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村鎮(zhèn)污水治理設(shè)計(jì)存在的問題及解決措施
2024-05-17
隨著村鎮(zhèn)飲用水安全工程的實(shí)施，農(nóng)村居民的飲用水條件得到極大的改善，隨之而來的是生活污水的排放量日益增加。村鎮(zhèn)環(huán)境問題還沒有得到普遍的重視，缺少充足的污水處理設(shè)施和污水收集管網(wǎng)，生活污水治理任務(wù)非常艱巨。村鎮(zhèn)生活污水的處理模式不同于城市污水處理，不可機(jī)械地照搬和復(fù)制。隨著農(nóng)村廁所革命的進(jìn)行，村鎮(zhèn)污水的收集和處理亟待解決。
一、村鎮(zhèn)生活污水治理現(xiàn)狀
1.污水特性
村鎮(zhèn)的排放污水，主要包含居民的洗滌沐浴廢水、廚房排放廢水、沖廁產(chǎn)生的污水等，部分區(qū)域存在畜禽養(yǎng)殖廢水、村鎮(zhèn)家庭小作坊廢水、農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)生的廢水以及農(nóng)業(yè)面源污染。污水的水質(zhì)成分單一，有機(jī)物和氮磷含量較高，濃度較城市污水低，可生化性較好，不含有毒難降解物質(zhì)。水量排放不均勻，日變化系數(shù)一般取3.0～5.0，具有早中晚集中排放的特點(diǎn)。目前大部分農(nóng)村缺少污水收集管網(wǎng)，隨著廁改工作的推進(jìn)，污水無處排放，只能就近排入屋后的農(nóng)田或者河道，導(dǎo)致農(nóng)村的河流污染日益加重。
2.水質(zhì)水量特點(diǎn)
村鎮(zhèn)排放的生活污水一般與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展程度和生活習(xí)慣相關(guān)。經(jīng)濟(jì)水平高的區(qū)域采用完善的衛(wèi)生器具，用水量較多，主要包括淋浴洗滌、廚房和衛(wèi)生間排水。經(jīng)濟(jì)水平低的區(qū)域基本采用旱廁，水沖廁的使用較少，排放的生活污水主要是淋浴洗滌和廚房排水，基本以散排為主，此類污水的收集涉及戶內(nèi)改造。
衛(wèi)生間排放的糞便污水一般有機(jī)物和氮磷含量較高，淋浴洗滌廢水主要含合成洗滌劑等有機(jī)物，一般不含有毒難降解的有機(jī)物，可生化性較好。不同時(shí)段的水質(zhì)和水量波動(dòng)大，一般早中晚存在高峰時(shí)段，夜晚用水較少，有的地方夜間基本無污水產(chǎn)生，污水排放呈現(xiàn)不連續(xù)狀態(tài)。日變化系數(shù)一般在3～5之間，有的變化較大的區(qū)域系數(shù)可以取到10以上。若該村鎮(zhèn)存在旅游業(yè)務(wù)，水質(zhì)和水量隨著季節(jié)變化有較大的差異，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮。
3.污水處理的難點(diǎn)
長期以來，我國農(nóng)村生活污水處理的重視度不高，水處理資金缺乏，農(nóng)村居民對環(huán)境保護(hù)的意識較為薄弱。大部分區(qū)域的農(nóng)村生活污水是不經(jīng)處理直接排放的，缺少污水收集管網(wǎng)和污水處理設(shè)施。村鎮(zhèn)住戶分散、地形落差大、區(qū)域分布廣、施工難度較大，使得生活污水的收集和處理更加艱巨。村鎮(zhèn)污水的治理主要存在以下難點(diǎn):
(1)污水處理工藝和設(shè)備的布置，與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)和自然生態(tài)條件相關(guān)，與當(dāng)?shù)氐娜宋囊蛩睾蜕鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展水平有關(guān)。
(2)生活污水的污染物濃度含量低，日變化系數(shù)大，不同季節(jié)的運(yùn)行參數(shù)存在差異，影響污水處理工藝和技術(shù)參數(shù)的選擇。
(3)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對緩慢，資金和技術(shù)力量相對薄弱，需要采取成本和運(yùn)行費(fèi)用較低的工藝，運(yùn)行和維護(hù)力求簡單。
