王 猛裴文娟高云華付星基余建新

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院，云南 昆明 650201；

3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源科學(xué)技術(shù)研究中心，云南 昆明 650201）

農(nóng)村分散式污水處理系統(tǒng)

王 猛1，3裴文娟2，3高云華2，3付星基2，3余建新2，3

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院，云南 昆明 650201；

3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源科學(xué)技術(shù)研究中心，云南 昆明 650201）

隨著農(nóng)村生活水平的提高，農(nóng)村生活污水問(wèn)題日益嚴(yán)峻。針對(duì)當(dāng)前農(nóng)村產(chǎn)污狀況，構(gòu)建了一種由污水收集池、污水處理池和清水池三部分結(jié)構(gòu)及附屬配套設(shè)施聯(lián)合工作的分散式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有治污效果明顯、成本低、壽命長(zhǎng)、施工簡(jiǎn)單與管護(hù)便捷等特點(diǎn)，在廣大農(nóng)村具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

農(nóng)村生活污水；分散式；污水處理系統(tǒng)；污水處理池

隨著農(nóng)村生活水平的提高，農(nóng)村生活污水產(chǎn)生量大幅增加，農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀十分嚴(yán)峻。據(jù)調(diào)查，全國(guó)農(nóng)村人均排泄物產(chǎn)生量大約2.6億t，生活垃圾2.8億t，生活污水多達(dá)90多億t，污水的來(lái)源于主要有3個(gè)方面：一是廚房污水，二是生活洗滌污水，三是人畜糞便污水。大部分村莊污水收集處理系統(tǒng)很不完善，生活污水任意排放，多數(shù)經(jīng)溝渠直接排入附近河道、坑塘和農(nóng)田，其他部分土壤滲濾或自然蒸發(fā)，嚴(yán)重污染了周圍的環(huán)境［1］。同時(shí)，由于修建后極少管護(hù)，村莊內(nèi)部排污系統(tǒng)容易易堵塞，導(dǎo)致溝渠內(nèi)污水發(fā)黑發(fā)臭，嚴(yán)重影響了村莊的人居環(huán)境。部分村莊雖然有配套的排污設(shè)施，但由于設(shè)計(jì)不合理、運(yùn)行管護(hù)不到位等原因，不能達(dá)到治污減排的目的。

1 污水處理系統(tǒng)概述

目前，污水處理系統(tǒng)一般分為兩類，即集中式處理系統(tǒng)和分散式處理系統(tǒng)。集中式處理系統(tǒng)主要應(yīng)用在城市，即通過(guò)城市的排污管網(wǎng)收集產(chǎn)生的污水，然后經(jīng)過(guò)管道輸送到污水處理廠，而后進(jìn)行處理和再利用。分散式污水處理系統(tǒng)是對(duì)產(chǎn)生的污水就地處理，達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，再排放和利用。這種處理方式主用用于城市的近郊或者農(nóng)村等地方，這些地方大多基礎(chǔ)設(shè)施不完善。對(duì)于集中式污水處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其對(duì)排污管網(wǎng)的要求較高，因此大量處理污水時(shí)，必須進(jìn)行管網(wǎng)建設(shè)。通過(guò)相關(guān)資料研究發(fā)現(xiàn)，集中式污水處理系統(tǒng)中的排水管網(wǎng)投資，一般占總投資的60%左右，并且污水處理集中程度越高，建設(shè)成本越高。另外，各個(gè)村莊雖然規(guī)模不同，但總體來(lái)說(shuō)，各村都存在污水分散難以集中、排水管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施基本空白等特點(diǎn)。綜上所述，由于自然條件、經(jīng)濟(jì)條件和基礎(chǔ)設(shè)施等多方面的限制和制約，因此分散式污水處理方式是符合農(nóng)村實(shí)際情況的污水處理方式。

雖然國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開展了一定的有關(guān)農(nóng)村分散污水處理技術(shù)的評(píng)價(jià)研究。但是，大部分的研究或者針對(duì)某幾項(xiàng)技術(shù)，或重點(diǎn)針對(duì)某些指標(biāo)，或者評(píng)價(jià)的情景與我國(guó)的普遍性不太吻合。因此，設(shè)計(jì)一種施工簡(jiǎn)單、建造成本低、適用性廣、治污效果明顯的分散式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)具有極大的實(shí)際意義。該文針對(duì)農(nóng)村的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種分散式污水處理系統(tǒng)，用于解決農(nóng)村污水處理問(wèn)題。

2 分散式污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

分散式污水處理系統(tǒng)由四部分構(gòu)成：污水收集池、污水處理池、清水池及配套設(shè)備，適用于農(nóng)村的分散式污水處理，其流程圖如1所示。

圖1 分散式污水處理系統(tǒng)污水處理流程

2.1 污水收集池

污水收集池位于分散式污水處理系統(tǒng)的最前端，與污水處理池相連通。污水收集池?cái)嗝鏋閳A形構(gòu)造，容積可根據(jù)每戶實(shí)際產(chǎn)污情況計(jì)算。池壁采用墻磚砌結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁由砂漿抹面做防滲處理，池壁開設(shè)有進(jìn)水口和簡(jiǎn)易閥門，進(jìn)水口設(shè)在池壁上方，外接高密度PE進(jìn)水管，可以連接各個(gè)排污設(shè)施，也可以通過(guò)下水道匯集污水。

