氧化塘工艺在村镇生活污水处理中的设计与应用

    任晓珍 岳晋宇

    

    

    摘? 要：随着经济发展、社会进步，人民对生活环境改善的要求越来越迫切，更多的人民向往生态环境优美的居住环境。该文以辽宁省沈阳市康平县为例，通过对康平县农村生活污水现状的分析，按照水质特点和水质的指标，对供地规模，成本的多项考虑，最后选择采用氧化塘工艺。该工艺属无动力运行，投资省、管理维护方便，符合农村污水处理实际，技术可行。本设计既对改善农村人居环境，保障辽河水质安全具有重要意义，又能为北方地区的农村生活污水处理提供参考。

    关键词：农村生活污水;氧化塘;污水处理工艺

    中图分类号：X703? ? ? ? ? ? 文献标志码：A

    在城市发展的同时，农村的发展也不断朝着适宜、舒适、美化的方面发展，在农村现有阶段上进行更高层次的要求，是美化农村的一种侧面体现。在我国农村地区，目前存在生活污水随意倾倒、排放的现象，由于没有集中的排水渠道和污水处理设施，严重污染了农村周边的地表水和地下水。尤其北方地区冬季气温低，一些经济的处理技术如人工湿地、土地处理系统、稳定塘等的处理效果会受到影响，所以在这些技术应用在北方时，应充分考虑气温对运行效果的影响。该文以辽宁省沈阳市康平县郝官屯镇顾家屯村为例，对生活污水的处理现状进行了调查，并对部分无污水处理设施的农村进行生活污水处理工艺设计。

    1 康平县污水处理现状

    近年来，康平县经济发展较快，主要污染物排放总量仍处于较高水平，城区建设了城北污水处理厂、城南污水处理厂，处理能力为4万t/d，基本能够满足城区污水处理，但是农村面源污染问题日益突出，而且大部分乡镇、村屯没有污水处理设施，农村居民排水方式为散排，污水未经处理随意排放，导致康平县几条主要接纳水体李家河、八家子河、东马莲河、西马莲河等支流水质污染严重，进而对辽河干流也造成了一定程度的污染，同时也对该地区地下水造成一定程度的污染，影响了居民的生活环境，对康平县的发展带来不利因素。

    2 农村生活污水处理工艺设计

    2.1 设计规模

    以郝官屯镇顾家屯村为例，参照《辽宁省农村生活污水处理技术指南》“对于自来水尚未实现全天供水，室内有排水设施，有水冲式厕所、盥洗设备、淋浴设施等，或自来水全天供水但卫生设施不全排水量按30 L/d～60 L/d;无自来水，主要利用地表水、井水，室内无排水设施，无水冲式厕所、无淋浴设施，排水量按20 L/d～30 L/d。结合该项目区域实际，整体排水设施较落后，农村生活污水产生量按

    30 L/人·天进行设计。按照当地2018年人口数量（1 250人），生活污水产生量为37.5 m3/d，设计规模为：40 m3/d。

    2.2 设计进出水水质

    设计进出水水质表见表1。

    该项目氧化塘出水拟回用于农田灌溉，主要用于玉米旱田浇灌，出水执行《农田灌溉水质标准》GB5084—2005中旱作指标。

    污水处理设施设计出水水质表见表2。

    2.3 工艺比选

    2.3.1 人工格栅

    目前国内、外采用的预处理和一级处理技术比较成熟，一般为格栅、沉砂和初次沉淀。格栅主要用于去除污水中的大块漂浮物，格栅有人工除污格栅和机械自动除污格栅。

    由于该工程的污水水量较小，后续二级处理采样氧化塘耐冲击。因此，二级处理前仅设格栅，格栅形式为平面格栅，材质为碳钢材质（防腐处理），尺寸为600 mm×600 mm，格栅间隙为30 mm，人工定期清渣即可。

