中央农村环保专项资金并在实施“以奖促治”政策的基础上,决定20102012年对农村环境治理重点实行整村推进、连片整治、集中资金、投入一批、见效一批、分批分片、滚动推进,使“以奖促治”政策取得更大成效。 2010年4月,环保部与省政府在福州
3、签署了共同推进福建省加快建设海峡西岸经济区的合作协议书,支持福建进一步加强农村环境保护,重点推进农村环境连片整治示范工程,并将福建列入国家农村环境保护试点示范重点区域,随后环保部还增补我省为全国农村环境连片整治示范省份。5月19日,郑松岩省长助理率领财政厅、环保厅领导赴京,并代表我省与财政部、环保部签署了福建省海峡西岸经济区农村环境连片整治示范区工作部省协议,国家将在 20102012年支持我省 7.5亿元用于农村环境连片整治示范工作。 针对农村环境连片整治示范工作中存在技术薄弱的问题,省环保厅组织福建省环境保护设计院(技术支撑单位)编制了福建省农村环境连片整治示范工程技术指南(以下简称指南)
4、。本指 2南紧紧围绕我省农村环境连片整治“三清”工程,即“水源清洁”、“家园清洁”、“田园清洁”示范工程的整治要求,较全面介绍了农村饮用水源保护、农村生活污水收集及处理、农村生活垃圾处理工程和畜禽养殖污染防治四大类工程所需的实用技术,并对各类工程所涉及的标准规范、主要技术政策,处理工程技术路线、工艺参数、设备选择以及参考文献均作了较详细的介绍,希望本指南能对全省农村环境连片整治示范工作起到技术支持和指导作用。 在本指南编制过程中,技术支撑单位作了广泛调查和收集资料,并参考了湖南、湖北、广东和江苏等省农村环境连片整治示范工程技术指南和环保部编制的农村环保实用技术等资料。在此基础上,结合自身的工程
5、实践,对各类技术进行了归纳、分类和比选,重点突出我省农村环境连片整治“三清”示范工程所迫切需求的技术。本指南编制采用“图、文、表”相结合的表达形式,便于广大的工程技术人员和管理人员理解和掌握。 本指南的编制,得到了省直有关部门、参与示范工程技术单位和部分专家的支持和指导,在此一并表示感谢! 31 农村生活污水收集系统 1.1 农村排水体制选择 (1)排水体制的选择应结合当地经济发展条件、自然地理条件、居民生活习惯、原有排水设施以及污水处理和利用等因素进行综合考虑确定。 (2)新建村庄宜采用分流制(图1-1b),污水经污水管道进入污水处理设施进行处理,雨水通过沟渠或地表径流排放。 (3)经济条件
6、好的、有工业基础的村庄可采用有雨污排水系统的完全分流制。 (4)经济条件一般且已经采用合流制的村庄,近期宜采用截流式合流制(图 1-1a),在进入处理设施前的主干管上设置截流井或其他的截流措施,晴天的污水和下雨初期的雨水混合输送到污水处理设施,经处理后排放;混合污水超过截流管的输送能力后,截流井截流部分雨污混合污水溢流排入水体。远期有条件的村庄应逐步改造为分流制。 (5)同一乡、镇、村可采用不同的排水体制。 图1-1a 截流式合流制排水体制 图1-1b分流制排水体制 41.2 农村生活污水收集模式选择 农村生活污水收集模式应根据农村地理环境、自然条件、经济水平、环境目标要求等实际情况出发,以单
7、户、自然村、行政村、镇为单位进行污水收集,并以不同的技术方法进行处理。污水收集模式见表1-1。 表1-1 农村污水收集基本模式 序号 农村基本条件 污水收集模式 1 经济状况好,基础设施完备,住宅建设集中、有一定比例的楼房的集镇式村庄 以敷设管道为主,沟渠为辅 2 经济状况较好,有一定基础设施,住宅建设相对集中、以平房为主的集镇或村庄 以截污管道和沟渠相结合 3 经济条件较差,基础设施不完备。住宅建设分散,以平房为主的集镇或村庄 以边沟和自然沟渠收集为主 4 新农村建设集中点 建设完善的管网系统 1.3 农村生活污水收集管渠 (1)污水收集分区和范围。农村生活污水收集应以自然村为单位进行逐一规
