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农村生活污水治理探讨
——以厦门市翔安区为例

2015-01-07毛莹

厦门科技 2015年3期
关键词:厦门市污水处理村庄

毛莹

农村生活污水治理探讨
——以厦门市翔安区为例

毛莹

随着地方经济的发展,农村地区生活水平的不断提高以及生活方式的逐步转变,生活污水排放量呈逐年上升趋势,村庄生活污水未经处理或仅经简单处理后就地排入地表水体的情况十分普遍,农村生活污水已越来越成为农村环境污染的主要来源。目前厦门市翔安区农村大多数未敷设污水收集管道,生活污水随意排放,造成流域水质恶化,农村水环境污染及湖泊富营养化。

因此,重视与加强农村地区的污水排放收集和处理设施的建设工作,有效控制农村生活污水的直接排放,对确保农村水源安全、农民身体健康和改善区域生态环境具有十分重要的意义。为切实保护和改善自然生态环境,促进经济社会的平稳较快发展,必须启动农村生活污水治理工作。

厦门市翔安区农村数量较多,村庄规模及人口规模、集聚程度、地形地貌、排水特点及排放要求和经济承受能力等均存在较大差异,农村污水处理设施的建设受到村庄分布区位、经济水平、技术力量以及当地居民生活方式等众多因素的影响,不能按照统一污水模式来进行村庄生活污水的处理,必需根据实际情况具体分析,选择适合的污水处理模式,并应结合城市空间布局规划的分期建设时序,对污水治理工作做出有效分期建设。

厦门市翔安区农村生活污水的特点

厦门市翔安区大部分农村雨水和污水均沿道路边沟或路面排至周边水体,除极小部分经济条件较好的村镇实行雨污分流制系统外,大部分地区采用的是合流制排水系统。且农村村镇人口密度较城市人口密度少,分布广而分散,其水质和水量相对城镇污水而言,均存在着较大差异。

1.水质特点

(1)农村生活污水中污染物的浓度变化大,BOD5和COD浓度一般高于城镇生活污水;

(2)农村污水主要为生活污水和以农产品为原料的加工污水的混合水体,其中50%以上是生活污水,大部分农村污水的性质相差不大,一般BOD5≤250毫克/升,CODcr≤500毫克/升,pH值6-8,SS≤500毫克/升,色度(稀释倍数)≤100,水中基本上不含重金属和有毒有害物质,含一定量的氮和磷,水质波动不大,可生化性好。

2.水量特性

(1)生活污水量较小,一般农村人口居住分散,数量相对少,产生污水量也小;

(2)变化系数大,居民生活规律相近,导致农村污水排放量早晚比白天大,夜间排放量小,甚至可能断流,水量变化明显,即污水排放呈不连续状态,具有变化幅度大的特点。

国内农村生活污水治理技术

1.农村生活污水分散处理技术

农村生活污水分散处理技术主要有以下几种形式:

(1)三格化粪池式。所谓三格化粪池即由3个池子组成,中间由过粪管联通,利用厌氧发酵、中层过粪、虫卵沉淀的原理处理粪便。使用该型户厕用水量不宜过大,以每人每天3~4 L为宜。该技术能适应散户或小规模联户农居要求。

(2)双瓮、三瓮漏斗式。它通过将粪尿同时储存在密闭瓮体内,厌氧发酵、沉淀分层、杀灭致病微生物和寄生虫卵。粪便熟化后可用作液肥。该技术适合家庭人口少,没有养殖或养殖数量较少的农户采用。

(3)三联沼气池式。该型户厕以人畜排泄物为主要原料,通过厌氧发酵、好氧过滤,产生沼气作为清洁能源、沼渣和沼液作为有机肥料。该技术适合从事庭院养殖的农户,也是缺少能源地区的首选。沼气池建造形式灵活,农户可根据需要选择现场施工建设或一体化设备,还可根据人口多少,一户或多户合建沼气池。

(4)粪尿分集式。该型户厕通过专门设计的便器实现粪尿分别收集,粪便干燥脱水后,加碱性覆盖物(如草木灰、木屑、炉渣)提高pH值,最后作为有机土壤改良剂;尿液用水稀释后回用做液肥。该技术适合缺水干旱和高寒地区,无庭院养殖的农户使用,建在室内或室外均可。

