滨海县农村污水收集处理现状及问题分析
2023-10-26闫明星
王 威 李 曼 闫明星
1.北京市建筑设计研究院有限公司,北京 100045;2.南京市市政设计研究院有限责任公司北京分公司,北京 100000
0 引言
《农村人居环境整治提升五年行动方案(2021—2025 年)》将加快推进农村生活污水治理作为主要目标。为响应国家政策,江苏省印发了《关于“十四五”开展农村人居环境整治提升行动扎实推进生态宜居美丽乡村建设的实施方案》,明确要统筹推进农村生活污水治理,优先治理影响水环境质量的村庄生活污水。
2019 年,我国农村污水排放规模约为130 亿t/a[1]。农村污水中含有大量的悬浮物、磷、氮及有机物等,基本不含铬、铅等重金属物质[2]。现阶段,我国农村地区普遍存在污水管网存量少、生活污水收集率低等问题[3]。大量的污水排放进农田、河道,对流域水生态环境及土壤等造成严重的危害。
笔者以江苏省滨海县镇村水环境综合整治工程设计中的前期资料为基础,通过整理现状管网设计施工资料和现场调研管网运行情况、农户排水现状等现实条件,分析滨海县农村污水收集管网的现状及存在的问题,以期为相似地区管网的后续建设、完善、管理和维护提供借鉴。
1 项目概况
1.1 项目区位
滨海县位于江苏省东北缘、盐城市东北部,东临黄海,属淮河流域,位于废黄河(中山河)、苏北灌溉总渠及淮河入海水道下游入海处,是典型的华东冲积带平原。
1.2 项目规模及内容
滨海县镇村水环境综合整治工程共需完成2 个街道、11 个镇区、504 个村庄的污水管网完善工程设计,以及9 个镇区污水处理厂的提升扩建和其中3 个污水处理厂的尾水湿地设计,惠及农村总户数216 417 户,总人口699 117人。
根据项目区位、项目规模等特点,可知该项目为典型的苏北地区农村污水收集管网完善工程。该项目现状可在一定程度上代表苏北地区农村污水收集管网的现状,同时能反映出苏北地区农村污水处理中部分急需解决的问题。
2 资料和数据收集
根据滨海县镇村水环境综合整治工程设计前期资料,收集滨海县13 个镇区现状污水管道、污水处理厂和一体化污水处理设施的施工图或竣工图,整理得到现状管道的铺设位置和管道长度,确认现状污水处理设施的工艺流程、设计规模等条件,确保现状污水管网数据的真实性和有效性。
为了解现状管网的运行情况、排水体制和农户排水现状等现实情况,笔者等人于2021 年9—10 月踏勘了13 个乡镇。在每个镇区走访20 户居民和14 家企事业单位或商户,共走访镇区居民260 户、企事业单位或商户182 家,通常每个乡镇走访2 家理发店、2 家洗浴中心、2家洗车店、2家饭店、2家政府机关、2家小旅馆、1家医院和1处垃圾集中处理站。再次研究中,共走访9座污水处理厂。在每个乡镇走访2个村庄,每个村庄走访5 户农户,共走访26 个村庄的130 户农户。研究团队对镇区居民和农户的厨房废水、洗涤废水和卫生间污水的去向做了实地确认,对农户家里的洗浴室及小旅馆、洗车店、理发店和企事业单位的污水接管预处理方式和污水最终去向做了详细问询和记录。图1 是研究团队走访正红镇的轨迹记录图。
图1 走访正红镇的轨迹记录
3 项目现状
3.1 现状排水体制
研究以往项目资料发现,2018 年以前,滨海县各镇区现状排水体制以合流制为主,在已建成污水管道的区域存在雨污混接现象。自2018—2019 年镇区污水干管建设完毕后,滨海县各镇区市政道路排水已形成雨污分流制,但小区内部仍然以雨污合流制为主。
走访发现,现阶段滨海县农村地区的污水仍以散排为主。在走访的130户农户中,80户的洗涤废水、厨房废水的处理方式皆以直接倾倒入庭院或田地为主,70 户农户沿用旱厕,只有现状污水干线转输范围内的少量农户将污水排入管网。
3.2 污水管网现状