    2.3.2 调节池

    该项目为农村污水处理项目，污水核心处理单元为氧化塘，塘体较大，具有较强的调节能力，同时考虑项目资金有限，为了节省占地，降低工程造价，不设置调节池。

    2.3.3 二级处理

    鉴于该工程理污水进水水质的特点，及出水水质的指标要求，同时考虑工程规模、节省建设投资及降低运营维护费用、场址可利用土地面积、运营维护水平等，通过比较，该工程拟采用的二级生化处理工艺为氧化塘工艺中的兼性塘。农村生活污水集中式处理后，可以达到《农田灌溉水质标准》中旱作规定值，满足农业灌溉要求，因此生化处理后不需要再进行深度处理。通过二级处理可以解决村落污水横流的乱象，同时缓解农灌用水紧张矛盾。

    2.4 工艺流程

    流程简述：首先，污水通过边沟进行收集，在进入氧化塘前通过简易人工格栅去除漂浮物，而后进入氧化塘，在氧化塘内通过塘藻—菌—原生动物的生态系统降解污水中的有机物，达到农田灌溉水质标准后用于农灌。

    2.5 主要构筑物设计结果

    该项目预处理仅为格栅去除漂浮物，在氧化塘进水渠设置格栅，格栅形式为平面格栅，材质为碳钢材质（防腐处理），尺寸为600 mm×600 mm，格栅间隙为30 mm，人工定期清渣即可。

    该设计中氧化塘设计规模为40 m3/d，氧化塘面积1 100 m2，有效容积4 400 m3，深度4 m，表面负荷64 kg/ha2，停留时间为110 d。

    在平均气温低于8℃地区，兼性塘BOD5表面负荷一般为30 kgBOD5/hm2 d～50 kgBOD5/hm2 d，受限于土地、资金等，该项目部分塘址建设用地不宜增加，造成氧化塘表面积偏小，为此方案从塘深度上进行了加深，中心区域兼具厌氧功能，以此提高BOD降解能力，提高氧化塘负荷。该项目塘深度在地面下4 m～5 m，根据初步地质勘查结果，地下水不会对其进行顶托。项目为生活污水基本无重金属、持久性有机物等重污染成分，此外塘体进行了防渗处理，基本不会对地下水构成影响。

    另外该设计包括附属污水收集工程，考虑投资的经济合理性，该项目污水收集以边沟为主，对无法建设边沟的局部区域采用暗管，对距离远离村庄有自然沟渠的采用自然沟渠。全部污水收集及排放结合地形，利用重力进行输水，降低能耗。

    为保证边沟的流水畅通，不能出现堵塞、倒灌的现象，本设计边沟长度为800 m，边沟基础及沟深采用C25、F200混凝土浇筑，边沟壁厚0.2 m，边沟尺寸净宽×净深=0.6 m×0.6 m。设置位置位于对应住户大门，桥面4 m×1 m，厚度为0.4 m，配筋采用直径为8 mm的钢筋，配筋间距为0.2 m。

    3 运行说明

    该项目塘体设计较大，基本能够满足3个月的污水存储，在冬季前塘体清空，考虑到冬季边沟收水率将大幅降低，基本能够保障冬季污水暂存。在氧化塘存储能力不足时，排入周边现状沟渠暂存，待春季作物种植期间利用。

    该项目污水收集及处置均为无动力，基本无能源消耗。

    4 结论

    康平县农村污水治理项目建设是非常必要的，也是十分及时的，具有显著的社会、经济和环境效益，是功在当代，利在千秋的宏伟事业，具有非常重要的社会意义。预计该治理工程建成后，将大大降低污水对环境的污染，新增农村污水处理能力280 t/d，预计排放水体的污染物年的削减量为：化学需氧量COD削減量：10 t/年，氨氮 NH4-N削减量：2 t/年。同时工程建成后将进一步降低污水排放对环境的污染，为康平县居民提供1个环境优美、空气清新、水质洁净、游憩休闲的舒心、健康环境。这对于促进康平县社会经济可持续发展，建设生态宜居乡镇具有重要的意义。

    参考文献

    [1] 李仰斌，张国华，谢崇宝. 我国农村生活排水现状及处理对策建议[J].中国水利，2008，42（3）：51-53.

    [2]邢乃春.官厅水库上游微污染水体生态湿地处理技术研究[D].北京：北京工业大学，2006.

    [3]沈志，安海燕，康宏，等.库尔勒市氧化塘工艺处理效果及相应改进措施[J].水资源保护，2012，28（6）：81-85.