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1、海盐县农村污水处理问题分析及方案设计海盐县农村污水处理问题分析及方案设计刘凤阁;沈洋【摘【摘 要】要】以海盐县农村污水为研究对象,调研了该县农村污水处理现状,分析了现阶段农村污水处理过程中存在的问题,在“应纳尽纳”原则的指导下,提出了海盐县域农村污水处理模式,包括纳入城镇污水处理系统和就地分散处理 2 种模式,制订了污水就地处理和集中纳管处理相结合的治理方案,并给出保障方案实施的相关措施.【期刊名称】【期刊名称】安徽农业科学【年【年(卷卷),),期】期】2016(000)008【总页数】【总页数】3 页(P90-92)【关键词】【关键词】农村污水;方案设计;就地处理;一体化泵站【作【作 者】者
2、】刘凤阁;沈洋【作者单位】【作者单位】浙江省城乡规划设计研究院,浙江杭州 310030;浙江省象山县自来水有限公司,浙江象山 315700【正文语种】【正文语种】中 文【中图分类】【中图分类】S181.3近年来，随着经济的快速发展，水体污染日益严重，作为水体污染重要源头的农村污水已成为社会各界关心的重大课题。因此，探索适合农村地区的污水处理模式，对于改善农村水环境、促进社会经济的可持续发展具有重要意义。孙蕾1指出，目前常用的农村污水处理工艺有膜生物反应器(MBR)工艺、人工湿地处理工艺及无动力地埋式处理工艺等，并提出污水处理工艺应因地制宜，结合当地经济承受能力和地形特点。李冠杰等2提出，应进行
3、农村污水治理责任主体构建，明确农村居民责任主体和政府责任主体的理论依据及责任形式，形成完整、清晰、合理的治理责任主体体系，以推进农村污水治理工作。海盐县地处杭嘉湖地区，河网密集，水资源丰富，2013 年全县地表水水质状况总体评价为中度污染，地面水质类别基本为 IV劣类。目前，海盐县对城镇生活污水及企业生产废水收集后，统一送至污水处理厂。但是由于农村区域范围广，污水处理效果不明显，对水环境的持续改善造成了负面影响。笔者对海盐县 9 个镇(街道)90 个行政村的污水处理现状进行了调研，分析了污水处理过程中存在的问题，探索适合海盐县农村污水处理的模式，以期为改善我国农村水环境提供理论依据和技术指导。
4、1.1生活污水产生量少，分布分散，多采用“三格式”化粪池进行简单处理后排放水体海盐县有 90 个涉农行政村，每个行政村内部约有 2030 个自然村落，这些村落临河而建，相对均匀地分布在行政村内，单个自然村农户数从几户到几十户不等。农户生活污水多采用“三格式”化粪池进行简单处理后排入水体，由于化粪池基本为砖砌结构，村民很少对自家化粪池进行清理，部分农户甚至将化粪池井盖直接用混凝土封死，防止臭味散发，导致污水渗入地下水中。1.2小型企业及新农村建设中产生的污水处理不当该研究对海盐县 2 个乡镇 16个行政村 311 家企业的污水排放情况进行了调查，结果表明：对于大量零星分布的企业，其生活污水和生产
5、废水通过化粪池简单处理后就近排入水体，占比约为94%，仅有 16 家企业的污水纳入城市污水管网系统，占比约 6%。在建的 35 处新农村中有 20 处(占 57%)内部配套有较为完善的污水收集管网系统，但是尚未接入城镇污水管网系统，通过化粪池处理后经由管网直接排入水体。有10 处(占 29%)新农村内部未建污水收集管网，仅在房屋后设置有砖砌化粪池，由于长时间不清理，污水多通过下渗进入地下水。此外，有 4 处新农村内部未建设污水收集管网，污水处理装置为单户型钢混结构化粪池，污水经过化粪池简单处理后排入水体。仅有 1 处新农村在建设时已配套较为完善污水收集系统，污水纳入城镇现状污水系统。1.3畜牧
6、养殖产生的高浓度有机废水排放不合理目前，海盐县有 3 处较大规模养殖牧场，生猪保有量均在万头左右，日均产生废水总量百吨以上。根据环保部门的要求，这几处牧场均对高浓度有机废水进行了厌氧发酵等相关预处理，在排水水质满足污水排入城镇下水道水质标准(CJ 3432010)后排入城市管网进行后续处理。此外，大量小养殖户分布在全县 8 个乡镇的农村地区，其生猪存栏量在几百头到上千头不等，其生猪保有总量是规模化养殖企业的数倍。由于环保部门缺少有效的监管手段，养殖废水一般经过简单的厌氧沉淀后直接排入环境，未达标有机废水的排放对周边空气及水环境造成严重污染。2.1缺乏县域范围统一的农村生活污水规划目前海盐县农村
