美麗鄉村建設中的污水治理問題
——以南方某村鎮污水治理為例

張春華

（北京特希達交通勘察設計院有限公司，北京 100000）

1 引言

“十三五”以來，為建設美麗中國，推動社會的高質量發展，各地區不斷加大城鎮污水處理設施的建設，提升污水處理的運行管理能力，使得城鎮的污水收集及處理能力明顯提升，基本完成了“十三五”規劃中的目標[1-3]。與此同時，我國城鎮污水收集處理依舊存在一些問題，主要表現：各地區污水處理水平不平衡不充分、污水管網建設改造滯后、污水資源化利用水平偏低、污泥無害化處置不規范、設施可持續運營能力不強等問題，與實現高質量發展還存在差距[4]。“十四五”規劃中提出，應系統地推進城鎮污水處理設施高質量建設和運維，有效改善我國城鎮水生態環境質量，提出到2025 年，縣城污水處理能力基本滿足經濟社會發展需要，縣城污水處理率達到95%以上；到2035 年，城鎮污水處理能力全覆蓋，城鎮污水得到安全高效處理，全民共享綠色、生態、安全的城鎮水生態環境[5]。

本文以南方某村鎮污水收集處理工程為例，根據前期現場調研及相關資料，總結了該村鎮污水收集及處理現狀，針對該村鎮污水存在的問題及技術難點，因地制宜地提出對應的設計方案，選取經濟實用性管道，根據道路坡度布管。同時針對高差較大問題，選用分散式與集中式相結合的污水處理設備。該工程的設計實施希望能為農村污水治理提供參考。

2 農村污水處理現狀

2.1 農村污水處理存在的問題

2.1.1 投資不足

農村地區經濟發展相對滯后，政府和農民的投入有限，導致農村污水管網和處理設施建設不完善，處理效果也不盡如人意。

2.1.2 機制缺失

機制缺失是一個不可忽視的問題。目前，農村污水處理缺乏有效的監管和管理機制，導致一些已建成的污水管網無法正常運行，甚至出現淤積、破損等問題。一些污水處理設施建成后無人管理，無法發揮應有的作用。

2.1.3 技術落后

農村污水管網建設技術相對落后，處理設備陳舊，處理效率低下，無法滿足環保要求。缺乏有效的污水處理設施，使得大部分污水直接排放到環境中，對環境造成了嚴重污染。

2.1.4 缺乏規劃

農村污水管網建設缺乏統一規劃，導致設施布局不合理，影響污水治理效果。

2.1.5 污水收集處理復雜

由于農村地區的地理環境復雜，同一村落的高差較大，建設污水管網和污水處理設施的難度較大。其次，農村地區的居民普遍缺乏環保意識，對污水處理的重要性認識不足。

2.2 項目概況

該村鎮現有的排水系統為雨污合流制。各自然村的大部分地區仍然沒有完善的排水系統，當地村民建有少量的化糞池，化糞池出水無組織排放；居民生活污、廢水混合排往現狀溝渠或農田。具體問題如下。

2.2.1 農村生活污水缺乏統一規劃和管理

在農村建設過程中，由于排水管網無統一可行性研究，道路建設時沒有考慮排水管渠建設，同時居民建房僅考慮自身利益緊鄰道路建設，阻斷排水管渠的通道。排水管渠缺乏有效的維護管理，長期運用過程中沒有進行清撈、疏通，導致排水管渠堵塞嚴重甚至失去排水功能。由農村生活污水缺乏統一可行性研究和有效管理，導致污水排放雜亂無章、排水不暢、污水橫溢等問題。

2.2.2 污水任意排放，污染情況較嚴重

大部分農村的生活污水由于沒有建設污水收集管網和污水處理站，居民的生活污水采用散排的形式，衛生間和廚房的排水就近排至住戶周邊，家庭養殖戶的污水排至地面，污水在地表順著地勢排至低洼處，形成污水橫溢現象。部分居民的生活污水排至化糞池，當化糞池下滲不及時，污水溢流至地面，黑臭污水污染當地環境。任意散排至地表的污水，散發難聞氣味，滋生細菌和蒼蠅，造成“臟、亂、差”現象，嚴重污染當地居住環境，也影響居民身體健康。部分農村生活污水排到附近河道，對河道的水質造成較嚴重污染。

2.2.3 污水下滲，污染地下水水質

部分農村的住戶建設有三格化糞池，但化糞池沒有設置底板也沒有設置出水管道，排至化糞池的污水僅依靠下滲解決，較嚴重污染地下水水質，部分村民靠自家打井抽取未經過任何處理的淺層地下水飲用，水質不能得到保障。

