蘇美萍
(福州城建設計研究院有限公司,福州 350001)
近年來,我國農村地區經濟發展迅速,人民生活水平不斷提高,但是由于基礎設施建設不足、農村人口居住分散、污水收集率低、接戶率不足、源頭預處理設施建設不完善、管網淤積堵塞嚴重、雨污分流不徹底、管網不完善、合流制截污不徹底、排水標準混亂、進出水不達標、運維管理不到位等問題,導致農村生活污水治理面臨巨大壓力。
本文通過對福建省某農村生活污水提升治理工程設計案例進行分析,總結了農村污水治理項目的相關設計經驗。
本工程設計按照“能分則分、應分盡分”的原則,“一村一策”提升治理效果,推進農村生活污水雨污分流。本工程設計目標為確保居民排水戶“三管(廚房、化糞池、洗滌池)接戶”比例≥90%;完善污水主管建設,主管排水通暢無阻,無積水裂縫或破損,排水管網無錯接漏接;立管實現雨污分流;保證旱季污水無直排,排水溝不出現黑臭現象;尾水回用于農業灌溉、景觀綠化、道路清掃等,實現資源化利用。
目前該村莊為雨污分流制,有基本的污水管道收集系統,雨水系統基本滿足村莊雨水排放需求,但仍存在接戶率低、收集率不足、雨污分流不徹底等問題。
(1)污水收集率不足。多數村莊已建有污水處理站,但管網密度較低,污水收集率不高、接戶率較低,多數居民污水直排邊溝或農田。這主要是因為:1)村民房屋大多為自建房,有的地基建設不規范,有的房屋間距小,管道施工阻礙較大,阻工現象嚴重。因征地、村民阻工等原因,原規劃、設計的管道或泵站未能施工。2)部分污水管道埋深過淺,導致住戶污水排放受限。3)部分村莊污水管道覆蓋率不足,住戶接管困難。
(2)雨污分流不徹底。大部分村莊存在雨污合流情況,主要體現在:1)部分住戶雨水立管、合流立管接入污水系統,未進行雨污分流。2)部分住戶洗滌池、廚房及化糞池出水散排或接入雨水系統。3)雨水箅接入污水管道。
(3)養殖點面源污染。雞鴨等畜禽養殖點較多,因村民環保意識薄弱,畜禽糞便及清理污水大多排入雨水溝渠或直接排入河流、湖泊。
(4)目前污水處理站采用“厭氧+人工濕地”或AO 接觸氧化法處理工藝,部分處理工藝無法滿足新排放標準要求;部分設施因配套管網建設不足,存在進水量少、濃度低等問題。
(5)根據溯源排查資料發現,村莊現有管道存在管道缺陷。
本設計方案計劃對農村污水工程進行提升改造,主要通過健全排水管網、化糞池改造或新增,衛生間、廚房及洗滌池排水雨污分流改造,建筑立管雨污分流改造,廢除污水處理站將污水直接納入城區污水管網等,從而實現農村污水有效治理。
根據規劃,各村莊遠期考慮納入市政管道。部分村莊設計新建污水管接入市政主管,建設完成后廢除原污水處理設施。部分村莊因地勢較低,將原污水處理設施改造為提升泵站,將污水提升接入市政主管。部分村莊由于近期市政管道無法貫通,計劃對原有污水處理設施進行提升改造,村莊經雨污分流改造后,生活污水通過污水管道收集排至污水處理站進行處理。
2.1.1 “三管接戶”分流改造
對于現有住戶廚房、洗滌池、衛生間及化糞池出水散排地面或排入雨水系統的情況,擬新建污水管線和檢查井,將現有出水口接至現有污水系統中,其中廚房、洗滌池出水直接接入污水管網,衛生間出水經化糞池預處理后接入污水管網。
對于現有衛生間排水未經化糞池直接接入污水處理系統的情況,先根據入戶排查情況確定住戶是否已建設化糞池,若已有化糞池,則將衛生間出水接至現有化糞池;若未建有化糞池或衛生間位置無法接入已有化糞池,則考慮新建化糞池連至污水管網,并將衛生間污水接入新建化糞池。
對于部分化糞池建在戶內的情況,考慮在戶外新建化糞池,再接至污水處理系統。餐飲類污水應設置隔油、防臭氣設施,可根據施工條件設置戶內隔油器或隔油清掃井。
2.1.2 立管混接
對于純雨水立管接至污水管網系統的情況,若雨水立管埋設在建筑外部,則本次改造將立管在地面處截斷,沿房屋散水坡散排至地面;若雨水立管埋設在建筑內部,則本次改造在戶外新建雨水檢查井,將立管埋地段截斷改接至雨水系統或周邊水體,周邊無雨水系統、水體或無室外改造條件的,則封堵原雨水立管并在墻外新建雨水立管,沿房屋散水坡散排至地面。
對于立管為混接立管的情況,將原合流立管用作污水立管,將原雨水斗進行抬升,用作升頂通氣,排出管接至污水處理系統。同時根據屋面面積和排水坡向確定新建雨水立管位置,在女兒墻側開口用于排放屋面雨水,并與新建雨水立管相連。新建雨水立管底部在地面上沿房屋散水坡散排。
對于污水立管排至雨水系統的情況,本次改造考慮將其改接至污水處理系統。
