关于农村生活污水治理的顶层规划、设计研究

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:张红飞
[导读] 摘要:我国农村污水治理的需求巨大,但是技术与产业支撑能力却很薄弱,亟需通过顶层规划、设计,指导和规范技术应用,并借此引导产业与科技的健康发展。
        中铁第五勘察设计院集团有限公司  300110
        摘要:我国农村污水治理的需求巨大,但是技术与产业支撑能力却很薄弱,亟需通过顶层规划、设计,指导和规范技术应用,并借此引导产业与科技的健康发展。
        结合实际项目—“龙口市农村污水治理专项规划”的编制,在论述农村污水治理技术架构及其决策问题的基础上,从收集模式、污水处理模式几方面提出农村污水治理技术体系顶层规划、设计的总体设想,并探索出一条正确的农村污水治理路径。
        关键词:农村生活污水治理 农村生活污水收集模式 污水处理模式
        前言
        当前,农村在我国社会经济结构中占有重要地位,但长期以来,随着农村社会经济快速发展及城镇化建设速度的不断提高,农村生活污水排放总量日益增加,而大部分镇村尚未集中建设排水管网系统及污水处理系统,村庄排水和污水处理设施严重不足,大量农村生活污水直接排入附近河道或室外低洼地带渗入地下,致使农村河道水体污染严重,水质等级明显下降,居民生活环境受到严重影响,制约了农村社会经济的可持续发展。
        1、概述
        中国农村污水治理的三个特点。一是量大,自然村很多,是个庞大的系统工程。二是地区差异大,各地气候、地貌、文化以及经济状况千差万别,直接间接都会影响到污水治理效果。三是不可能大量投入,每个自然村总建设费用和每年运行费用很高,这是不现实的。我国需要在把握这三个特点的前提下谨慎开展农村污水治理设施的规划、建设与管理,并不断总结完善,最终探索出一条正确的农村污水治理路径。
        2、主要研究内容
        从农村污水收集模式、污水处理模式几方面提出农村污水治理技术体系顶层规划、设计的总体设想,并探索出一条正确的农村污水治理路径。
        (1)分析农村生活污水的特点
        充分分析农村生活污水特点,了解农村生活污水实际情况,因地制宜制定方案。
        (2)农村污水收集模式分析
        农村生活污水分散面广,收集困难,优化农村污水收集处理方式对于降低农村污水治理成本十分关键。
        (3)农村污水处理模式探究
        结合农村生活污水特点分析,为保证出水水质达标排放,就地处理设施应选择较成熟的处理工艺,工艺流程不宜过于复杂,以便于后期维护及管理。
        2.1调研村庄排水系统,分析农村生活污水的特点
        村庄污水排水情况:
        (1)灰水
        ①污水通过院内排水沟散排至路面,沿道路漫流。
        ②院内污水汇流至暗沟或盖板沟中,最终流入附近河道中。
        ③院内污水汇流至路边明沟、明渠中,最终流入附近河道中。
        ④院内管道直接通入河道中
        ⑤院内污水接入自家渗井中,
        (2)黑水
        ①旧式旱厕
        ②改造化粪池
        (3)部分村庄具有污水处理设施。
        2.2农村污水收集模式分析
        (1)农村污水处理设施构成
        农村生活污水主要处理设施组成:
        卫生厕所、三格化粪池、污水管网、污水处理设施。
        (2)农村污水处理模式
        根据集中和分散相结合、技术可行与经济适用相结合的原则,考虑村落格局、地形等因素,采用多元化的污水处理模式,主要包括:纳入城镇污水管网处理、村庄集中污水处理和分户污水处理三种模式。
        1)纳入城镇污水管网处理
        纳入城镇污水管网处理指位于城镇内及其周边的村庄的污水经污水支管收集后直接纳入城镇污水干管中,由城镇污水处理厂统一处理的方式。
        此种方式农村污水处理效果稳定,养护及管理简单,仅需定期清通即可完成养护工作。该模式具有投资省、施工周期短、见效快、统一管理方便等特点。
        ① 工艺流程
        农村生活污水→户支管网→村内吸水池→市政管网→城镇污水处理厂
        ② 适宜情况
        主要在距离市政污水管网较近(一般1公里以内),村庄已初步具备污水收集条件及转输管网的建设条件,且城镇污水处理厂(含处理站)处理能力能够收纳周围村庄废水,并入市政污水管网可行,宜采取此种方式。
        ③ 技术方法
        采用城镇处理方式,是在村内建设吸水池用于存储村内农户生活污水,铺设排水管道将吸水池与市政管网相衔接,利用吸水泵将吸水池内的污水通过排水管道排入市政管网。
        2)村庄集中污水处理
        村庄集中污水处理是指村庄或一定范围内农户的污水经管网收集就近接入污水处理站的处理方式。
        此种方式污水处理工艺选择较为灵活,污水管道埋深较浅,施工难度较小,投资相对较省。但就地处理模式存在养护成本较高,部分就地处理工艺占地较大等不足。
        ① 工艺流程
        农户生活污水→集水井→地下管网→村污水处理站
        ② 适宜情况
        主要在适宜铺设管网且人口规模较大的村庄推进。适用于布局分散、自然村较多且距离较远、地形条件复杂、污水不易集中收集的村庄。
        可以是联村建站或单村建站。适用于相邻村庄之间的距离不大于0.5km;具备联村管网的建设条件;村庄间高程关系相近。
        单村建站指以单个村庄为服务单元,新建污水收集管渠,就地新建处理站。适用于村庄常住人口大于100人,且居住相对集中;村庄位于环境敏感区域。
        ③ 技术方法
        采取村内建设污水处理站,从农户到污水处理站铺设地下污水管网,农户产生的户内厕所污水进入化粪池后,与洗浴废水、洗衣废水和厨房废水等生活污水通过地下污水管网收集到村级污水处理站进行处理。
        3)分户污水处理
        分户污水处理指单户或多户的污水进行就地处理的方式。
        ① 工艺流程
        农户生活污水→集水井→户支管网→单户/联户净化槽处理
        ② 适宜情况
        主要在村住户较少(常住人口不大于100人)且居住分散、不能铺设主干管网的村庄推进。或村庄位于非环境敏感区域。
        ③ 技术方法
        采取单户或联户建设污水处理设施,户内厕所污水进入化粪池后,与洗浴废水、洗衣废水和厨房废水等生活污水从户支管网流入单户或联户污水处理设施进行处理。
        (3)农村污水处理模式探究
        农村生活污水处理工艺各异,每一种单元技术往往都有一定局限性,在农村生活污水处理中,一般都是由多种单元技术组合应用。主要分为4种:“厌氧+生态”工艺、“好氧+生态”工艺、“厌氧+好氧”工艺和“厌氧+好氧+生态”工艺。从处理技术来说,强调以排水去向、排水方式来确定应用什么样的技术。
        2.3处理工艺介绍
        (1)以去除COD为主的工艺
        1)模式1:好氧生物处理装置主要去除目标为COD。
        工艺流程如下:
       
