左洋
(廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司,廣東 廣州 510010)
改善農(nóng)村人居環(huán)境,建設(shè)美麗宜居鄉(xiāng)村,是實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的一項(xiàng)重要任務(wù)[1]。為深入貫徹鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,2021 年省政府認(rèn)真落實(shí)十件民生實(shí)事的決策部署,加快推進(jìn)農(nóng)村生活污水治理工作[2],廣東省生態(tài)環(huán)境廳制定了《廣東省農(nóng)村生活污水治理民生實(shí)事辦理方案》。該《方案》要求因地制宜推進(jìn)治理,在前期調(diào)查的基礎(chǔ)上深入分析,積極探索簡(jiǎn)化的工程推進(jìn)模式,在符合技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的前提下,創(chuàng)新治理技術(shù)模式。
根據(jù)要求及實(shí)際情況,饒平縣23 個(gè)自然村納入2021 年民生實(shí)事的自然村名錄,提出自然村人居環(huán)境水污染綜合整治的總體思路,按照“因地制宜、經(jīng)濟(jì)適用”的原則,開展生活污水治理規(guī)劃實(shí)踐工作,以期為其他農(nóng)村生活污水治理規(guī)劃編制及實(shí)施提供指導(dǎo)與借鑒。
饒平縣是廣東省潮州市轄縣,地處廣東省潮州市東部,東鄰福建省,南瀕南海,居汕頭、廈門經(jīng)濟(jì)特區(qū)之間,是連接海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)和珠江三角洲的交匯點(diǎn)。
本次治理規(guī)劃區(qū)范圍包括饒平縣的23 個(gè)自然村。
饒平縣自然村在治理之前不具備系統(tǒng)的生活污水處理方案及相關(guān)設(shè)施,住戶的日常生活用水和污水大部分都是沿路排至排水渠道收集污水,污水根據(jù)地勢(shì)最終排至村內(nèi)池塘、附近農(nóng)田、流經(jīng)自然村的支流,部分段排水渠經(jīng)過(guò)農(nóng)田用作灌溉。自然村排水渠主要為明渠,部分被蓋板覆蓋而暗化,部分段排水渠有少量山泉水流入,污水量少,整體流動(dòng)性差。
2.1.1 因地制宜,經(jīng)濟(jì)適用
根據(jù)實(shí)地調(diào)研,將各自然村的人口規(guī)模、聚居特征及周邊水環(huán)境要求等與現(xiàn)狀污水排放和去向情況相結(jié)合,從農(nóng)村實(shí)際需求出發(fā),因地制宜采用集中治理和資源化利用相結(jié)合、工程措施與生態(tài)措施相結(jié)合、集中和分散相結(jié)合的治理模式,以經(jīng)濟(jì)適用和長(zhǎng)效運(yùn)行為基本原則,實(shí)現(xiàn)村居環(huán)境有效改善為最終目標(biāo)。
2.1.2 采用新工藝、新材料
排水工程設(shè)計(jì)應(yīng)在不斷總結(jié)科研和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,積極采用經(jīng)過(guò)鑒定的、行之有效的新技術(shù)、新工藝、新材料及新設(shè)備,力求技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、管理方便。
針對(duì)饒平縣23 個(gè)自然村實(shí)際情況,本著“因地制宜、經(jīng)濟(jì)適用”的原則,制定農(nóng)村生活污水治理規(guī)劃方案并繪制總體技術(shù)路線見(jiàn)圖1。
圖1 總體技術(shù)路線
采用分散式污水處理設(shè)施集中處理。針對(duì)常住人口較多的村落,居民房屋相對(duì)集中,村內(nèi)排水基本有序,可建設(shè)污水管網(wǎng)或雨水邊溝將現(xiàn)狀排水進(jìn)行雨污分流改造,通過(guò)新建分散式污水處理設(shè)施將村內(nèi)污水收集后集中處理。分散式污水處理設(shè)施可采用經(jīng)濟(jì)適用的工藝,如一體化生物轉(zhuǎn)盤、一體化污水處理設(shè)備(AO)等設(shè)施,相對(duì)投資較少,后期運(yùn)營(yíng)成本較低。
采用資源化利用形式。針對(duì)常住人口較少的村落,村落居民居住較分散,現(xiàn)狀排水基本為散排至農(nóng)田灌溉或者水塘等,可采用資源化利用的形式,通過(guò)改造村民化糞池,農(nóng)戶生活污水經(jīng)三格式化糞池等分散式處理,處理后污水通過(guò)污水管網(wǎng)或暗渠流向農(nóng)田、林地、草地、池塘等自然系統(tǒng)自凈消納,用于灌溉、施肥或綠化,實(shí)現(xiàn)資源化利用。