7、生活污水领域缺乏专门统一的规划，农村生活污水处理简单参考其他地区的经验，采用的污水处理技术也不尽相同，在实际工作中难以真正指导农村生活污水处理工程的建设。2.2投资和运行费用短缺污水治理需要大量资金，乡级财政依靠自筹资金开展污水治理难度大，向村民收缴运行费比较困难。根据现场实地调查，村民普遍支持污水处理工程建设，从而改善生活环境，但 90%以上的村民担心运行费用成为负担，希望政府出资或补贴。2.3农村生活污水处理工艺单一，缺乏示范性工程目前，海盐县农村生活污水处理主要采用无动力厌氧发酵技术，主要处理构筑物为“三格式”化粪池，或者在后续增设有生物填料的厌氧池提高厌氧发酵效果，但出水水质难以达标排
8、放。此外，近年实施的地埋式太阳能微动力污水工艺的核心技术是在厌氧处理后增设好氧曝气处理，水处理效果相对较好，但单户投资成本过高。综上所述，目前海盐县尚无值得在全县农村范围内推广的污水处理形式。2.4污水处理效果不明显，缺乏后续水质监测数据海盐县农村污水处理大多采用“三格式”化粪池，而大多数化粪池建造时未做防渗处理，大量生活污水直接渗入地下，加上化粪池缺乏定期清理，沉积物长期堆积，降低了污水停留时间，污水处理效果难以达到预期效果。而目前试点的地埋式微动力处理技术，理论上可以满足污染物排放要求，但由于工程完工后无后续水质监测数据，难以对实际处理效果进行有效评估。2.5污水处理设施的运行管理体制不健
9、全，后续维护不到位，处理效果难以保证目前，海盐县未安排运维专项经费，部分处理设施建成后尚未得到应有维护，处理效果难以达到设计要求。此外，农村生活污水设施由村民自行管理，由于人员专业素质不高、管理体制不健全、运行管理经验不足，造成设施难以正常运行，从而影响处理效果。近几年，在新农村建设中采用的地埋式微动力污水处理设施，前 2年由设备方或施工方进行运行维护，协议到期后的设施维护及运行费用的承担方尚未落实到位，缺乏长效的运行管理保障机制。2.6农村地区存在除生活污水外的其他污染源海盐县部分乡镇畜禽养殖数量较大，因此畜牧养殖废水成为主要的污水污染源头。此外，很多小企业分布在农村地区，这些企业产生的污水
10、和生活污水在整个农村污水中所占比例较高。在农村地区开展污水治理应重视以上重要的农村污水污染源，否则会本末倒置，抓小放大，得不到群众的理解和支持。3.1污水处理模式原则及排放标准3.1.1原则。海盐县农村污水治理遵循“应纳尽纳”原则，有条件纳入城镇污水处理系统的均予以纳管，通过污水管网输送至污水处理厂进行处理，达标后排放。对于部分地理位置偏远、周边有大型水系或高等级道路阻隔无纳管条件的农村，污水采用就地处理模式。依据各镇(街道)最新编制的村庄布点规划，结合调研情况，对于规划近期撤并、拆迁的区域及农户过分分散区域的污水不再考虑其出路问题，利用化粪池及环境自净能力处理后排放。农村地区企业及养殖业产生
11、的工业废水及养殖废水在整个农村污水中占有较大比重，应对该部分污水进行统筹考虑，纳入该处理范围内。3.1.2污水处理排放标准。纳入城镇污水处理系统的农村污水，排放水质按照城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002)要求，达到 1 级 A 的排放标准。对于就地分散处理的农村污水，排放标准按照 1 级 B 执行。3.2纳入城镇污水处理系统模式3.2.1污水系统构建思路。以各镇(街道)最新编制完成的完善村庄布点规划为依据，在对各镇(街道)基础数据进行整理和分析的基础上，对近期撤并区、保留区、远期撤并区、所处位置及人口规模加以区分，最终确定污水治理的范围和对象。以村庄布点规划中的新市镇、新农
