湖南省农村生活污水治理技术指南（试行）

4）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。一般钢筋混凝土池体池体的建设费用为 600-1000 元/m³，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 1000 元/m³。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。

5）运行管理

参考设计单位运行指南进行维护管理，主要是氧化沟设备的检修维护。

4.1.2.3 曝气生物滤池

1）概述

曝气生物滤池反应器为周期运行，从开始过滤到反冲洗完毕为一个完整的周期。具体过程如下：经预处理的污水从滤池底部进入滤料层，滤料层下部设有供氧的曝气系统进行曝气，气水为同向流。在滤池中，有机物被微生物氧化分解，NH₃-N 被氧化成 NO₃-N；另外，由于在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境，在硝化的同时实现部分反硝化，从滤池上部的出水可直接排出系统。随着过滤的进行，由于滤料表面新产生的生物量越来越多，截留的 SS 不断增加，在开始阶段滤池水头损失增加缓慢，当固体物质积累达到一定程度，使水头损失达到极限水头损失或导致 SS 发生穿透，此时就必须对滤池进行反冲洗，以洗出滤床内过量微生物膜及 SS，恢复其处理能力。

曝气生物滤池的优点：具有较高的生物浓度和较高的有机负荷，单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量（可达10-15g/L）；池容积和占地面积小、基建费用低；抗冲击负荷能力强、无污泥膨胀问题、工艺简单出水水质好。

曝气生物滤池的缺点：进水的 SS 要求较高，需要采用对 SS 有较高处理效果的预处理工艺。而且进水的浓度不能太高，否则容易引起滤料结团、堵塞。

2）基本结构

曝气生物滤池的基本构造主要包含：生物滤料层（用于承载活性污泥），用于布水布气的专用滤头；防堵塞专用单孔膜空气扩散端及曝气系统；反冲洗系统，维持滤池的正常运转。

3）设计要求

（1）池型

为了保证反冲洗效果，单池面积不宜太大（≤100㎡），平面上通常采用矩形，单侧配水配气，纵横向长度尺度比 1：1.2-1：1.5，纵向（短边）长≤8m 并应在横向（长边）前端沿全长设配水配气室均匀地配水配气；进水孔位于滤池底板面上，进气孔顶应与滤板底持平或梢低，孔径（50-80mm）不宜过大。

（2）滤头与开孔率

曝气生物滤池通常用小阻力配水系统（长柄滤头）。为了避免堵塞，滤头缝隙应比给滤头宽（2.0-2.5mm），每个滤头缝隙总面积约250-350m㎡。开孔比可比给水滤池大，约 0.011-0.015。配气孔直径2.0-2.5mm，位置应在滤杆丝扣之下或与滤板底面平，与滤杆下端的配水条形孔的距离应保持在 150-200mm 以上。

（3）承托层

给水 V 型滤池滤头缝隙窄（0.25-0.3mm），开孔比小（约0.008-0.01）配水较均匀，滤料一般采用均粒（0.9-1.2mm）石英砂，砾石承托层可简化为一层（粒径 2-4mm，厚 100-150mm）；滤头缝隙宽、开孔比大、冲洗强度较大，滤料为 3-6mm 的陶粒滤料，砾石承托层建议分为 2-4mm，4-8mmm，8-16mm 三层布置，每层厚50-100mm。

（4）滤头防堵

上向流曝气生物滤池从滤板下进水，水中含较多悬浮物（特别是塑料薄膜碎片），长期运行滤头堵塞难以避免，一旦出现很难清洗。

设计上除在池壁滤板底高度下设检修人孔外，还应考虑必要时利用滤池水位迅速地从上而下逆向冲洗滤头把堵塞物排走的相应措施。

（5）压缩空气系统

曝气生物滤池与给水 V 型滤池一样通常采用气动蝶阀控制，后者的动力是压缩空气。压缩空气应经过仔细的过滤、干躁然后通过管道输送到各气动阀门的电磁阀上，压缩空气系统的管道由于接头多，施工时应注意其气密性。否则会由于漏气导致空压机频繁起动，既浪费能源又影响空压机的寿命，为减少空压机起动频率，系统内另配一个较大的贮气罐是必要的。管道材质最好采用不锈钢管（或无缝钢管），焊接接头。

4）造价指标

曝气生物滤池的一次性投资主要是池体建造、管道布设和购买填料。池体造价因处理规模不同而差异较大，从几百至几万不等，填料种类不同，价格差异明显，以价格较高的新型球形塑料填料为例。填充 lm3 体积所需要的填料价格在 1200 元左右。

