牛麗敏
深圳市水務規劃設計院股份有限公司上海分公司,上海 201100
自2000年,上海市政府開始開展“環保三年行動計劃”,通過對河道的治理疏浚及農村生活污水治理工程的大力推進,水環境有了較大程度的改善,農村生活污水已被納入上海市鄉村振興戰略并計劃實現全覆蓋。生活污水建設的大規模普及,工藝及材質的選擇將直接影響建成后的效果及管理難度。為此,文章對近年來金山區農村生活污水處理情況進行分析,對設計及施工要點進行總結,為其他地區污水整治提供實踐參考。
自2007年對金山區廊下鎮中華村進行農村生活污水處理試點以來,共計8萬余戶,從試點建設直至經驗成熟,從處理工藝到材質選擇,均經歷了發現問題、解決問題、經驗成熟的過程。金山區生活污水工藝及材質對比表如表1所示。

表1 金山區生活污水工藝及材質對比表
(1)工藝方面:工藝類型由最初的土壤滲濾和一體化SBR工藝,到目前廣泛采用的組合型工藝和模塊化MBR工藝,均是在實際運行的基礎上總結經驗、不斷改進,以滿足水質穩定達標的要求。
(2)材質方面:管材、檢查井、隔油池、提升泵站和化糞池等設備材質,均經歷了從磚砌、鋼筋混凝土結構到一體化成品結構,在保證功效的情況下,顯著縮短了施工周期,為生活污水的大面積推廣提供了時間和質量保證。
(1)近遠期結合。農村地區市政管網數量有限,污水大多就地建站處理,方案設計時要綜合考慮近遠期規劃,一是結合周邊村莊的生活污水收集情況,考慮用地及后期養護,盡量減少建站數量;二是結合當地經濟發展及人口分布狀況,選擇合理的用水量,對位于城郊接合部的農村地區,應綜合考慮用水量標準。
(2)綜合考慮規劃銜接情況。①遵循村莊規劃、污水專業規劃。首先,要與村莊規劃對接,保證工程實施范圍位于保留區域內,否則易造成工程浪費;其次,必須遵守相關污水專業規劃,考慮規劃對于片區污水管網建設的要求,采取“納管優先”的原則。②遵循基本農田規劃與農業布局規劃。由于農村生活污水點多面廣,站址選擇必須遵循相關基本農田及農業布局規劃。③遵循水利規劃。污水達標排放至就近河道,為保證出水能順利排出,需復核污水排放標高與河道水位的關系,參考水利規劃對河道水位的設計要求。
工藝選擇應充分考慮進出水水質、建設運行成本、占地面積等因素。每種污水處理工藝都有其優缺點和適用條件,應根據當地實際情況進行選擇。(1)水質達標。嚴格執行國家有關環境保護的各項規定,處理后各項出水水質指標能穩定達標。(2)工藝流程簡單,維護管理簡便。由于目前農村生活污水養護還未達到專業化普及程度,應盡量減少工藝難度。(3)低耗高效,節約成本。目前上海市采用鎮自行養護、政府補貼的方案,由于養護資金有限,要充分考慮低耗高效的運行工藝。(4)抗沖擊負荷能力強。由于農村生活污水具有排水量少、日變化系數大、間隙排放的特點,要保證工藝具有一定的抗沖擊能力。(5)減少噪聲和臭味。工藝符合噪聲和臭氣等標準,避免造成二次污染。(6)占地面積盡可能小。
(1)管網設計應符合區域及總體規劃,與其他專業相協調,統籌規劃,合理建設。(2)納管優先。對于周邊有市政管網的地方,管線距離在2.0km內盡量利用市政管網。(3)盡量利用地勢,兩側集污,在滿足標高的前提下力求做到線路最短。(4)為減少管網損壞及降低養護難度,管線盡量沿道路或構筑物敷設,嚴禁橫穿稻田。
