何翠錦
(百色市右江區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站,廣西 百色 533000)
隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的持續(xù)提高,農(nóng)村生活污水治理問題已成為社會關注焦點。由于河湖水體富營養(yǎng)化較為嚴重,已經(jīng)超出環(huán)境的實際承載能力,因此必須要減少直接進入水體的污染物數(shù)量。同時,農(nóng)村一體化水平的持續(xù)提升,使農(nóng)民對生活質量及所處環(huán)境的要求越來越高,因而要對農(nóng)村生活污水進行治理。
百色市右江區(qū)高度重視農(nóng)村環(huán)境的治理和改善,通過結合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施實現(xiàn)了對生活污水的治理,并強化了農(nóng)村環(huán)境基礎建設。相較于城鎮(zhèn)生活污水,農(nóng)村生活污水治理較為滯后,因此,地方相關部門應結合實際狀況,選擇合適的方法開展對百色地區(qū)的農(nóng)村污水進行治理和改善。
百色市右江區(qū)位于廣西西部,地處東經(jīng)106°7′~106°56′,北緯23°33′~24°18′之間,東西最大橫距為84公里,南北最大縱距為82公里。右江區(qū)城區(qū)現(xiàn)飲用水水源地為澄碧河水庫水源地和右江東筍~百崗水源地,總供水規(guī)模為10萬立方米/天(不包括自備供水),服務人口16.5萬;規(guī)劃備用水源地為百色水庫和百色福祿河。百色市水資源總量為177億立方米,可利用量為70.9億立方米,可利用率為40%。目前右江區(qū)根據(jù)分級劃分水域功能區(qū)的原則,水功能區(qū)劃分為三級:一級區(qū)劃宏觀上解決水資源開發(fā)利用與保護問題,主要協(xié)調地區(qū)間的用水關系;二級區(qū)劃主要協(xié)調市與市之間以及市內與縣之間的用水關系;三級區(qū)劃主要協(xié)調縣與縣之間以及縣內鎮(zhèn)與鎮(zhèn)之間的用水關系。水功能區(qū)按照生態(tài)紅線區(qū)域實行分級管理,對于生態(tài)紅線范圍內的農(nóng)村需按照生態(tài)紅線管控要求盡快建設污水處理設施,禁止生活污水直接排入水體。
結合該區(qū)域的實際狀況,右江區(qū)自然村莊用水方式包括兩種,即小型集中供水、分散式供水。當下村莊用水主要以生活用水、農(nóng)家樂用水為主,部分村屯經(jīng)濟發(fā)展較為落后,取水設施較為簡易。結合相應調查發(fā)現(xiàn),偏遠區(qū)域自然村屯當下無集中化管網(wǎng)及污水處理系統(tǒng),各單位、住戶自行設置初級糞池,自流排放,大部分污水并未直接進行處理就排放至溝內。分析目前村莊排水形式為雨污合流制,最終均排放至水體,依靠水體自身的凈化能力完成污水凈化,污染源多為住戶生活污水點源污染,水體當下并未發(fā)生相應的黑臭現(xiàn)象,但仍存在相應的隱患。
2.1.1 農(nóng)村生活污水處理設施建設和運行狀況
一方面,目前的農(nóng)村生活污水處理效率較低,生活污水最終排放至河流的現(xiàn)象較為常見,因而導致河流水質發(fā)生污染,對居民生活環(huán)境構成嚴重影響,威脅農(nóng)民的身體健康。隨著國家對水環(huán)境治理重視程度的逐步提升,右江區(qū)開始開展農(nóng)村環(huán)境治理,目前已建設農(nóng)村生活污水治理設施59座,截止2020年,污水處理的整體規(guī)模約為2 226.5 m3/d。另一方面,目前水污染處理工藝較多,主要包括AO+人工濕地、固定床一體化處理工藝、預處理+一體化+人工濕地、厭氧+潛流式人工濕地、厭氧預處理+生物接觸氧化+生態(tài)濾池+人工濕地、無動力厭氧+人工生態(tài)濕地法等。其中污水處理設施多選用二級處理,極少數(shù)選用深度處理,但仍包含部分預處理等工藝,因而生活污水的處理成效有待提升,且水質缺乏穩(wěn)定性及可靠性。
2.1.2 農(nóng)村污水管網(wǎng)現(xiàn)狀分析