對于小規模家禽家畜養殖點,散養畜禽應進行圈養,對養殖區域進行水泥硬化,并在四周做邊溝,養殖點四周增設矮圍墻,頂部設置雨棚,防止雨天沖刷地面產生的污水排入自然水體。養殖點外部設置沉淀井,污水、廢水經組織排放至沉淀井后接入化糞池,最終排入污水檢查井。垃圾收集點周邊設置截污溝排入污水管道,防止雨天沖刷造成污染。
部分住戶出戶管道裸露在地面上,影響觀感,而且裸露部分易被破壞。本次改造對該類型的管道采用C25 混凝土包封保護處理,有實施條件的也可根據居民需求,新建埋地管道。
根據相關規范并結合實際情況,本次改造將雨污水管道存在的3、4 級結構性或功能性缺陷采用開挖新建管道的方法修復;存在的2 級缺陷中屬于破裂、錯口的情況,建議采用開挖新建管道的方法修復;其他1、2 級缺陷暫不考慮修復。
部分零散住戶的位置地勢低且離村莊較遠,周邊無污水管道,若對其強行納管,就需要新建較長的污水主管或增設局部泵站,經濟上不合理。對于個別無法納管的住戶,本次改造新建了三格化糞池,將住戶的廚房、洗滌池、衛生間的污水都排入新建化糞池,經化糞池處理后的污水,通過污水管道散排至周邊農田,通過自然分解的方式消納生活污水。
原先無污水管道覆蓋、住戶接管困難的地區增設污水管道,完善污水處理系統,保證接管率達標。
現有污水管道局部埋深過淺,道路周邊排水戶生活污水無法排入村莊污水處理系統。本次改造結合上下游村莊進行現有污水管道的破除重建,加大了管道埋深,使污水管道標高滿足排水需求。
部分村莊保留污水處理設施,現有工藝無法滿足新排放標準要求,設計采用“A/O(MBBR)生化處理系統+強化人工濕地”進行提升改造,尾水經人工濕地進一步凈化后,用于農灌或排入自然水體。
農村污水提升治理項目應從污水治理設施源頭到終端,全流程考慮各個環節系統治理、雨污分流,做到因地制宜、統籌兼顧。
3.1.1 拓寬收集面
除三格化糞池外,收集廚房廢水和洗滌廢水[1],通過三根截污管以及雨水混流立管的改造實現雨污分流。為了有效完善農村污水管網建設,應對現有污水管網進行普查,摸清本底,同時對各戶的排水情況進行梳理,繪制各戶排水圖,完成入戶調查表,以便開展管路設計。由建設單位及村鎮牽頭,設計、監理、施工等各參建單位共同與村民溝通設計方案,最終確定方案可實施可落地,有條件的由村民簽字確定。
福建地區村戶大多有庭院,應妥善處理好庭院廢水的接收,做到不同污水類型專管專接,并設計污水槽,用于傾倒平時宰殺雞鴨或清洗的廢水。通過專水專排設計,可解決污水管大量流入雨水、處理站水量突增及濃度變小等問題。
3.1.2 優先納管
對靠近城區的村莊,按照“納管優先”的原則[1],納管應打破村界,結合原有片區污水系統,對有條件納管的村落進行整合,取消原有處理站,將其改為泵站或重力流進行順接,最終接入管網,減少后期維護工作量。
3.1.3 集中與分散式處理相結合
針對山區地勢起伏大、人口分布分散等特殊區域,可采用集中與分散式處理相結合的方式。
3.1.4 污水收集方式
污水收集方法以重力流管道收集為主,局部低洼處利用加壓將污水抽送至就近重力流污水管。在布置重力流管道有困難、管道埋深較深、開挖有限制的巷道、河道、地勢起伏較大等區域,可以采用真空排水系統。真空排水管為有壓管,在減小管徑的同時還可減小開挖深度。
在一些距離管網較遠,分布較為分散的管控類村莊,若采用農田消納方式進行管控,應充分考慮污水量分配,防止大量污水排入農田破壞農田環境,同時考慮采用化糞池/調節池+吸糞車的污水收集模式取代傳統的管網收集。
集中式污水處理設施建設規模綜合考慮農村地區的經濟水平、地質地勢、污水水質、排放水質要求、后期維護管理難度等情況,建議針對不同的出水要求,在現有設施的基礎上,根據處理站規模和受納水體選擇工藝。
工藝選擇上應結合當地的技術水平,應盡量簡單,便于維護管理。針對常住人口較少的村莊,過節期間返鄉人口數量增加,污水量增大,要提前制定應急預案,推薦設置容積較大的調節池進行應急儲存,可減少水量水質波動,確保污水處理設施不溢流,穩定運行。
農村化糞池經規范化改造后,建筑物內部應實行黑水、灰水分離,將糞便污水接入化糞池,經厭氧穩定后的糞便實施農田利用。結合村莊公園或綠地,建設生態景觀水體,生活污水處理設施與生態水景相結合,出水用于水景的補給水。
三格化糞池尾水資源化利用可通過分散就地利用,用于庭院綠化、農田灌溉、林地、山地或濕地等消納吸收或局部集中利用,以及規模化種植如有機農作物種植、林果種植、苗木培育等。
結合農村的實際情況,因地制宜采取相應的措施解決農村污水治理中存在的問題,提升治理效果,進一步改善農村人居環境,提高居民的幸福感、滿足感、獲得感。