馮 娟,李 超,曾 威,鐘立通
(1.河源市清潔生產中心;2.廣東勤德技術咨詢服務有限公司,廣東 河源 517000)
與城市相比,農村居民生活方式更為單一,生活污水排放量更少。同時,村鎮分布密度小,建筑布局存在很強的隨意性,農村生活污水排放比較分散,這加大了污水治理難度,很多專業治理技術在實際應用中適用性較低,無法達到預期效果。
相比城市建設,農村建設統一規劃并不完善,住宅布局相對零亂,并且所處區域地理地形條件差異較大,排污設施施工和維護管理難度大,不利于生活污水治理工作的開展。雖然近年來我國農村經濟發展速度加快,各項基礎設施不斷完善,但是就污水治理方面來講,目前還并沒有統一設置污水集中處理設施,基本上所有生活污水在未經處理的情況下就會直接排入河道,造成農村水環境污染,對農村居民的身體健康影響較大[1]。
就農村生活污水治理現狀來看,絕大部分村莊不存在科學的排污規劃,最為常見的是雨污合流方式,無法將生活污水分離出來。對于生活污水治理設施來講,前期所需投入的成本巨大,運行管理資金短缺,再加上污水管道涉及每家每戶,往往村委會因為工程煩瑣而放棄。同時,農民對生活污水治理認知不足,受傳統思想影響,在日常生活中隨意排放污水,污水處理率基本為零。基于農村生活模式,生活污水的排放并不集中,呈現單次排量少、分散排放特點,部分村莊甚至設置有十幾個排污口,加大了污水管網和處理設施安裝的難度。另外,農村也缺少污水設施維護與管理專業人員,這在根本上導致生活污水治理缺乏技術支持,無法保證污水治理效率。后期出現故障后,相關設施往往無法及時修理,尤其是缺乏對應資金,導致所有設施最終淪為擺設,無法達到預期的治理效果。
雖然近年來我國村鎮發展速度較快,在一定程度上促進了農村生活模式的轉變,但是從整體來看,目前依然存在很多偏遠且經濟欠發達的村莊,村落規模小且住戶分散,村與村之間間距比較大,整體規劃布局混亂,缺少統一的設計方案,在很大程度上限制了當地的進一步發展[2]。尤其是在部分經濟落后地區,農村并未安裝自來水管網,無水沖式廁所,并且房屋陳舊、間距狹窄,從根本上增大了污水管網布設難度,它們是實現農村生活污水高效治理的重要阻礙。
農村住宅分布分散,污水管道設置所需成本大,后期運維難度高。而對于部分密集度過大的住宅建筑,公共空間不足以滿足污水管道安裝施工作業需求,同樣無法達到預期建設效果。我國地理環境差異較大,存在部分處于特殊地形地質條件的村落,污水管道安裝施工技術難度高,不僅作業效率差,還需要有較大投資作為支持,使得農村生活污水治理作業無法可靠執行。對于可以敷設污水管道的村落,最終因為排水點過于分散,其無法高效收集污水,降低了實際治理效率。就現狀來看,應用農村生活污水治理技術時,設計者對人均用水指標估計過高,造成設計規模脫離實際需求,污水進量少,無法達到設計應用標準,導致整個污水處理系統浪費[3]。
農村生活污水中洗滌和廚房用水內含有少量有機物,而糞便水接入難度高,再加上雨污分流不徹底、污水管道滲流等問題的存在,導致污水治理實際效果與預期相差甚遠,污染物實際濃度往往要遠小于設計濃度,設置的厭氧生化反應裝置并不能達到高效運行狀態。就實踐處理收集的數據來看,通過水質檢測,人們經常會發現進水COD(化學需氧量)濃度不足100mg/L,甚至存在部分污水進水時水質就已經達到一級B排放標準,同時有機污染程度小,所設置的污水治理裝置無法發揮其具有的功能性[4]。
在對比分析和選擇農村生活污水治理技術時,人們必須將經濟性原則貫徹到底,在保證最少成本的前提下,提高實際治理效率。同時,對村莊實際條件進行綜合分析,包括地形地貌、生活模式、氣候特點、人口規模、排水特點、基礎設施完善程度以及經濟承受能力等,采取適用性最強的污水處理技術。