3 設計方案

3.1 設計原則

1）執行國家的相關法律、法規、政策、規范和標準，結合該區域的具體地理條件和特點，制訂先進、經濟、合理的工程設計方案。

2）管網系統的劃分，盡量利用現有設施，充分結合現狀條件和自然地勢，做到高水高排、低水低排，盡量減少污水的提升量。

3）經濟適用。優先選用工程造價低、運行費用少、低能耗或無能耗、操作簡單、維護方便的生活污水處理工藝，且出水水質穩定可靠。

4）根據規劃年限和范圍，從全局出發，統一規劃，分期實施，與用地同步規劃，與路網同步實施，貫徹分期建設的原則，注重長遠社會效益、環境效益和經濟效益，以適應該區域的遠期的發展需要。

5）因地制宜。根據村莊所處區位、人口規模、集聚程度、地形地貌、排水特點及排放要求、經濟承受能力等具體情況，充分利用已有條件及設施，建成以現有設施的整治、改造、維護為主，尊重農民意愿、保護農民權益，嚴禁盲目拆遷農民住宅；采用適宜的污水處理模式和處理技術。

3.2 污水管網設計

3.2.1 管材選擇

不同管材的優缺點見表1。根據該區域的地形特點，該地區地形高差較大，可施工操作場地較小，運輸交通較為不便。基于以上因素，考慮到本次工程污水管道的周邊地質情況、抗壓情況以及使用要求，結合對各類管材經濟性和使用性能的綜合比較，經綜合考慮，確定本工程采用塑料管，其中污水收集管網干、支管段采用HDPE 管；接戶管采用管徑DN150~DN200 的排水用硬聚氯乙烯PVC-U 管。

表1 管材特性比較表

3.2.2 污水管道流速

為了使管道內污水保持穩定流動，不至淤積，并為便于養護清淤，本工程干管最小管徑確定為DN300。為盡量減少管道埋深，并考慮給電力電信、給水、雨水等市政管線在垂直方向上預留空間，污水隨管道設計坡度一般先用相應道路坡度，反坡段采用最小坡度。由于該地區地形高差較大，有些道路坡度較大，應保證污水管道最大坡度下的流速小于5 m/s，必要時設置跌水井、消能井。

3.2.3 施工開挖

本項目污水主、支管道敷設一般采用溝槽放坡開挖，根據地勘報告及現場實際情況，確定開挖邊坡為1∶0.25。對于管道沿線周邊無建筑區且有足夠的工作面時采用放坡開挖；對于管道沿線周邊有建筑區且無足夠的工作面時采用直槽開挖；污水接戶管PVC-U 管采用直槽開挖。

3.3 污水處理設備設計

3.3.1 污水系統布局的選擇

排水分區應根據鄉村總體布局，結合豎向高程和道路布局、坡向以及村莊污水受納體和污水處理站位置進行流域劃分和系統布局進行劃分。根據鎮的各個自然村的分布和地形高程情況，各自然村污水處理根據居民集中區進行分區處理，原則上每個自然村設置一座污水處理站，但如果現狀幾個自然村分布距離較近，則幾個自然村集中收集至一座處理站。

在處理模式方面，農村生活污水的農戶分散處理模式是一種常用的方法。這種模式主要適用于無法集中鋪設管網或集中收集處理的村落，特別是居住較為分散的山區、丘陵地帶。農戶通常在自身庭院內建有戶用沼氣池等污水處理設施，對農村生活污水進行處理。這種處理模式的優點是可以根據農戶自身的需求和條件，靈活選擇合適的處理方式，同時也可以降低處理成本。

因此，該村鎮選擇分散式與集中式相結合的排水布局。人口密集、污水排放量大的地區宜以集中處理方式為主，人口少、相對分散，以及短期內集中處理設施難以覆蓋的地區，宜合理建設分布式、小型化污水處理設施。

3.3.2 集中處理方式的選擇

1）人工濕地

人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制地投配到經人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用，對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。

2）土地滲濾系統

土壤滲濾處理技術是污水土地處理技術中的一種基本類型，一般由預處理系統和土壤滲濾系統兩部分組成。污水通過預處理系統中沉淀、厭氧過程等處理后，在人為控制下按照一定的水力負荷將污水均勻灑布到土壤滲濾系統中，從系統表面均勻地向通氣性土壤向下滲濾。通過土壤的吸附作用、微生物生化作用對污水中的各類污染物進行吸收、吸附、氧化還原、離子交換、沉淀、絡合等，實現污水凈化，污染物降解物被作物吸收利用。目前，土壤滲濾處理技術主要分為快速滲濾系統、慢速滲濾系統、地下滲濾系統3 大類型。