站址的選擇對管網建設、運行成本及周邊環境均有一定的影響,在設計時應遵循以下原則:(1)不占用基本農田及農業布局規劃用地;(2)綜合考慮周邊污水的收集,交通、水電盡量便利,保證受納水體的環境容量;(3)盡量選在地勢較低的位置,減少開挖深度和提升次數;(4)布局與周圍環境相協調,盡量利用廢棄地,考慮臭味、聲音對周邊的影響;(5)需征得相關鎮或村委會的同意。
(1)管道覆土埋深及管網埋設位置。管道損壞的一個重要原因就是覆土埋深不足及管道埋設在稻田中,導致機械耕作時損壞。①污水管網均為無壓管,管道敷設時需保證一定的坡降和埋深,如敷設深度不夠,極易造成機械耕作時壓損管道,因此保證足夠的覆土深度是設計的關鍵因素。②由于管網大多沿道路邊稻田敷設,機械耕作轉彎時易造成檢查井破損,針對此情況,金山區采用塑料檢查井外加混凝土保護的方案,效果顯著。
(2)注意排水標高,防止倒灌。①化糞池與管線標高:化糞池接入管網標高、管線坡降等均應滿足規范要求,施工時先放樣,管線走向確認后再行施工,避免主管施工完成,支管標高有變動而無法納入的現象。②處理站出水標高:為保證處理出水能順利排出,需保證排水口標高不小于河道高水位+20cm+坡降深度。
(3)加強產品及施工質量,防止滲漏。①質量及管件配套,防止滲漏污水管網建成后地下水滲漏,否則不僅會增加處理站負荷,還會造成地下水污染,因此需嚴格控制管道連接部位的施工質量。目前工程中管道連接多采用密封橡膠圈,橡膠圈生產廠家各異,故橡膠圈與管道的連接以及密封圈的質量問題成為關鍵性因素,采購人員需嚴格按照相關技術標準選擇產品。兩管道對接時的接口受力不均問題也是造成滲漏的關鍵,連接時需對管口進行保護,管道及檢查井安裝完成后,必須按照相關驗收要求進行管道閉水試驗。②管道基礎沉降不均。管道施工時嚴禁超挖,否則應采用中粗砂回填壓實,禁止單側回填;管道敷設時,根據基礎條件管底采用150mm或200mm厚的中粗砂墊層,避免造成不均勻沉降而變形。
(4)做好前端沉淀,防止設備損壞。化糞池和隔油池是污水收集的基礎工作,若沉淀不滿足要求,則會造成管網淤積堵塞、水泵燒毀等現象。在倒虹管及提升泵站設計時,前端盡量增加格柵或沉泥設施。
(1)管網滲漏損壞:一是最初采用UPVC材質,管材抗壓能力及環柔性稍差;二是部分管網敷設在稻田里,機械耕作時造成管網損壞,導致處理站無水或水量較大。(2)標高不正確導致污水倒灌:一是各農戶化糞池標高不一,如設計及施工時標高考慮不周,極易造成農戶污水排不出;二是污水為無壓流,管道坡降不合理造成管網污水堵塞淤積;三是處理站排水口標高低于河道水位,導致雨季時河水倒灌,處理出水排不出。(3)設備堵塞:前端化糞池及隔油池不達標,管網中夾帶垃圾,造成水泵因堵塞而被燒壞。
(1)建養結合,專業化養護。研究適宜的管護機制,加強對已建設施的養護工作,做到建管并重,明確管理人員,落實責任主體,建立專業化的養護隊伍,全面實行“互聯網+農村污水”的養護管理模式。(2)相關項目結合實施。由于農村生活污水范圍廣,污水管網敷設時多損壞農村道路、河道沿線綠化及建筑物等,為避免項目實施后出現損壞重建,建議相關項目結合實施。(3)驗收前進行管道CCTV檢測。為避免管網存在滲漏或淤堵現象,建議交付前對管網進行CCTV檢測,保證施工質量,同時明確建養職責。
綜上所述,為保證河道整治效果,重視農村生活污水工程的建設成效至關重要。文章主要對上海市金山區2007年以來農村生活污水處理存在的問題進行分析,并總結出設計及施工要點,提出具體的建議,旨在為“水清、質好”的社會主義新農村建設助力。