北方农村生活污水特征及排放标准

 1        华北地区农村生活污水特征与排放要求

1.1   水量

1.1.1 用水量

华北农村地区用水类型包括自来水，井水和河水等。近年来，随着新农村建设的推进，农民生活水平日益提高，部分发达地区农村的用水量已接近城市居民用水量。根据《农村生活饮用水量卫生标准》（GB11730-89）和《农村给水设计规范》（CECS82：96），在结合调查当地居民的用水现状、生活习惯、经济条件、发展潜力等情况的基础上酌情确定用水量。华北地区农村居民日用水量标准可参考表1-1中的数值。

表1-1  华北地区农村居民生活用水量参考取值

村庄类型	用水量（L/人·日）
户内有给水排水卫生设备和淋浴设备	100~145
户内有给水排水卫生设备，无淋浴设备	40~80
户内有给水**，无卫生设备	30~50
无户内给水排水设备	20~40

1.1.2 排水量

农村居民的排水量宜根据对村庄卫生设施水平、排水系统的组成和完善程度等因素的实地调查情况确定。对北方地区某些镇村污水排放情况进行调研、计算得出，农村生活污水排水系数为0.33~0.39，远低于城市居民生活污水的排水系数。其原因是村民生活习惯的影响，如一部分用过后仍然比较清洁的水被直接再利用，没有排入下水道。因此，华北地区农村生活污水排放量与农户卫生设施水平、用水习惯、排水系统完善程度等因素有关，可根据实测数据确定，或参照表1-1中的用水量和1-2中的排水系数确定。

 

表1-2  华北地区农村居民生活排水量参考取值

排水收集特点	排水系数
全部生活污水混合收集进入污水管网	0.8
只收集全部灰水进入污水管网	0.5
只收集部分混合生活污水进入污水管网	0.4
只收集部分灰水进入污水管道	0.2

1.2   水质

农村生活日渐城市化，生活污水主要来自农家的厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、淋浴排水及其他排水等。华北地区农村生活污水水质随污水来源、有无水冲厕所、季节用水特征等变化，因此，在确定用水水质时，可参考表1-3，在调查当地是否使用水冲厕所、以及厨房排水和淋浴排水水质的基础上酌情确定。

表1-3  华北地区农村居民生活污水水质参考取值    单位：mg/L

pH	SS	COD	BOD5	NH4+-N	TP
6.5~8.0	100~200	200~450	200~300	20~90	2.0~6.5

1.3   排放要求

农村生活污水的排放要满足国家和地方的排放标准。华北地区不同区域对出水水质要求有差异，在未制定污水排放标准的农村地区，建议参考表1-4，根据排水去向确定排放要求。

表1-4 农村污水排放建议参照标准

排水去向	直接排放		灌溉用水	渔业用水	景观环境用水
参考标准	污水综合 排放标准GB8978-1996	城镇污水处理厂 污染物排放标准GB18918-2002	农田灌溉 水质标准GB5084-2005	渔业水质 标准 GB11607-89	城市污水再生利用 景观环境用水水质 GB/T18921-2002

2        排水系统

2.1   农户庭院排水

华北地区农村经济差异程度大，旱厕较为普遍，庭院地面多为土地。此类农户庭院典型的污水排放系统如图2-1所示。

 

                                                                 

 

 

 

 

图2-1户厕建在室外的农户院落典型排水系统示意图

随着新农村建设的发展，经济较发达地区室内卫生设施齐全，庭院地面硬化，水冲厕所普及，此类农户庭院的典型污水排放系统如图2-2所示。

 

                                                                 

 

 

 

 

图2-2户厕建在室内的农户院落典型排水系统示意图

当农民使用户外洗衣设施时，洗衣污水宜纳入排水系统，通过管道进入化粪池。

农户厕所废水到化粪池前的排水管径在100mm以上，厨房的排水管径在75mm以上，并应在转弯处设置检查清扫口。目前建筑内广泛使用的排水管道是硬聚氯乙烯塑料管，室外庭院生活污水排水管也可采用硬聚氯乙烯塑料管。

2.2   村落排水

华北地区多为平原地区，村落较为集中，部分山区村落沿河流分散布置，在地下水位较浅、水源保护地和重点流域保护区域严禁采用渗水井、渗水坑等排水方式，防止地下水受到污染。村落排水管渠的布置应根据村落的格局、地形情况等因素来确定。对于新建农村集中居住区，污水和雨水的收集应实行分流制，通过管道或暗渠收集生活污水进行集中处理后排放，雨水应充分利用地面径流和明渠排至就近的河流或池塘。旧村庄的改扩建，已建合流制管网，可采用截流方式将污水送入处理设施，新建改建部分在污水处理设施前尽可能实行分流制。