12、村为支点，构建农村污水管网输送系统的骨架，周边保留区、远期撤并区农村污水就近接入该系统，而后通过中间泵站提升，将污水送至城镇污水管网。3.2.2污水管网布置原则。以污水管网系统最远端为控制点，按照系统最短接入现有污水系统的方式，确定污水管线走向；减小系统支管、支干管的埋深，降低整个系统污水管网的造价。沿村庄内部道路边缘铺设管道，便于管道的运输和施工机械的进出。优化管线走向，避免管线多次穿越河道、较高等级道路，以降低政策处理难度。在必须要进行穿越的路段，以压力流形式通过，缩短施工周期，降低施工难度。3.2.3污水系统组成。主要包括接户管(井)、化粪池、自然村内支管、污水提升泵站及污水输送干管 5
13、 部分。3.2.3.1接入管。接户管是污水收集系统的起端，布置在农户房屋周围，直接与房屋内排污管连接，收集农户产生的生活污水。接户井用来串联来自不同方向的污水，最终接入村庄内的污水支管。农村接户管采用 d=160 口径，管材采用 UPVC加筋排水管，接户井采用 500500 砖砌小方井。3.2.3.2化粪池。化粪池是农村污水的初级处理，通过化粪池的预处理有效防止管道堵塞、降低后续处理单元的有机污染负荷。化粪池设置尊重原有模式，以单户型为主，鼓励个别有条件的农户采用联户型。针对农村地区普遍存在的化粪池未经过防渗处理、污水直接下渗等问题，建议对现有化粪池进行改造，即统一采用成套预制设备，废弃现有不
14、合格化粪池，对其进行填埋，在现状化粪池旁边埋设化粪池成套设备，对接户管进行适当调整后接入。化粪池采用玻璃钢材质，单个化粪池容积设为 1 m3。3.2.3.3自然村内支管。村内部支管用于收集自然村内农户产生的污水，在满足污水量收集的前提下，从节约成本角度考虑，自然村内部污水支管采用 d=200，管材采用 UPVC 加筋排水管，最小坡度 3。对于人口相对集中的新农村区域，支管口径适当放大，采用 d=300 污水管，最小坡度 2。3.2.3.4污水汞站。根据农村污水管径的尺寸和坡度要求，污水重力输送管道每隔 1.52.0 km 设置 1 座污水提升泵站，泵站埋深 45 m。此外，在管道穿越宽阔水系及
15、重要级别道路时，根据实际情况设置污水提升泵站，污水以压力流方式通过障碍物。根据该方案设计，污水泵站规模基本上在 100500 t/d，极少量泵站达到 1 000 t/d 及以上规模。为实现“应纳尽纳”的规划理念，海盐县域需设置145 座小型污水泵站。为便于今后的运行维护和管理，建议污水提升泵站采用一体化预制泵站形式，该形式由井筒、潜水泵、提升链、管道、阀门、液位传感器、控制系统和通风系统等部件组成3，同时根据需要配备提蓝式格栅或粉碎性格栅。该泵站形式可以实现模块化生产，能够提供完整的一体化污水提升泵站系统。根据泵站规模的不同，按照100、300、500、1 000、2 000 等级，将大于等于
16、泵站实际规模的一档作为泵站最终规模，泵站通过自控系统采取间隙性运行方式。3.2.3.5污水输送干管。污水输送干管担负着沿途接收较近村庄产生的污水的任务，主干管管径 d=300，正常情况下通过能力达到 1 000 t/d，管材采用 HDPE管(钢带增强型)。当个别区域产生污水量较多时，将污水管径适当放大。3.3污水就地处理模式3.3.1系统组成。主要包括接户管(井)、化粪池、自然村内支管、污水就地处理设施几个部分。3.3.2技术方案。目前浙江省农村主要有以下几类生活污水处理模式：3.3.2.1厌氧生物处理技术。该技术是在厌氧条件下形成了厌氧微生物所需营养条件和环境条件，进而分解水中的有机物并产生
17、甲烷和二氧化碳的过程。一般有水解酸化、厌氧生物滤池和净化沼气池等形式。3.3.2.2厌氧+人工湿地处理技术。该技术是一种厌氧处理和人工湿地处理的组合模式，人工湿地适用于当地拥有废弃洼地、低坑及河道等自然条件，常年气温适宜的农村地区。3.3.2.3好氧处理技术。该技术是在有氧气的条件下,利用好氧菌或兼性厌氧菌的作用，把复杂的有机物转化和降解成简单的无机物，使得污水得到净化。曝气生物滤池、生物转盘、好氧活性污泥、兼性和好氧稳定塘等都属于好氧生物处理法。3.3.2.4稳定塘处理技术。该技术适用于有湖、塘、洼地及闲置水面可供利用的农村地区，选择类型主要以常规处理塘为主，如厌氧塘、好氧塘等。3.3.2.
