張春華

（北京特希達(dá)交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100000）

1 引言

“十三五”以來(lái)，為建設(shè)美麗中國(guó)，推動(dòng)社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展，各地區(qū)不斷加大城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)，提升污水處理的運(yùn)行管理能力，使得城鎮(zhèn)的污水收集及處理能力明顯提升，基本完成了“十三五”規(guī)劃中的目標(biāo)[1-3]。與此同時(shí)，我國(guó)城鎮(zhèn)污水收集處理依舊存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)：各地區(qū)污水處理水平不平衡不充分、污水管網(wǎng)建設(shè)改造滯后、污水資源化利用水平偏低、污泥無(wú)害化處置不規(guī)范、設(shè)施可持續(xù)運(yùn)營(yíng)能力不強(qiáng)等問(wèn)題，與實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展還存在差距[4]?！笆奈濉币?guī)劃中提出，應(yīng)系統(tǒng)地推進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施高質(zhì)量建設(shè)和運(yùn)維，有效改善我國(guó)城鎮(zhèn)水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，提出到2025 年，縣城污水處理能力基本滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，縣城污水處理率達(dá)到95%以上；到2035 年，城鎮(zhèn)污水處理能力全覆蓋，城鎮(zhèn)污水得到安全高效處理，全民共享綠色、生態(tài)、安全的城鎮(zhèn)水生態(tài)環(huán)境[5]。

本文以南方某村鎮(zhèn)污水收集處理工程為例，根據(jù)前期現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及相關(guān)資料，總結(jié)了該村鎮(zhèn)污水收集及處理現(xiàn)狀，針對(duì)該村鎮(zhèn)污水存在的問(wèn)題及技術(shù)難點(diǎn)，因地制宜地提出對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，選取經(jīng)濟(jì)實(shí)用性管道，根據(jù)道路坡度布管。同時(shí)針對(duì)高差較大問(wèn)題，選用分散式與集中式相結(jié)合的污水處理設(shè)備。該工程的設(shè)計(jì)實(shí)施希望能為農(nóng)村污水治理提供參考。

2 農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀

2.1 農(nóng)村污水處理存在的問(wèn)題

2.1.1 投資不足

農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)滯后，政府和農(nóng)民的投入有限，導(dǎo)致農(nóng)村污水管網(wǎng)和處理設(shè)施建設(shè)不完善，處理效果也不盡如人意。

2.1.2 機(jī)制缺失

機(jī)制缺失是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。目前，農(nóng)村污水處理缺乏有效的監(jiān)管和管理機(jī)制，導(dǎo)致一些已建成的污水管網(wǎng)無(wú)法正常運(yùn)行，甚至出現(xiàn)淤積、破損等問(wèn)題。一些污水處理設(shè)施建成后無(wú)人管理，無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2.1.3 技術(shù)落后

農(nóng)村污水管網(wǎng)建設(shè)技術(shù)相對(duì)落后，處理設(shè)備陳舊，處理效率低下，無(wú)法滿(mǎn)足環(huán)保要求。缺乏有效的污水處理設(shè)施，使得大部分污水直接排放到環(huán)境中，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

2.1.4 缺乏規(guī)劃

農(nóng)村污水管網(wǎng)建設(shè)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，導(dǎo)致設(shè)施布局不合理，影響污水治理效果。

2.1.5 污水收集處理復(fù)雜

由于農(nóng)村地區(qū)的地理環(huán)境復(fù)雜，同一村落的高差較大，建設(shè)污水管網(wǎng)和污水處理設(shè)施的難度較大。其次，農(nóng)村地區(qū)的居民普遍缺乏環(huán)保意識(shí)，對(duì)污水處理的重要性認(rèn)識(shí)不足。

