朱松林
中国市政工程东北设计研究总院有限公司东莞分院,广东 东莞 523000
摘要:本⽂旨在深⼊研究农村⽣活污⽔综合治理问题,针对农村地区的特点和需求,结合现有的技术和政策,提出⼀套系统的综合治理⽅案。通过对设计方案的理论分析和实践验证,探讨农村生活污水处理的要点,提出相应解决方案,切实做好农村污水综合治理工作,以促进农村环境保护和可持续发展,为农村生活污水的处理和资源化利用提供了理论和实践指导。
关键词:农村污⽔;综合治理办法;资源化利⽤;技术研究
中图分类号:X703.1
中国科技期刊数据库 工业A
1 引⾔
1.1 农村⽣活污⽔治理的背景和意义
在习近平新时代的社会主义思想的指导下,全⾯贯彻党精神,紧扣政府“三农”领域突出短板“九⼤攻坚”⾏动,以提⾼农村⽣活污⽔治理率、设施有效运⾏率、农村人居环境质量和村⺠满意率为⽬标,巩固提升农村⽣活污⽔治理效果,加快建⽴符合本⼟特点的农村⽣活污⽔治理模式,建⽴健全⻓效运维管护机制,保障农村⽣活污⽔治理设施有效运⾏,持续改善农村环境质量,为乡村振兴奠定坚实的⽣态环境基础。
加快农村环境综合整治,重点治理农村污⽔。推⾏县域农村污⽔治理的统⼀规划、统⼀建设、统⼀管理,有条件的地⽅推进城镇污⽔处理设施和服务向农村延伸。距离城区较近的村庄,生活污水纳入城镇污水处理厂集中处理;其他村庄的⽣活污⽔可通过适当⽅式就近处理。距离城镇较远且⼈⼝较多的村庄,且有建设用地的情况下,可建设村级污⽔集中处理设施;⼈⼝较少的村庄,可建设户⽤污⽔处理设施。鼓励农村污水资源化利用,重点开展⼩流域建设,按乡村推进河道综合整治。
1.2 研究⽬的
提高农村生态环境质量,做好农村污染治理工作,解决农村突出⽔环境问题,系统治理、⻓效管护。结合实际情况,分析选择合适的治理⽅案。
2 农村现状⽣活污⽔的特点与问题分析
2.1 农村现状⽣活污⽔存在难点分析
(1)农村生活污⽔治理⽅案的选择
农村⽣活污⽔处理的分类主要包括纳⼚处理、集中分散式处理、资源化利⽤三类。应依据项⽬的实际情况和乡村的分布,以及镇区现状污⽔处理⼚的运⾏情况,具体判断选⽤何种处理⽅式。
(2)农村生活污⽔排⽔体制的选择
排⽔系统中的⾸要问题是排水体制的选择。它不仅影响排⽔系统的设计、施⼯、维护和管理,还影响环境保护,同时也影响排⽔系统工程投资和运⾏管理费⽤。
(3)农村生活污水处理设施的⼯艺路线的选择
污⽔处理⼯艺路线直接影响项⽬的投资和出⽔⽔质,要根据处理规模大小、原污⽔⽔质情况、出⽔要求指标,⽤地情况等多种条件作慎重考虑。每种⼯艺都有其适⽤范围,须在⽣产实践过程中总结优化,结合农村污⽔本身特点,选择适合于具体项⽬的处理⼯艺。
(4)农村生活污水处理规模的确定
农村污⽔处理规模对项⽬的影响较⼤,关系着处理设施的适⽤性,设计规模过⼩将导致设施运⾏超负荷,设计规模过⼤造成投资过⼤且对设施的运⾏不利。但⽬前农村污⽔的总变化系数较⼤,污⽔量也存在⼀定的不准确性,有部分⽣活废⽔⽐如洗菜⽔或者洗脸⽔直接泼向地⾯,污⽔管⽹⽆法收集,还有⼀部分农户使⽤地下⽔的情况,实际⽤⽔量⼤于定额计算数。
(5)农村生活污水处理排放标准的选择
农村污⽔处理设施的排放标准直接影响着污⽔处理设施的处理⼯艺的选择与处理设施的工程投资,也影响着周边⽔环境的质量。排放标准的选择应结合当地周边⽔环境要求,根据⽔环境划分合理定制。