依据不同地区的经济发达程度，以及为确保地区生态可持续发展，农村污水系统形式的选择与建设应参考以下原则：

(1)    村落排水系统的选择应服从当地村镇总体规划。

(2)    雨水应充分利用地面径流和沟渠排除，污水管可根据地方实际情况选择混凝土管、塑料管等；

(3)    雨、污水均应尽量考虑自流排水。污水管道依据地形坡度铺设，坡度不应小于0.2%，以满足污水重力自流的要求；同时应防止因地形坡度过大，冲刷管道或管道露出地面。

(4)    污水管道铺设应尽量避免穿越场地，公路和河流，并应设置检查井。村落生活污水排水管管径宜大于150mm。

3        农村生活污水处理技术

华北地区属严重缺水地区，污水处理应尽量与资源化利用结合。根据华北地区各省市的经济发展水平及环境条件，农村污水处理实用技术包括：化粪池、污水净化沼气池、普通曝气池、序批式生物反应器、氧化沟、生物接触氧化池、人工湿地、土地处理、稳定塘等技术。

3.1   化粪池

3.1.1 概述

化粪池是一种利用沉淀和厌氧微生物发酵的原理，以去除粪便污水或其他生活污水中悬浮物、有机物和病原微生物为主要目的的小型污水初级处理构筑物。

污水通过化粪池的沉淀作用可去除大部分悬浮物（SS），通过微生物的厌氧发酵作用可降解部分有机物（COD、BOD₅），池底沉积的污泥可用作有机肥。通过化粪池的预处理可有效防止污水管道被堵塞，亦可有效降低后续处理单元的有机污染负荷。但化粪池处理效果有限，出水水质差，一般不能直接排放水体，需经后续好氧生物处理单元或生态技术单元进一步处理。化粪池应进行防水、防渗和防腐处理，以防止污染地下水并保证后续污水处理单元处理水量。化粪池应定期清淘，保持进出水畅通，清掏物作为固废进一步处理或用于农田施肥。

化粪池的优点：结构简单、易施工、造价低、维护管理简便、无能耗、运行费用省、卫生效果好。

化粪池的不足：沉积污泥多，需定期进行清理；沼气回收率低，综合效益不高；化粪池处理效果有限，出水水质差，一般不能直接排放水体，需经后续好氧生物处理单元或生态技术单元进一步处理。

化粪池适用范围：可广泛应用于华北地区农村生活污水的初级处理，特别适用于生态卫生厕所的粪便与尿液的预处理。

3.1.2 类型和结构

化粪池根据建筑材料和结构的不同，主要可分为砖砌化粪池、现浇钢筋混凝土化粪池、预制钢筋混凝土化粪池、玻璃钢化粪池等。根据池子形状可以分为矩形化粪池和圆形化粪池。华北地区农村化粪池可根据使用人数分为双格化粪池和三格化粪池（如图3-1所示）。化粪池宜用于使用水冲厕所的场所，并宜设置在接户管下游且便于清掏的位置。

图 3-1 典型三格化粪池结构示意图

3.1.3 设计事项

化粪池的具体设计可参见《给水排水设计手册》第2册。农村化粪池规模和参数可参考如下事项：

(1)    为防止污染地下水，化粪池须进行防水、防渗设计。

(2)    化粪池的设计应与村庄排污和污水处理系统统一考虑设计，使之与排污或污水处理系统形成一个有机整体，以便充分发挥化粪池的功能。

(3)    化粪池选址应充分考虑当地地质、水文情况和基底处理方法，以免施工过程中出现基坑护坡塌方、地下水过多而无法清底等问题。

(4)    化粪池距地下给水排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。

(5)    农村化粪池的水力停留时间宜选48h或以上。

(6)     当化粪池污水量小于或等于10m³/d，**两格化粪池，**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，**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**小不宜小于2.0m³，且此时**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。

(7)      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。

3.1.4 施工事项

可根据当地气候和工期要求，购买预制成品化粪池安装，或现场建造化粪池。预制成品化粪池有效容积从2.0m³至100m³不等，应根据当地处理水量、地下水位、地质条件等具体情况，参照《给水排水标准图集》S2中相关内容，选择相应型号的预制成品化粪池。成品化粪池的加工在生产厂家完成，其现场安装和施工工序主要包括：开挖坑槽、安装化粪池、分层回填土、砌清掏孔和砌连接井。

