北方某鎮(zhèn)水環(huán)境問題及其治理措施

李建民 杜義鵬 潘 濤

0 引言

目前，農(nóng)村環(huán)境污染日趨嚴重，農(nóng)業(yè)生態(tài)功能脆弱，土地退化，飲用水源和農(nóng)業(yè)用水受到污染，農(nóng)產(chǎn)品和水產(chǎn)品質(zhì)量下降，農(nóng)民群眾身體健康受到嚴重威脅，農(nóng)村經(jīng)濟和社會發(fā)展受到嚴重制約，農(nóng)村環(huán)境的整治已成為社會主義新農(nóng)村建設的迫切需要。我國北方某鎮(zhèn)面積為13 571畝，總?cè)丝? 000人，遠期規(guī)劃人口為15 000人。環(huán)保基礎設施欠缺和農(nóng)民環(huán)保意識淡薄是造成眾多環(huán)境問題的主因，生活污水造成的環(huán)境污染是農(nóng)民急需解決的環(huán)境問題。

1 環(huán)境現(xiàn)狀

該鎮(zhèn)的房屋建筑相對比較整齊，南北一條主路，東西四條輔路。道路多為土路，部分道路進行了水泥硬化。該鎮(zhèn)無村辦企業(yè)和廠礦，無工業(yè)污染。秸桿充分利用，但常常無序堆放，大部分用作燃料，其余部分作牲畜飼料。地下水(水位埋深在15 m左右)是該鎮(zhèn)的主要供水水源，新民居、學校和機關等單位利用地下水進行集體供水，其余大部分農(nóng)戶采用自備井供水。

近年來，隨著地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，城鎮(zhèn)建設得到相應發(fā)展，居民生活水平得到提高，生活方式也隨之改變，但是，由于資金的不足使配套設施發(fā)展不均衡，現(xiàn)狀基礎設施較落后。雖然生活垃圾得到較好集中，但環(huán)境問題依然嚴重，生活雜用水亂排、“臟、亂、差”等問題日益突出。目前，該鎮(zhèn)沒有專門的污水排放系統(tǒng)，農(nóng)戶就地排放，街道兩側(cè)商戶雜用污水順勢排出，屬于無組織排水。污水亂排亂倒現(xiàn)象非常嚴重，對周圍的水環(huán)境造成了嚴重污染。此外，大多數(shù)農(nóng)戶都有雨水溝(明溝或暗溝)，但沒有完整的雨水與污水分流系統(tǒng)，雨污合流直接排放。

2 生活污水處理

對該鎮(zhèn)生活污水總體上采取“集中收集、集中處理、資源化利用”的原則，主要是基于以下三點考慮:

1)該鎮(zhèn)居民居住集中，污水收集容易;

2)根據(jù)地表水水域功能分區(qū)，該鎮(zhèn)流經(jīng)的河流屬于Ⅱ類水體，根據(jù)GB 8978-1996污水綜合排放標準中的規(guī)定，Ⅱ類水體禁止新增排污口;

3)污水集中收集與處理，具有管理維護方便的優(yōu)點。

2.1 污水處理設計原則

1)生活污水治理應與村鎮(zhèn)建設的總體規(guī)劃相結(jié)合，因地制宜;2)立足于源頭削減、資源利用和全過程控制;3)應緊密結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn);4)結(jié)合當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，構(gòu)建區(qū)域內(nèi)污染零排放的良好生態(tài)循環(huán)系統(tǒng);5)處理工藝的選擇應與村莊的經(jīng)濟發(fā)展水平、村民的經(jīng)濟承受能力相適應。

2.2 水質(zhì)、水量預測

根據(jù)城鄉(xiāng)發(fā)展的遠期規(guī)劃，2020年該鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃人口將達到15 000人，遠期污水管網(wǎng)的規(guī)模即按此人口數(shù)進行設計。屆時，全鎮(zhèn)的集中供水工程、改廁工程也應全部實施完畢，隨著經(jīng)濟條件和衛(wèi)生條件的改善，人均生活用水量也會相應提高，可按90 L/(人·d)考慮。

根據(jù)以上數(shù)值估算的遠期該鎮(zhèn)污水排放量為:15 000 人 ×90 L/(人·d)×0.8=1 080 m3/d，取1 100 m3/d。

遠期的鎮(zhèn)區(qū)排水水質(zhì)的確定，根據(jù)《小城鎮(zhèn)給水排水工程規(guī)劃》中提供的典型小城鎮(zhèn)生活污水水質(zhì)，選取其中中等濃度的排水水質(zhì)，其主要指標見表1。

表1 典型小城鎮(zhèn)生活污水水質(zhì) mg/L

流經(jīng)該鎮(zhèn)河段屬于Ⅱ類水體，根據(jù)GB 8978-1996污水綜合排放標準中的規(guī)定，Ⅱ類水體禁止新增排污口。因此，本方案中的污水處理設計目標為:污水經(jīng)處理后尋求以農(nóng)業(yè)灌溉為主的、多種形式的利用途徑，實現(xiàn)全部資源化利用。設計出水標準采用GB 18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準中最嚴格的一級A標準。主要指標見表2。