(4)施工難度大，部分區(qū)域地形落差大，需要多次穿越河道和道路，住戶較為分散，房屋間距較大，施工過程中住戶配合度較低，不愿意在住戶附近設(shè)置檢查井，不允許破壞建筑物附近的道路和農(nóng)田等。
(5)站點(diǎn)和泵站等特殊節(jié)點(diǎn)的選址困難，涉及農(nóng)田侵占，或者允許用地的面積非常有限。村鎮(zhèn)的用地一般是幾戶共用的，協(xié)調(diào)工作難度大。村民思想較為保守，不允許站點(diǎn)、泵站、檢查井等設(shè)置在自己的所屬土地范圍內(nèi)，需要設(shè)計(jì)人員多次現(xiàn)場踏勘進(jìn)行協(xié)調(diào)或變更圖紙，給設(shè)計(jì)工作帶來一定的障礙，同時(shí)影響施工工期。
(6)觀念仍需轉(zhuǎn)變。例如，盡管廁改工作有序展開，部分村鎮(zhèn)住戶仍然習(xí)慣使用旱廁，將糞便污水視作莊稼的營養(yǎng)肥料，污水處理的整體效率大大降低。
(7)我國污水處理多集中于城市污水處理的研究，對于村鎮(zhèn)污水處理的技術(shù)儲備較低，缺少相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)和建設(shè)運(yùn)行規(guī)范，缺少成功經(jīng)驗(yàn)案例的參考。城市污水的收集和處理模式不完全適用于村鎮(zhèn)污水的處理。已建成的村鎮(zhèn)污水收集和處理設(shè)施，與當(dāng)?shù)氐拇彐?zhèn)特點(diǎn)息息相關(guān)，不能進(jìn)行完全復(fù)制照搬，大部分處理設(shè)施的效率偏低，運(yùn)行不穩(wěn)定，缺少成熟的運(yùn)行和驗(yàn)收規(guī)范。
(8)村鎮(zhèn)污水處理多頭管理、權(quán)責(zé)不明，一般涉及環(huán)保、建設(shè)、農(nóng)辦、市政等多部門。部分污水處理站點(diǎn)建設(shè)和運(yùn)行的主體不一致，導(dǎo)致管理責(zé)任不明確。設(shè)計(jì)、管理和資金的使用過于分散，污水處理工藝的選擇復(fù)雜多樣、處理效果參差不齊、治理效果不明顯，建設(shè)、運(yùn)行和管理脫節(jié)，已建設(shè)的設(shè)施使用率較低，使用效果沒有達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期。配套污水收集管網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量不到位，處理設(shè)備無法正常運(yùn)行和有效維護(hù)。
(9)處理模式難選擇，單一的處理模式或者技術(shù)方案并不能解決所有村莊的問題。村鎮(zhèn)的地理位置分布特點(diǎn)造成污水的收集相對分散，不能采取統(tǒng)一集中的污水收集處理模式。不同村鎮(zhèn)之間，甚至同一村鎮(zhèn)的不同住戶之間存在地勢較大的差異，住戶的分散集中程度不一致，因此需要因地制宜地采取不同的污水收集和處理模式。村鎮(zhèn)污水的收集管網(wǎng)一般采用重力流方式，但是南方存在較多的水系，需要經(jīng)常穿越河道，設(shè)置較多的倒虹吸對以后的運(yùn)維產(chǎn)生難度，容易產(chǎn)生污泥淤堵，需要經(jīng)常清通，管理復(fù)雜，可因地制宜地采取壓力提升和真空排水系統(tǒng)。
二、村鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)分析
1.處理模式
村鎮(zhèn)污水處理模式主要推薦三種:直接納管模式、相對集中處理模式、分散處理模式。
直接納管模式主要適用靠近城鎮(zhèn)的村鎮(zhèn)或者靠近城鎮(zhèn)已建污水管網(wǎng)的村莊，污水量一般大于20m3/d，服務(wù)人口大于200人，服務(wù)戶數(shù)50戶以上。提升泵布置在村鎮(zhèn)中，將各戶的污水收集后提升至污水主管網(wǎng)中，壓力輸送至污水處理廠。
相對集中處理模式主要用于遠(yuǎn)離城市污水廠或者污水主干管網(wǎng)的村鎮(zhèn)，需要在村鎮(zhèn)內(nèi)建設(shè)集中污水處理設(shè)施處理以達(dá)標(biāo)排放。該處理模式一般具有占地較小、工藝集成、運(yùn)行安裝簡單、出水水質(zhì)好等特點(diǎn)。污水量一般為5～20 m3/d，服務(wù)家庭20戶以上，人口30～200人。