2.农村生活污水集中处理技术

根据目前广大农村地区社会经济发展状况、污水处理与水环境保护要求,农村污水集中处理可以采用人工湿地、稳定塘及土壤渗滤等几种污水处理工艺技术。

(1)人工湿地污水处理技术。该技术利用人工水生态系统内多级生物的稀释降解作用来去除或削减水中污染物的方法。人工湿地系统处理技术适合不同的处理规模,处理构筑物由各种天然生态系统或经简单修建而成,易于运行维护与管理。人工湿地的主要材料如碎石、砂砾、煤渣及土壤等均可就近获得,处理系统依地势而建,污水可自流进入,无需额外动力,如图1。

图1 人工湿地污水处理技术

(2)稳定塘系统污水处理技术。该技术由若干自然或人工挖掘的池塘通过菌藻互生作用或菌藻、水生生物的综合作用而实现污水净化的目的。为实现资源化利用,稳定塘还可种植经济植物,放养水生动物等。稳定塘系统可达到较好的出水水质,有的还具有脱氮除磷功能。稳定塘内水生植物的布置应兼顾挺水植物、漂浮植物和沉水植物间的合理搭配,以发挥其最大效能,尤其是在控制藻类的生长等方面,如图2。

图2 稳定塘系统污水处理技术

(3)土壤渗滤系统污水处理技术。该技术对BOD、COD、氨氮、总氮和总磷有着较高的去除率,并且投资省,运行费用低,管理简单,维护方便,有净化污水、美化绿化环境和节约水资源的综合效果。该系统对土质的要求较高,一般以土质通透性能强、活性高、水力负荷大及处理效率好为原则,也可以用砂、草炭及耕作土人工配置成滤料,制成人工滤床,如图3。

图3 土壤渗滤系统污水处理技术

农村生活污水处理技术的选用原则

随着农村经济的发展,农村生活污水所引起的面源污染日益严重,如何选用适合当地农村污水处理的技术显得越来越重要。农村污水处理技术必须在技术、经济、维护和管理等方面满足要求,并与当地的生态农业相结合。

1.技术可行并考虑回用需要

农村生活污水成分复杂且水质、水量波动性大,因此,农村生活污水处理的具体工艺必须具有较强的抗冲击负荷能力且能有效去除污染物,使出水达到国家相关的排放标准。同时,处理后的污水要尽量考虑回用要求,实现保护水环境、节约水资源的目的,实现污水的无害化和资源化。

2.经济合理,投资省,运行管理费用低

农村生活污水处理的具体工艺选择必须考虑当地的社会、经济发展水平,考虑当地农村的经济承受能力。因此,在处理构筑物、设备应尽量经济,其运行管理费用也应尽量低廉。

3.循序渐进,考虑分期实施

农村生活污水处理技术的选择应根据当地的经济承受能力和自然生态条件等循序渐进地建设,必要情况下考虑分期实施。如经济条件相对落后、地形条件复杂的地区,可考虑先期建设三格式化粪池等初级处理构筑物,待经济条件提高后再考虑适合当地经济条件和处理要求的后续处理构筑物。

4.运行操作简便,日常维护管理简单

目前,我国广大农村地区的环保和污水处理设施的管理机构不健全,管理人员素质不高、缺乏专门技术人员的形势非常严峻,因此污水处理技术选择应特别注重选用简便易行、运行稳定、维护管理方便,利用当地技术和管理力量能够满足正常运行需要的处理工艺。

厦门市翔安区农村生活污水治理方案

1.厦门市翔安区农村生活污水量估算

根据厦门市翔安区农村现状用水量调查,并考虑一定的发展余地,厦门市翔安区农村最高日居民综合用水量按照120升/人日来计算,人口变化系数取1.6,污水排放系数取0.8,则人均日排放综合污水量为120/1.6★0.8=60升,根据村庄(社区)人口来计算各村(社区)日排放污水量。

2.厦门市翔安区农村生活污水的治理技术

农村地区由于其经济发展状况、居住方式、生活水平和生活习惯等与城市相比存在较大差异,使得农村生活污水处理方式不能简单套用城市生活污水处理模式,而应根据农村具体现状、特点、风俗习惯以及自然、经济与社会条件,因地制宜地采用多元化的污水处理模式,选择适合翔安区农村生活污水的治理模式。根据以上条件,翔安区农村生活污水处理模式主要可采用以下三种模式:

(1)分散处理模式,即将农户污水自行收集,采用单户或联户为单元的分散型简易污水处理设施对污水进行处理。该处理模式具有节省管网建造费用和便于就地回用等特点。适用于布局分散、规模较小、地形条件复杂、污水不易集中收集的散居农户的污水处理。

(2)集中处理模式,即所有农户产生的污水进行集中收集,统一建设处理设施处理村庄全部污水。污水处理采用自然处理、常规生物处理等工艺形式。该处理模式具有占地面积小、抗冲击能力强、运行安全可靠、出水水质好等特点。适用于村庄布局相对密集、规模较大、经济条件好的单村或联村污水处理。

(3)接入市政管网统一处理模式,即村庄内所有农户污水经污水管道集中收集后,统一接入邻近市政污水管网,利用城镇污水处理厂统一处理村庄污水。该处理模式具有投资省、施工周期短、见效快及统一管理方便等特点。适用于距离市政污水管网较近(一般5公里以内),符合高程接入要求的村庄污水处理。适合于靠近城市或城镇、经济基础较好,具备实现农村污水处理由“分散治污”向“集中治污、集中控制”转变条件的农村地区采用。

3.厦门市翔安区农村生活污水分期建设方案

根据厦门市翔安区农村现状生活污水排放情况,结合翔安区工业区的分布情况,主要依据以下原则来划定近期、中期和远期生活污水整治方案的范围,其中,重点在于确定近期进行污水整治方案的村庄,由于城市建设开发时序的不确定性,导致中期和远期之间的划定存在不确定性,可根据具体实施情况进行调整。具体划定原则如下:

(1)对于重点流域(如九溪流域、东溪流域、东坑湾流域、张埭桥水库流域和西岩水库流域等)两侧的村庄,以及生活污水直接排往海域的村庄,这些村庄生活污水直接排放,严重污染了流域,对居民饮用水和生活用水的安全造成了不利影响,也严重影响了农民生活质量的提高,导致整个城乡环境受到严重破坏,必须尽快开展对这些村庄生活污水排放的整治工作,以对农村生活污水排放引起的环境污染进行有效的控制。因此,将此类村庄纳入近期污水整治范围。

(2)对于人口密度较高、人口规模大且建设、规划意向不会进行拆迁的村庄和社区,生活污水量相对较大,造成的环境影响较明显,将此类村庄生活污水进行截流就地处理或接入市政管网,对于改善周边环境具有显著成效。因此,近期应开展此类村庄污水整治工作。

(3)对于现状污水管网覆盖的区域内以及周边的村庄和社区,且下游污水系统完善,这类村庄生活污水应近期纳入市政管网,减少对环境的污染。且这类村庄污水整治工作近期可操作性较强,因此,应将此类村庄作为近期污水整治的范畴。

农村生活污水整治方案实施管理措施

农村生活污水治理与其说是技术问题,不如说是组织和管理问题。农村生活污水治理适宜由政府主导,将农村污水治理视为与城市污水治理同等重要的永久性基础设施建设内容,在政策和资金上给予倾斜扶持,统筹规划,立足长远,建立集中建设、服务与管理的农村污水治理的实施体系,通过排水建设带动农村卫生健康和环境保护目标的共同实现。

1.政府主导,通过建设带动卫生与环境目标的共同实现

农村生活污水治理的目标至少可以分为三个层次,依次为:卫生健康→生活舒适→环境保护。应强化政府组织和管理的力度,并加大政策与资金倾斜,宜以建设为主带动卫生健康与环境保护目标的共同实现。

2.注重长远,将分散污水治理与集中污水治理置于同等重要地位

现代分散污水治理的技术加上适当的管理,可使分散污水治理的出水质量完全达到大城市污水治理的水平。因此分散污水治理已经不再是实施集中污水治理之前的权宜之计,而应将其作为与集中污水治理具有同等重要地位的永久性设施来看待。

3.寓分散于集中,提高农村污水治理设施的集中运营与服务水平

分散污水治理最主要的缺点就在于其建设与运行的质量不容易得到保障。建立一套以法规政策为基础的、高效的村镇水污染治理的组织管理机制是推进农村污水治理的前提和关键。

结语

通过对厦门市翔安区农村生活污水排放特征和处理要求的分析,翔安区农村应将污水治理和农业生态利用相结合,尽量减少污水的直接排放量,实现污水的资源化,达到经济效益、环境效益与社会效益的共同实现。

(作者单位:厦门市城市规划设计研究院)

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