(6)农村污⽔处理设施的运维管理
排⽔系统能充分发挥效益,⼀般是“三分建七分管”。系统建设后的维护管理是⾄关重要的⼀个环节。应该在项⽬建设的同时定制合理的运管模式,规范设施的运维,制定运维管理的评价与考核,以确保项⽬建成后更好地发挥效益。
2.2 治理过程中的挑战与问题
通过现场调研以及资料的分析,⽬前农村⽣活污⽔收集处理局限性如下:
(1)各部⻔统筹协调不⾜,项⽬建设缺乏系统性谋划。⼀是农村⽣活污⽔治理设施建设多头发展、各部⻔间沟通不⾜,导致农污设施台账不清。⼆是现有农村⽣活污⽔治理建设规划不能满⾜最新政策要求。
(2)设计建设运维全过程监管不到位,已建农污设施存在问题多。⼀是设计处理能⼒与实际处理能⼒不相符。部分已建农村⽣活污⽔处理设施实际处理能⼒低于设计处理能⼒。⼆是处理设施设计规模与收集污⽔量不匹配。部分设施因设计规模取值不合理,未考虑⼈⼝潮汐现象,导致污⽔实际产⽣量低于设计规模;部分设施因污⽔管⽹建设不完善,覆盖范围少,导致污⽔收集量低于设计规模,农村⽣活污⽔处理设施⽆法正常运⾏;再者部分设施因未能考虑村庄的发展,导致污⽔实际处理量⾼于设计规模,出水不达标;三是农污设施建设选址不合理。
(3)技术⼯艺选择混乱,缺乏最佳适⽤技术指南。⼀是我县农污处理技术多种多样,缺乏适合实际的统⼀的最佳适⽤技术指南;⼆是所选技术目标性不强,缺乏考虑农村⽣活污⽔的自身特性和受纳水体的特点,⽆法满⾜排放标准的要求。
(4)农污设施正常运⾏率低,运⾏维护亟待加强。⽬前⼤部分农污设施均由第三⽅运营,但第三⽅运营公司由于资⾦、技术等原因,对农污的运营投⼊的⼈⼒物⼒不⾜,造成农污设施正常运⾏率低。部分设施主要功能模块设备运转异常,污⽔进⽔管破损,⼈⼯湿地填料板结堵塞、植物⻓期没有收割,主体结构池体破损、渗漏或塌陷,集⽔井未设置格栅或格栅损坏。
(5)农村⽣活污⽔治理设施建设⽤地选址难。基本农⽥覆盖⾯⼴,绝⼤多数村庄周边都是农保⽤地或耕地,⽤地选址困难;且村庄内的⽼宅居地、⾃留地,村⺠以要建房⼦或其他⽤途不愿意出让,⼈⼝越密集的村庄,选址越难。相对分散,可采⽤资源化利⽤模式治理污⽔,但因群众对农村污⽔治理的认识不到位,将污⽔⽤于农⽥、耕地、果园、菜园等灌溉或收集⾄池塘的意愿不⾼。
(6)信息化程度低,农污设施监管难度⼤。某些区域村⺠居住分散,农村污⽔治理设施及配套管⽹建设范围⼤、农污设施建设数量多,⽬前仍以⼈员现场监督管理的传统监管模式为主,监督管理难以系统全⾯及时。
3 农村⽣活污⽔综合治理技术综述
3.1 总体治理原则
(1)分区管控、突出重点:以提升污⽔治理成效为⽬标,坚持问题导向,根据⽔环境管理和乡村振兴战略需求,分区管控,梯次推进。通过“新建、修复、改造、更新”等⽅式,优先对⽔源保护区、重点断⾯周边、城乡结合地区、农村⻛景旅游区、振兴乡村示范区、农村⿊臭⽔体、中⼼村等重点区域内的农村⽣活污⽔开展治理提升⼯作。
(2)模式合理、⼀村⼀策:根据⾃然环境、经济⽔平等条件,顺应当地村居⽣产⽣活⽅式,落实“⼀村⼀策”要求,完善技术路线和治理方式,优先选择运维费⽤低、管养方便的技术路线,鼓励农村⽣活污⽔资源化利⽤。
(3)完善机制、建管并重:坚持规划引领,统筹谋划推动处理设施、管⽹的建设和运⾏维护,强化⼯程建设质量监督管理,坚持质量第⼀,确保建⼀个成⼀个,建⽴健全⻓效运维管护机制。
