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村鎮(zhèn)污水治理設計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施,農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施和污水收集管網(wǎng),生活污水治理任務非常艱巨。村鎮(zhèn)生活污水的處理模式不同于城市污水處理,不可機械地照搬和復制。隨著農村廁所革命的進行,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、農產(chǎn)品加工產(chǎn)生的廢水以及農業(yè)面源污染。污水的水質成分單一,有機物和氮磷含量較高,濃度較城市污水低,可生化性較好,不含有毒難降解物質。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。目前大部分農村缺少污水收集管網(wǎng),隨著廁改工作的推進,污水無處排放,只能就近排入屋后的農田或者河道,導致農村的河流污染日益加重。

  2.水質水量特點

  村鎮(zhèn)排放的生活污水一般與當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展程度和生活習慣相關。經(jīng)濟水平高的區(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改造。

  衛(wèi)生間排放的糞便污水一般有機物和氮磷含量較高,淋浴洗滌廢水主要含合成洗滌劑等有機物,一般不含有毒難降解的有機物,可生化性較好。不同時段的水質和水量波動大,一般早中晚存在高峰時段,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,水質和水量隨著季節(jié)變化有較大的差異,設計時應綜合考慮。

  3.污水處理的難點

  長期以來,我國農村生活污水處理的重視度不高,水處理資金缺乏,農村居民對環(huán)境保護的意識較為薄弱。大部分區(qū)域的農村生活污水是不經(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:

  (1)污水處理工藝和設備的布置,與當?shù)氐慕?jīng)濟和自然生態(tài)條件相關,與當?shù)氐娜宋囊蛩睾蜕鐣?jīng)濟發(fā)展水平有關。

  (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)的運行參數(shù)存在差異,影響污水處理工藝和技術參數(shù)的選擇。

  (3)農村經(jīng)濟發(fā)展相對緩慢,資金和技術力量相對薄弱,需要采取成本和運行費用較低的工藝,運行和維護力求簡單。

  (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置檢查井,不允許破壞建筑物附近的道路和農田等。

  (5)站點和泵站等特殊節(jié)點的選址困難,涉及農田侵占,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)調工作難度大。村民思想較為保守,不允許站點、泵站、檢查井等設置在自己的所屬土地范圍內,需要設計人員多次現(xiàn)場踏勘進行協(xié)調或變更圖紙,給設計工作帶來一定的障礙,同時影響施工工期。

  (6)觀念仍需轉變。例如,盡管廁改工作有序展開,部分村鎮(zhèn)住戶仍然習慣使用旱廁,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)污水處理的技術儲備較低,缺少相應的工程設計和建設運行規(guī)范,缺少成功經(jīng)驗案例的參考。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)污水收集和處理設施,與當?shù)氐拇彐?zhèn)特點息息相關,不能進行完全復制照搬,大部分處理設施的效率偏低,運行不穩(wěn)定,缺少成熟的運行和驗收規(guī)范。

  (8)村鎮(zhèn)污水處理多頭管理、權責不明,一般涉及環(huán)保、建設、農辦、市政等多部門。部分污水處理站點建設和運行的主體不一致,導致管理責任不明確。設計、管理和資金的使用過于分散,污水處理工藝的選擇復雜多樣、處理效果參差不齊、治理效果不明顯,建設、運行和管理脫節(jié),已建設的設施使用率較低,使用效果沒有達到設計的預期。配套污水收集管網(wǎng)建設質量不到位,處理設備無法正常運行和有效維護。

  (9)處理模式難選擇,單一的處理模式或者技術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,設置較多的倒虹吸對以后的運維產(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,服務人口大于200人,服務戶數(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)內建設集中污水處理設施處理以達標排放。該處理模式一般具有占地較小、工藝集成、運行安裝簡單、出水水質好等特點。污水量一般為5~20 m3/d,服務家庭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置就地污水處理設施,不需要單獨敷設較長的管網(wǎng)連接到污水主管網(wǎng)中。在單戶收集的基礎上,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施內。污水量一般為≤2 m3/d,服務家庭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,因地制宜地采取污水收集處理模式。對于村莊內個別偏遠的農戶,敷設管線長度較長,成本較高,可采用就地處理模式,埋設專門的一體化污水處理設施,凈化污水并可回用灌溉。

  2.處理技術

  污水處理設施工藝路線一般為:預處理+提升泵+生化處理設施+消毒排放。

  現(xiàn)有成熟、效果顯著的村鎮(zhèn)污水處理技術主要有:改良AAO生化處理、膜生物反應池(MBR)、低負荷生物濾池、生物接觸氧化池、生物轉盤、功能型精準濕地類生態(tài)技術等,應根據(jù)村鎮(zhèn)污水實際水量水質選擇合適的處理工藝。

  3.設計過程的建議

  (1)現(xiàn)狀合流管建議用作雨水管,新建污水管網(wǎng)。因為現(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)可以在標高流向滿足的前提下利用,該處可以不重復新建污水管網(wǎng),減少投資以及保護當?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,路面建設規(guī)格高,政府居民均不愿意重復建設的地區(qū),設計時污水廠規(guī)模應考慮這部分水量。

  (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,建議政府先進行戶內改造,統(tǒng)一建設化糞池,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),避免后期運行時收不到水或收集水量較少的情況。

  (4)在設計主管網(wǎng)時應統(tǒng)籌考慮倒虹井和泵站的設置,一般倒虹井和泵站埋深較深,尺寸較大,應遠離繁華街道和居住區(qū),避免出現(xiàn)后期施工時選址困難、影響居民正常生活等情況發(fā)生。

  (5)科學預測水量。應考慮村鎮(zhèn)的實際情況,實地考察旱廁比例,據(jù)實選取用水定額,避免設計誤差太大。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,因此設計時應考慮水量變化。

  (6)設計時統(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)設計時,應干管、主管、支管統(tǒng)一設計和施工,避免因投資等因素分頭設計,導致設計的不連貫,重復施工破壞路面,影響實際效果。


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