分散處理模式適用于住戶分布較散的村鎮(zhèn)，村鎮(zhèn)中存在較為偏僻的村莊，或者較為偏僻的單戶和零星的散戶。適合以單戶或相鄰幾戶為單元設(shè)置就地污水處理設(shè)施，不需要單獨(dú)敷設(shè)較長的管網(wǎng)連接到污水主管網(wǎng)中。在單戶收集的基礎(chǔ)上，將相鄰住戶的生活污水通過管道收集至分散式污水處理設(shè)施內(nèi)。污水量一般為≤2 m3/d，服務(wù)家庭1～5戶，人口5～20人。
各村鎮(zhèn)可根據(jù)其居住形式和地形條件特點(diǎn)，因地制宜地采取污水收集處理模式。對于村莊內(nèi)個(gè)別偏遠(yuǎn)的農(nóng)戶，敷設(shè)管線長度較長，成本較高，可采用就地處理模式，埋設(shè)專門的一體化污水處理設(shè)施，凈化污水并可回用灌溉。
2.處理技術(shù)
污水處理設(shè)施工藝路線一般為:預(yù)處理+提升泵+生化處理設(shè)施+消毒排放。
現(xiàn)有成熟、效果顯著的村鎮(zhèn)污水處理技術(shù)主要有:改良AAO生化處理、膜生物反應(yīng)池(MBR)、低負(fù)荷生物濾池、生物接觸氧化池、生物轉(zhuǎn)盤、功能型精準(zhǔn)濕地類生態(tài)技術(shù)等，應(yīng)根據(jù)村鎮(zhèn)污水實(shí)際水量水質(zhì)選擇合適的處理工藝。
3.設(shè)計(jì)過程的建議
(1)現(xiàn)狀合流管建議用作雨水管，新建污水管網(wǎng)。因?yàn)楝F(xiàn)狀合流管一般管徑較大，或是不完善的蓋板渠系統(tǒng)，沒有做防水，因此建議用作雨水管。若局部地區(qū)近期新修的管網(wǎng)，管網(wǎng)較完善、管徑較小、沒有雨水匯入或者很少的雨水匯入，該套管網(wǎng)可以在標(biāo)高流向滿足的前提下利用，該處可以不重復(fù)新建污水管網(wǎng)，減少投資以及保護(hù)當(dāng)?shù)鼐用裾５纳睢?/p>
(2)新建管網(wǎng)，建議采用完全分流制，下列特殊情況，可適當(dāng)考慮采取截留系統(tǒng):①居住較集中，路面寬度小于3 m的繁華居住區(qū);②新建小區(qū)或美麗鄉(xiāng)村，路面建設(shè)規(guī)格高，政府居民均不愿意重復(fù)建設(shè)的地區(qū)，設(shè)計(jì)時(shí)污水廠規(guī)模應(yīng)考慮這部分水量。
(3)村鎮(zhèn)每戶的污水排放口較多，主要有洗滌、沐浴、廚房、衛(wèi)生間等生活污水，一些地區(qū)還存在旱廁的情況，建議政府先進(jìn)行戶內(nèi)改造，統(tǒng)一建設(shè)化糞池，盡量將每戶的污水統(tǒng)一排放至一處，最終匯入市政污水管網(wǎng)，避免后期運(yùn)行時(shí)收不到水或收集水量較少的情況。
(4)在設(shè)計(jì)主管網(wǎng)時(shí)應(yīng)統(tǒng)籌考慮倒虹井和泵站的設(shè)置，一般倒虹井和泵站埋深較深，尺寸較大，應(yīng)遠(yuǎn)離繁華街道和居住區(qū)，避免出現(xiàn)后期施工時(shí)選址困難、影響居民正常生活等情況發(fā)生。
(5)科學(xué)預(yù)測水量。應(yīng)考慮村鎮(zhèn)的實(shí)際情況，實(shí)地考察旱廁比例，據(jù)實(shí)選取用水定額，避免設(shè)計(jì)誤差太大。村鎮(zhèn)外出打工人數(shù)較多，平常村鎮(zhèn)中僅老人和兒童，而節(jié)假日人數(shù)較多，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮水量變化。
(6)設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)籌考慮路線，盡量減少穿越河道、溝渠、鐵路、高速公路等。
(7)管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)干管、主管、支管統(tǒng)一設(shè)計(jì)和施工，避免因投資等因素分頭設(shè)計(jì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的不連貫，重復(fù)施工破壞路面，影響實(shí)際效果。
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