美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中的污水治理問題
——以南方某村鎮(zhèn)污水治理為例

張春華

（北京特希達交通勘察設(shè)計院有限公司，北京 100000）

1 引言

“十三五”以來，為建設(shè)美麗中國，推動社會的高質(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[1-3]。與此同時，我國城鎮(zhèn)污水收集處理依舊存在一些問題，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、污泥無害化處置不規(guī)范、設(shè)施可持續(xù)運營能力不強等問題，與實現(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)地推進城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施高質(zhì)量建設(shè)和運維，有效改善我國城鎮(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足經(jīng)濟社會發(fā)展需要，縣城污水處理率達到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，針對該村鎮(zhèn)污水存在的問題及技術(shù)難點，因地制宜地提出對應(yīng)的設(shè)計方案，選取經(jīng)濟實用性管道，根據(jù)道路坡度布管。同時針對高差較大問題，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)計實施希望能為農(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題

2.1.1 投資不足

農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展相對滯后，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 機制缺失

機制缺失是一個不可忽視的問題。目前，農(nóng)村污水處理缺乏有效的監(jiān)管和管理機制，導(dǎo)致一些已建成的污水管網(wǎng)無法正常運行，甚至出現(xiàn)淤積、破損等問題。一些污水處理設(shè)施建成后無人管理，無法發(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)相對落后，處理設(shè)備陳舊，處理效率低下，無法滿足環(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，對環(huán)境造成了嚴重污染。

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，對污水處理的重要性認識不足。

2.2 項目概況

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)過程中，由于排水管網(wǎng)無統(tǒng)一可行性研究，道路建設(shè)時沒有考慮排水管渠建設(shè)，同時居民建房僅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管理，長期運用過程中沒有進行清撈、疏通，導(dǎo)致排水管渠堵塞嚴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)致污水排放雜亂無章、排水不暢、污水橫溢等問題。

2.2.2 污水任意排放，污染情況較嚴重

大部分農(nóng)村的生活污水由于沒有建設(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周邊，家庭養(yǎng)殖戶的污水排至地面，污水在地表順著地勢排至低洼處，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，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，滋生細菌和蒼蠅，造成“臟、亂、差”現(xiàn)象，嚴重污染當(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，對河道的水質(zhì)造成較嚴重污染。

2.2.3 污水下滲，污染地下水水質(zhì)

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

3 設(shè)計方案

3.1 設(shè)計原則

1）執(zhí)行國家的相關(guān)法律、法規(guī)、政策、規(guī)范和標準，結(jié)合該區(qū)域的具體地理條件和特點，制訂先進、經(jīng)濟、合理的工程設(shè)計方案。

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，做到高水高排、低水低排，盡量減少污水的提升量。

3）經(jīng)濟適用。優(yōu)先選用工程造價低、運行費用少、低能耗或無能耗、操作簡單、維護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，分期實施，與用地同步規(guī)劃，與路網(wǎng)同步實施，貫徹分期建設(shè)的原則，注重長遠社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，以適應(yīng)該區(qū)域的遠期的發(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、排水特點及排放要求、經(jīng)濟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、維護為主，尊重農(nóng)民意愿、保護農(nóng)民權(quán)益，嚴禁盲目拆遷農(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

3.2.1 管材選擇

不同管材的優(yōu)缺點見表1。根據(jù)該區(qū)域的地形特點，該地區(qū)地形高差較大，可施工操作場地較小，運輸交通較為不便?；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)合對各類管材經(jīng)濟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，不至淤積，并為便于養(yǎng)護清淤，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、雨水等市政管線在垂直方向上預(yù)留空間，污水隨管道設(shè)計坡度一般先用相應(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，必要時設(shè)置跌水井、消能井。