8、划,根据农村的自然地势,污水重力流动为原则划分分区范围,应避免或减少设置中途提升泵。 (2)合理确定截流倍数。农村生活污水截流倍数一般按1考虑。 (3)污水收集管渠的布置。对于长期形成的自然村庄依地形地貌进行管渠的布置,尽量利用村庄的边沟、自然沟渠以及管道相结合的方式进行敷设。对新规划建设新农村居住区应结合基础设施建设进行排水管网规划。污水收集管渠型式见图1-2。 (4)污水管道管径一般不宜小于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0.71.0%;生活洗 5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。 (5
9、)长距离输送污水管道和暗渠应设检查井,检查井设置间距为3050米。 (6)明渠和盖板渠的底宽,不宜小于0.15米。用砖或混凝土块铺砌的明渠可采用1:0.75-1:1的边坡。 图1-2 污水收集管渠型式 1.4 农村生活污水收集管材选择 目前,常见的污水输送管材有混凝土管,双壁波纹管、HDPE高密度缠绕管,玻璃钢管四种。各种管材技术性能见表1-2所示。 (1)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双壁波纹管、HDPE管相结合。 (2)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,可采用钢筋混凝土管、玻璃钢管、UPVC双壁波纹管
10、。 6(3)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。 表1-2 常规管材性能与综合造价比较 管材 项目 钢筋 混凝土管 UPVC双壁 波纹管 玻璃钢管 HDPE管 管道性质 刚性管 柔性管 柔性管 柔性管 管道粗糙系数 0.014 0.009 0.009 0.009 D300管 最小坡度 0.003 0.002 0.002 0.002 管道适合 埋设深度 12米 4米 6米 6米 等长等径 管道埋深 大 小 小 小 等长等埋深 土方量 大 小 小 小 结构、理化 性能 刚性好、不易变型,不均匀沉降性能差、不耐冲击,受压易破损,易漏水,易堵塞、不耐腐、耐寒性差 柔性好、易变形,
11、均匀沉降性能好,耐冲击、不易漏水,不易堵塞,耐磨性好、耐腐、耐寒性好 柔性好、变形量较小,均匀沉降性能好、耐冲击、不易漏水,不易堵塞、耐磨性好,耐腐、耐寒性好 柔性好、均匀沉降性能好、不易漏水,耐磨损 软土地基 管基类型 混凝土基础 砂砾基础 砂砾基础 砂砾基础 运输、施工 难易程度 重、搬运和施工难 轻、搬运和施工 容易 轻、搬运和施工容易 轻、搬运和施工容易 比较适合的 施工范围 大管径、顶管 小管径、开挖 小管径、开挖 大管径、 开挖 污水系统 所需泵站数 多 少 少 少 污水管材 综合造价 小管相当、大管低 小管相当、大管 较高 中小管相当、 大管高 中大管高 72 农村生活污水处理系
12、统 2.1 农村生活污水产生情况 农村污水主要包括农村居民生活污水、家庭圈养型(23头猪)畜禽养殖污水两类。但是,由于现状雨污合流的实际,农村污水中不可避免地同时混有不同比例(甚至大量)的雨水。 2.1.1 污水水量 农村污水总量包括:居民生活污水量、家庭圈养型畜禽养殖污水量、混流雨水量。 (1)居民生活污水量 农村居民生活污水量应根据村内的统计数据确定,在无统计数据的情况下,可根据居民生活用水定额来估算确定。结合建筑物内部给排水设施水平等因素,居民生活污水量可按当地采用的用水定额的60% 90%来计算。设计水量应与当地排水系统普及程度相适应。 参考镇(乡)村给水工程设计规程(CJJ123-2