由于化粪池易产生臭味，现场建造化粪池**建成地埋式，并采取密封防臭措施。若周围环境容许溢出，且地质条件较好，土壤渗滤系数很小，则可采取砖砌化粪池，其内外墙可采用1:3水泥砂浆打底，1:2水泥砂浆粉面，厚度20mm。若当地地质条件较差，比如山区、丘陵地带，临近河流、湖泊或道路，则建议采取钢筋混凝土化粪池，对池底、池壁进行混凝土抹面避免化粪池污水渗滤污染周边土壤和地下水，同时配套安装PVC或混凝土管道。

3.1.5 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3-1所示。

表 3-1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

3.1.6 运行管理

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。

水量控制：化粪池水量不宜过大，过大的水量会稀释池内粪便等固体有机物，缩短了固体有机物的厌氧消化时间，会降低化粪池的处理效果；且大水量易带走悬浮固体，易造成管道的堵塞。

防漏检查：应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。

防臭检查：化粪池的密封性也应进行定期检查，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。

清理格栅杂物：若化粪池**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清理，防止格栅堵塞。

清理池渣：化粪池建成投入使用初期，可不进行污泥和池渣的清理，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。

其他注意事项：在清渣或取粪水时，不得在池边点灯、吸烟等，以防粪便发酵产生的沼气遇火爆炸；检查或清理池渣后，井盖要盖好，以免对人畜造成危害。

3.2   污水净化沼气池

3.2.1  概述

生活污水净化沼气池是采用厌氧发酵技术和兼性生物过滤技术相结合的方法，在厌氧和兼性厌氧的条件下将生活污水中的有机物分解转化成甲烷、二氧化碳和水，达到净化处理生活污水的目的，并实现资源化利用。

沼气池作为污水资源化单元和预处理单元，其副产品沼渣和沼液是含有多种营养成分的**有机肥，如果直接排放会对环境造成严重的污染，可回用到农业生产中，或后接污水处理单元进一步处理。

污水净化沼气池的优点：污水净化沼气池相比较化粪池来讲，污泥减量效果明显，有机物降解率较高，经过厌氧发酵、上流式污泥床、生物过滤、沉淀、自然通风跌水曝气等多级处理，经历厌氧、兼性、好氧多种条件改变，处理效果好。管理方便，投资少、见效快。

污水净化沼气池的不足：污水净化沼气池需由专人管理，目前采用的直通式安全排放（沼气）法和沼气池全密封法均存在缺陷。若运用直通式自行排放法（在沼气池顶部接出一个输气管，直接向外排放沼气），当沼气池在产气少或不产气时，空气就会进入沼气池，使沼气池产生“好氧”现象，从而达不到“厌氧灭菌”之效果。若将沼气池**密闭，沼气无法排出，天长日久或遇夏季气温高时，又很容易导致沼气池爆裂，造成事故。

污水净化沼气池的适用范围：该技术适用于一家一户或联户的分散处理，如果有畜禽养殖、蔬菜种植和果林种植等产业，可形成适合不同产业结构的沼气利用模式。

3.2.2  类型和结构

生活污水净化沼气池是典型的厌氧生物处理技术，一般由前处理区（沉砂池、两级厌氧消化池）和后处理区（多级兼氧过滤池）两个部分组成。两级厌氧消化池包含厌氧Ⅰ区和厌氧Ⅱ区，Ⅰ区主要是厌氧消化有机物；Ⅱ区内用软填料用作微生物载体，进一步降解有机物。根据沼气厌氧发酵原理，此区运行时，会产生大量沼气；后处理区一般设置有填料及滤料，发挥兼性过滤作用，净化水质。

生活污水净化沼气池排列大致有条型、矩形、圆形三种，各种工程可根据场地和地形情况选择不同的排列方式。

图3-2 污水净化沼气池示意图

3.2.3  设计事项

污水净化沼气池设计计算可参考《镇（乡）排水工程技术规程》CJJ124-2008进行，设计参数可按照华北地区农村各个地方实际情况做相应调整。

(1)    净化处理工艺：污水净化沼气池分合流型和分流型，各地区应根据实际情况相应选取适合形式。合流型是指粪便污水和其他生活污水混合收集，同时进入池内。分流型是指粪便污水与其他生活污水分开收集，粪便污水进入厌氧发酵I池，其他生活污水从厌氧发酵II池进入。污水净化沼气池内污染物浓度较高，产气量大，适用于黑、灰水分别收集的农村地区。

