城镇生活污水治理规划研究
——以双阳区奢岭镇为例
2022-03-08金霏霏
金霏霏,魏 琳
(长春市规划编制研究中心 长春市城乡规划设计研究院,长春 130021)
前 言
农村生活污水治理是改善农村人居环境的重点和难点问题,是加强农村水环境治理的重要方面,也是提升乡村基本公共服务水平、建设美丽乡村、推进城乡发展一体化的重要内容。实现农村生活污水有效治理在推进生态文明建设和农民生活方式现代化中具有标志性意义,也是实现建成小康社会的重要里程碑[1-2]。2015 年住建部提出“到2020 年,使30%的村镇人口得到比较完善的公共排水服务,并使中国各重点保护区内的村镇污水污染问题得到全面有效的控制”;“从2010 年起用大约30 年时间,在中国90%的村镇建立完善的排水和污水处理的设施与服务体系。”截止2016年底,我国村镇生活污水治理率仅为9.04%,相比城市的93.44%,差距尤为悬殊。
未经处理的生活污水随意排放,导致沟渠、池塘的水质发黑变臭,蚊虫滋生,影响农村人居环境及威胁居民的身体健康,可能产生严重的生态后果和社会矛盾。全面分析城镇及其所属行政村的生活污水排放的特点以及处理中存在的问题,对探索城镇及农村生活污水处理规划和建设具有重要的现实意义。
1 奢岭镇现状
奢岭镇位于长春市东南部,与长春市中心城区隔大黑山脉相望,与长春市重要旅游基地——净月潭国家风景名胜区和莲花山生态旅游度假区南北相连,呈现为“浅山、多丘陵”的自然地貌,生态资源丰富,总体生态环境良好。
1.1 供水现状情况
目前奢岭镇镇区给水水源以地下水为主。村屯多为分散式地下取水,供水卫生环境较差,用水安全系数低。村屯主要采用打井取用地下水方式供水。镇区现有给水厂一座,日供水量0.2万m3/d,进行统一供水。给水管线长度约为23km。DN300以上管网1条,长度约为2.6km。给水管网陈旧、管径偏小,多为DN100-DN150。奢岭镇及农村生活用水包括厨房用水、洗浴用水、冲厕用水及其他洗涤用水及畜禽养殖用水,经现场调查及查阅相关资料确定奢岭镇城镇和农村生活用水结构,详见表1。
表1 城镇和农村生活用水结构统计表Tab.1 Statistics of urban and rural domestic water consumption structure (%)
通过表1可以看出,奢岭镇镇区产生的的生活污水主要为洗浴用水,对于农村区域主要为洗浴和畜禽养殖产生的污水。
1.2 排水现状情况
镇区现有一座污水处理厂,规模2.5万m3/d,现状处理规模1万m3/d。处理后再生水主要用于热电厂中水回用。各行政村及自然屯尚无排水设施,生活污水经明沟、明渠排入水体或就地散排。大部分无污水处理和排污设施,生活污水大都没有经过任何处理直接排放。奢岭镇农村改厕工程推进较缓慢,只有两个村完成了改厕工程。
奢岭镇排水方面存在的问题主要体现在:(1)污水收集、处理系统不完善,收集率低:(2)除镇区近期建设污水收集、处理设施外,其余村屯收集处理基础设施基本空白,村内污水基本处于散排状态,严重影响水环境。(3)商铺没有隔油措施,对排水管网损害大,部分农户自办的民宿、农家乐、小饭店等配备的隔油池不标准或无隔油池。(4)部分村内存在食品加工等家庭作坊,其污水对污水设施损害颇大,会导致污水设施无法正常运行。(5)农村厕所改革进展缓慢,改厕施工、管理不到位、利用率不高,施工、设计不规范,如改厕进水管过小、水压不足,造成正常运行率低;冬季温度过低,进水管村庄冰冻问题,无法使用;北方温度影响,沼气化效果不好;用户自行进行抽排,无统一管理等。
在排水管理方面,奢岭镇目前缺失生活污水运营的长效管理机制及专业管理团队:运行维护资金短缺、无保障;工程管理水平普遍较低;技术支撑、标准规范、管理机制等仍待完善。以各村村民为主的当地分管负责人缺乏相应的专业技能,调查中对当地农村污水处理设施、污水管网缺少应有的了解,难以胜任日常管理工作。镇区生活污水处理设施改造需要政策支持:缺乏完善的监管机制,治理设施产权不明确,运维管理的基础支撑能力薄弱,管理水平不高,有效评价和激励机制尚未形成。镇区商铺的排污纳管需要政策和资金的双重支持。
2 污水治理模式选择
污水治理模式主要有四种。(1)集中纳管处理模式,主要针对近期市政排水管网能到达的村庄,重点进行管网完善建设,深化村内雨污分流工作,保证条件成熟时的顺利接入城镇污水收集管网进入城镇污水处理厂进行集中处理。(2)以村域收集的相对集中型治理模式,是以村或自然村为收集区域建设管网,建小型污水处理站。主要针对人口相对集中的村,将生活污水经过管网收集后,收集到处理池中。污水处理工艺主要采用一体化污水设施+人工湿地;微动力污水处理工艺(太阳能微动力处理工艺或常规电力污水处理工艺)等其它工艺。(3)分散型(单户、联户)治理模式,是指将农户污水进行联户或独户收集后单独治理,该治理模式具有布局灵活、节约管网铺设成本、施工简单等特点,适用于农户居住分散、地形条件复杂、施工难度较大、污水不易集中收集的村庄。主要采用厌氧池+人工湿地、三格式化粪池等处理工艺。(4)资源化利用模式,主要针对农村人口极少,以传统马桶形式收集类便的村,可考虑进行资源化利用。可对厕所进行必要的改进,如建带化粪池的公共厕所,更方便运输的马桶式厕所等,为农林生态系统消纳使用[3~5]。