13、008),农村居民生活用水定额可见表2-1所示。 表2-1 农村居民生活用水定额 给水设备类型 社区类别 最高日用水量(L/人.d) 时变化系数 村庄 2050 3.52.0 从集中给水龙头取水 镇(乡)区 2060 2.52.0 村庄 3070 3.01.8 户内有给水龙头、无卫生设备 镇(乡)区 4090 2.01.8 村庄 40100 2.51.5 户内有给水排水卫生设备、无淋浴设备 镇(乡)区 85130 1.81.5 村庄 130190 2.01.4 户内有给水排水卫生设备、有淋浴设备 镇(乡)区 130190 1.71.4 备 注:分散式给水系统生活用水定额:干旱地区 1020L/
14、(人.d);半干旱地区2030 L/(人.d);半湿润或湿润地区3050 L/(人.d)。. (2)家庭圈养型畜禽养殖污水量 8根据实际产生的废水水量确定,没有实测数据的可参考畜禽养殖业污染物排放标准(GB 18596-2001),具体见表2-2。 表2-2 家庭圈养型畜禽养殖污水量参考值 种 类 猪(L/头.日) 鸡(L/只.日) 牛(L/头.日) 季节 冬季 夏季 春/秋季 冬季 夏季 春/秋季 冬季 夏季 春/秋季 污水量 25 35 30 0.8 1.2 1.0 200 300 250 (3)混流雨水 根据雨污混流程度的不同,结合当地降雨、汇水面积及径流系数等情况,可估算出混流入污水中
15、的雨水量。 2.1.2 污水水质 (1)居民生活污水水质 参考室外排水设计规范(GB50014-2006),农村居民生活污水水质可根据表2-3来估算。 表2-3 居民生活污水污染物排放量参考值 污染物指标 BOD SS TN TP 产污量(克/人.日) 2550 4065 511 0.71.4 (2)家庭圈养型畜禽养殖污水水质 根据实际产生的废水水质确定,没有实测数据的可参考畜禽养殖业污染治理工程技术规范(HJ 497-2009),具体见表2-4。 表2-4 家庭圈养型畜禽养殖污水水质参考值 养殖种类 CODcr(mg/L) NH3-N(mg/L) TN(mg/L) TP(mg/L) 猪(水冲
16、粪) 1500025000 400650 500800 80150 鸡(水冲粪) 50006500 200300 300450 2040 牛(干清粪) 8001500 4060 6080 1525 (3)合流污水水质 对于由居民生活污水、家庭圈养型畜禽养殖污水和雨水组成的合 9流污水,其具体水质可根据各类污水比例及其水质通过加权方式进行估算确定。 2.2 农村生活污水处理技术 2.2.1 处理原则 根据村庄所处区位、人口规模、聚集程度、地形地貌、排水特点及排放要求、经济承受能力等具体情况,农村污水处理模式和处理技术的选择宜参照以下原则: (1)城乡统筹,接管优先。靠近城区、镇区且满足市政排水管
17、网标高接入要求的,宜就近接入市政排水管网,统一纳入城镇污水收集处理系统。 (2)分类处置。对人口规模较大、聚集程度较高、有非农产业基础和处于水源保护区的村庄,宜通过敷设污水管道集中处理污水,并采用常规生物处理技术;对人口规模较小、居住较为分散、地形地貌复杂、尾水主要用于施肥灌溉等农业用途的村庄,宜通过分散收集单户或多户农户污水,并采用较为简单的生态处理技术。 (3)因地制宜,资源利用。针对农村地区的地形地势、道路交通条件以及居民住宅建设布局等具体情况,探索因地制宜的农村污水收集和处理方式,充分利用村庄地形地势、可利用的水塘及废弃洼地,提倡采用生物、生态组合处理技术,实现污染物的生物降解和氮、磷