(2)    污水量按本指南中1.1.2章节中选取。

(3)    合流式生活污水净化沼气池污水滞留期3~5天；分流式生活污水净化沼气池，粪水厌氧消化I池污水滞留期30~40天，厌氧消化II池污水滞留期为3~4天。

(4)    污水净化沼气池的进、出水液位差不宜小于60mm，后处理区在**格应设通风孔，孔径不宜小于100mm，以利于自然通风跌水曝气，营造后处理区的好氧条件，提高出水水质。

(5)    产气率一般按池容产气率0.05m³/(m³·d)计算。

(6)    单户使用的生活污水净化沼气池池容30m³。

3.2.4  施工事项

(1)    污水净化沼气池在选址时与主建筑物距离应大于5米。

(2)    污水净化沼气池在开挖时要了解地质情况，池墙施工外模可利用原状土，内模可用砖模或木模。原状土不能成形的池子需内外装模，也可采用砖砌筑。池拱**采用砖模。

(3)    进料口高度放在沉砂池的中部，应定期清理沉砂和浮渣，进料口直径不小于200mm。

(4)    污水净化沼气池所有盖板厚度应大于150mm。为减少占地，厌氧沼气池可建在绿化或菜地下。沼气池的副产品沼渣和沼液作为**有机肥可进一步处理或进行农田回用。

3.2.5  造价指标

污水净化沼气池类型和材质不同，其造价不尽相同。总体来说，生态净化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。

3.2.6  运行管理

运行管理是污水净化沼气池正常运行的必要保障环节，其中日常管理工作必须做到以下几点：

(1)    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。

(2)    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）。

(3)    注意安全，避免发生火灾、窒息事故。

(4)    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。

(5)    要对出水定期进行监测，出现问题及时解决。

(6)    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。

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

(8)    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。

3.3   普通曝气池

3.3.1  概述

普通曝气池包括传统活性污泥法及其变型工艺、完全混合活性污泥法。将多级曝气池串联、辅以曝气量调整和回流措施，可以实现同时对污水中有机物、氮和磷的去除。

普通曝气池法的优点：工艺变化多且设计方法成熟，设计参数容易获得；可控性强，可根据处理目的的不同灵活选择工艺流程及运行方式，取得满意处理效果。

普通曝气池法的不足：构筑物数量多，流程长，运行管理难度大，运行费用高，不适合小水量处理。

普通曝气池适用范围：适应较大污水量情况，可用于对污水中有机物、氮和磷的净化处理。

3.3.2  结构和类型

曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形、多边形和圆形等。

曝气方式主要有鼓风曝气和机械曝气。

鼓风曝气是利用空气压缩机将空气用管道输送到设在池底的空气扩散装置，使空气成为气泡弥散逸出，氧气通过气液界面溶入水中。常用空气扩散装置有多孔管、固定螺旋曝气器、水射器和微孔扩散板等四种不同型式。鼓风曝气法适用于长方形曝气池。

机械曝气是利用设置于曝气池内的机械叶轮的转动向池内充氧。叶轮装在池内废水表面，故又称为表面曝气。这种装置通过叶轮的提水作用，促使池内废水不断循环流动，不断更新气液接触面以增大吸氧量。叶轮旋转时在周缘形成水跃，可有效地裹入空气；叶片后侧产生负压，可吸入空气，所以充气效果较好。叶轮浸水深度和转速可以调节，以保证**效果。鼓风曝气和机械曝气两种方法有时也可联用，以提高充氧能力，这适用于有机物浓度较高的污水。

3.3.3  设计事项

普通曝气池的设计可参照GB50014-2006《室外排水设计规范》。冬季水温在6℃~10℃、短时间为4℃~6℃的区域，其设计和运行可参考CECS111:2000《寒冷地区污水活性污泥法处理设计规程》。

3.3.4  施工事项

曝气池施工内容主要包括曝气池主体结构底板和池壁钢筋混凝土施工，以及相关的预埋件和底板以下的土工布反滤层、抗浮盲沟及卵石垫层施工等。施工中注意混凝土质量常见状况，例如蜂窝、露筋、麻面和钢筋保护层垫块脆裂等问题，采取相应的预防措施。

3.3.5  造价指标

曝气池造价主要考虑是建在地面还是地下，土质情况等诸多因素，一般来说，钢筋混凝土池可按600~1000元/m³估价。

3.3.6  运行管理

曝气池中经鼓风后的压缩空气温度与外界气温温差较大时（特别是冬季），空气管内容易产生冷凝水，使空气流动受阻，影响正常曝气，所以应经常排放冷凝水和湿气，排放完毕立即关闭闸阀，防止空气流失。由于曝气池长期运行，死角的积泥应及时清除。为防止曝气头被污泥堵塞损坏，应定期清除、检修和更换曝气头。同时应对池内一般钢部件进行防腐处理，做好空气管路的防漏和检修工作，防止空气流失及供氧不足的弊端，造成能源浪费。