奢岭镇选择污染治理与资源利用相结合、工程措施与生态措施相结合、集中与分散相结合的污水治理建设模式和处理工艺,提高整个城镇污水资源化利用水平,降低末端治理成本,满足生态环境需求。
3 污水治理规划方案研究
应用ARCGIS水文分析工具,基于DEM进行地表水文分析,分析得到的高程图详见图1,将规划范围所在的镇域汇水区划分成28个汇水区详见图2。
图1 高程分析图Fig.1 Elevation analysis
图2 汇水区划分图Fig.2 Division of catchment area
3.1 镇区污水规划方案研究
实施雨污分流制。奢岭团规划污水根据自然地形及污水处理厂(站)布局,分别排入奢岭团污水处理厂处理。新安团规划污水分别通过沿新安河由西至东敷设的规划污水截流管线,排入新安团东部小型污水处理站内处理。污水干线的敷设应根据污水处理厂、站和污水截流干线、污水主干线的位置及奢岭镇地势情况综合考虑。污水管网系统应结合奢岭镇规划,与道路建设同步实施,规划污水管径为DN500-DN2000。
3.2 村庄区域污水治理方案研究
对于能排入城镇污水处理厂的镇区外中心村和基层村及一些建设项目的污水,如新兴村、普安村、新民村、五星村等村庄近期可经镇域内污水干线接入镇区内污水干线,最终排入奢岭镇区污水处理厂。对于污水不能排入城市污水处理厂的中心村和基层村及一些建设项目较集中区域,分别建立相应的污水处理设施,污水集中处理后统一排放或实现污水资源化。如九三村、双胜村通过建设污水处理设施,可使乡村污水得到有效收集并达标排放,从而改善双阳河流域范围内村屯生态环境,最终有效提升双阳河水质。根据当前乡村污水水质水量特点及出水要求,要因地制宜进行多方面进行比选,建设污水处理设施,确定污水处理工艺。建议采用占地面积小,技术先进可行、出水水质稳定、运行管理方便、污泥产量小等优点的AO+MBR 工艺一体化污水净化系统。近期受条件限制部分中心村和基层村,如大屯村、跃进村等,可暂时结合当地实际情况,将旱厕改为水厕,采用地埋式三格生物处理化粪池、三联式沼气池设备等方法,对粪污进行无害化处理,处理后的粪污通过吸粪车进行定期吸粪作业,污水采用管道收集至村下游氧化塘处理,达到回用农田标准,可回灌农田,实现生活污水资源化。
乡村污水经处理后一部分再生利用,一部分经湿地等生态系统进一步处理净化后排入双阳河支流。再生水主要用于乡村杂用水、环境用水、工业回用水、农田灌溉用水等。受纳水体、出水口应与城市环境保护规划水体的水域功能分区及环境保护要求相协调。中心村和基层村的污水管网,结合污水处理设施的布局及自然地势,沿排污密集区域规划道路人行步道敷设。企业排出的废水不能满足排入城镇排水管道所要求的条件时,必须经预处理后方可接入城镇污水管网系统。
4 建立健全管理组织架构
为确保镇区及农村生活污水治理设施按设计标准正常运转,进一步加强全区农村生活污水冶理设施运维长效管理,发挥农村生活污水治理设施的效益,待续改善城乡水环境和农村人居环境,建立农村生活污水处理设施“五位一体”运维管理体系[6],详见图3。
图3 “五位一体” 运维管理体系图Fig.3 “Five-in-one” operation and maintenance management system
建立以双阳区政府为农村生活污水处理设施运维管理的责任主体、各乡镇(街道)为管理主体、村级组织为落实主体、农户为受益主体和第三方专业运维服务机构为服务主体“五位一体”的运维管理模式。
5 结 论
5.1 具备条件排入城镇污水处理厂的镇区外中心村和基层村及一些建设项目的污水,经镇域内污水干线接入镇区内污水干线,最终排入奢岭镇区污水处理厂。
5.2 污水不能排入城市污水处理厂的中心村和基层村及一些建设项目较集中区域,分别建立相应的污水处理设施,污水集中处理后统一排放或实现污水资源化。
5.3 近期受条件限制部分中心村和基层村,暂时结合当地实际情况,将旱厕改为水厕,采用地埋式三格生物处理化粪池、三联式沼气池设备等方法,对粪污进行无害化处理,处理后的粪污通过吸粪车进行定期吸粪作业,污水采用管道收集至村下游氧化塘处理,达到回用农田标准,可回灌农田,实现生活污水资源化。
5.4 乡村污水经处理后一部分再生利用,一部分经湿地等生态系统进一步处理净化后排入双阳河支流。再生水主要用于乡村杂用水、环境用水、工业回用水、农田灌溉用水等。
5.5 建立以双阳区政府为农村生活污水处理设施运维管理的责任主体、各乡镇(街道)为管理主体、村级组织为落实主体、农户为受益主体和第三方专业运维服务机构为服务主体“五位一体”的运维管理模式。