5）运行管理

系统启动：系统启动时，投加临近污水处理厂的好氧污泥，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，保持气水比在 15:1-20:1 之间，反应池内溶解氧浓度最好维持在 2.0-3.5mg/L 之间。

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，并通过调节气量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，如有应以及时疏通。

4.1.3 生态处理单元与设施

4.1.3.1 人工湿地

1）概述

人工湿地是一种通过人工设计、改造而成的半生态型污水处理系统，主要由土壤基质、水生植物和微生物三部分组成。

人工湿地的优点：投资费用省、运行费用低、维护管理简便，水生植物可以美化环境、调节气候、增加生物多样性。

人工湿地的不足：污染负荷低、占地面积大、设计不当容易堵塞、处理效果受季节影响，随着运行时间延长除磷能力逐渐下降。

人工湿地适用范围：适用于居住较分散、土地面积相对丰富的农村地区，不仅可以治理农村水污染、保护水环境，而且可以美化环境，节约水资源。人工湿地广泛应用湖南省农村生活污水治理，在正常管理前提下效果较理想。

2）类型和结构

人工湿地按水流特征，可分为表面流人工湿地、潜流人工湿地、垂直流人工湿地。表流人工湿地建造费用较省，但占地面积大于潜流和垂直流人工湿地，且冬季表面易结冰，夏季易繁殖蚊虫，并有臭味。

3）设计要求

人 工 湿 地 的 设 计 可 参 考 《 人 工湿地污水处理技术导则 》（RISN-TG006-2009），并根据实际情况因地制宜进行设计和运行。

设计时首先确定污水的水量和水质，根据当地的地质、地貌、气候等自然条件选择合适的类型，然后根据相应的湿地类型进行设计。设计主要涉及以下几个方面：污染负荷、湿地面积、湿地床结构、基质材料选择、植被选择、水力状况、进水和排水周期等。

（1）污染负荷人工湿

地污染负荷低，进水污染物浓度特别是悬浮物浓度不能太高，一般不超过 50mg/L，否则容易堵塞。不同类型人工湿地污染负荷取值范围变化较大。

（2）湿地面积

人工湿地设计面积根据拟处理水量确定，包括常规污水水量和汇流区域内的暴雨径流量，可按下面公式近似估算：

S=（污水量+径流量）/A

式中：S－湿地最大占地面积

A－水力负荷

（3）湿地床结构

湿地床构型对湿地系统的水力状况有着重要影响，构型参数包括长宽比、坡度、深度等。据工程经验，人工湿地系统的坡度宜为 0.5-1%，长宽比应大于 2，深度一般在 0.2-1.2m。

人工湿地设计时应尽量采用重力流布水方式，以保证排水顺畅，节省能源。另外，湿地出水口应设计为可调的，以便使整个湿地床体的水位可以人为调控。

人工湿地水力负荷根据污水量和湿地类型的不同差异比较大，一般来说潜流湿地的水力负荷大于表面流湿地的水力负荷。国内外人工湿地的水力负荷一般为 10-20cm.d-1，水力停留时间为 0.5-7d。

（4）基质材料选择

人工湿地系统多采用碎石、沙子、矿渣等基质材料作为填料。对于缺乏养分供给的基质或者孔隙过大不利于植物固定生长的基质，需在基质上方覆盖 15-25cm 厚的土壤，作为植物生长的基质。不同类型的基质对湿地的影响不同，中性基质对生物处理影响不大，但矿渣等偏碱性的基质则在一定程度上会影响微生物和植物的生长活动，因此，应用时需采用一定的预处理，如充分浸泡等措施。

基质对废水中磷和重金属离子的净化影响最大，含钙、铁、铝等成分的填料有利于离子交换。钙、镁等成分和污水中的磷、重金属相互作用形成沉淀物；铁、铝等离子通过离子交换等作用将磷、重金属吸附于基质上。但随着时间的推移，基质对磷和重金属的吸附会达到饱和，湿地除磷和重金属能力便有明显下降。在确定选择的基质材料种类后，还应确定基质的粒径，以调整湿地的水力传导率和孔隙率。

一般来说，小粒径基质具有比表面积大、孔隙率小、植物根及根区的发展相协调、水流条件接近层流等优点。但目前人工湿地的基质一般倾向于选择较大粒径的介质，以便具有较大的空隙和好的水力传导，从而尽量克服湿地堵塞问题。