3.4   序批式生物反应器（SBR）

3.4.1 概述

SBR集进水、曝气、沉淀、出水于一池中完成，间歇运行，其特点是工艺简单。由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。

SBR的优点：具有工艺流程简单，运转灵活，基建费用低等优点，能承受较大的水质水量的波动，具有较强的耐冲击负荷的能力，较为适合农村地区应用。

SBR的不足：SBR的工作周期通常包括进水、反应（曝气）、沉淀、排水和空载五个阶段，需要自动控制，因此对自控系统的要求较高；间歇排水，池容的利用率不理想；在实际运行中，废水排放规律与SBR间歇进水的要求存在不匹配问题，特别是水量较大时，需多套反应池并联运行，增加了控制系统的复杂性。

SBR适用范围：适用于污水量小、间歇排放、出水水质要求较高的地方，如民俗旅游村、湖泊、河流周边地区等，不但要去除有机物，还要求除磷脱氮，防止河湖富营养化。也适用于华北大部分水资源紧缺、用地紧张的地区。

 

3.4.2  结构和类型

SBR有多种工艺，包括普通SBR和多种变形，图3-3所示为普通SBR结构示意图。普通SBR反应池池型为矩形，主要包括进出水管、剩余污泥排除管、曝气器和滗水器等几部分。曝气方式可以采用鼓风曝气或射流曝气。滗水器是一类专用排水设备，其实质是一种可以随水位高度变化而调节的出水堰，排水口淹没在水面以下一定深度，可以防止浮渣进入。

3.4.3 设计事项

此法应用于小型污水处理设施，为适应流量的变化，反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等方法。但是，对于民俗旅游村等流量变化很大的场合，应根据维护管理和经济条件，考虑设置流量调节池。具体设计方法选择参见《给排水设计手册》第五册，用于农村地区工艺设计时，应充分考虑以下几个设计要点：

(1)    运行周期的确定：SBR的运行周期由充水、反应、沉淀、排水排泥和闲置五段时间组成，应根据实际情况予以考虑。

(2)    反应池容积的计算：反应池内水力流态为完全混合式，反应池十分紧凑，占地很少。形状以矩形为准，池宽与池长之比大约为1:1~1:2，水深4~6米。要全面考虑周期数（周期/天）、每一系列的反应池数、每一系列的污水进水量（设计**日污水量，m³/d）等因素。

(3)    曝气系统：曝气装置的能力是指在规定的曝气时间内能供给的需氧量。曝气装置应不易堵塞，同时考虑反应池的搅拌性能等。

(4)    排水系统：上清液排出装置应能在设定的排水时间内，活性污泥不发生上浮的情况下排出上清液，同时设置事故用排水和防浮渣流出装置。

(5)    排泥设备：此法不设初沉池，易流入较多的杂物，污泥泵应采用不易堵塞的泵型。

3.4.4  造价指标

与传统活性污泥法相比，SBR省去了初沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省10%~25%，占地面积可减少20%~35%。由于曝气的周期性使池内溶解氧的浓度梯度大，传递效率高，运转费用可节省10%~25%。

3.4.5  运行管理

SBR运行管理中要保证每个池充水的顺序连续性，运行过程中避免两个或两个以上的池子同时进水或**个池子和**后一个池子进水脱节的现象。同时通过改变曝气时间和排水时间，对污水进行不同的反应测试，确定**的运行模式，达到**的出水水质、**经济的运行方式。

在污泥沉降性能控制中，实际操作过程时往往会因充水时间或曝气方式选择的不适当或操作不当而使基质的积累过量，致使发生污泥的高粘性膨胀。为使污泥具有良好的沉降性能，应注意每个运行周期内污泥的SVI变化趋势，及时调整运行方式以确保良好的处理效果。

3.5   氧化沟

3.5.1 概述

氧化沟是普通曝气池法的一种变型，因污水和活性污泥在沟中不断循环流动，也称其为“循环曝气池”。氧化沟通常按延时曝气条件运行，以延长污水和生物固体的停留时间和降低有机污染负荷。氧化沟通常使用卧式或立式的曝气和推动装置。污水经过氧化沟工艺的处理，出水通常能达到或优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的二级标准。如果受纳水体有对氮的处理要求，则需通过调整氧化沟不同区域的供氧量，使具有较高的脱氮功能。此外，在氧化沟前增加厌氧池，也可提高除磷效率。