2.2 項(xiàng)目概況

該村鎮(zhèn)現(xiàn)有的排水系統(tǒng)為雨污合流制。各自然村的大部分地區(qū)仍然沒(méi)有完善的排水系統(tǒng)，當(dāng)?shù)卮迕窠ㄓ猩倭康幕S池，化糞池出水無(wú)組織排放；居民生活污、廢水混合排往現(xiàn)狀溝渠或農(nóng)田。具體問(wèn)題如下。

2.2.1 農(nóng)村生活污水缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和管理

在農(nóng)村建設(shè)過(guò)程中，由于排水管網(wǎng)無(wú)統(tǒng)一可行性研究，道路建設(shè)時(shí)沒(méi)有考慮排水管渠建設(shè)，同時(shí)居民建房?jī)H考慮自身利益緊鄰道路建設(shè)，阻斷排水管渠的通道。排水管渠缺乏有效的維護(hù)管理，長(zhǎng)期運(yùn)用過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行清撈、疏通，導(dǎo)致排水管渠堵塞嚴(yán)重甚至失去排水功能。由農(nóng)村生活污水缺乏統(tǒng)一可行性研究和有效管理，導(dǎo)致污水排放雜亂無(wú)章、排水不暢、污水橫溢等問(wèn)題。

2.2.2 污水任意排放，污染情況較嚴(yán)重

大部分農(nóng)村的生活污水由于沒(méi)有建設(shè)污水收集管網(wǎng)和污水處理站，居民的生活污水采用散排的形式，衛(wèi)生間和廚房的排水就近排至住戶(hù)周邊，家庭養(yǎng)殖戶(hù)的污水排至地面，污水在地表順著地勢(shì)排至低洼處，形成污水橫溢現(xiàn)象。部分居民的生活污水排至化糞池，當(dāng)化糞池下滲不及時(shí)，污水溢流至地面，黑臭污水污染當(dāng)?shù)丨h(huán)境。任意散排至地表的污水，散發(fā)難聞氣味，滋生細(xì)菌和蒼蠅，造成“臟、亂、差”現(xiàn)象，嚴(yán)重污染當(dāng)?shù)鼐幼…h(huán)境，也影響居民身體健康。部分農(nóng)村生活污水排到附近河道，對(duì)河道的水質(zhì)造成較嚴(yán)重污染。

2.2.3 污水下滲，污染地下水水質(zhì)

部分農(nóng)村的住戶(hù)建設(shè)有三格化糞池，但化糞池沒(méi)有設(shè)置底板也沒(méi)有設(shè)置出水管道，排至化糞池的污水僅依靠下滲解決，較嚴(yán)重污染地下水水質(zhì)，部分村民靠自家打井抽取未經(jīng)過(guò)任何處理的淺層地下水飲用，水質(zhì)不能得到保障。

3 設(shè)計(jì)方案

3.1 設(shè)計(jì)原則

1）執(zhí)行國(guó)家的相關(guān)法律、法規(guī)、政策、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合該區(qū)域的具體地理?xiàng)l件和特點(diǎn)，制訂先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、合理的工程設(shè)計(jì)方案。

2）管網(wǎng)系統(tǒng)的劃分，盡量利用現(xiàn)有設(shè)施，充分結(jié)合現(xiàn)狀條件和自然地勢(shì)，做到高水高排、低水低排，盡量減少污水的提升量。

3）經(jīng)濟(jì)適用。優(yōu)先選用工程造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用少、低能耗或無(wú)能耗、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的生活污水處理工藝，且出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠。

4）根據(jù)規(guī)劃年限和范圍，從全局出發(fā)，統(tǒng)一規(guī)劃，分期實(shí)施，與用地同步規(guī)劃，與路網(wǎng)同步實(shí)施，貫徹分期建設(shè)的原則，注重長(zhǎng)遠(yuǎn)社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，以適應(yīng)該區(qū)域的遠(yuǎn)期的發(fā)展需要。

