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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，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、農產品加工產生的廢水以及農業(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，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)氐慕洕l(fā)展程度和生活習慣相關。經濟水平高的區(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處理直接排放的，缺少污水收集管網和污水處理設施。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)氐慕洕妥匀簧鷳B(tài)條件相關，與當?shù)氐娜宋囊蛩睾蜕鐣洕l(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)污水的收集管網一般采用重力流方式，但是南方存在較多的水系，需要經常穿越河道，設置較多的倒虹吸對以后的運維產生難度，容易產生污泥淤堵，需要經常清通，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連接到污水主管網中。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。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，管網較完善、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，減少投資以及保護當?shù)鼐用裾５纳睢?/p>
(2)新建管網，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，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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