氧化沟的优点：氧化沟一般不设初沉池，结构与设备简单；低负荷运行，冲击负荷，剩余污泥量少；处理效果好；运行管理简便；应用范围广。

氧化沟的不足：长污泥龄运行情况下有时出水中悬浮物较高，影响出水水质；相对其他好氧生物处理工艺，传统氧化沟的占地面积大、耗电量高于曝气池。

氧化沟适用范围：适用于处理污染物浓度相对较高的污水；处理规模宜大不宜小，适合村落污水处理。污水经过农村适用的氧化沟工艺的处理后，出水通常达到或优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的二级标准。如果受纳水体有更严格的要求，则需要进一步处理。

3.5.2  结构和类型

氧化沟的类型很多，针对农村的经济和技术特征，宜采用passever氧化沟（如图3-4所示）和一体化氧化沟（如图3-5所示）。氧化沟沟渠的平面形状有圆形、椭圆形、直沟道或其组合；沟道横断面可为矩形、梯形或椭圆形；转刷曝气机和转盘曝气机适合在农村污水处理中使用。

图3-4 passever氧化沟

图3-5 一体式合建氧化沟

3.5.3  设计事项

氧化沟的设计可参考《氧化沟设计规程》CECS112:2000。冬季温度在零度以下的寒冷地区，需要地埋保暖措施或建设于室内。氧化沟机械曝气设备除具有良好的充氧性能外，还具有混合和推流作用，设备选型时要注意充氧和混合推流之间的协调。氧化沟曝气转刷的技术参数可参照《曝气转刷认定技术条件》（HCRJ 034-1998）。在有条件的地区，也可自行加工，以降低成本。

为保证活性污泥呈悬浮状态，沟内平均流速应在0.3m/s以上。混合液在沉淀池进行泥水分离，污泥回流到氧化沟中。因农村管理水平有限，剩余污泥宜定期排放并作适当处理。

设于氧化沟后的二沉池可以采用常用的辐流沉淀池或平流沉淀池。

氧化沟的参数宜根据试验资料确定，在无试验资料时，可参照类似工程选择，或参考以下参数：

污水停留时间：8~24h；

污泥停留时间：15~30d；

氧化沟内好氧区溶解氧：2.0~4.0 mg/L；

沟内流速：0.25~0.35m/s；

沟内污泥浓度：2000~6000mg/L

缺氧区溶解氧：0.0~0.5 mg/L；

Passever氧化沟二沉池的表面负荷20m³/m²·d，一体化氧化沟固液分离器表面负荷30m³/m²·d。

3.5.4  施工事项

氧化沟沟渠边壁一般**采用钢筋砼结构，土建施工应重点控制池体的抗浮处理、地基处理、池体抗渗处理，满足设备安装对土建施工的要求。为了节省投资，可以考虑采用粘土夯实并铺设防水层，亦可以采用钢结构和玻璃钢结构现场安装或定制。

3.5.5  造价指标

氧化沟的建设成本主要包括池体建设和购置设备。

一般，氧化沟钢筋混凝土池体池体的建设费用为600~1000元/m³池容，不同地区或池体埋地与否会有差别，采用钢板或玻璃钢池体的造价约为850元/m³池容。

转刷的费用为15000~30000元/m，如果定做，会大幅度节省费用。转盘的费用更贵一些。

3.5.6  运行管理

主要是氧化沟设备的维护。

3.6   生物接触氧化池

3.6.1  概述

生物接触氧化池是生物膜法的一种，在华北地区应用**多。该技术是在池体中填充填料，污水浸没全部填料，氧气、污水和填料三相接触过程中，通过填料上附着生长的生物膜去除污水中的悬浮物、有机物、氨氮、总氮等污染物的一种好氧生物技术。

生物接触氧化池优点：结构简单，占地面积小；污泥产量少，无污泥回流，无污泥膨胀；生物膜内微生物量稳定，生物相丰富，对水质、水量波动的适应性强；操作简便、较活性污泥法的动力消耗少；对污染物去除效果好。

生物接触氧化池不足：加入生物填料导致建设费用增高；可调控性差；对磷的处理效果较差，对总磷指标要求较高的农村地区应配套建设出水的深度除磷设施。

生物接触氧化池适用范围：生物接触氧化池处理规模可大可小，可建造成单户、多户污水处理设施及村落污水处理站。为减少曝气耗电、降低运行成本，建议在华北地区的山区利用地形高差，可利用跌水充氧完全或部分取代曝气充氧；若作为村落或乡镇污水处理设施，则建议在经济较为发达地区采用该技术，可利用电能曝气充氧，提高处理效果。华北地区生物接触氧化装置应建在室内或地下，并采取一定的保温措施保证冬季运行效果。