3）生物濾池型污水處理工藝

生物濾池是指由碎石或塑料制品填料構成的生物處理構筑物，其基本凈化原理是通過污水與填料表面上生長的微生物膜間隙接觸凈化污染物質。當前，技術人員已經研發出曝氣生物濾池、反硝化濾池、厭氧生物濾池3 種新型生物濾池。

4）一體化污水處理設備

一體化污水處理設備是集污水預處理、二級處理和深度處理設備于一體的中小型污水處理技術裝置。目前，應用較為廣泛的有AAO 工藝、接觸氧化反應器、凈化槽處理系統等。

5）膜生物反應器（MBR）

膜生物反應器是將膜分離技術和生物處理技術有機結合而形成的廢水處理系統。膜生物反應器將傳統生物處理技術采用的沉淀池用膜組件來取代，利用膜分離技術截留水中的活性污泥和大分子難降解有機物，延長水力停留時間，從而提高降解效果，進一步實現對廢水的有效處理。

根據該村鎮的實際情況，該區域水域發達，水源豐富，對排放水的要求按照一級B 的標準執行，同時考慮到施工、占地等因素，該工程的集中處理設備選用一體化污水處理設備。

3.3.3 分散處理方式的選擇

1）分散式移動污水處理裝置

污水進入分散式移動污水處理裝置后，沉淀分離槽進行預處理，去除比重較大的顆粒及懸浮物，提高污水的可生化性；預過濾槽內裝有填料，在填料上的厭氧生物膜的作用下，去除可溶性有機物；曝氣槽集曝氣、高濾速、截留懸浮物和定期反沖洗為一體。沉淀槽溢水堰設置了消毒裝置，對出水進行消毒處理。運行穩定、效果良好。傳統分散式移動污水處理裝置處理規模在1.0~10.0 m3/d。需定期檢查鼓風機和清掏沉淀物。

2）三格化糞池

三格化糞池廁所具有結構簡單，經濟適用，清潔衛生，厭氧發酵充分，糞便無害化處理效果好等優點。化糞池應保證糞便在第一池貯存20 d，第二池貯存10 d，第三池貯存30 d。總容積不得小于1.5 m3。需加強日常維護檢查包括化糞池的水量控制、防漏、防臭、清理格柵雜物、清理池渣等工作。

根據該村鎮的實際情況，該工程的分散處理設備選用三格化糞池的形式布置。

4 問題及建議

農村污水處理是環境保護的重要組成部分，關系到農村地區的可持續發展和人民生活水平的提高。該項目通過分析南方某村鎮污水處理的現狀、難點，提出了解決方案，為農村污水處理提供了一定的實踐參考。然而，農村污水處理仍然是一個長期、復雜的任務，需要政府、企業和社會各界的共同努力，后期還需做好以下幾方面的工作。

1）加大投資力度：政府可以通過出臺扶持政策等措施，鼓勵企業和個人參與農村污水處理設施的建設和運營。同時，也可以引導社會資本進入農村污水處理領域，推動農村污水處理行業的快速發展。

2）建立有效的監管和管理機制：政府應加強對農村污水處理設施的監管和管理，建立完善的運營管理機制，確保污水處理設施的正常運行和處理效果的穩定性。同時，也可以通過培訓和宣傳等方式，增強農民的環保意識和責任感，推動農村環境治理的可持續發展。

3）加強規劃管理：制定統一的農村污水管網建設規劃，確保設施布局合理、運行高效。同時，加強與相關部門之間的協調合作，確保規劃的順利實施。

5 結論

農村污水收集及處理工程是建設美麗農村至關重要的一部分，不同地區的處理方式各有不同。本文以南方某村鎮的污水處理為例，根據前期資料及現場調研，發現該村鎮存在地形高差較大、現狀污水管道未有效利用、現狀化糞池下滲污染地下水等問題，通過技術比較，提出了一套適用于該村鎮的處理模式。

1）出于經濟性、適用性、合理性考慮，排水管材選用了HDPE 管、硬聚氯乙烯PVC-U 管。依據道路坡度布置管道，同時要滿足管道流速在0.6~5 m/s，合理布置跌水井。為了盡可能少影響村民日常生活，管道開挖斷面盡可能減少，必要時直槽支護開挖。

2）根據該村鎮現狀情況，采用分散式和集中式相結合的處理方式。其中分散式采用三格化糞池的處理形式，集中式采用占地較小、施工方便的一體化處理設備。