此外，基质的选择上还应考虑便于取材、经济适用等因素。

（5）植物选择

湿地水生植物主要包括挺水植物、沉水植物和浮水植物。不同的区域，不同的生长环境，适宜生长的湿地植物种类是不同的。人工湿地一般选取处理性能好、成活率高、抗污能力强且具有一定美学和经济价值的水生植物。通常应具有下列特性：

能忍受较大变化范围内的水位、含盐量、温度和 pH 值；

在本地适应性好，最好是本土植物；植物种类一般 3-7 种，其中至少 3 种为优势物种；

对污染物具有较好的去除效果；

成活率高，种苗易得，繁殖能力强；

用途广泛或经济价值高。

湖南地区人工湿地中使用最多的水生植物为美人蕉、再力花、藨草、香蒲、芦苇和灯心草，这些植物都广泛存在并能忍受冰冻。不同种类的水生植物适宜生长的水深不同，香蒲在水深 0.15m 的环境中生存占优势；灯心草为 0.05-0.25m；芦苇适宜生长在岸边和浅水区中，最深可生长于 1.5m 的深水区域。香蒲和灯心草的根系主要在 0.3m 以内的区域，芦苇的根系达 0.6m，宽叶香蒲则达到 0.8m。

在潜流型湿地中，一般选用芦苇和香蒲，它们较深的根系可扩大污水的处理空间。而对于处理暴雨径流污染为主的人工湿地，要求湿地植物有很强的适应能力，既能抗干旱又能耐湿，而且还应具有抗病灾和昆虫的能力，一般选用芦苇和藨草。

（6）水力状况

表流人工湿地水位一般为 20-80cm，潜流人工湿地水位则一般保持在土壤表面下方 10-30cm，并根据待处理的污水水量等情况进行调节。需重点考虑造成湿地堵塞的各种影响因素。湿地堵塞多发生在系统床体前端 25%左右的部分，造成堵塞的物质大部分为无机物，污水中颗粒物在湿地床中的沉淀是造成湿地堵塞的主要原因。此外，植物根系及其附着物等也是湿地堵塞的一大诱因。

4）造价指标

综合国内外的研究实践经验，人工湿地的投资和运行费一般仅为传统的二级污水厂的 1/10-1/2，具有广泛应用推广价值，尤其适用于经济发展相对落后市郊、中小城镇及广大的农村地区。具体的投资费用视地理位置，地质情况以及所采用的湿地基质而有差别，一些工程统计表明，表流人工湿地建设投资费用约 150-400 元/m2，潜流人工湿地建设投资费用约 200-600 元/㎡。

5）运行管理

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。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，植物种类的调整需要变换水位。如果水位低于理想高度，可调整出水装置；杂草的过度生长也给湿地植物的生长带来许多问题。在春天，杂草比湿地植物生长的早，遮住了阳光，阻碍水生植株幼苗的生长，杂草的去除将会增强湿地净化功能和经济价值。实践证明，人工湿地的植被种植完成以后，就开始建立良好的植物覆盖，并进行杂草控制是最理想的管理方式。在春季或夏季，建立植物床的前三个月，用高于床表面 5cm 的水深淹没可控制杂草的生长，当植物经过三个生长季节，就可以与杂草竞争。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。

4.1.3.2 生物稳定塘

1）概述

稳定塘又名氧化塘或生物塘，是一种利用水体自然净化能力处理污水的生物处理设施，主要借助水体的自净过程来净化污水。

稳定塘的优点：结构简单、出水水质好、投资成本低、无能耗或低能耗、运行费用省、维护管理简便。

稳定塘的不足：负荷低、污水进入前需进行预处理、占地面积大，处理效果受季节影响、水体污染物浓度过高时会产生臭气和滋生蚊虫。

稳定塘的适用范围：适用于有山沟、水沟、低洼地或池塘、土地面积相对丰富的中南农村地区。

2）类型和结构

稳定塘有多种类型，按照塘的使用功能、塘内生物种类、供氧途径进行划分，一般可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘和生态塘。

好氧塘深度较浅，一般在 0.5m 左右，阳光能直接照射到塘底。

塘内有许多藻类生长，释放出大量氧气，再加上大气的自然充氧作用，好氧塘的全部塘水都含有溶解氧。兼性塘同时具有好氧区、缺氧区和厌氧区，深度比好氧塘大，通常在 1.2-1.5m 之间。厌氧塘深度相比于兼性塘更大，一般在 2.0m 以上，塘内一般不种植植物，也不存在供氧的藻类，全部塘水都处于厌氧状态，主要由厌氧微生物起净化作用，多用于高浓度污水的厌氧分解。曝气塘深度多在 2.0m 以上，但与厌氧塘不同，曝气塘采用了机械装置曝气，使塘水有充足的氧气，主要由好氧微生物起净化作用。生态塘一般用于污水的深度处理，进水污染物浓度低，也被称为深度处理塘，塘中可种植芦苇、茭白等水生植物，以提高污水处理能力。

