長江三角洲農村生活污水治理項目策劃及設計要點

收稿日期：2024-03-25

作者簡介：李?。?992—），男，上海人，碩士，工程師。研究方向：生活污水處理、固廢處理處置。

摘要：目前，我國農村生活污水總體治理水平較低，污水處理設施普遍存在“重建設、輕運維”的現象，導致站點和管網運行故障率高、設施規(guī)模不符合實際污水量、設施進出水水質不達標等問題。從全生命周期來看，農村生活污水治理項目設計應重點關注村莊常住人口數量，合理劃分村莊類型、選擇治理模式并控制戶均投資，同時對水量預測、污水管網、處理工藝、污泥處置和智慧管控等方面進行比較。結合蘇州市吳江區(qū)農村生活污水治理項目，分析農村生活污水治理項目策劃重點和設計要點，為長江三角洲農村生活污水治理項目的策劃和設計提供參考。

關鍵詞：農村生活污水；治理；項目策劃；設計；長江三角洲

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）05-0-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.05.052

Planning and design points of rural domestic sewage treatment project in the Yangtze River Delta

LI Jun， HONG Bangjian， CHEN Bo， BIAN Fangjie

（Shanghai Investigation， Design amp; Research Institute Co.， Ltd.， Shanghai 200335， China）

Abstract： At present， the overall level of rural domestic sewage treatment in China is relatively low， and there is a common phenomenon of “heavy construction， light operation and maintenance” in sewage treatment facilities， resulting in high failure rates of station and pipeline operation， facility scale not meeting the actual sewage volume， and substandard inlet and outlet water quality of facilities. From the perspective of the entire life cycle， the design of rural domestic sewage treatment projects should focus on the number of permanent residents in villages， reasonably classify village types， choose treatment modes， and control average household investment， at the same time， comparisons should be made in areas such as water volume prediction， sewage pipe network， treatment technology， sludge disposal， and intelligent control. Based on the rural domestic sewage treatment project in Wujiang district， Suzhou city， the key planning and design points of rural domestic sewage treatment projects are analyzed， thus providing reference for the planning and design of rural domestic sewage treatment projects in the Yangtze River delta.

Keywords： rural domestic sewage; treatment; project planning; design; Yangtze River delta

近年來，隨著農村經濟的快速發(fā)展和城市化的推進，農村生活污水排放量持續(xù)增加，成為日益突出的環(huán)境問題[1]。2022年，我國農村生活污水治理率僅為31%，總體治理水平較低，治理效果不佳[2]。我國已建農村生活污水處理設施普遍存在閑置現象，重建設而輕運維，存在接戶不到位、管網覆蓋率低、設施進水少和出水不達標等問題[3-4]。結合蘇州市吳江區(qū)農村生活污水治理項目，深入分析項目策劃和設計應重點關注的內容，以期為長江三角洲農村生活污水治理提供參考，穩(wěn)步提升農村生活污水治理效果。

1 農村生活污水治理項目策劃重點

按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一運維與統(tǒng)一管理”的原則，從全生命周期來看，農村生活污水治理項目適合采用社會化治理模式。農村生活污水治理項目策劃需要解決3個難題，即治理村莊篩選、治理模式比選和工程總投資估算。

1.1 治理村莊分類

按照“分步推進、分類治理”的原則[5]，為進一步提升項目投資效益，應綜合考慮村莊位置及周邊污水設施現狀、高程條件、水功能區(qū)劃、水環(huán)境容量等因素，科學研判確定治理村莊及其優(yōu)先級，并合理制定排放標準[6-7]。蘇州市吳江區(qū)村莊數量多且分布廣，綜合考慮村莊環(huán)境污染程度和敏感水體分布特點，將村莊分為3類，如圖1所示。一是存在污染的村莊，細分為兩類，即人口密集、黑臭或劣Ⅴ類水體周邊。二是敏感水體周邊的村莊，細分為4類，即太湖一級保護區(qū)、太浦河沿線、元蕩湖周邊、區(qū)級河湖或國（省）考斷面周邊。三是其他一般村莊。

