【摘要】從三州地區(qū)生態(tài)環(huán)境及區(qū)域概況著手,針對三州地區(qū)生活污水收集及處理設(shè)施建設(shè)滯后這一現(xiàn)狀,介紹了目前三州地區(qū)生活污水處理工藝及設(shè)施,分析了制約這一區(qū)域污水處理設(shè)施建設(shè)及處置水平的制約因素,繼而提出適合三州地區(qū)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的改進(jìn)方案。
【關(guān)鍵詞】農(nóng)村地區(qū); 污水處理; 管網(wǎng)建設(shè)
【中圖分類號】X703【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A
[定稿日期]2022-11-04
[作者簡介]史吉康(1993—),男,碩士,助理工程師,從事國土空間規(guī)劃編制研究工作;陳壁瑕(1983—),男,碩士,高級工程師,主要從事國土空間規(guī)劃研究和管理工作;姜重陽(1983—),男,碩士,工程師,從事國土空間規(guī)劃編制研究及市政工程設(shè)計研究工作。
[通信作者]汪成璇(1988— ),女,碩士,工程師,從事國土空間規(guī)劃、歷史文化保護(hù)規(guī)劃編制研究工作。
0 引言
近年來,我國污水處理系統(tǒng)建設(shè)呈現(xiàn)出由“大規(guī)模集中式為主”向“中小規(guī)模分散式普及”的趨勢,部分地方形成了“以大型為主,中小型互補(bǔ)”的布局模式。黨的十八大以來,生態(tài)文明建設(shè)已經(jīng)逐步提高到國家意志層面,在中央環(huán)保督查背景下,全面污水治理的成效日益受到社會各界的廣泛關(guān)注[1]。國家美麗鄉(xiāng)村戰(zhàn)略的實施,更是對分散式小型污水處理設(shè)施提供了重要的發(fā)展機(jī)遇和發(fā)展空間[2]。
四川省作為長江上游的重要生態(tài)屏障,水體環(huán)境健康與否將對下游廣大地區(qū)人民群眾的身體健康及生產(chǎn)生活產(chǎn)生重大影響。位于四川省西部、青藏高原東部邊緣地域的三州地區(qū),整體經(jīng)濟(jì)環(huán)境差、城鎮(zhèn)規(guī)模不大、集中度不高、地形地貌及氣候特征復(fù)雜多變[3],為有針對性地解決小污水排放區(qū)、污水處理廠擴(kuò)容難放等問題,亟需對該區(qū)域小型污水處理設(shè)施建設(shè)及運(yùn)營現(xiàn)狀及其適應(yīng)性進(jìn)行深入研究。
本研究以四川省三州地區(qū)小型污水處理設(shè)施運(yùn)行現(xiàn)狀為支撐,結(jié)合三州地區(qū)人口、地形及氣候特點(diǎn),對小型污水處理設(shè)施工藝進(jìn)行適應(yīng)性分析及優(yōu)缺點(diǎn)比較,結(jié)合當(dāng)?shù)爻鞘鞋F(xiàn)狀,對污水處理廠運(yùn)行過程中的主要制約因素進(jìn)行歸納,從污水管網(wǎng)改造、污水處理設(shè)施建設(shè)及污水處理提質(zhì)增效等方面提出政策建議,以期為高寒地區(qū)小型污水處理設(shè)施建設(shè)提供依據(jù)。
1 研究區(qū)域概況
三州高寒地區(qū)包括甘孜藏族自治州、阿壩藏族羌族自治州、涼山彝族自治州,地處我國第一級青藏高原和第二級長江中下游平原過渡帶,區(qū)域海拔從305~7 556 m,地形高低懸殊、西高東低的特點(diǎn)明顯[4]。從人口上看,三州地區(qū)除西昌市常住人口49萬,流動人口13萬外,其余各城市(縣城)常住及流動人口呈現(xiàn)規(guī)模小、冬夏兩季差異小的特性。整體來看,甘孜州夏季、冬季常住人口為1.5萬人,阿壩州為1.9萬人,涼山州為4.5萬人。從氣候上看,三州地區(qū)可分為兩類:
(1)甘孜州和阿壩州城市(縣城)海拔多在2 600 m以上,為嚴(yán)寒地區(qū)或寒冷地區(qū),氣候極為惡劣。冬季污水水溫較低,水質(zhì)偏淡,營養(yǎng)物質(zhì)不足,對活性污泥生長繁殖極為不利,從而造成已建成的污水廠從冬季11月到次年4月停運(yùn)的現(xiàn)象。