5）因地制宜。根據(jù)村莊所處區(qū)位、人口規(guī)模、集聚程度、地形地貌、排水特點(diǎn)及排放要求、經(jīng)濟(jì)承受能力等具體情況，充分利用已有條件及設(shè)施，建成以現(xiàn)有設(shè)施的整治、改造、維護(hù)為主，尊重農(nóng)民意愿、保護(hù)農(nóng)民權(quán)益，嚴(yán)禁盲目拆遷農(nóng)民住宅；采用適宜的污水處理模式和處理技術(shù)。

3.2 污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)

3.2.1 管材選擇

不同管材的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表1。根據(jù)該區(qū)域的地形特點(diǎn)，該地區(qū)地形高差較大，可施工操作場(chǎng)地較小，運(yùn)輸交通較為不便?；谝陨弦蛩?，考慮到本次工程污水管道的周邊地質(zhì)情況、抗壓情況以及使用要求，結(jié)合對(duì)各類(lèi)管材經(jīng)濟(jì)性和使用性能的綜合比較，經(jīng)綜合考慮，確定本工程采用塑料管，其中污水收集管網(wǎng)干、支管段采用HDPE 管；接戶(hù)管采用管徑DN150~DN200 的排水用硬聚氯乙烯PVC-U 管。

表1 管材特性比較表

3.2.2 污水管道流速

為了使管道內(nèi)污水保持穩(wěn)定流動(dòng)，不至淤積，并為便于養(yǎng)護(hù)清淤，本工程干管最小管徑確定為DN300。為盡量減少管道埋深，并考慮給電力電信、給水、雨水等市政管線(xiàn)在垂直方向上預(yù)留空間，污水隨管道設(shè)計(jì)坡度一般先用相應(yīng)道路坡度，反坡段采用最小坡度。由于該地區(qū)地形高差較大，有些道路坡度較大，應(yīng)保證污水管道最大坡度下的流速小于5 m/s，必要時(shí)設(shè)置跌水井、消能井。

3.2.3 施工開(kāi)挖

本項(xiàng)目污水主、支管道敷設(shè)一般采用溝槽放坡開(kāi)挖，根據(jù)地勘報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定開(kāi)挖邊坡為1∶0.25。對(duì)于管道沿線(xiàn)周邊無(wú)建筑區(qū)且有足夠的工作面時(shí)采用放坡開(kāi)挖；對(duì)于管道沿線(xiàn)周邊有建筑區(qū)且無(wú)足夠的工作面時(shí)采用直槽開(kāi)挖；污水接戶(hù)管PVC-U 管采用直槽開(kāi)挖。

3.3 污水處理設(shè)備設(shè)計(jì)

3.3.1 污水系統(tǒng)布局的選擇

排水分區(qū)應(yīng)根據(jù)鄉(xiāng)村總體布局，結(jié)合豎向高程和道路布局、坡向以及村莊污水受納體和污水處理站位置進(jìn)行流域劃分和系統(tǒng)布局進(jìn)行劃分。根據(jù)鎮(zhèn)的各個(gè)自然村的分布和地形高程情況，各自然村污水處理根據(jù)居民集中區(qū)進(jìn)行分區(qū)處理，原則上每個(gè)自然村設(shè)置一座污水處理站，但如果現(xiàn)狀幾個(gè)自然村分布距離較近，則幾個(gè)自然村集中收集至一座處理站。

在處理模式方面，農(nóng)村生活污水的農(nóng)戶(hù)分散處理模式是一種常用的方法。這種模式主要適用于無(wú)法集中鋪設(shè)管網(wǎng)或集中收集處理的村落，特別是居住較為分散的山區(qū)、丘陵地帶。農(nóng)戶(hù)通常在自身庭院內(nèi)建有戶(hù)用沼氣池等污水處理設(shè)施，對(duì)農(nóng)村生活污水進(jìn)行處理。這種處理模式的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)農(nóng)戶(hù)自身的需求和條件，靈活選擇合適的處理方式，同時(shí)也可以降低處理成本。

