張莉萍
(廣州華浩能源環保集團股份有限公司 廣東廣州 510115)
我國正在大力推行“鄉村振興”的國家戰略,農村污水治理對水體環境有著重要影響。文章以南雄縣生活污水PPP 項目為例,結合村落形式、衛生設施、地勢條件、人口分布和道路建設的不同情況,分別進行具體闡述,并作為投資運營方統籌考慮后期的運維和達標排放。南雄縣生活污水PPP 項目包含全縣822 個自然村的生活污水處理設施及配套管網設計。
現場踏勘的主要目的是確定管線布置走向和管道的定位以及落實站點的合理性與可實施性。南雄市農村正在進行老舊房屋拆遷和新農村整治,新舊農村位置、已拆遷房屋、空心村等實際情況應現場詳細記錄。踏勘前熟悉各自然村大概位置和分布方向,用地圖做好村落的位置標注,清楚村內主要地勢走向,做好前期準備[1]。(1)熟悉村落整體分布形式,調查建筑類別,是否有新老村明顯界線,對于新老村分界明顯的,在圖上標注分界范圍,了解村內主要地勢走向;對照地形圖,仔細核對地形圖與現場房屋,是否存在拆遷區域。(2)調查村內建筑排水衛生設施完善情況、主要用水方式,對存在特殊用水的,如自打井用水或污水無組織散排,污水收集需采用截流井的應記錄;摸排村內排水系統、排水體制和排水走向,摸排主要排污口,摸排現狀管渠位置和尺寸,并初步甄別是否可采用截污方式,調研可采用截污的范圍。(3)了解村內道路基本情況、路面結構形式和硬化率,對存在非硬化路面的應做記錄;對村內破舊房屋進行核實,是否存在無人居住的房子(如房內基本無擺設、十分破舊)。(4)村內及周邊主要水系,調查污水站點的尾水收納水體的名稱、類別、水位等數據,注意站點、水位和道路的現狀地勢高差。(5)對擬建管網的路由進行核實,對重要地上、地下障礙物進行標識,如高壓線塔、高壓線桿、圍墻、擋墻、臺階等;結合現場實際情況,對于埋深過深管段,核驗是否可優化或調整路由。
由于未建有污水處理設施,農村基本上為合流制排水,一般采用明溝排水,農村的廚房污水、生活洗滌污水和屋面雨水均直接排入房前屋后的水溝,甚至是灌溉渠,沖廁水在經過化糞池后,也直接排入水溝或灌溉渠,最終排入周邊水體。農村污水主要有三方面:廚房污水、生活洗滌污水、沖廁水。南雄市目前大部分自然村已實現集中供水,主要通過自來水、集中高位水池等方式進行供水;但仍存在部分行政村及自然村為分散式供水,部分自然村現狀供水模式為各家各戶采用小口井或者小型水池方式取水,存在水質、水量無保證等問題[2]。南雄市湞江流域沿線散布著大量人口集中的村,居民生產生活廢水未經過任何處理直排附近河流。隨著人口的增長及人們生活水平的提高,污染物濃度遠超環境的自凈能力,污水發黑發臭,對附近河流的污染日益加重,嚴重影響到村民的生活和生產用水,對村民的身體健康存在相當高的隱患,也影響周邊河流甚至湞江流域水質。
項目區農村生活污水收集、處理均存在以下幾方面的問題:
(1)農村污水處理設施建設緩慢:南雄市共有一千多條自然村,除沙頭村外,但基本尚未有自然村建有污水處理站,農村污水處理設施建設力度仍較為薄弱,農村污水治理任重道遠。
(2)農村排水溝渠垃圾堆積現象普遍:各村由于缺乏有效的垃圾收集及清運,現有排水溝渠均存在不同程度的垃圾堆積現象,嚴重影響溝渠的排水能力。
(3)合流制排水,水體污染日漸嚴重:南雄市農村的排水基本為合流制,一般采用明溝排水,且未經處理,直排村莊周邊的池塘、河流等水體,造成周邊水體污染日漸嚴重。此外,晴天合流水量減少,污水在明溝中散發的氣味難聞,影響村居環境。
(4)飲用水安全堪憂:根據實地調研情況,南雄市大部分自然村均已實現“村村通”自來水,但大部分自然村的自來水管沿污水渠、灌溉渠鋪設,農村地區的飲用水存在較大的安全隱患。
根據農村生活污水處理技術和設施的適宜性和經濟性,將村鎮生活污水處理分為兩種類型:納管處理模式、集中處理模式[3]。
(1)納管處理模式:通過管網收集各農戶污水,集中接入市政污水管網,利用城鎮污水處理廠處理農村生活污水的模式。該模式適用于符合高程接入條件且人口相對集中的城郊農村、移民安置點或工業園區配套農民公寓,具有投資省、見效快、便于管理等優點。該模式在具體實施過程中,應充分考慮地形地勢條件,并注意與城鎮總體規劃相銜接。
(2)集中處理模式:根據自然村落農戶相對集中的特點,在該范圍內有統一規劃的污水收集管網或是傳統的自然排水溝,能將污水統一收集,并集中建設污水治理設施進行處理的模式。對獨立村莊采用集中處理模式;對于兩個或多個村莊混居的情況,有條件的可采用多村合建一個站點的模式;對于距離對靠近城區、鎮區且滿足污水收集管網接入要求的村莊采用納管處理模式。