(4)政企结合、群众参与:压实属地县区政府的主体责任,⿎励第三⽅治理,提升专业化、智能化建设运维⽔平,充分发挥村组织和农⺠⼯匠作⽤,提⾼村⺠参与度,确保设施稳定运⾏,出⽔达标排放。
(5)多元投⼊、形成合⼒:充分发挥涉农资⾦统筹作⽤,⽤好相关⾦融政策,拓宽资⾦筹措渠道,建⽴健全县区负担、企业投资、市级奖补、镇村⾃筹和社会⽀持的多元投⼊机制。
3.2 农村生活污水处理的选择
(1)纳入污水厂处理
城乡结合地区将具有条件的⼀定区域内产⽣的⽣活污⽔进⾏收集,流向城镇污⽔处理系统。纳入污水厂处理规模⼤,具有⽔质、⽔量稳定的特点,整体运维费⽤低,便于集中管理等优点。适⽤于距离市政管⽹近,具备施⼯条件且附近污⽔处理⼚有接纳能⼒的区域。
(2)集中处理
对于居住相对集中、管⽹施⼯难度小的村庄。通过布置管⽹,对区域内产⽣的⽣活污⽔进⾏收集,并建设处理设施集中处理的⽅式。统⼀建设污⽔处理设施,⽔质水量相对稳定,运⾏较好,具有一定的抗负荷能⼒,出⽔⽔质稳定。
(3)资源化利⽤
⼈⼝规模⼩或居住密度⼩的村庄或⽚区:村庄(⽚区)内屋舍相对分散,呈散点或斑块状分布,村庄(⽚区)范围常住⼈⼝数量100⼈以下,或村庄(⽚区)居住范围常住⼈⼝密度低于15⼈/公顷,建议做资源化利⽤,⽣活污废⽔经过户内三级化粪池厌氧处理后排⼊房屋周边的荒地、果林或⽔塘进⾏⾃然消纳。⼈⼝规模中等偏下,居住密度中等偏下的村庄或⽚区:村庄(⽚区)内屋舍相对聚集,呈块状或线状分布,村庄范围常住⼈⼝数量在100-200⼈之间(含200⼈),且村庄(⽚区)居住范围常住⼈⼝密度低于30⼈公顷,且⾼于15⼈公顷(含15⼈公顷),周边⽔体⽔质完全满⾜⽔质管理要求,且村庄⽔环境良好,未存在⿊臭⽔体,建议做资源化利⽤。
4 综合治理⽅案设计与优化
4.1 传统农村污⽔处理⼯艺选择与流程设计
(1)⽔解酸化或厌氧⽣物膜池+⼈⼯湿地
⽔解酸化池或厌氧⽣物膜池主要去除部分碳源有机物,降低⼈⼯湿地的有机负荷,同时改善污⽔的可⽣化性。⼈⼯湿地主要依靠⾃然的净化,对环境的依赖性较强,因此采⽤⼈⼯湿地时宜考虑对环境的影响。农村⽣活污⽔依次流经格栅、调节池、⽔解酸化池或厌氧⽣物膜池,截留⼤部分污染物,并将⼤分⼦有机物分解成⼩分⼦有机物后进⼊⼈⼯湿地,在⼈⼯湿地中污⽔与⼟壤、植物及植物根部的⽣物膜接触,通过物理、化学以及⽣物反应,污⽔得到净化。
(2)⽣物滤池+⼈⼯湿地
⽣物滤池中,污⽔通过布⽔器均匀分布在滤池表⾯,滤料截留污⽔中的悬浮物,同时把污⽔中的胶体和溶解性物质吸附到滤料表⾯,微⽣物吸附有机物⽣⻓出⽣物膜。⽣物膜成熟后,栖息在⽣物膜上的微⽣物即摄取污⽔中的有机污染物作为营养,对污⽔中的有机物进行吸附氧化作用,使污⽔得到净化。⽣物滤池缓冲容量⼤,能⾃动调节,具有较强的抗负荷冲击能⼒。
(3)接触氧化池+⼈⼯湿地
接触氧化池由浸没于污⽔中的填料、填料表⾯的⽣物膜、曝⽓系统和池体构成。根据⽔质及处理要求可调整采⽤⼆段或多段接触氧化法并设置中间沉淀池,以获得更好的出⽔⽔质;当需要脱氮时可在前端增加缺氧接触氧化池并增加硝化液内回流。
4.2 农村生活污⽔资源化利用设计
(1)零散户模式