因此，該村鎮(zhèn)選擇分散式與集中式相結(jié)合的排水布局。人口密集、污水排放量大的地區(qū)宜以集中處理方式為主，人口少、相對(duì)分散，以及短期內(nèi)集中處理設(shè)施難以覆蓋的地區(qū)，宜合理建設(shè)分布式、小型化污水處理設(shè)施。

3.3.2 集中處理方式的選擇

1）人工濕地

人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類(lèi)似的地面，將污水、污泥有控制地投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過(guò)程中，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)理包括吸附、滯留、過(guò)濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類(lèi)動(dòng)物的作用。

2）土地滲濾系統(tǒng)

土壤滲濾處理技術(shù)是污水土地處理技術(shù)中的一種基本類(lèi)型，一般由預(yù)處理系統(tǒng)和土壤滲濾系統(tǒng)兩部分組成。污水通過(guò)預(yù)處理系統(tǒng)中沉淀、厭氧過(guò)程等處理后，在人為控制下按照一定的水力負(fù)荷將污水均勻?yàn)⒉嫉酵寥罎B濾系統(tǒng)中，從系統(tǒng)表面均勻地向通氣性土壤向下滲濾。通過(guò)土壤的吸附作用、微生物生化作用對(duì)污水中的各類(lèi)污染物進(jìn)行吸收、吸附、氧化還原、離子交換、沉淀、絡(luò)合等，實(shí)現(xiàn)污水凈化，污染物降解物被作物吸收利用。目前，土壤滲濾處理技術(shù)主要分為快速滲濾系統(tǒng)、慢速滲濾系統(tǒng)、地下滲濾系統(tǒng)3 大類(lèi)型。

3）生物濾池型污水處理工藝

生物濾池是指由碎石或塑料制品填料構(gòu)成的生物處理構(gòu)筑物，其基本凈化原理是通過(guò)污水與填料表面上生長(zhǎng)的微生物膜間隙接觸凈化污染物質(zhì)。當(dāng)前，技術(shù)人員已經(jīng)研發(fā)出曝氣生物濾池、反硝化濾池、厭氧生物濾池3 種新型生物濾池。

4）一體化污水處理設(shè)備

一體化污水處理設(shè)備是集污水預(yù)處理、二級(jí)處理和深度處理設(shè)備于一體的中小型污水處理技術(shù)裝置。目前，應(yīng)用較為廣泛的有AAO 工藝、接觸氧化反應(yīng)器、凈化槽處理系統(tǒng)等。

5）膜生物反應(yīng)器（MBR）

膜生物反應(yīng)器是將膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合而形成的廢水處理系統(tǒng)。膜生物反應(yīng)器將傳統(tǒng)生物處理技術(shù)采用的沉淀池用膜組件來(lái)取代，利用膜分離技術(shù)截留水中的活性污泥和大分子難降解有機(jī)物，延長(zhǎng)水力停留時(shí)間，從而提高降解效果，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的有效處理。

根據(jù)該村鎮(zhèn)的實(shí)際情況，該區(qū)域水域發(fā)達(dá)，水源豐富，對(duì)排放水的要求按照一級(jí)B 的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，同時(shí)考慮到施工、占地等因素，該工程的集中處理設(shè)備選用一體化污水處理設(shè)備。

3.3.3 分散處理方式的選擇

1）分散式移動(dòng)污水處理裝置

污水進(jìn)入分散式移動(dòng)污水處理裝置后，沉淀分離槽進(jìn)行預(yù)處理，去除比重較大的顆粒及懸浮物，提高污水的可生化性；預(yù)過(guò)濾槽內(nèi)裝有填料，在填料上的厭氧生物膜的作用下，去除可溶性有機(jī)物；曝氣槽集曝氣、高濾速、截留懸浮物和定期反沖洗為一體。沉淀槽溢水堰設(shè)置了消毒裝置，對(duì)出水進(jìn)行消毒處理。運(yùn)行穩(wěn)定、效果良好。傳統(tǒng)分散式移動(dòng)污水處理裝置處理規(guī)模在1.0~10.0 m3/d。需定期檢查鼓風(fēng)機(jī)和清掏沉淀物。