1.2 治理模式比選

綜合考慮村莊規(guī)模、區(qū)域位置、環(huán)境敏感性、房屋密度、常住人口數量和排放要求等因素[8-10]，按照“資源化利用優(yōu)先，宜接管則接管，相對集中與分散處理相結合”的原則，因村制宜選擇治理模式。

1.2.1 納管處理

對于距離城鎮(zhèn)較近（2 km以內）、居住集中、地形和施工條件滿足管網敷設條件的村莊，可將生活污水統(tǒng)一收集，就近排入城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)集中處理。蘇州市吳江區(qū)農村生活污水治理項目中，對于太湖一級保護區(qū)范圍內或新建市政污水管長度不超過2 km的村莊，采用納管處理模式。

1.2.2 相對集中處理

對于城鎮(zhèn)排水管網不能覆蓋、人口數量較大、居住較為集中的地區(qū)，可通過管網收集一定區(qū)域內單個或相鄰自然村產生的生活污水，接入農村生活污水集中處理系統(tǒng)進行處理。蘇州市吳江區(qū)農村生活污水治理項目中，對于人口集聚、無法納入城鎮(zhèn)污水管網的單個村莊或相鄰村莊，采用相對集中處理模式。

1.2.3 分散處理

對于遠離城鎮(zhèn)及敏感水體、環(huán)境容量較大、布局分散、人口規(guī)模較小、地形復雜的村落，可就地就近對單戶或多戶生活污水進行收集，通過分散式處理設施進行處理。蘇州市吳江區(qū)農村生活污水治理項目中，對于污水總量低于5 t/d且形態(tài)分散的第一類村莊、第二類村莊，或污水總量低于10 t/d且形態(tài)分散的第三類村莊，或被河道分隔的個別農戶，采用分散處理模式。

1.3 戶均總投資控制

長江三角洲很多農村地區(qū)均已實施生活污水治理工程，不同項目的戶均總投資如表1所示。其中，為便于橫向對比，考慮消費者物價指數調整，將戶均總投資均折算至2022年。由于地理位置、實施年份和設計標準等，戶均總投資存在一定差異，中位數為3萬～5萬元。蘇州市吳江區(qū)農村生活污水治理項目服務戶數約為36 662戶，綜合采用納管、相對集中和分散3種治理模式[11-13]。根據工程投資估算，相對集中模式的戶均總投資最高（5.68萬元），分散模式的戶均總投資最低（2.54萬元），平均值為4.25萬元。

2 農村生活污水治理項目設計要點

2.1 污水量計算

在項目策劃過程中，應盡量收集典型村莊的日用水量資料，根據常住人口推算實際生活日用水量，設計取值時應相對保守，避免出現設計污水量遠大于實際污水量的情形。長江三角洲屬于經濟發(fā)達地區(qū)，流動人口數量較大，應詳細調查農村生活污水治理項目覆蓋范圍內村莊的戶籍人口和外來人口信息，以便準確預測污水產生量。

2.2 污水收集管網

污水收集管網應根據村落布局、地形地貌等因素合理敷設[14-15]。平原地區(qū)農村建筑分布可以類比為棋盤，所有網格全部連接的長度固定，影響線條長度、節(jié)點數量的因素主要為網格數量和密度，即控制農村污水管道與檢查井工程量的主要因素為建筑數量（戶數）和建筑密度。長江三角洲農村戶均干支管長度介于15～25 m，戶均檢查井數量為1～2座，井均污水管長度為10～20 m。在項目策劃階段，可根據戶數合理估算農村生活污水治理項目主要工程量，也可根據設計工程量復核是否滿足統(tǒng)計規(guī)律。長江三角洲農村生活污水治理項目工程量參考指標如表2所示。

2.3 污水處理工藝

2.3.1 設計進水水質

農村生活污水水質應根據實地調查數據確定。通過地方生態(tài)環(huán)境主管部門，可獲取當地已建污水處理設施的進出水水質監(jiān)測數據，設計進水水質可取保證率為85%時的各項水質指標。當缺乏實地調查數據時，應根據常住人口數量、用水現狀、生活習慣、經濟條件和化糞池設置情況等，合理選取設計進水水質[16-18]。