18、的生态去除,以降低污水处理能耗,节约建设和运行成本。结合当地农业生产,加强生活污水处理后的回用。 (4)循序渐进,近、远期相结合。经济条件差、居住分散的农 10村,近期污水采用分散处理的,要考虑与远期集中处理的相衔接。有一定经济规模的农村,处理设施的建设要考虑将来人口增长产生的污水量。 (5)选择处理技术应注重经济适用。处理技术的选择要量力而行,充分考虑农村地区财力状况薄弱、经济承受能力较低这一普遍情况,选用成熟可靠、经济适用、适合农村实际的污水处理技术。 (6)运行操作简便,日常维护管理简单。针对农村地区经济基础薄弱、从业人员技术水平和管理水平较低的现状,污水处理技术选择应特别注重简便易行、
19、运行稳定、维护方便,以利当地处理设施正常运行。 2.2.2 处理流程 农村污水的处理就是通过物理、生物或生态技术将污水中的污染物去除、降解或无害化处理后,使污水能达标排放或再利用。 农村污水处理流程一般为首先通过物理方法去除呈悬浮状态的固体污染物质,然后再使用生物或生态方法依次去除悬浮固体、胶体物质及溶解性物质,大致可分成以下三个阶段: 第一阶段(又称预处理、简单处理)主要是去除呈悬浮状态的固体污染物质(SS),常用沉淀、拦截等物理方法。经过本阶段的处理,污水中的BOD能降低30%左右,但对溶解性污染物质效果不明显。三格式化粪池可作为第一阶段的处理单元。 第二阶段主要是降解和去除污水中呈胶体或
20、溶解状态的有机污染物质(以BOD和COD物质为主),常用厌氧水解、接触氧化等生 11 物处理方法。 第三阶段主要是进一步去除第二阶段尚未能有效去除的污染物质,其中包括N、P等能导致水体富营养化的物质。常用的方法有人工湿地、生态氧化塘等生态处理方法,起到强化去除污染物的作用。 2.2.3 几种典型的处理工艺流程简介 (一)三格式化粪池+人工湿地(简称“四格净化池”) (1)适用范围 适用于地处偏远、布局分散、人口规模较小、地形条件复杂、污水不易集中收集的分散型农户,处理规模不宜大于1.5吨/天。 (2)工艺流程 图2-1 四格净化池处理工艺流程 (3)技术简介 本系统是由生物生态组合技术,相当于
21、在三格式化粪池的基础上增加了人工湿地处理单元,从而进一步提高了出水水质,整 个系统由四个处理单元构成。 单元一为污水收集池,收集来自厨房、洗衣和厕所等处产生的生活污水;单元二为厌氧发酵池,对污水中的有机物进行厌氧处理;单元三为沉淀池,一方面去除污水中的颗粒污染物,同时可以防止后续湿地单元的堵塞;单元四为植物土壤渗透系统,为一个小型人工湿地,利用植物吸收、根系微生物的降解作用实现污染物的去除。 (4)技术指标 农村污水 四格净化池 出水 12四格净化池的规格尺寸为380012001400mm。 出水水质可达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)的一级B标准。 (5)投资估算
22、 每套四格净化池工程造价约20003000元,无设备运行费用。 (6)建设与运行管理 日常安排1人不定期维护,三格式化粪池每年清掏1次,人工湿地植物生长旺季应及时收割,冬季应及时清理植物残体。 (二)厌氧池-兼氧滤池 (1)适用范围 适用于布局分散、人口规模较小、地形条件复杂、污水不易集中收集的连片村庄,处理规模不宜大于40吨/天。 (2)工艺流程 图2-2 厌氧池+兼氧滤池处理工艺流程 (3)技术简介 本系统分为前处理区(厌氧池)和后处理区(兼氧滤池)两部分。 前处理区属进水、沉砂、厌氧发酵、泥水分离区,设计为削球壳池拱、反削球壳池底、圆筒形池身厌氧池。后处理区属兼性发酵、过滤、澄清、出水过
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