2.2 污水處理池

污水處理池是分散式污水處理系統(tǒng)的核心，位于系統(tǒng)的中部。前端經(jīng)連接通道與污水收集池連通，末端經(jīng)連接通道與清水池連通。污水處理池為矩形結(jié)構(gòu)，池壁采用磚砌結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁由砂漿抹面做防滲處理，中部設(shè)置5層結(jié)構(gòu)污水處理層，依照水流方向依次為無(wú)砂混凝土層、陶粒層、砂礫層、土工織物層和無(wú)砂混凝土層。4種材料的特點(diǎn)和作用如下

2.2.1 無(wú)砂混凝土。又稱透水混凝土，由水泥、骨料和水混合攪而成。由于不存在細(xì)骨料，只是由粗骨料表面包覆一薄層水泥漿相互粘結(jié)，就能形成均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的孔穴。所以，具有很高的透水性、很強(qiáng)的承載能力，堅(jiān)固耐用，維護(hù)簡(jiǎn)單。

2.2.2 陶粒。是用黏土和巖石等材料，經(jīng)過(guò)加工、粉磨，再經(jīng)過(guò)燒脹等工藝，制成的質(zhì)量較輕的多孔材料。其特點(diǎn)是表面粗糙、比表面積大、多孔質(zhì)輕、生物掛膜容易、壓頭損失小、濾速高、強(qiáng)度高、耐沖洗且不堵塞等［2，3］。

2.2.3 砂礫。指粗粒類土中礫粒組質(zhì)量≤50%總質(zhì)量的無(wú)粘性土，其成分是不同大小粒徑的砂粒和少量粉?；蛘唣ち?，具有比表面積小、抗剪強(qiáng)度高、壓縮模量大、孔隙尺寸大及滲透性強(qiáng)等特點(diǎn)。

2.2.4 土工織物。又稱土工布，是應(yīng)用于土木工程中的紡織品［4］，具有加強(qiáng)、過(guò)濾、隔離、排水與防護(hù)5大功能。在建筑和水利工程中使用可以提高工程質(zhì)量，延長(zhǎng)壽命，縮短施工時(shí)間，簡(jiǎn)化維護(hù)保養(yǎng)工作［5］。

經(jīng)5層結(jié)構(gòu)污水處理層逐級(jí)過(guò)濾后，能夠?qū)⑵渲械碾s物進(jìn)行過(guò)濾，達(dá)到有效改善污水處理環(huán)境的效果。

2.3 清水池

清水池位于分散式污水處理系統(tǒng)末端，與污水處理池相連。清水池?cái)嗝鏋閳A形構(gòu)造，池壁采用墻磚砌結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁由砂漿抹面做防滲處理，確保污水由此進(jìn)入。清水池壁開設(shè)有出水口和簡(jiǎn)易閥門，外接高密度PE出水管，可根據(jù)需要由出水口排放至排水溝，進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉。

2.4 配套設(shè)備

配套設(shè)備主要有進(jìn)、出口管道和簡(jiǎn)易閥門和蓋板。進(jìn)口管道用于收集不同來(lái)源的污水，出口管道將處理后的清水排放到需用的地方。3個(gè)池子的蓋板主要有2個(gè)用處，一是用于防止雜物落入池子，二是方便移開蓋板，維護(hù)污水處理系統(tǒng)。

3 技術(shù)特點(diǎn)

3.1 投資成本低，管理維護(hù)簡(jiǎn)單

通過(guò)構(gòu)建分散式污水處理系統(tǒng)，可以減小農(nóng)村基建投入；分散式污水處理系統(tǒng)維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要專人管護(hù)。

3.2 無(wú)能源消耗，符合生態(tài)友好需求

分散式污水處理系統(tǒng)通過(guò)自然過(guò)濾，無(wú)需外加動(dòng)力支持，不消耗能源；可以持續(xù)不斷地處理日常生活污水，實(shí)現(xiàn)了污水的就地回收和處理。

3.3 技術(shù)成熟，施工簡(jiǎn)單

分散式處理系統(tǒng)的技術(shù)不斷發(fā)展和完善，滿足了不同地區(qū)對(duì)污水處理的要求；施工工藝要求不高，不同地區(qū)都可以順利施工。

3.4 凈化效果好，適用地區(qū)性廣

分散式污水處理系統(tǒng)可以很好地處理農(nóng)村日常生活污水，凈化后水質(zhì)符合《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB-5084-2005的標(biāo)準(zhǔn)，適用于我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)。

4 結(jié)語(yǔ)

該文構(gòu)建了分散式污水處理系統(tǒng)由污水收集池、污水處理池和清水池三部分結(jié)構(gòu)及附屬配套設(shè)施聯(lián)合工作。其在有效實(shí)現(xiàn)農(nóng)村治污減排的同時(shí)，具有凈化效果好、使用壽命長(zhǎng)、構(gòu)建成本低、適用范圍廣、施工工藝簡(jiǎn)單后期管護(hù)便捷等特點(diǎn)，在廣大農(nóng)村地區(qū)具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

［1］云南省農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀與技術(shù)模式［J］.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2015（6）：63.

［2］朱樂(lè)輝，朱衷榜.水處理濾料—球形輕質(zhì)陶粒的研制［J］.環(huán)境保護(hù)，2000（1）：35-37.

［3］王德英，沈自求.深層過(guò)濾理論與技術(shù)的研究進(jìn)展［J］.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2002（1）：38-46.

［4］蘇立君，張宜健，王鐵行.不同粒徑級(jí)砂土滲透特性試驗(yàn)研究［J］.巖土力學(xué)，2014（5）：1289-1294.

［5］楊彩云，楊俊霞.產(chǎn)業(yè)用紡織品［M］.北京：中國(guó)紡織出版社，1998：31.

X703.1

A

1674-7909（2016）17-47-2

王猛（1988-），男，碩士，研究方向：水土保持與荒漠化防治。