農(nóng)村管網(wǎng)實際建設狀況存在較大差異性,與農(nóng)村整體形態(tài)密切相關,主要體現(xiàn)在兩方面:一方面,聚集區(qū)形態(tài)的農(nóng)村。部分農(nóng)村選用雨污分流排水體系,使雨水通過明溝或加蓋明渠排入周圍水體,污水則排入化糞池進行簡易化處理,最終排放至污水干管,但大部分均為雨污合流,雨水進入污水管網(wǎng)。另一方面,散亂形態(tài)的村莊。未進行綜合性改造的農(nóng)村,房屋建設時間周期較長,內部并未建設污水管道,且內部整體規(guī)劃布設缺乏統(tǒng)一性,缺少完善的污水管網(wǎng)。通常情況下,雨水沿著河或溝塘散排,生活用水進入雨水系統(tǒng),將其簡單處理后排放至周圍附近水體,但部分糞池并未進行生態(tài)化改造,實際防滲功能不佳。
為進一步保證后續(xù)整體污染處理水平,需精準預測實際污染負荷量,為后續(xù)制定治理方案提供相應的參考。農(nóng)村居民用水量受生活條件、用水習慣、經(jīng)濟條件、發(fā)展?jié)摿Φ纫蛩赜绊?,右江區(qū)屬于桂西地區(qū),擁有一定的旅游區(qū)。以《廣西農(nóng)村生活污水處理技術指南》(試行)中兩個農(nóng)村生活用水量需結合相關規(guī)范和要求進行為導向,百色隸屬于桂西區(qū)域,故農(nóng)村人均綜合用水規(guī)劃指標為80 L/人·d,生活用水普及率為100%。污水排放系數(shù)為0.6。經(jīng)測算,右江區(qū)2025年農(nóng)村生活污水的產(chǎn)生量約為1.181萬立方米/日,2035年農(nóng)村生活污水產(chǎn)生量約為1.279萬立方米/日。
3.1.1 污水治理要求
為保了證右江區(qū)農(nóng)村生活污水治理能夠取得較佳成效,相關部門或企業(yè)需積極結合實際情況,掌握實際治理要求,明確各機構主體的自身職責,主要包含以下幾方面:①做好統(tǒng)籌規(guī)劃協(xié)調,實現(xiàn)基礎設施共建共享,并以該區(qū)域內農(nóng)村實際規(guī)劃的基本要求,在科學預測的基礎上,最大限度地考量農(nóng)村的區(qū)位特征、經(jīng)濟和污水排放現(xiàn)狀等,科學掌握污水設施的建設規(guī)模、處理工藝和實際排放標準。②嚴控整個投資規(guī)模,避免直接引入大中城市污水處理模式,而應結合實際狀況合理增設污水處理站,綜合考慮污泥處理的安全性,并對污泥進行有效應用。③始終遵循城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、因地制宜的基本原則,從多層次、多視角出發(fā),進一步強化對農(nóng)村污水的處理力度,從而有效減少污染物[1]。
3.1.2 污水治理的基本原則
為了獲得較佳的生活污水處理成效,應積極遵循相應的基本原則,主要體現(xiàn)在以下幾方面:第一,始終以接管優(yōu)先、經(jīng)濟合理的基本原則,在靠近城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)、人口較為密集的區(qū)域內,需引入城鎮(zhèn)污水系統(tǒng),無法接入的區(qū)域要結合當?shù)氐膶嶋H狀況,進行合理化收集和處理,要建設規(guī)模等級不完全統(tǒng)一一的污水收集系統(tǒng)和處理設施。第二,農(nóng)村河網(wǎng)呈現(xiàn)為密布狀態(tài),地下的實際水位較高,為進一步從本質上減少管道滲漏,需減少長距離污水重力收集管道。農(nóng)村排水時需要選用雨污分流制,要先將污水與雨水分離,再將污水統(tǒng)一收集后進行處理,然后再進行排放,使雨水能夠通過雨水管道或利用自然地形排入周邊水體。第三,畜禽養(yǎng)殖污水應始終遵循資源化利用優(yōu)先、適當進行收集的基本原則,對農(nóng)村分散畜禽養(yǎng)殖糞便等污水可優(yōu)先進行資源化利用,無法消化的部分需收集后進行統(tǒng)一處理。
3.1.3 合理選擇治理方式