3.2.3 施工開挖

本項目污水主、支管道敷設(shè)一般采用溝槽放坡開挖，根據(jù)地勘報告及現(xiàn)場實際情況，確定開挖邊坡為1∶0.25。對于管道沿線周邊無建筑區(qū)且有足夠的工作面時采用放坡開挖；對于管道沿線周邊有建筑區(qū)且無足夠的工作面時采用直槽開挖；污水接戶管PVC-U 管采用直槽開挖。

3.3 污水處理設(shè)備設(shè)計

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行流域劃分和系統(tǒng)布局進行劃分。根據(jù)鎮(zhèn)的各個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)進行分區(qū)處理，原則上每個自然村設(shè)置一座污水處理站，但如果現(xiàn)狀幾個自然村分布距離較近，則幾個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)戶分散處理模式是一種常用的方法。這種模式主要適用于無法集中鋪設(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)戶通常在自身庭院內(nèi)建有戶用沼氣池等污水處理設(shè)施，對農(nóng)村生活污水進行處理。這種處理模式的優(yōu)點是可以根據(jù)農(nóng)戶自身的需求和條件，靈活選擇合適的處理方式，同時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行的與沼澤地類似的地面，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的過程中，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，對污水、污泥進行處理的一種技術(shù)。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、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)分吸收及各類動物的作用。

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。污水通過預(yù)處理系統(tǒng)中沉淀、厭氧過程等處理后，在人為控制下按照一定的水力負荷將污水均勻灑布到土壤滲濾系統(tǒng)中，從系統(tǒng)表面均勻地向通氣性土壤向下滲濾。通過土壤的吸附作用、微生物生化作用對污水中的各類污染物進行吸收、吸附、氧化還原、離子交換、沉淀、絡(luò)合等，實現(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污水與填料表面上生長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物，延長水力停留時間，從而提高降解效果，進一步實現(xiàn)對廢水的有效處理。

根據(jù)該村鎮(zhèn)的實際情況，該區(qū)域水域發(fā)達，水源豐富，對排放水的要求按照一級B 的標準執(zhí)行，同時考慮到施工、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）分散式移動污水處理裝置

污水進入分散式移動污水處理裝置后，沉淀分離槽進行預(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，對出水進行消毒處理。運行穩(wěn)定、效果良好。傳統(tǒng)分散式移動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)簡單，經(jīng)濟適用，清潔衛(wèi)生，厭氧發(fā)酵充分，糞便無害化處理效果好等優(yōu)點?；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。需加強日常維護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 問題及建議

農(nóng)村污水處理是環(huán)境保護的重要組成部分，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。該項目通過分析南方某村鎮(zhèn)污水處理的現(xiàn)狀、難點，提出了解決方案，為農(nóng)村污水處理提供了一定的實踐參考。然而，農(nóng)村污水處理仍然是一個長期、復(fù)雜的任務(wù)，需要政府、企業(yè)和社會各界的共同努力，后期還需做好以下幾方面的工作。

1）加大投資力度：政府可以通過出臺扶持政策等措施，鼓勵企業(yè)和個人參與農(nóng)村污水處理設(shè)施的建設(shè)和運營。同時，也可以引導(dǎo)社會資本進入農(nóng)村污水處理領(lǐng)域，推動農(nóng)村污水處理行業(yè)的快速發(fā)展。

2）建立有效的監(jiān)管和管理機制：政府應(yīng)加強對農(nóng)村污水處理設(shè)施的監(jiān)管和管理，建立完善的運營管理機制，確保污水處理設(shè)施的正常運行和處理效果的穩(wěn)定性。同時，也可以通過培訓(xùn)和宣傳等方式，增強農(nóng)民的環(huán)保意識和責(zé)任感，推動農(nóng)村環(huán)境治理的可持續(xù)發(fā)展。

3）加強規(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、運行高效。同時，加強與相關(guān)部門之間的協(xié)調(diào)合作，確保規(guī)劃的順利實施。

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題，通過技術(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，同時要滿足管道流速在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，管道開挖斷面盡可能減少，必要時直槽支護開挖。

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。