3.6.2  类型和结构

生物接触氧化池根据污水处理流程，可分为一级接触氧化、二级接触氧化和多级接触氧化。二级接触氧化和多级接触氧化可在各级接触氧化池中间设置中间沉淀池，延长接触氧化时间，提高出水水质。

根据曝气装置位置的不同，接触氧化池在形式上可分为分流式和直流式。分流式接触氧化池是指污水先在单独的隔间内充氧后，再缓缓流入装有填料的反应区；直流式接触氧化池是直接在填料底部曝气；按水流特征，又可将接触氧化池分为内循环式和外循环式，内循环式是指单独在填料装填区进行循环，外循环式是指在填料体内、外形成循环。工程实践中，应用**广的是内循环直流式接触氧化池，其基本结构如图3-6所示。

3.6.3  设计事项

在生物接触氧化池前应设置沉淀池等预处理设施，以防止堵塞。沉淀单元可以是单独的沉淀池或一体化设备中的沉淀单元，已建符合防水要求的化粪池也可作为沉淀池。此外，需要合理布置生物接触氧化池的曝气系统，实现均匀曝气。填料装填要合理，防止堵塞。

接触氧化池主要由池体、填料、支架及曝气装置、进出水装置以及排泥管道等部件组成，如（图3-6）所示。

1)  池体及内部构筑体

处理规模在200人以下的生物接触氧化池的设计参数

200人以下所采用的生物接触氧化池的有效（填料）容积宜按下列公式计算：

V=nQ（La-20）/ M

式中：

V——生物接触氧化池的有效容积（m³）;

Q——每人每天污水量（m³/人·d）；

n—— 人数；

L_a——进水BOD₅浓度；

M——BOD₅负荷（gBOD₅/m^3.d）,宜按照表 3-4 计算：

表3-4 生物接触氧化池BOD₅负荷参数（gBOD₅/m³·d）

功能	处理对象人数n	1≤n≤50	50≤n≤200
去除有机物	好氧生物接触氧化池（1）	180	225
	厌氧生物接触氧化池（1）	120	240
同时去除有机物和氮	厌氧接触氧化池（2）	80	140
	好氧生物接触氧化池（2）	120	140

注：有脱氮需求时将好氧生物接触氧化池与厌氧接触氧化池联合使用，反应池依顺序为与厌氧接触氧化池（2）、好氧生物接触氧化池（2），并设置污水回流装置。

此外，还应满足下列要求：

好氧式生物接触氧化池(1)的曝气时间为1.5~3h，停留时间为1.5d左右，池内溶解氧含量维持2.0~3.5mg/L。

池体底面多采用矩形或方形，长与宽之比应该在1:2~1:1之间。

处理规模超过30人，分格数不少于2，并按同时工作设计。每格面积不宜大于25m²；处理规模超过40人，有效水深宜大于1.5m。

单户或多户规模的池体可用热塑性复合材料、PVC塑料和玻璃钢等；村落规模的接触氧化池池体应采用钢板焊接制成或用钢筋混凝土浇注砌成。生物接触氧化池进水端应设置导流槽，导流槽与生物接触氧化池应采用导流板分隔，导流板下缘至填料底面的距离**为0.15~0.4m。出水一侧斜板与水平方向的夹角应在50°~60°之间。

生物接触氧化池应在填料下方满平面曝气，**采用穿孔管曝气，每根穿孔管的水平长度不宜大于5m，材质可选择PVC塑料或不锈钢，用电钻打孔制成。为防止堵塞，曝气时应保证开孔朝下。**配置调节气量的气体流量计和方便维修的设施。生物接触氧化池底部应设置放空阀。

处理规模在200人以上的生物接触氧化池的设计参数

处理规模200人以上的村落污水处理站如采用生物接触氧化池，在能按照城市污水厂运行管理的前提下，可参照城市生活污水处理生物接触氧化池的设计和运行参数。

池体底面多采用矩形或方形，长与宽之比应该在1:2~1:1之间；

池子个数或分格数一般不少于2个，每格面积不宜大于25m²；

容积负荷一般采用1000~1500g BOD₅/(m³•d)；

溶解氧一般维持在2.5~3.5mg/L之间，气水比15:1~20:1。

2)  填料

填料的合适与否是决定生物接触氧化法处理效果好坏的关键，生物填料须满足以下要求：

(1)     填料应采用适于长期浸入污水环境的弹性填料、软性填料。

(2)     填充率大于55%。

(3)     填料分层装填，一般不超过3m。

(4)     在好氧生物接触氧化池中应与底部保持合适的距离。

(5)    填料对微生物无毒害、易挂膜、比表面积较大、空隙率较高、氧转移性能好、机械强度大、经久耐用、价格低廉。

填料的种类可按形状、性状及材质等方面进行区分。在形状方面，可分为蜂窝状、束状、筒状、列管状、波纹状、板状、网状、盾状、圆环辐射状以及不规则粒状和球状等；按性状分有，硬性、半软性、软性等；按材质则有塑料、玻璃和纤维等。