農(nóng)村不同地區(qū)選擇的污水治理方式不同,最終的污水治理成效也存在較大差異。因此,在進行生活污水治理時,應始終遵循上述基本治理原則,合理選擇相應的治理方式。針對城鎮(zhèn)周邊和臨近城鎮(zhèn)的污水管網(wǎng)自身的規(guī)劃和發(fā)展狀況,應優(yōu)先考慮接管模式,將生活污水接入城鎮(zhèn)的污水管網(wǎng);針對不具備接管條件、居住相對集中且排放要求較高的農(nóng)村地區(qū),建議選擇統(tǒng)一集中化處理模式,應合理設定相應范圍的生活污水收集,然后選擇相應的處理設施完成處理;針對居住相對分散或管網(wǎng)實際建設難度較大的農(nóng)村地區(qū),通過分散處理模式就近對單戶或多戶完成收集處理,并根據(jù)該區(qū)域的實際狀況,對整個污水系統(tǒng)進行綜合性的優(yōu)化組合和分析,始終以納管和相對集中處理為核心,以分散處理為輔,選擇城旁接管、就近聯(lián)建、獨建補全等建設方式,以滿足污水處理相關政策的基本要求,并節(jié)約相應工程的實際運行成本。
污水管網(wǎng)的規(guī)劃成效與后續(xù)生活污水實際改造的成效密切相關,所以要結合整個農(nóng)村實際狀況合理布設污水收集系統(tǒng),建議選用順坡就勢等方式布設,主要因為這種方式的經(jīng)濟成本較低,施工效率較高,可最大限度地選取利用重力自流的原則布設污水管道。在選擇水沖廁的區(qū)域時,需積極配置化糞池,并對化糞池的出水進行收集、利用和處理,要按照污水的實際產(chǎn)生量,明確是否需要構建統(tǒng)一化的收集管網(wǎng),再結合實際狀況,對糞便進行高效化的應用和定期清理,以免出現(xiàn)糞便下滲或直排的情況[2]。
3.2.1 污水管網(wǎng)布設
污水管網(wǎng)布設要符合整體規(guī)劃的基本要求,在進行污水管網(wǎng)系統(tǒng)布設時,主干管的走向、污水處理站等規(guī)劃均應符合整個布局的基本要求;要綜合考量該區(qū)域的地形,為進一步減少整個規(guī)劃建設的投資成本,要最大限度地使用重力流,以減少污水管道的管徑;污水干管應靠近污水量較大的居住區(qū)或企業(yè),并沿主街道布設,從而可以最大限度地在老舊、新路的建設中進行合理化鋪設。
目前,污水處理工藝有許多種,不同污水處理工藝的基本原理、特征存在較大的差異,因此需結合該區(qū)域農(nóng)村污水排放的實際狀況,科學、合理地選擇污水處理工藝。
3.3.1 確定工藝的原則
在選擇污水處理工藝時,應結合實際狀況、遵循相應的基本原則進行合理選擇,主要包括以下幾點:①工藝設計需系統(tǒng)性考量水量、原水水質、占地面積等因素,從技術、經(jīng)濟等方面考慮,選擇合理的處理方案。②預處理設施建議選用懸浮物去除效果較佳、投資和處理成本較低的工藝。③按照原水水質、水量狀況和污水排放的基本要求,合理選擇污水處理工藝,其設計需滿足相關規(guī)范和要求。
3.3.2 污染物去除原理
生活污水中存在大量污染物,不同種類污染物的去除原理不同,選用的工藝也存在較大差異性。
3.3.2.1 SS的去除
污水中去除SS的關鍵是沉淀,污水中無機顆粒和直徑較大的有機顆粒通過自然沉淀即可完成去除,較小直徑顆粒依靠微生物自身的降解作用也可完成去除。污水處理廠出水中懸浮物自身的濃度難以滿足相關排放標準,因此控制SS指標是基礎。為有效降低出水中懸浮物的濃度,應積極結合實際狀況,選取與之相適應的措施和方法,選取合擇污水處理方法可保證出水的SS指標不超過20 mg/L。
3.3.2.2 BOD5的去除
污水中BOD5的去除主要是利用微生物的代謝和吸附功能,將污泥與水分離,最終實現(xiàn)去除的目標。活性污泥中的微生物處于有氧狀態(tài)下,可將污水中的一部分有機物合成新細胞,將另一部分通過分解代謝得到細胞合成實際所需的能量。在該過程中,溶解性有機物進入細胞后能被直接利用,非溶解性有機物則被吸附于微生物表面,通過水解后的酶進入細胞中而被合理化應用。
3.3.2.3 氮的去除
生物脫氮的本質是利用自然界中氮循環(huán)的基本原理,通過人工方法進行合理把控,使污水中含有的氮有機物轉化為氨氮。當處于好氧條件時,主要是由通過硝化菌的作用生成硝酸鹽氮。當后續(xù)處于缺氧狀態(tài)時,可通過硝化菌的作用,用外碳源提供能量,促使其內部的硝酸鹽氮轉變?yōu)榈獨膺M行釋放,使整個生物脫氮過程成為氮的分解還原反應,反應能量可從有機物中獲得。