(2)涼山州城市(縣城)海拔大多位于2 600 m以下的溫和地區(qū),生活污水低于12 ℃的情況相對少見、進(jìn)廠污水濃度比甘孜州和阿壩州相對較高。考慮到高寒地區(qū)具有面積大、海拔高、冬季氣溫低且無供暖、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱、人民生活水平普遍較低等特點(diǎn),與此同時,地處高寒地區(qū)的城鎮(zhèn)排水在冬季也飽受冰凍災(zāi)害的困擾,給當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)和生活帶來極大的不便(圖1、圖2)。
2 三州地區(qū)污水廠建設(shè)及工藝適用性
據(jù)統(tǒng)計,三州地區(qū)在運(yùn)行的污水廠均存在不同程度的問題,包括預(yù)處理構(gòu)筑物或污泥處理單元未運(yùn)行,脫水后污泥含水率不達(dá)標(biāo)、冬季停運(yùn)等。盡管三州地區(qū)在建設(shè)污水廠的同時努力建成了部分配套管網(wǎng),但資金缺口大的縣城均優(yōu)先保證污水廠的建設(shè),污水管網(wǎng)建設(shè)不足且大多數(shù)缺乏系統(tǒng)性。另外,三州地區(qū)縣城大多地處高山峽谷,山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害普遍,使得污水廠存在選址難、拆遷難等情況,嚴(yán)重影響管網(wǎng)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度[5]。
另外,污水管道規(guī)模與常住人口間呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性,如西昌市常住人口密度在三州地區(qū)最高,已建污水管道與擬建污水管道均處于領(lǐng)先地位。而尚未鋪設(shè)污水管道的喜德縣、越西縣和美姑縣,為響應(yīng)“長江黃河上游生態(tài)環(huán)境保護(hù)和川西北生態(tài)示范區(qū)”建設(shè)要求和“十四五”城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃,擬建污水管道規(guī)模基本可達(dá)8 km。與甘孜州和阿壩州相比,盡管目前涼山州已建污水管道規(guī)模較小,為進(jìn)一步落實城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效行動,擬建污水管網(wǎng)顯著高于其他兩州,以德昌縣為例,擬建污水管道規(guī)模可達(dá)30 km(圖3)。
針對當(dāng)?shù)匚鬯暗蜏氐蜐舛取钡募夹g(shù)難點(diǎn),三州地區(qū)城市(縣城)污水廠所采用工藝詳見表1。
由表1可以看出,盡管三州地區(qū)采用的污水處理工藝類型多樣,但是目前尚未有一種能經(jīng)濟(jì)有效解決“低溫低濃度”技術(shù)難點(diǎn)的工藝。
3 制約因素分析
因自然環(huán)境惡劣、經(jīng)濟(jì)發(fā)展受限,三州地區(qū)污水廠建設(shè)慢、運(yùn)行差,管網(wǎng)建設(shè)及污水處理過程中主要存在幾點(diǎn)問題。
3.1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及運(yùn)營技術(shù)難度大
三州地區(qū)污水處理廠供水設(shè)置取水水源多為地表水,而地表水又是雪山融化水,水溫較低,因此造成污水水溫偏低,
活性污泥無法生長繁殖。盡管高海拔地區(qū)居民冬季用水量小,用水頻率低,但是為避免管道凍裂,當(dāng)?shù)鼐用窬扇〕ǚ欧绞椒纼?,不僅稀釋了污水濃度,也降低了污水溫度,導(dǎo)致進(jìn)入污水廠的各類指標(biāo)偏低,水質(zhì)偏淡。
3.2 施工條件惡劣設(shè)施建設(shè)及運(yùn)行管理人才短缺