基于農村發展規劃實際條件,現在大部分村莊并沒有設置污水治理設施,專業體系缺乏。在選擇和應用生活污水治理技術時,人們需要根據當地技術水平和專業能力,確保污水治理設施安裝后可以長期維持穩定運行狀態,保持較高處理效率。因此,需要遵循便利性原則,選擇運行管理難度小的“傻瓜”型污水治理技術,降低對管理人員技能水平的要求,保持穩定出水的前提下,降低工藝運行費用。
對比多種生活污水治理技術,結合村莊所處環境、地形和地勢等特點,基于住宅分布形式,人們可以對污水管道進行合理規劃設置,確保其達到高效處理效果。但是基于農村環境特點,污水治理技術工藝的選擇與施工,必須堅持可持續原則,不僅要維持整個污水治理系統的可靠運行,還要考慮處理水再利用需求,達到最佳治理效果。
根據建材與結構特點,化糞池分為磚砌化糞池、預制鋼筋混凝土化糞池、現澆鋼筋混凝土化糞池以及玻璃鋼化糞池等;按照形狀,其可分為矩形化糞池與圓型化糞池兩種;根據使用人數,還可以分為雙格化糞池與三格化糞池。人們可以將其設置在水沖式廁所的接戶管下游,設置位置要便于后期清掏。在實際設計中,要對化糞池進行防水、防滲處理,以免在使用過程中造成地下水污染。一般應結合村莊整體排污體系設計,形成一個完整的有機整體,使其所具有的基礎功能可以得到充分發揮。
對于不同結構類型的化糞池,應基于設置環境、地質、水文條件選擇,并做好基底處理,避免防護不徹底而出現塌方、地下水滲漏等問題。另外,要嚴格控制好化糞池與地下給排水管道的間距,一般不得小于30 m,同時與建筑構筑物保持5 m以上間距,以免相互影響。為達到最佳處理效果,一般污水量不足10 m3/d時,應選擇兩格化糞池,其中第一個容積較大,為總容積的65%~80%;而對于污水量超過10 m3/d的情況,應選擇三格化糞池,第一格容積為總容積的50%~60%,第二格為總容積的20%~30%,第三格為總容積的20%~30%。而對于污水量超過50 m3/d的情況,應選擇兩格化糞池,應將兩個化糞池并聯設置,容積最小不得低于2.0 m3,最宜選擇應用雙格連通的圓形化糞池,并將每格直徑設置成1.0 m以上[5]。
可選擇的凈化沼氣池包括條形、矩形以及圓形三種,人們可以根據村莊地勢地形、水文地質條件來對比選擇。基于黑水與灰水是否共用管道,人們可以確定其為分流型或者合流型。凈化沼氣池應將內部污水設置成單向流動形式,以進水壓氣方式作業,水力坡度應大于0.5%,進出水高差至少為200 mm。為確保凈化池可以維持高效運行狀態,應設置旁通管,并對其進行復核,確定可正常作用。另外,根據實際需求來確定凈化池容積大小,但是最小不得低于10 m3,深度應大于1.60 m,寬度大于1.00 m,長度大于2.00 m,圓形孔直徑大于0.60 m,遵循因地制宜原則設置,保證后期清掏作業順利。為避免與其他構筑物相互影響,凈化沼氣池需要與建筑保持至少5 m間距,而與地下水構筑物保持30 m以上間距。
生物接觸氧化池主要包括池體、進水布置裝置以及填料三部分,其中池體可根據需求設置成鋼結構或鋼筋混凝土結構,而填料的選擇則比較嚴格,必須要保證無害無污染,具有高強度、抗老化、易掛膜以及比表面積大等特性。一般填料高度控制在2.5~3.5 m,有效水深控制在3~5 m,超高應不小于0.5 m,共設置至少兩個反應池。另外,進水溫度應保持在12~37℃,如果因為氣候條件影響超出最佳范圍,則需要加裝加熱或冷卻系統。
隨著農村城鎮化建設速度的不斷加快,農村居民的生活模式發生了較大變化,產生的生活污水逐漸增多,其對農村水環境污染治理提出了更高的要求。人們應結合農村發展實際情況,綜合各項條件,科學規劃生活污水治理體系,選擇適用性最高的技術工藝,爭取達到最佳治理效果。