        可采用一体化设备或工程。生物处理单元技术采用好氧生物接触氧化池。为保证处理效果,应好氧处理,好氧池溶解氧宜保持在2.0mg/L以上。
        2)模式2:在污水经厌氧生物膜池处理后,出水再经人工湿地等自然生物处理设施处理。
        工艺流程如下:
       
        生态处理单元技术宜采用人工湿地、土地渗滤或其它技术。
        调节池可与厌氧生物膜单元合建。
        适用范围:该工艺投资省、维护简单,缺点是占地面积大。
        (2)以去除氮、磷为主的工艺
        以去除COD、TN和TP为目的的地区,污水处理工艺可以采用生物与生态技术相结合的组合工艺。
        工艺流程如下:
       
        根据当地情况,可采用以下两种工艺:
        1)具有缺氧和好氧生物反应器的组合工艺,或单一反应器缺氧和好氧交替运行,除了能有效去除废水中的有机物,使出水COD、BOD、SS达标外,还能有效去除污水中的氨氮。
        2)好氧/厌氧生物反应器及人工湿地组合工艺:村庄农户污水经过化粪池或沼气池的初级处理后,进入生物接触氧化池处理。采用交替的好氧/厌氧工艺脱氮后通过人工湿地处理达到除磷效果。同时,人工湿地也可作为村庄景观。
        适用范围:饮用水水源地保护区、风景或人文旅游区、自然保护区、重点流域等环境敏感区,污水处理不仅需要去除COD和悬浮物,还需要对氮、磷进行控制,防止区域内水体富营养化,出水直接排放到附近水体或回用。
        2.4处理工艺选择
        目前,由不同单元技术组合而成的农村生活污水处理工艺形式很多,当以去除有机物(COD)为主要目的时,可采用好氧生物处理设施;当要求去除COD和总氮时,宜采用缺氧与好氧生物组合设施;当要求去除COD、总氮和总磷时,宜采用缺氧与好氧生物组合设施,后接化学除磷单元。具体推荐流程如下:
        (1)对于农业灌溉及排入村域内沟塘等受纳水体的生活污水可参考以下处理工艺:
        1)污水→化粪池→厌氧生物膜单元→生物处理单元→排放
        2)污水→调节池→好氧生物膜单元→排放
        (2)当排入环境敏感区及排入村周围河流等水体的生活污水可参考以下处理工艺:
        污水→化粪池→调节池→厌氧/缺氧/好氧生物处理→生态处理      消毒→排放
        4、结束语
        本研究从农村污水特点、农村污水收集模式、污水处理模式进行描述,针对不同污水特点提出适宜的收集模式和处理模式。希望本文能够为同行规划提供参考和借鉴。
        参考文献
        [1] 农村生活污水处理技术规范.山东省质量技术监督局, 2018.
        作者简介:
        张红飞,男,1989年10月2日,汉,河北省保定市,本科,工程师,给排水
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