劉國華
(臨汾市堯都區住建局,山西 臨汾 041000)
目前各鎮均缺乏完善的污水收集系統。由于經濟條件限制及環境保護意識的淡薄,大都以明渠或暗管收集污水,污水收集設施簡陋,不能實現雨污分流,有些會匯入雨水、河水、地下水等,匯集的污水成分復雜。例如縣底鎮匯入了河水,劉村鎮、金殿鎮、土門鎮等匯入了地下水,水量的增加使污染物濃度因稀釋作用而降低,加大了生活污水的收集處理難度。粗放式的排水方式以及管網設施簡陋、缺少維護是導致農村生活污水的收集率低的重要因素,由此導致的生活污水的露天徑流和地下滲漏不但使村民的居住環境惡化,而且易造成地表及地下水污染。
調查可知:村鎮生活污水主要分為以下三種:1) 廚房廢水:農戶廚房排水主要通過暗管排入門外雨水渠或散排。2) 洗滌廢水:一部分農戶有淋浴間,院中建有洗滌池,其污水通過暗管排入門外雨水渠或散排。3) 廁所污水:絕大部分農戶采用旱廁,極少部分農戶采用水沖式廁所。旱廁廢便、尿液等全部排入糞坑收集,定期清掏,用于農田施肥;水沖廁則由化糞池溢流至外部排水渠。
調查得知,現狀生活污水收集排放方式主要分為以下幾種:1) 排入無蓋板明渠:部分農戶沿道路建有雨水排放明渠,生活污水直接排入明渠內。2) 散亂排放:部分農戶生活污水直接由出戶管排至街面道路。3) 項目服務區內,除部分住戶建有化糞池外,無其他任何污水處理設施。
1) 水量小:目前村鎮基本上都普及了自來水,但個別村鎮實行定時制供水,供水設施較簡陋。此外,村民日常生活較單一,人均用水量低于城市居民,所以生活污水的人均排放量也遠低于城市生活污水的排放量。2) 排放分散:這幾個村鎮房屋基本都屬于自建房,受地形地勢的影響,除東邊少數村鎮外,西邊村鎮的布置均具有較大的隨意性,缺乏整齊合理的總體布局規劃。因此,村民的生活污水排放方式存在諸多差異,有的生活污水排入明溝或暗渠,有的就近排入溪、河,還有的農戶將糞便等收集作為肥料,其余的用水直接潑灑,使其自然蒸發或滲入土壤。從總體來看,村鎮分布密度小和居民的建筑布局隨意導致了農村的生活污水排放變得極為分散。3) 水質復雜。各鎮區目前垃圾收集、處理設施還不到位,致使垃圾隨意堆放。因此,生活污水除了居民的家庭活動用水外,還混有垃圾堆放產生的污水和高濁度的雨水徑流等,其匯集的污水水質成分較復雜。4) 水質水量隨時間變化差異較大。這幾個村鎮與中心城區距離不遠,城際公交均有通行,經濟條件較好、肉類蛋白類食物消費比例高,生活污水中的氨氮濃度較高,同時洗滌劑的大量使用致使生活污水中溶解態磷偏高。
我國農村風俗習慣、人口、自然、經濟及社會條件差異大,單一的污水處理模式不能達到農村生活污水達標處理的目的。根據我國農村基本國情,生活污水處理大致形成3 種模式,即分散處理模式、村落集中處理模式和納入城鎮排水管網模式。
1) 分散處理模式即單戶或幾戶,采用小型污水處理設備或自然處理形式處理生活污水,其適用于人口密度稀少、地形條件復雜、污水不易集中收集的村莊污水處理。目前,庭院式分散處理-街道式局部集中就地處理采用較多。這種模式應該作為村落集中處理處理模式的補充模式,不適合本次院落相對集中村鎮污水治理。2) 村落集中處理模式:連片村莊有如下3 種形式:①對相對集中的大村落及地域空間相連的多個村莊,通過采取措施實施綜合治理。②圍繞同類環境問題或相同環境敏感目標,對地域上互不相連的多個村莊進行同步治理。③通過建設集中的大型污染防治設施,利用其輻射作用,解決周邊村莊的環境問題。