2.3.2 設計出水水質

近年來，長江三角洲的不同省市政府陸續(xù)批準發(fā)布地方標準。上海市發(fā)布《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB31/T 1163—2019）；江蘇省發(fā)布《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB 32/3462—2020）；浙江省發(fā)布《農村生活污水集中處理設施水污染物排放標準》（DB 33/973—2021）。整體而言，上海市地方標準最為嚴格，浙江省地方標準相對寬松。針對設計規(guī)模5 m3/d以下的農村生活污水處理設施數量多但水量小等實際情況，浙江省在全國率先探索實施按規(guī)模“分標”管理，江蘇省則規(guī)定可不考核總氮和總磷。

2.3.3 格柵和調節(jié)池

農村生活污水收集后流經格柵，進入調節(jié)池，截留去除污水中大顆粒雜物。為降低人工清理柵渣的頻次，柵條間隙寬度宜為25～40 mm。為保證污水處理設施正常運行且出水穩(wěn)定達標，日處理設計規(guī)模不高于20 m3/d時，調節(jié)池的水力停留時間取24 h；日處理設計規(guī)模高于20 m3/d時，調節(jié)池的水力停留時間取12 h。

2.3.4 污水處理工藝

選擇農村生活污水處理工藝時，應充分考慮農村自然、經濟與社會特征，遵循“因地制宜、經濟適用、生態(tài)優(yōu)先、資源利用”的原則，選用適合村莊特點、經濟可行、簡便有效的治理技術和設備，在有效減排污染物的同時降低能源和物料消耗，確保長期穩(wěn)定運行，實現可持續(xù)治理。農村生活污水具有水質、水量波動大的特點，因此污水處理工藝應具有較強的抗沖擊負荷能力。農村污水處理設施分布分散，運營維護過程中，交通運輸與人工成本較高，因此污水處理工藝應運維簡便，產泥量較小。農村生活污水生物脫氮性能較差，因此污水處理工藝應具有較高的碳源利用率。綜上，農村污水處理設施設計規(guī)模為5～100 m3/d時，推薦選用抗沖擊負荷能力強、產泥量小、碳源利用率高的多級厭氧好氧（Anaerobic Oxic，AO）生物接觸氧化工藝。

2.4 污泥處理處置

污泥處理處置作為農村生活污水處理的重要環(huán)節(jié)，會極大影響人居環(huán)境改善和環(huán)境保護成效。如果農村污水處理設施與城鎮(zhèn)距離不遠，所在地區(qū)的污水處理廠仍有富余污泥處理能力，推薦優(yōu)先考慮運用吸糞車等交通工具將污泥運輸至附近的污水處理廠，統(tǒng)一進行處理處置。對于地理位置偏遠、車輛通行不便的村莊，可采用污泥干化床實現自然脫水和就地利用。

2.5 智慧運營平臺

為了實現農村污水精細化管理，有必要充分利用物聯(lián)網、互聯(lián)網、大數據、云計算等新一代信息技術，強化農村生活污水處理業(yè)務與信息化技術的深度融合，對農村生活污水治理設備設施運行狀態(tài)、出水水質和水量等信息進行采集、存儲、管理、分析與共享，構建集綜合監(jiān)控、站點管理、運營管理、報表管理、設備管理和統(tǒng)計分析等多功能于一體的農村生活污水處理智慧運營管理平臺。

3 結語

農村生活污水排放是持續(xù)已久的環(huán)境問題，為實現全覆蓋、全收集、全處理與全達標的治理目標，農村生活污水治理項目必須堅持建管并重、設計引領、遠程監(jiān)控、智慧運營、村民共建和源頭節(jié)水的基本思路。在策劃和設計農村生活污水治理項目時，應秉持“投建運”一體化理念，重點關注水量預測、污水管網、處理工藝、污泥處置和智慧管控等實施要點，實現美麗鄉(xiāng)村建設的美好愿景。

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