3）设计要求

稳定塘按有机污染物的负荷、塘深和停留时间等参数设计。当污水污染浓度较低时，一般设计为好氧塘或生态塘；当污水浓度较高时，可设计为厌氧塘或曝气塘；污水水质介于这两者之间时，通常设计为兼性塘。稳定塘应尽量远离居民点，而且应该位于居民点常年风向的下方，防止水体散发臭气和滋生蚊虫的侵扰。

4）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修建，也可对农村原有的蓄水塘进行改建，挖掘时也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防渗；稳定塘投资造价约 100-150 元/㎡。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，这些植物多取用当地品种，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。

5）运行管理

稳定塘的设计简单、施工简便、所需要的维护工作较少。日常维护中要注意保护塘内生物的生长，但也不能让水生生物过度生长，特别是藻类的快速繁殖会使出水水质下降。

稳定塘是否出现渗漏是检查的重点，要注意对塘的出入水量进行定期测量，以查看有无渗漏。如果周边有地下水井，也可抽取地下水进行检测，查看是否受到塘水的下渗污染。

4.1.3.3 土地渗滤

1）概述

土地渗滤处理系统是一种人工强化的污水生态工程处理技术，它充分利用在地表下面土壤中栖息的土壤微生物、植物根系以及土壤所具有的物理、化学特性将污水净化，属于小型的污水土地处理系统。土地渗滤的优点：处理效果较好、投资费用省、无能耗、运行费用很低、维护管理简便。

土地渗滤的不足：污染负荷低、占地面积大、设计不当容易堵塞、易污染地下水。

土地渗滤的适用范围：适用于居住较分散、土地面积相对丰富的农村地区，与农业或生态用水相结合，不仅可以治理农村水污染、美化环境，而且可以节约水资源。

2）类型和结构

土地渗滤根据污水的投配方式及处理过程的不同，可以分为慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流和地下渗滤系统四种类型。

（1）慢速渗滤系统

慢速渗滤系统适用于投放的污水量较少地区，通过蒸发、作物吸收、入渗过程后，流出慢速渗滤场的水量通常为零，即污水完全被系统所净化吸纳。其结构如图 4.1-9 所示。

慢速渗滤系统可设计为处理型和利用型两类。处理型以污水处理为主要目的，设计时应尽可能少占地，选用的作物要有较高耐水性、对氮磷吸附降解能力强。利用型以污水资源化利用为目的，对作物没有特别的要求，在土地面积允许的情况下可充分利用生活污水进行生产活动，以便获取更大的经济效益。

慢速渗滤系统的具体场地设计参数包括：土壤渗透系数为 0.036-0.36m/d、地面坡度小于 30%、土层深大于 0.6m、地下水位大于 0.6m。

（2）快速渗滤系统

快速渗滤适用于具有良好渗滤性能的土壤，如砂土、砾石性砂土等。其结构如图 4.1-10 所示。

快速渗滤可处理较大量污水，可用于两类目的：地下水补给和污水再生利用，用于前者时不需要设计集水系统，而用于后者则需要设地下水集水措施以利用污水，在地下水敏感区域还必须设计防渗层，防止地下水受到污染。

地下暗管和竖井是快速渗滤系统常用的出水方式，如地形条件合适，可使再生水从地下自流进入地表水体。最优设计参数 0.45-0.6m/d、地面坡度小于 15%、土层厚大于 1.5m、距地下水位大于 1.0m。

（3）地表漫流系统

地表漫流适用于土质渗透性的黏土或亚黏土的地区，地面最佳坡度为 2-8%。其结构如图 4.1-11 所示。

废水以喷灌法和漫灌（淹灌）法有控制地分布在地面上均匀地漫流，流向坡脚集水渠，地面上种牧草或其他作物供微生物栖息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放。

（4）地下渗滤系统

地下渗滤系统是将污水投配到距地表一定距离的有良好渗透性的土层中，利用土毛细管浸润和渗透作用，使污水向四周扩散中经沉淀、过滤、吸附和生物降解达到处理要求。其结构如图 4.1-12 所示。

地下渗滤的处理水量较少，停留时间较长，水质净化效果比较好，且出水水量和水质都比较稳定，适于污水的深度处理。