18、5土壤处理技术。该技术是利用“土壤填料微生物植物”共同作用处理生活污水的复合净化工艺。土地处理系统适用于有可供利用的、渗透性良好的砂质土壤和河滩等场地条件的农村地区。3.3.2.6一体化污水处理器。该模式是以生化反应为基础，将生化、沉淀、污泥回流等多个功能不同的传统反应器有机结合在一个构筑物或设备之中，而形成的结构简单紧凑、管理操作方便的污水处理组合体。采用的工艺主要包括 A/O、MBR和 SBR 等。3.3.3技术路线。为实现海盐县农村污水就地处理效果达到 1 级 B 的排放标准，可采用的技术有厌氧+人工湿地处理技术、好氧处理技术、稳定塘技术、一体化污水净化器等。海盐县地处经济发达的杭嘉湖地
19、区，土地资源稀缺，采用人工湿地处理技术及稳定塘技术需要较大的占地面积，在农村地区推广该技术不实际。此外，上述技术需要人工持续维护才能保证处理效果的稳定，为后续的运行管理带来了一定难度，因此该方案不建议采用这一技术。好氧处理技术效果较为稳定，但一般需要动力曝气，内部结构较复杂，建设和运行成本较高，维护和管理要求较高。一体化污水处理设备(MBR)是将污水处理工艺高度集成的一体化设备，其主要构成一般包括格栅、生物转盘、DE 滤池、超滤、紫外线消毒等设备，在设备的前端一般需配套相应的污水调节池及提升设备。由于其将处理单元进行了标准化模块，出水水质相对更加稳定，能够缩短施工周期，占地面积相对较少4。在对
20、各种技术进行分析比较后，该方案推荐采用以单个或多个自然村为处理单元的污水就地处理模式，污水处理技术采用一体化污水处理设备(MBR)。根据方案设计成果，共设置 35 套 MBR 污水设备。农村污水处理是一项系统工程，涉及多方面工作，为保证工程项目的顺利开展，笔者建议在工程实施过程中采取如下措施：4.1规范工程建设各个环节确定有资质的设计、施工、监理单位；做好前期调研工作，重视具体方案设计；工程涉及的设备、管道等采用统一招标、采购；重视工程验收环节；确定资金来源和整合方案。4.2建立有效运行管理机制明确农村污水治理工程实施主体3及后续污水设施所有方；做好污水设施的定期维护和检修工作；对一体化预制泵
21、站采用智能化管理，设立自动数据采集系统；加强一体化污水处理设备水质的监测工作；引进外部管理机构，合理配置人力资源；加强对农村地区养殖废水、工业企业污水入网水质的监测，确保达到入网排放的标准。参考文献1 孙蕾.小型污水处理设施在农村环境治理中的应用 J.给水排水，2014，40(S1)：193-196.2 李冠杰，范子燕，王郅强，等.新型城镇化背景下农村污水治理责任体系构建研究J.环境科学与管理，2015,40(1):78-81.3 汪维，杨欣，徐秀丽.一体化泵站在城镇污水设计中的应用 J.山西建筑，2015，41(9):129-130.4 董景，翟宇超，周湘杰.一体化污水处理设备的研究现状J.四川化工，2012，15(6):38-42.