3.3.2.4 磷的去除
污水除磷主要包括兩大方面,即生物除磷和化學除磷,不同的除磷方式和原理存在較大的差異性,主要體現(xiàn)為以下兩種:一種是生物除磷原理。生物除磷最關鍵的是通過排出剩余的污泥完成去磷。剩余污泥的實際體量與后續(xù)的實際脫磷成效密切相關,常規(guī)污泥齡短的系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥體量較大,可獲得較高的去除磷成效。另一種是化學除磷原理。化學除磷的基本原理是選取合適的藥劑投放至污水中,保證藥劑與水中的磷酸鹽及其沉淀物充分融合,利用固液分離的特點將磷去除。固液分離可以單獨進行,也可與初期污泥、二沉污泥排入相融合[3]。
當污水處理完成后,應積極利用最終的尾水,提高其實際的應用效率,要根據(jù)因地制宜的基本原則,系統(tǒng)考察尾水資源實際應用的最終效益,不斷優(yōu)化整個用水配置方案。針對尾水的處理需明確其途徑,嚴格依照相關規(guī)范和標準對生活污水進行處理,要避免相關用途及環(huán)境的干擾,將其處理至水質的合理范圍內。資源化處理的方式包括兩種,一種是對農(nóng)村地區(qū)的污水進行分散式處理后的資源化使用;另一種是對集中式收集后的廢水經(jīng)處理后再進行深度回用,如可用于灌溉、養(yǎng)殖業(yè)的衛(wèi)生用水等方面。
在處理農(nóng)村污水過程中,會產(chǎn)生大量污泥,其自身容量較大,且缺乏穩(wěn)定性,易腐敗產(chǎn)生惡臭氣味,如果不對其進行合理化處理,將對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的影響和干擾。污泥處理與其資源化利用相融合,已成為當下農(nóng)村污泥處理的最佳路徑,如果污泥處理不當就無法最大限度地發(fā)揮其對環(huán)境的影響和保護作用,也會弱化污水處理設施自身的凈化能力。
目前污水處理廠多采用填埋、用于農(nóng)肥等方法處理污泥,雖然填埋的成本較低,但會對環(huán)境造成嚴重污染。而高溫堆肥污泥熟化的程度較高,病原體和寄生蟲卵可完全去除,有助于污泥的農(nóng)用,可以滿足實際的處理需求。結合農(nóng)村的實際狀況,應對該技術進行合理地應用,一方面,農(nóng)村地區(qū)的污泥可以采取綠色堆肥方式,并通過精細化處理后進行還田應用,由于各村布設的污水處理站水量較少,因而剩余的污泥量也較少。另一方面,運輸至周圍城鎮(zhèn)或城市污泥處理廠的污泥要做好集中化處理[4]。
預計到2025年,在近期規(guī)劃區(qū)域,農(nóng)村生活污水治理自然村的覆蓋率將達到90%,農(nóng)戶受益率將達到85%以上;對已經(jīng)建設處理設施村的農(nóng)戶污水應接盡接,完善接戶工程;對化糞池漏損或無化糞池的農(nóng)戶要進行改廁工程,實現(xiàn)農(nóng)村雨污分流的全面改造;對部分工藝相對落后和處理能力不足的終端要進行提標改造;利用再生水灌溉農(nóng)田、澆花洗車,可以減少對干凈淡水資源的使用;降低臟亂差的環(huán)境引發(fā)疾病的經(jīng)濟損失,提高當?shù)氐慕?jīng)濟效益。通過對農(nóng)村污水的有效治理,可以為經(jīng)濟發(fā)展、能源增長、環(huán)境改善提供驅動力,從而促進人與自然的和諧發(fā)展,并對經(jīng)濟與環(huán)境的和諧發(fā)展、農(nóng)業(yè)與工業(yè)的和諧發(fā)展均具有較好的社會效益。
在農(nóng)村生活污水治理過程中,通過新建污水處理設施、完善污水收集管網(wǎng)、有效改善受污染河流、溝塘等水體環(huán)境,優(yōu)化下游水質,保障了右江區(qū)飲用水源地的安全[5]。
隨著各轄區(qū)政府對農(nóng)村生活污水治理越來越重視,農(nóng)村村民的環(huán)保意識也在逐步增強,各地區(qū)都在逐步開展專項污水治理工作,并積極結合本地實際狀況,選擇合理的治理方法和措施,使農(nóng)村污水治理的效率及質量均有所提升,因而為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施注入了新的活力。