(1)每個村至少選兩處作為預選址。
(2)每個村預選址要經國土部門確認,為非基本農田。每個村預選址為無償提供,以確保后續建設無用地糾紛;宜選用村荒地,盡可能少占農田;盡可能避開地質條件較差的魚塘及洼地。
(3)處理設施選址要位于主要取水口的下游(不影響供水和取水);宜設置在排水系統下游、地勢較低處,以便污水自流收集;站點周邊具有污水處理設施出水排放的條件,如河涌、溝渠等(魚塘除外),站點地形不應受洪澇災害影響,有良好的排水條件。
(4)選址位置應設置在居民集中處,原則上距離村居的路由距離(非直線距離)不宜過遠。
(5)站點尺寸滿足污水處理需求。站點具備設備進場、施工作業、外電接駁條件,便于設備運輸、安裝。
村莊居民聚集居住區內80%住戶污水得到有效收集,無污水外泄入河,地面無污水聚集;旱季污水濃度達100~120mg/L,年平均污水收集濃度為90mg/L;污水收集采用雨污分流排水體制;鼓勵改造已有排水明渠成為疊式雨水污水管。
(1)污水管布置以不破壞地上、地下現有建構筑物為原則,且盡可能不影響現有管線的運行,根據實際情況結合地下管線綜合布置,且必須綜合考慮施工條件。
(2)若管線布置在村道上,則優先設于非車行道;若管線在巷道中,則設在巷道中間;若在房屋前,則布置在房屋前2 米外。
(3)農村以分流制為主,從每戶化糞池接出污水管道,未建設化糞池的需與污水支管同步建設化糞池。
(4)已建無山泉水、溪水等進入的合流排水管道的農村,確實接戶、分流改造困難的地方,可采用截污制收集污水,并對影響環境的渠段進行改造。
(5)可改造已有排水明渠成為疊式雨污水管;具備雨水地面漫流條件、且上游無山水等外水流入的明渠,原有明渠暗渠化作為污水收集渠。
農村污水典型特征是水質水量變化大,處理工藝應具有持續和瞬時抗沖擊能力。農村生活污水處理流程一般首先采用物理方法去除懸浮狀態的固體污染物質,再使用生物或生態方法依次去除懸浮固體、膠體物質及溶解性物質[4]。
目前常用出水較穩定、投資經濟合理的工藝有一體化處理裝置(AAO)、一體化處理設備(SBR)、厭氧+人工濕地、厭氧池、庭院式多級無動力厭氧處理裝置、庭院式污水生態處理裝置等。
(1)一體化處理裝置(AAO)出水水質可達廣東省《農村生活污水處理排放標準》特別排放限值、一級標準,適用于規模較大、用地條件相對充裕、經濟條件中等及以上的地區。(2)一體化處理設備(SBR)出水水質可達廣東省《農村生活污水處理排放標準》二級標準,適用于規模較大、用地條件相對充裕、經濟條件中等及以上的地區。(3)厭氧+人工濕地工藝出水水質可達農用灌溉標準,適用于規模大于30m3/d,用地條件相對充裕的村莊。(4)厭氧池工藝出水水質可達農用灌溉標準,適用于規模≤30m3/d,用地條件相對緊張的村莊,站址周邊有灌溉溝渠的村莊。(5)多級無動力厭氧處理裝置處理工藝采用三級厭氧+澄清池,出水就近排入附近水環境功能不明確的受納水體。出水水質可達廣東省《農村生活污水處理排放標準》三級標準,適用于設計規模≤2m3/d 的單戶分散農戶污水處理。(6)庭院式污水生態處理裝置采用固液分離+多級厭氧,出水排入水環境功能不明確的受納水體。出水水質可達廣東省《農村生活污水處理排放標準》三級標準,適用于0.5m3/d<設計規模≤5m3/d 的多戶分散農戶污水處理。
根據以上幾種組合工藝的全生命周期建設投資及運維成本的綜合比較,“人工濕地工藝”具有建設期設備費用低,運營期設備維修折舊費、電費低的優點,“一體化設備工藝”具有建設期土建費用、青苗補償、征地費低,運營期人工維護低,無需植物復種的特點,結合南雄市農村污水實際情況(應盡量選用無動力或少動力工藝,且盡量減少對周邊環境的影響,投資省、運行成本低工藝),該項目推薦處理主體工藝首選“厭氧池+人工濕地”組合工藝,但由于該工藝占地面積較大,在規模較大或用地較緊張的農村,也可選用占地較省,集約化程度較高的設備化式的組合工藝,根據各村實際情況選擇一體化SBR 設備或一體化A2/O 設備。后期實施過程中如可協調用地進一步擴大,可采用“厭氧+人工濕地工藝”的生態型處理工藝。人工濕地植物選擇主要為再力花、梭魚草和美人蕉,有良好的TN、TP 去除效果和較好的景觀欣賞性。
我國正在大力推行“鄉村振興”的國家戰略,農村污水治理對水體環境有著重要影響。生活污水治理工藝設計既要考慮工藝因素,也要注重經濟因素,以適應農村污水治理的現實需要。