2）三格化糞池

三格化糞池廁所具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用，清潔衛(wèi)生，厭氧發(fā)酵充分，糞便無(wú)害化處理效果好等優(yōu)點(diǎn)?；S池應(yīng)保證糞便在第一池貯存20 d，第二池貯存10 d，第三池貯存30 d?？?cè)莘e不得小于1.5 m3。需加強(qiáng)日常維護(hù)檢查包括化糞池的水量控制、防漏、防臭、清理格柵雜物、清理池渣等工作。

根據(jù)該村鎮(zhèn)的實(shí)際情況，該工程的分散處理設(shè)備選用三格化糞池的形式布置。

4 問(wèn)題及建議

農(nóng)村污水處理是環(huán)境保護(hù)的重要組成部分，關(guān)系到農(nóng)村地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的提高。該項(xiàng)目通過(guò)分析南方某村鎮(zhèn)污水處理的現(xiàn)狀、難點(diǎn)，提出了解決方案，為農(nóng)村污水處理提供了一定的實(shí)踐參考。然而，農(nóng)村污水處理仍然是一個(gè)長(zhǎng)期、復(fù)雜的任務(wù)，需要政府、企業(yè)和社會(huì)各界的共同努力，后期還需做好以下幾方面的工作。

1）加大投資力度：政府可以通過(guò)出臺(tái)扶持政策等措施，鼓勵(lì)企業(yè)和個(gè)人參與農(nóng)村污水處理設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。同時(shí)，也可以引導(dǎo)社會(huì)資本進(jìn)入農(nóng)村污水處理領(lǐng)域，推動(dòng)農(nóng)村污水處理行業(yè)的快速發(fā)展。

2）建立有效的監(jiān)管和管理機(jī)制：政府應(yīng)加強(qiáng)對(duì)農(nóng)村污水處理設(shè)施的監(jiān)管和管理，建立完善的運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制，確保污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行和處理效果的穩(wěn)定性。同時(shí)，也可以通過(guò)培訓(xùn)和宣傳等方式，增強(qiáng)農(nóng)民的環(huán)保意識(shí)和責(zé)任感，推動(dòng)農(nóng)村環(huán)境治理的可持續(xù)發(fā)展。

3）加強(qiáng)規(guī)劃管理：制定統(tǒng)一的農(nóng)村污水管網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，確保設(shè)施布局合理、運(yùn)行高效。同時(shí)，加強(qiáng)與相關(guān)部門(mén)之間的協(xié)調(diào)合作，確保規(guī)劃的順利實(shí)施。

5 結(jié)論

農(nóng)村污水收集及處理工程是建設(shè)美麗農(nóng)村至關(guān)重要的一部分，不同地區(qū)的處理方式各有不同。本文以南方某村鎮(zhèn)的污水處理為例，根據(jù)前期資料及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)該村鎮(zhèn)存在地形高差較大、現(xiàn)狀污水管道未有效利用、現(xiàn)狀化糞池下滲污染地下水等問(wèn)題，通過(guò)技術(shù)比較，提出了一套適用于該村鎮(zhèn)的處理模式。

1）出于經(jīng)濟(jì)性、適用性、合理性考慮，排水管材選用了HDPE 管、硬聚氯乙烯PVC-U 管。依據(jù)道路坡度布置管道，同時(shí)要滿(mǎn)足管道流速在0.6~5 m/s，合理布置跌水井。為了盡可能少影響村民日常生活，管道開(kāi)挖斷面盡可能減少，必要時(shí)直槽支護(hù)開(kāi)挖。

2）根據(jù)該村鎮(zhèn)現(xiàn)狀情況，采用分散式和集中式相結(jié)合的處理方式。其中分散式采用三格化糞池的處理形式，集中式采用占地較小、施工方便的一體化處理設(shè)備。