适⽤于住户居住比较分散,且房前屋后有充⾜消纳⼟地,以单户为单元进⾏资源化利⽤的情形。经⽆害化处理后污⽔(可⿊灰混合也可⿊灰分离)直接接⼊房前屋后的花园、菜园、果园,或农⽥、林地、草地等⽣态系统利⽤或消纳。农户可根据浇灌需要,配套桶、罐等储存利⽤设施。对已采⽤⾃然回⽤或消纳的情形,在不影响⾃身居住及周边环境前提下视为污⽔得到有效管控,可维持现状。
(2)聚居⽚模式
适⽤于住户相对集中分布,且周边有丰富消纳⼟地,以聚居⽚为单元进⾏资源化利⽤的情形。
模式1:适⽤于常住⼈⼝≤30⼈或污⽔产⽣量≤3⽴⽅/天的聚居⽚。实施时优先考虑接⼊房前屋后花园、菜园、果园等受纳体进⾏利⽤(参照零散户模式),房前屋后不具备消纳条件的宜结合实际适度收集后进⼊周边农⽥、林地、草地或⽣态沟渠等受纳体,可配套储存池、简易浇灌⼯具等利⽤设施或⼯具。
模式2:适⽤于常住⼈⼝30~100⼈或污⽔产⽣量为3~10⽴⽅/天的聚居⽚。具备条件农户优先考虑接⼊房前屋后受纳体进⾏利⽤,其余农户宜根据污⽔⾛向收集后就近接⼊周边受纳体,并结合实际合理设置预处理设施(如沉淀、厌氧等)。资源化利⽤端宜采⽤布⽔设施对预处理后出⽔进⾏分散布⽔。
模式3:适⽤于常住⼈⼝100~200⼈或污⽔产⽣量为10~20⽴⽅/天的聚居⽚。实施时宜根据污⽔⾛向收集后经预处理就近接⼊周边受纳体,有条件情况下可分多个路径进⼊,以降低单个受纳体接⼊污⽔量。接⼊污⽔量相对较⼤时,宜强化预处理污染物削减能⼒,可结合当地实际,设置湿地、滤池等低成本、少维护的预处理设施。当污⽔未能有效与受纳体接触时应加强预处理后出⽔的分散布⽔。
4.3 治理设施布局与运营管理
治理设施以⼩分散,⼤集中的布局,按照“⼀村⼀策”因地制宜明确治理模式,城镇周边的⾃然村优先纳⼊城镇⽣活污⽔处理⼚,加强管⽹配套建设并在专项规划中明确管⽹建设⽅式、任务、时序等;规模较⼤、⼈⼝较集中的村庄有序安排新建设施与⽼旧设施、管⽹提质增效,分类推进、分步实施;在⽆⿊臭⽔体且周边水环境容量⾜够的前提下,⿎励⼈⼝规模⼩、居住分散的村庄就近就地污⽔资源化利⽤。
农村污⽔处理设施应坚持“政府主导”、群众参与,属地为主、规范管理、因地制宜、注重实效的原则,建⽴县政府为责任主体、乡镇为落实主体、村级组织为协助落实主体、村⺠为受益主体、运管机构为服务主体的“五位⼀体”运维管理体系,开展农村⽣活污⽔治理设施的运维管理体系⼯作。
5 结论
农村⽣活污⽔主要为冲厕污⽔和洗⾐、洗⽶、洗菜、洗澡废⽔,随意排放会造成地表⽔及地下⽔的污染。对于⽆法纳⼊城镇污⽔处理⼚的⾃然村,综合考虑本村情况确定治理⽅案,优先选择经济适用、易于维护的⼯艺设备,采取集中收集、集中处理的⽅式。可采用⼈⼯湿地与⽣态塘协同作用来实现对污⽔的净化。亦可依循传统⽣活习惯和村⺠意愿,充分利⽤周边⾃然消纳能⼒,实现污⽔就近就地资源化利⽤。采⽤污⽔资源化利⽤的村庄,应完善资源化利⽤的配套设施建设,并有明确的受纳体,污⽔排放不超过资源化利⽤受纳体的环境容量,受纳体及周边不形成⿊臭⽔体,不造成环境污染,污⽔资源化整体能够保持良性⽣态循环。
中国科技期刊数据库 工业A
参考文献
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作者简介:朱松林(1987—),男,汉族,河南周口人,本科学历,中国市政工程东北设计研究总院有限公司东莞分院,中级职称,研究方向市政给排水设计。