表2 污水處理廠出水水質(zhì)指標 mg/L

2.3 污水處理工藝的選擇

根據(jù)該鎮(zhèn)所處的地理位置、當?shù)氐纳鐣?jīng)濟條件、水質(zhì)特點和出水水質(zhì)要求，在選擇污水處理方案選擇時遵循以下原則:1)工藝技術(shù)成熟可靠，運行效果穩(wěn)定;2)基建投資省，能耗和運行費用低;3)剩余污泥量很少或基本不產(chǎn)生;4)操作簡單，便于管理、維護;5)耐沖擊負荷能力強。通過對曝氣生物濾池、MBR和穩(wěn)定塘+人工濕地的工藝原理、效果、技術(shù)經(jīng)濟等不同角度進行綜合比較，認為本污水處理工程適宜采用氧化塘+人工濕地的處理工藝。

2.4 工藝流程及說明

工藝流程如圖1所示。生活污水經(jīng)管網(wǎng)收集后，自流至鎮(zhèn)外的污水處理廠。首先經(jīng)機械格柵去除污水中的大塊漂浮物，然后可不經(jīng)初沉池直接進入?yún)捬跆痢Ｔ趨捬跆林校鬯械挠袡C物和塘底沉積的污泥可以由于微生物的厭氧分解而得到水解和穩(wěn)定。

經(jīng)厭氧塘處理后的污水自流進入后續(xù)的兼性塘，在兼性塘中，廢水中的溶解性有機物、氨氮、硝酸鹽等分別通過微生物的好氧分解、硝化、反硝化作用得到去除，不溶性的有機物和沉淀下來的生物污泥，在塘底經(jīng)厭氧微生物的分解代謝得到穩(wěn)定。

兼性塘的出水可完全滿足GB 5084-92農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準，可通過灌渠或灌溉水泵引至附近農(nóng)田進行農(nóng)業(yè)灌溉。灌溉剩余部分出水則自流進入表流濕地，通過濕地生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物的三重協(xié)同作用來實現(xiàn)對污水的凈化作用。表流濕地可沿潮河堤岸進行布置，共采用7塊濕地串聯(lián)運行，各級之間設置跌水，為水體進行充氧。近期工程的水量很少，因此出水以農(nóng)灌回用為主，可先不建設表流濕地。

經(jīng)表流濕地處理后出水可達《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A標準，經(jīng)簡單的消毒處理后，就可以滿足河湖景觀、生活雜用以及漁業(yè)養(yǎng)殖等用途。剩余的處理出水可存入儲存塘，為不同季節(jié)用水量的變化提供緩沖能力。為保證儲存塘水的水質(zhì)，可設置循環(huán)水管路，將部分塘水重新通過表流濕地進行充氧和凈化，防止發(fā)生富營養(yǎng)化。

2.5 處理后出水零排放可行性分析

由于該鎮(zhèn)所處位置的特殊性，要求生活污水處理出水零排放，因此必須對處理出水的利用進行合理化的安排和設計。不同于城市的再生水利用方式，鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的生活污水處理回用應與當?shù)氐木用裆詈娃r(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊密地結(jié)合，這樣才能最大限度地發(fā)揮項目的環(huán)境和經(jīng)濟效益。因此，需要考慮不同季節(jié)、不同用途的回用方式，采用不同的回用標準和回用手段，最大程度地實現(xiàn)污水的可靠回用，達到處理出水零排放的目標。

目前該鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)仍以種植業(yè)為主，絕大部分農(nóng)田均為旱田，因此污水處理后進行農(nóng)業(yè)灌溉是一條有效的出路，且農(nóng)灌要求的水質(zhì)標準較低，對降低污水處理設施投資和運行成本十分有利。但是農(nóng)業(yè)灌溉用水量受植物生長周期和天氣因素影響，具有很強的季節(jié)性，特別是到了秋冬季農(nóng)田不需灌溉，無法滿足處理后排水的全部消納。故采用農(nóng)灌作為污水處理后零排放的唯一手段并不可行，還必須尋求其他的利用方式，考慮采用生活雜用和河湖景觀利用的方式。

2.6 工程投資及運行成本

遠期污水處理工程(含雨污水管網(wǎng))的總投資842.03萬元，運行成本折合噸水為0.165元/t。

3 結(jié)語

1)根據(jù)工藝比選，采用氧化塘+人工濕地的處理工藝對污水進行處理。

2)由于該鎮(zhèn)所處位置的特殊性，要求生活污水處理出水零排放，考慮采用農(nóng)灌，結(jié)合生活雜用和河湖景觀利用的方式。

3)工程實施后，將從根本上消除農(nóng)村污水亂倒亂排的現(xiàn)象，提高該鎮(zhèn)的環(huán)境質(zhì)量，削減對周圍水體的污染負荷，保護飲用水水源地，保護居民身體健康。

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