3)  设计尺寸

不同处理规模的生物接触氧化池的设计参数可参考表3-5。其中村落规模的生物接触氧化池可设计成二段式。

表3-5 不同处理规模的生物接触氧化池设计参数表

规模	池体尺寸	适宜填料	施工材料	备注
单户	底面积0.3～0.5m2，池高1.0～1.5 m，填料层高度0.6～1.0m	软性、半软性	热塑性复合材料、PVC塑料材料、玻璃钢	均匀曝气
多户	底面积2.0～4.0 m2，池高1.2～1.8 m，填料层高度0.8～1.3m	半软性、软性	热塑性复合材料、PVC塑料材料、玻璃钢	均匀曝气
村落	底面积10～15m2，池高2.5～3.0m，填料层高度1.8～2.2m	球形、蜂窝	钢板或钢筋混凝土	可采取二段式

3.6.4 施工事项

生物接触氧化池的施工包括池体的建造、填料的安装和曝气装置的布设等。

1)       池体建造

散户或多户污水处理时，池体容积小，可采用热塑性复合材料、PVC塑料材料和玻璃钢等材质。板的厚度应大于10mm，若板较高，较长，则板中间需进行加固处理，以防池体装满水后池体中央向外凸出导致**终破裂。

村落污水处理时，池体容积大，为安全考虑，宜采用现场钢筋混凝土浇注，也可采用设备现场安装。

2)       填料安装

填料安装需搭建支架，支架材料要能抗腐蚀，支架应根据待安装的填料的体积和重量进行结构设计，保证其结构可靠性和稳定的承载能力。填料的安装有一定的要求，需疏密适中。单户或多户污水处理时，其具体安装参数可咨询环保工程师或填料供货方；村落污水处理时，其安装的参数应由有资质的设计院进行专业计算设计方可施工。

3)       曝气装置的布设

单户或多户小型接触氧化池的曝气装置较为简单，可采取市售养鱼缸的曝气泵和曝气头进行充氧即可；村落污水处理接触氧化池池体较大时，其曝气装置的安装应在专业设计后请专门的施工队进行，其安装既要考虑曝气量，又要考虑曝气的均匀性。此外，曝气设备如鼓风机或曝气泵需考虑其噪声对环境的影响，若建设在环境要求很安静的地方，需对其进行降噪处理。

3.6.5 造价指标

生物接触氧化池的一次性投资主要是池体建造和购买填料，处理规模不同，池体造价上也有差异，从几百至几万不等；而各种不同填料价格上差异明显，以价格较高的新型球形塑料填料为例，填充一立方米体积所需要的填料价格在600元左右。而在日常运行成本上，生物接触氧化法要低于活性污泥法和氧化沟工艺。在占地方面，生物接触氧化工艺也体现了占地面积小的优势。此外，有报道表明二段式生物接触氧化工艺在污泥稳定性、水力负荷以及设备来源上相比活性污泥和氧化沟工艺均有不同程度的优势；而且出水水质好。这些特点非常符合农村地区经济来源缺乏、操作维护人员有限、对出水水质要求高的特点。

3.6.6  运行管理

1)  系统启动

系统启动时，投加临近污水处理厂的好氧区污泥，或加入粪水，闷曝3~7天后开始少量进水，并观察检测出水水质，逐渐增大进水流量至设计值，同时调整曝气量，保持一定的气水比15~20:1，如果有条件应检测反应池内溶解氧含量，使其在2.0~3.5mg/L之间为宜。

2)  日常维护

正常运行时，需观察填料载体上生物膜生长与脱落情况，并通过适当的气量调节防止生物膜的整体大规模脱落。确定有无曝气死角，调整曝气头位置，保证均匀曝气。定期察看有无填料结块堵塞现象发生并予以及时疏通。

定期对二沉池中污泥进行处理，可以由市政槽车抽吸外运处理，也可经卫生处理后用做农田施肥。