饒平縣23 個(gè)自然村中的排水體制均為雨污合流,排水溝渠大部分為明渠,少部分被蓋板覆蓋而形成暗渠。據(jù)調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn),23 個(gè)自然村主要分兩種類型,一種是常住人口較少,污水量較少的;另一種是常住人口較多,污水量較多的,針對(duì)這兩種類型,切合農(nóng)村實(shí)際優(yōu)選治理模式。污水治理模式的選擇應(yīng)達(dá)到兩個(gè)目標(biāo),第一,達(dá)標(biāo)排放或者回用;第二,注重經(jīng)濟(jì)適用,運(yùn)行成本低,管理維護(hù)簡(jiǎn)單。針對(duì)常住人口較少,污水量較少,同時(shí)污水用于農(nóng)田、林地、草地灌溉,現(xiàn)狀已基本實(shí)現(xiàn)自然凈化的自然村,保留合流制排水,采用污水資源化利用的治理模式;針對(duì)常住人口較多,污水量較多,同時(shí)污水直排入環(huán)境功能明確的水體的自然村,改造為分流制排水,采用集中處理的治理模式。
2019 年,廣東省發(fā)布了省級(jí)地方標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)》,該《標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施出水排放去向和處理規(guī)模,將農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)分為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[3]。針對(duì)本方案自然村的兩種類型,出水排入環(huán)境功能明確的水體,執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)村生活污染處理后用于農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)或其他用途時(shí),相關(guān)控制指標(biāo)應(yīng)滿足國(guó)家或地方相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
農(nóng)村生活污水設(shè)計(jì)水量=設(shè)計(jì)服務(wù)人口數(shù)×農(nóng)村居民生活用水×綜合排放系數(shù)×(1+地下水滲入率)×污水收集率。集中處理的自然村考慮污水全收集,污水收集率為100%;對(duì)于山區(qū)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展欠發(fā)達(dá)區(qū)域,設(shè)計(jì)服務(wù)人口數(shù)按常住人口取值;對(duì)于經(jīng)濟(jì)條件一般,有簡(jiǎn)單的室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)施的村莊,用水量取值為80~100L/cap·d,根據(jù)實(shí)地調(diào)研情況,參考廣東省相近地區(qū)農(nóng)村的用水情況,本方案農(nóng)村平均日人均綜合用水量指標(biāo)取值為90L/cap·d;綜合排放系數(shù)取用水量的60%~85%,根據(jù)實(shí)地調(diào)研情況,本方案綜合排放系數(shù)取值為70%;地下水滲入率取值為10%。
排水管材必須滿足一定的要求,才能保證正常的排水功能。首先,必須具有足夠的強(qiáng)度,以承受外部的荷載和內(nèi)部的水壓,具有耐沖刷、耐磨損的作用,并具有抗腐蝕性能;其次,內(nèi)壁必須整齊光滑,使水流阻力盡量減少,必須不透水,以防止污水滲出或地下水滲入,而污染地下水或腐蝕其他管線、建筑物基礎(chǔ);最后,應(yīng)盡量就地取材,并考慮預(yù)制管件及快速施工的可能,減少運(yùn)輸和施工費(fèi)用。
在管材的選擇上,目前國(guó)內(nèi)用于排水管道工程的管材主要有金屬管材、普通的鋼筋混凝土管材、玻璃鋼夾砂管材和合成材料管材等,由于饒平縣自然村污水量少,故污水管管徑取值較小,由于小口徑的塑料管用材量小,環(huán)剛度容易保證,一般建議DN200 及以下開挖管道采用UPVC 管。
對(duì)于采取分流制,對(duì)污水進(jìn)行集中處理的自然村,需對(duì)未進(jìn)行雨污分流的建筑進(jìn)行改造,將現(xiàn)狀排水立管設(shè)為污水立管,收集建筑內(nèi)污、廢水,新建屋頂雨水立管接入市政雨水管或散排;對(duì)于已進(jìn)行雨污分流的建筑,將雨、污水立管分別接入現(xiàn)狀排水渠和新建污水管道,從源頭實(shí)現(xiàn)雨污分流。