該模式適用于污水排放量較大、人口密度大、遠離城鎮的地區。該處理模式,與污水處理站類似,通常采用生物與生態組合處理等工藝形式。吳村鎮、大陽鎮、喬李鎮、金殿鎮、土門鎮、魏村鎮、縣底鎮七個建制鎮均采用這種模式。其中土門鎮將土門村與桑灣村聯合治理。3) 納入城鎮排水管網模式:城鎮近郊區的農村,經濟條件較好,能直接接入市政污水管道的生活污水,可選擇納入城鎮污水管網,進行統一集中處理。該方法具有投資省、施工周期短、見效快和統一管理方便等優點。屯里鎮、堯廟鎮位于中心城區范圍內,堯廟鎮污水處理納入城市第一污水處理廠和規劃城市第五污水處理廠處理范圍,屯里鎮污水處理納入規劃城市第四污水處理廠處理范圍;位于中心城區范圍以外的劉村鎮污水處理經管網收集后,就近接入規劃六路污水主管網,納入城市第三污水處理廠處理范圍;
近年來,農村生活污水處理工藝各異,但都是各單元處理技術的不同組合。農村污水處理實用技術包括化糞池、污水凈化沼氣池、普通曝氣池、序批式生物反應器、氧化溝、生物接觸氧化池、人工濕地、土地處理和生態塘等。根據受納水體功能要求,結合農村地區經濟狀況、基礎設施、自然環境條件完備情況和排水去向等,選擇適合當地的處理技術。
本次項目選擇預處理技術+生物處理技術+生態處理技術組合工藝。
1) 預處理技術,村鎮生活污水來源多且分散,這十個村鎮全部遵循雨污分流原則。雨水通過管道或排水溝單獨收集,然后直接排入生態系統進行處理或灌溉農田、排入城市污水管道至污水處理廠等。生活污水的收集和預處理,建議改廁時在村民門口設置化糞池。化糞池不僅可以起到收集污水的作用,同時還可以通過微生物新陳代謝作用除去部分有機質。但是化糞池存在清掏困難、產生惡臭氣體和堵塞管道等缺點。也可以用小型格柵沉砂池代替化糞池,在污水接入廠站或市政管網之前起到清除大的雜物和防止堵塞的預處理作用,而污水的可生化性并不受到影響。
2) 生物處理技術,生物處理技術是利用微生物的代謝作用,使污水中呈溶解態或膠體態的有機污染物轉化為穩定的無害物質。農村生活污水有機物含量相對偏高,有毒有害物質含量少。處理工藝常常以生物處理為核心。目前生物單元處理生活污水技術已經較成熟, 而且很多新型工藝不斷被研制出來。生物處理技術包括厭氧處理、好氧處理2 大類。①厭氧生物處理技術,厭氧生物處理技術無需曝氣充氧,產泥量少,是一種低成本、易管理的污水處理技術,能夠滿足農村生活污水處理的技術要求。農村污水處理中常見工藝有厭氧生物濾池和復合厭氧處理技術。②好氧生物處理技術,好氧生物處理技術是在有氧條件下,利用好氧微生物(包括兼性微生物) 的作用對污染物進行處理的方法,去除率可達到90%以上,一般比較適合經濟條件較好或對出水要求較高的村莊。適合農村生活污水處理的好氧工藝有生物轉鼓、生物轉盤、SBR、生物濾池、氧化溝等。
3) 生態處理技術,生態處理工藝能夠很好地結合廣大農村地區的自然地理條件,運行過程無需投加藥劑,運行費低;污泥產量少,適當處理還能夠達到農業回用標準,減少了2 次污染;工藝運行相對穩定,抗沖擊負荷能力強,能夠使污水穩定達標排放,出水可以直接回用于農田灌溉或農村雜用水。用于農村生活污水處理的工藝主要有人工濕地、地下滲濾、人工快滲、生態塘。如喬李鎮原有排污口處的廢塘、金殿鎮,縣底鎮廢棄的土地都可以改為人工濕地,因而基建投資低。
目前,由生物、生態技術組合而成的農村生活污水處理工藝形式很多,主要分為4 種:“厭氧+生態”工藝、“好氧+生態”工藝、“厭氧+好氧”工藝和“厭氧+好氧+生態”工藝。