整理项目资料发现,自2018 年以来,滨海县镇区和村庄的主要路段共计铺设166.4 km 的污水管道。其中,2018年以前铺设的污水管道占25.4%,2018年和2019 年铺设的污水管道分别占53.2%和21.4%。镇区主干道的污水管网覆盖率平均为80%,但农村地区不足20%。
踏勘发现,尽管现阶段滨海县各镇区已铺设有相当数量的污水管网,但因现状污水管道只在道路两侧的空地预留接口,未落实排水出户管入网,因而只有少量的镇区居民和商户自愿接入污水管道。在走访的260户居民中,15.4%的居民将污水排入新建的污水管道,27.7%的居民将污水排入市政道路的排水沟,33.8%的居民污水直接排入屋后的河道,10.8%的居民(在镇区边缘的排水户)将污水直接倾倒入周边自然环境,12.3%的居民因房屋建设年代久远、翻新次数较多而无法确定污水排放去向。
在走访的商户中,92.3%的政府机关和医院都设置了化粪池,但61.5%的化粪池建成时间超过20 a,存在渗漏现象,对地下水安全造成严重危害。理发店、洗车店均没有设置毛发分离设施和沉淀设施;72.6%的理发店将洗涤废水直接排入地下管道,而管道排口大多为屋后河道或地下暗渠;75.3%的洗车店将废水排入地下暗渠。走访的26 家小饭店将污水未经隔油池预处理,直接排入污水管道;其中,16 家饭店认为其污水管道最终去向为市政污水主管,10 家饭店因是租户而不知道污水最终去向。在走访的26 家小旅馆中,10 家设置了院内化粪池,16家将污水直接排入河道或附近污水管渠。走访的垃圾集中处理站均未设置垃圾渗滤液处理设施。
3.3 污水处理设施现状
3.3.1 污水提升泵站现状
由于滨海县地下水位较高,管道埋深不宜过深。为减少污水处理厂和一体化污水处理设施的总数,镇区周边的城郊融合类村庄也将污水送入镇区污水处理厂。为防止地下水位上升对管道寿命造成影响,滨海县应提高现状污水处理厂和一体化污水处理设施的运行效率。以往项目资料显示,在2018年和2019年的污水管网建设工程中,各镇区设置了19 座一体化污水提升泵站,各镇区现状污水提升泵总规模为30 600 m3/d。
居民生活用水量可按公式(1)[4]计算。
式(1)中:W为居民生活用水量(m3/d),P为设计用水人口数(人);Q为最高日居民生活用水定额[L/(人·d)];Q按《村镇供水工程技术规范》(SL 310—2019)[3]的相关规定取值,此次取值为60 L/(人·d)。
经计算可知,该农村地区的理论居民生活用水量W为41 947 m3/d。按《室外排水设计标准》(GB 50014—2021)[5]的相关规定,综合污水排放量可按生活用水量的90%计算,可知该农村地区的理论污水排放量为37 752 m3/d。考虑到未计入工业污水排放量和人口增长,可知该地区的现状污水处理规模是不足的。
3.3.2 污水处理厂现状
项目涉及的13 个镇区都建设有污水处理厂,各污水处理厂的现状处理规模如表1所示。
由表1 可知,滨海县各镇区污水处理厂的利用率较低。各污水处理厂所用工艺多为高效生物转盘,工艺落后,污水处理执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。
踏勘发现,部分污水处理厂未按原计划建成投入运行,存在周期性停运,设备老化严重,主要工艺未实施,变配电系统、自动控制系统及加氯系统未安装到位等现象。
3.3.3 一体化污水处理设施现状。
农村污水具有排放量少且排放源分散的特点。滨海县如果要将农村污水统一收集后送入污水处理厂,则需要增加管道长度,增加一体化污水处理泵站的数量,扩大污水处理厂的处理规模,但这会导致投资运行成本增加。
滨海县于2019 年前在乡村空地上建设了一批一体化污水处理设施,在一定程度上解决了上述问题。到2020 年底,滨海县已在65 个村庄建成63 座农村生活污水处理设施,污水总处理规模为2 474 m3/d。
4 问题分析与对策
4.1 现状排水体制问题分析及对策