通常,人工濕地處理工藝和一體化處理設(shè)備較適用于農(nóng)村污水治理[4],在用地條件許可的情況推薦采用人工濕地處理工藝,在用地條件緊張的情況推薦采用一體化處理設(shè)備。經(jīng)實(shí)地調(diào)研,本項(xiàng)目村里用地比較緊張,無(wú)大面積采用人工濕地的條件,通過(guò)綜合考慮占地面積、維護(hù)管理、投資、運(yùn)行費(fèi)用、污泥處置等因素,因?yàn)橐惑w化污水處理對(duì)周圍環(huán)境影響小、污泥產(chǎn)生量少、噪聲小于二類地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。全自動(dòng)控制,無(wú)須專業(yè)人員管理。操作簡(jiǎn)便、維修方便、工藝新、效果好、使用壽命長(zhǎng)[5]。故推薦采用一體化處理設(shè)備,各村的用電設(shè)施供電統(tǒng)一由各村就近的公用變電房引出。圖2 為小型一體化設(shè)施。
圖2 小型一體化設(shè)施
對(duì)于采取分流制,對(duì)污水進(jìn)行集中處理的自然村,除新建/改造化糞池外,還需進(jìn)行建筑立管改造、污水管道新建和一體化處理設(shè)施新建,在新建污水管道方面,需遵循以下原則。
(1)明確污水管道的服務(wù)范圍,工程實(shí)施的管道布置應(yīng)最大限度的覆蓋整個(gè)納污區(qū)域。
(2)在充分調(diào)查現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)狀排水管渠布置,盡量選擇拆遷量小,工程實(shí)施可操作性強(qiáng)的污水管道布置方式。以便控制總體投資,縮短施工周期。
(3)污水管道布置力求符合地形變化趨勢(shì)。順坡排水,線路短捷,減少管道埋深和管道迂回往返,降低工程造價(jià),確保良好的水力條件。
(4)確定合理的管道埋深。污水管起端覆土以使所服務(wù)街坊污水管能順利接入,并滿足與其他管線豎向交叉的需要。管頂最小覆土深度宜為:人行道下0.6m,車行道下0.7m。
(5)在地面坡度太大的地區(qū),為了減小管內(nèi)流速,防止管壁沖刷,在適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置跌水井。
(6)本工程以收集現(xiàn)狀村民污水為目的,有條件時(shí)針對(duì)服務(wù)范圍內(nèi)有排水點(diǎn)的村屋皆應(yīng)采用設(shè)置污水管加以接駁:①主管。盡量敷設(shè)在路中。②預(yù)留支管。a.在每個(gè)巷道口皆應(yīng)做好預(yù)留支管,方便每棟村屋的排水接駁,支管結(jié)合村屋戶數(shù)情況,進(jìn)行預(yù)留;b.預(yù)留支管實(shí)施原則需滿足服務(wù)范圍各村房屋出水皆能夠順暢接駁,而不再另外多設(shè)置檢查井。③結(jié)合現(xiàn)狀了解程度,每棟樓立管改造均按DN110 管考慮。
本次治理規(guī)劃實(shí)踐研究中,對(duì)星明村、新華村、竹頭村、大屋村進(jìn)行雨污分流改造,包括對(duì)現(xiàn)狀排水管渠清疏、建筑立管改造、化糞池新建或改造和對(duì)污水進(jìn)行集中處理等,處理后出水執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。其余村的污水均保留合流制,內(nèi)容包括對(duì)現(xiàn)狀排水管渠清疏、化糞池新建或改造等,出水水質(zhì)基本可符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),并用于農(nóng)田、林地、草地等灌溉施肥,實(shí)現(xiàn)就地資源化利用。
首先,對(duì)23 個(gè)自然村出水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),摸清現(xiàn)狀水質(zhì)情況,更能夠因地制宜的制定農(nóng)村污水治理方案,盡快落實(shí)污水處理設(shè)施用地,以便完善雨污分流方案;其次,進(jìn)行對(duì)村居現(xiàn)狀管線管渠及化糞池摸查,以進(jìn)一步明確對(duì)現(xiàn)有房屋建筑的立管及化糞池改造范圍等內(nèi)容;最后,建議制定相應(yīng)的管養(yǎng)制度,針對(duì)每個(gè)自然村加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)狀排水設(shè)施的維護(hù),對(duì)排水管網(wǎng)的清疏。
農(nóng)村生活污水的治理是改善農(nóng)村人居環(huán)境,建設(shè)美麗宜居鄉(xiāng)村,實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容。本次廣東省饒平縣自然村農(nóng)村生活污水治理規(guī)劃中,本著“因地制宜、經(jīng)濟(jì)適用”的原則,從每個(gè)自然村的現(xiàn)狀出發(fā),結(jié)合實(shí)際情況制定出相應(yīng)的治理規(guī)劃方案以指導(dǎo)實(shí)踐的具體落實(shí)。