三州地區(qū)冬季霜凍期漫長,不利于施工。而夏季自然災(zāi)害頻發(fā),山體滑坡、強(qiáng)暴雨頻繁,時常發(fā)生施工道路阻斷等情況,直接影響施工,進(jìn)而影響生活污水處理設(shè)施項目建設(shè)進(jìn)度。另外,三州地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)差,當(dāng)?shù)厥姓O(shè)施建設(shè)隊伍實力薄弱,施工水平低且缺乏建設(shè)經(jīng)驗,污水廠運(yùn)營管理人員更是缺乏,客觀上降低了三州地區(qū)縣市政府建設(shè)污水處理設(shè)施的動力。
3.3 雨污分流不到位,管網(wǎng)不配套、密度低、收集率低
三州地區(qū)城市(縣城)建設(shè)時期不一,建設(shè)時未完全實行雨污分流制,老城區(qū)較多、管網(wǎng)不成體系, 導(dǎo)致縣城污水收集率低、已建成污水廠難以有效發(fā)揮作用。如瀘定縣、稻城縣、甘孜縣、丹巴縣、寧南縣等地區(qū)配套管網(wǎng)未完成,無法收集污水,導(dǎo)致污水處理設(shè)施處于停運(yùn)狀況。理縣、汶川縣、馬爾康市等地區(qū)配套管網(wǎng)分流不徹底、污水收集率不高,甚至喜德等個別縣城排水還使用的是明溝暗渠。
4 結(jié)論及政策建議
通過分析三州地區(qū)小型污水處理設(shè)施及運(yùn)行過程中存在的問題,從管網(wǎng)建設(shè)、人才引進(jìn)、雨污分流、因地制宜等方面提出建議。
(1)加強(qiáng)已建成污水廠網(wǎng)整改,提高運(yùn)行管理水平,保證污水處理設(shè)施可分季節(jié)運(yùn)行,發(fā)揮應(yīng)有的環(huán)境和社會效益。夏季溫度較高時,可按生物法(A2O輔助懸浮填料)運(yùn)行,在水量普遍較小的冬季,可采取物化方法運(yùn)行。
(2)加快未建成污水廠網(wǎng)建設(shè),解決“從無到有”問題。因地制宜開展合流制排水系統(tǒng)雨污分流改造,同步推進(jìn)污水收集系統(tǒng)建設(shè),完善污水收集管網(wǎng)系統(tǒng),穩(wěn)步提高污水收集率。
(3)針對三州特點(diǎn),采取分片分類指導(dǎo)的對口幫扶政策,組織咨詢設(shè)計專家和施工專家,加強(qiáng)對三州地區(qū)污水處理廠管網(wǎng)前期建設(shè)及建設(shè)過程中的技術(shù)幫扶與施工幫扶,加快項目建設(shè)。與此同時,引入具有污水廠運(yùn)行經(jīng)驗的企業(yè)對三州地區(qū)污水處理廠進(jìn)行“一對一”運(yùn)行管理幫扶,確保其正常運(yùn)行、達(dá)標(biāo)排放。
(4)采用小口徑收集系統(tǒng)對農(nóng)村地區(qū)污水進(jìn)行收集,全流域城鎮(zhèn)實現(xiàn)雨污分流的同時,對現(xiàn)有雨污混流管網(wǎng)進(jìn)行改造。在此基礎(chǔ)上,選擇抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)簡單且能耗低的工藝,攻克“低溫低濃度”生活污水處理技術(shù)難關(guān)。探索三州地區(qū)污水處理工藝路線及全達(dá)標(biāo)途徑,全面實現(xiàn)三州地區(qū)污水處理全年穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
5 結(jié)束語
農(nóng)村生活污水的處理,會直接關(guān)系到我國美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程。通過本研究,全面了解到三州地區(qū)污水管網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀、污水處理現(xiàn)狀及面臨的問題,通過對污水處理過程中制約因素進(jìn)行分析研究,提出針對農(nóng)村污水的處理對策,具有重要的推廣價值及現(xiàn)實意義。
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