滨海县各镇区的排水体制有雨污分流制和雨污合流制。随着社会发展,滨海县镇区居民开始有意识地效仿城市住宅建设,但因早期镇区没有污水干管和污水处理设施,多数居民将生活污水就近排入河道或附近雨水暗渠。20世纪90年代,滨海县各镇区开始兴建雨水渠,将雨水引入附近地表水体,此时新建的住宅大多将污水管接入此类雨水渠,造成雨污混流。
对于镇区现状排水体制问题,相关部门应持续开展雨污水管道的建设和维护,推进老旧设施改造,以实现彻底的雨污分流。对于农村地区,相关部门应完善排水管道和污水处理设施,做好防洪排涝,建设和维护好灌溉渠和排涝渠。
4.2 镇区现状排水管网的问题分析及对策
滨海县目前污水管网覆盖率较低,造成污水厂不能充分发挥经济效益;出户点到污水主管的衔接管没有铺设,主要原因是建设责任归属不明确。因此,当地应明确建设主体,做到老、旧和错混接设施整改,无管处新建,实现应接尽接。
目前,滨海县镇区排水户的污水大多排入河道或附近的排水暗渠,原因有3 方面。一是镇区居民自建房的建设流程不规范,二是缺少相关规范和标准指导,三是相关部门的引导和规范化管理缺失。针对此类问题,相关部门需要对现状排水进行摸查,有针对性地开展现状住宅和公共建筑的排水出户入网改造,同时出台相关标准和规范,规范新建住宅和公共建筑的全过程管理。
4.3 现状排水设施的问题分析及对策
管网覆盖率低,未有效解决“起始一米管道”的衔接、误排和乱排的问题,不但导致污水处理厂的运行经济效益低,也导致一体化污水提升泵站和一体化污水处理设施的利用率低。对此,相关部门应先进行地下管线探测,在明确污水去向后,推进污水管网的新建、扩建和改造,在保证应接尽接的同时,提高污水厂利用率;对工艺较落后的污水处理厂实施提升改造,以保证出水水质。
4.4 村庄污水收集系统存在的问题及对策
4.4.1 污水收集管网欠缺
由于建设起步晚、重视程度不够等原因,滨海县绝大多数村庄没有完善的污水管网;已建的农村污水治理工程由于管网不够完善,收集范围小,接入面窄,导致污水收集率偏低。对此,相关部门应普及水污染危害,同时逐步合理推进污水收集管网的建设。
4.4.2 缺乏科学统筹规划
在实施农村生活污水治理工程时,缺乏系统整体、科学合理的规划,缺少科学、统一、完整的实施方案,导致工程设计和实施难度大、设施不到位、资源极度浪费等现象。对此,相关部门应合理规划布局,在雨污分流等理念指引下,逐步完善农村雨污收集管网。
4.4.3 资金投入压力大
农村居民点分散,导致农村污水治理工程建设难、管理难、投资压力大,从而影响污水治理工程建设。根据建设实例,在不计征地费、青苗补偿费等费用的情况下,平均每村开展100 户农村生活污水示范工程建设要投入200 多万元。当地大部分村庄村集体经济薄弱,再加上财政补助有限,无法承担这项开支。针对此类问题,相关部门应积极申报农村污水管网建设项目以争取国家相关投入资金,同时积极发动当地各方力量,以早日实现农村人居环境的改善和优化。
5 结论
笔者以分析工程现状资料和走访的方式,整理总结了滨海县镇村污水收集处理设施现状,并对镇区和农村地区的排水体制、排水户排水现状、排水管网和排水设施的现状问题进行分析,得出以下结论。
滨海县镇村现状排水体制以无组织排放和雨污混流为主。其中,农村地区主要为无组织排放,镇区以雨污混流为主。相关部门需要通过实施大量的雨污水管网新建和改造工程,以改善并最终解决这一现状问题。滨海县镇村排水存在误排和乱排现象。相关部门需要在循序渐进地实施农村污水收集处理工程的同时,规范新建、改建和扩建房屋排水设施建设的全过程管理。滨海县镇村污水管网覆盖率较低。相关部门需要投入大量的资金来支撑后续的工程建设,同时要规范管道施工和养护,以延长管道的使用寿命。目前,滨海县镇村污水处理设施的工作效率较低,部分污水处理厂的出水水质不能达到国家三类水排放标准。对此,相关部门需要在落实排水入网的同时,对污水处理厂实施提升改造。