根據7 個村鎮生活污水特征,采用“小型格柵沉砂池+厭氧生物濾池+好氧生物接觸氧化池+人工濕地”工藝,處理工藝較成熟。
我國南方北方不同地區農村的實際情況差異較大 (如氣候、生態環境、經濟水平等),所以各地的農村污水的處理技術要因地制宜而不能一概而論。目前有些地區在技術選擇方面片面追求“無動力”、“零”運行費用,其實在實際應用中,即使是太陽能動力,人工濕地、土地滲濾等生態處理技術,也要考慮備用電動力,濕地植物維護、基質清理更換等問題,無法完全做到“零”運行費用。
一個村莊的生活污水治理投入的費用一般從幾十萬元到上百萬元不等,是一項耗資很大的民生工程。就目前已建成的案例來看,建設污水處理設施后常常存在“建設中就米下鍋”“重建設,輕管理”的現象,由于農村的財政能力和農村地區家庭的支付能力都存在不足,因此資金不足使得在配套設施建設不能一步到位,缺乏長期資金來源致使村鎮無法承擔污水處理設施的運行維護費用,導致污水處理設施因缺乏費用逐漸被停用。此外,農村地區環境保護機構不健全,污水處理設施缺少專業人員監管。
1) 投資盡量采用設備產品+施工的方式。2) 場站內建設基本滿足值守要求的配套辦公用房。3) 安排1-2 名長期維護管理人員。4) 地方財政負責解決污水處理設施的建設和日常運行維護所要的資金,或者可以向村民征收少量污水治理費用,一方面提高村民的環境責任意識,另一方面可對污水的收集處理設施建設及維護提供支持。5) 在污水處理系統運行管理和維護方面,可以承包給專業的第三方服務公司,由這些服務公司對設備的運行進行定期檢查,監測運行狀況及出水水質,地方政府則可提供專業培訓,以及對專業人員和服務公司進行資質認證和監管。
排水體制的選擇應根據城鎮的總體規劃,結合當地的地形特點、水文條件、水體狀況、氣候特征、原有排水設施、污水處理程度和處理后的出水利用等因素綜合考慮后確定。同一城鎮的不同地區可采用不同的排水體制。除降雨量少的干旱地區外,新建地區的排水系統應采用分流制,現有合流制排水系統,有條件的應按城鎮排水規劃的要求,實施雨污分流改造。
污水處理排放標準直接影響著污水處理設施的工藝選擇和投資規模,間接關系到污水處理設施管理和運行費用。合理地制定污水處理排放標準,對農村生活污水處理具有十分重要的作用。目前,農村生活污水處理的出水水質可參照的排放標準有: 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)、《農田灌溉水質標準》 (GB5084—2005)、《地表水環境質量標準》 (GB3838-2002);《山西省農村生活污水處理設施污染物排放標準》 (DB14/726-2013) 等,要制定合理的排放標準,明確村鎮污水的處理目標,從而權衡水環境質量要求和建設投資及運行費用。在充分考慮北方地區相對較干旱,水資源不夠豐富,水環境容量也較小的情況下,確定本次治理排放標準執行《地表水環境質量標準》(GB3838-2002) 中地表水Ⅴ類雙重標準及《農田灌溉水質標準》 (GB5084—2005),既滿足達標排放要求又滿足再生利用的需要。
總之,農村生活污水的處理必須遵循“低投資、低能耗、簡便、高效”的原則,采用智能化、傻瓜化的運行方式。對建制鎮的污水收集處理因地制宜,選擇合適的工藝,做到“建得起、用得起、管得好”,同時在后期設計施工中應注重設備美觀化及綜合生態效益和環境美學效應。