農(nóng)村生活污水治理對區(qū)域水質(zhì)提升、生態(tài)環(huán)境保護、村民身體健康改善、人居環(huán)境改善、促進新農(nóng)村建設(shè)都具有積極意義。通過杭州市蕭山區(qū)樓塔鎮(zhèn)管村農(nóng)村生活污水治理工程設(shè)計實例, 充分調(diào)研分析村莊現(xiàn)狀及生活污水特點, 提出了因地制宜的農(nóng)村生活污水治理方案, 為農(nóng)村生活污水治理設(shè)計提供借鑒。

浙江省委十三屆四次全會作出的“五水共治、治污先行”重大決策, 吹響了浙江省大規(guī)模治水行動的新號角。開展農(nóng)村生活污水治理是浙江省委、省政府作出的重大戰(zhàn)略決策部署, 是一項惠澤民生的實事工程, 是打贏“五水共治”攻堅戰(zhàn)的關(guān)鍵所在。農(nóng)村污水治理是“五水共治”的重點和難點。農(nóng)村污水治理體量大, 缺乏專業(yè)的運行維護人員, 這就要求農(nóng)村污水治理必須遵循經(jīng)濟適用、簡便易行原則, 杭州市蕭山區(qū)樓塔鎮(zhèn)管村農(nóng)村生活污水治理工程設(shè)計方案體現(xiàn)了這一特點。

一、村莊概況

1. 地理位置

管村地處杭州市蕭山區(qū)樓塔鎮(zhèn)東, 蕭山最南端, 距諸暨市區(qū)、富陽市區(qū)、蕭山市區(qū)均35 km, 人稱諸蕭富三足鼎立寶地。管村由毛岸涼亭、管村、東山吳三個自然村組成, 洲口溪穿村而過, 全村現(xiàn)有農(nóng)戶771戶, 2 200余人。毛岸涼亭、東山吳為自然村落, 管村為集鎮(zhèn)村, 管村自然村東南區(qū)塊有規(guī)劃的新農(nóng)村, 村中產(chǎn)業(yè)有服裝類輕工業(yè)、商業(yè)及農(nóng)業(yè)。

2. 給排水現(xiàn)狀

全村已建自來水管網(wǎng);毛岸涼亭、東山吳村無污水管網(wǎng), 糞便污水進入化糞池, 化糞池大部分底部滲漏, 廚房、洗滌廢水排入附近溝渠或地面, 雨水通過明溝暗渠排入河道;管村部分建有雨污合流管網(wǎng), 部分農(nóng)戶生活污水接入雨污合流管道, 現(xiàn)有雨污合流管道由于后期維護不及時, 年久失修, 多數(shù)已破損, 無法正常進行污水收集;未納管道的農(nóng)戶污水滲入地下, 或直排于附近的溝渠或地面;毛岸涼亭、管村附近有市政管網(wǎng)。

3. 地形特點

毛岸涼亭戶數(shù)少, 房屋沿老省道分布, 屋高路低, 兩側(cè)高、中間低;管村被洲口溪劃為兩部分, 溪北主要是農(nóng)貿(mào)市場、飯店、超市等商業(yè)區(qū)及多層商品房, 溪南房屋密集, 地勢較為平坦, 總體地勢為西高東低、南高北低, 路面下有較多的暗溝、暗渠;東山吳地勢較復(fù)雜, 總體為西高東低, 南北方向為中間高、兩側(cè)低, 將東山吳村劃分為三個區(qū)塊后, 各區(qū)塊地勢坡度明顯。村中主要道路為瀝青路及水泥路, 極少部分道路為碎石路。

二、生活污水特點

1. 排放無序

生活污水包括糞便污水、廚房廢水、洗滌廢水。村中除新農(nóng)村建房、商品房外, 其他房屋均為農(nóng)戶自建, 房屋結(jié)構(gòu)布局各異, 排水口、化糞池位置分布雜亂, 無序可循。

2. 水量變化大

農(nóng)村生活污水排放量與用水量密切相關(guān), 生活用水量因氣候特點、經(jīng)濟條件、生活習(xí)慣的差異而不同。根據(jù)實地入戶調(diào)查, 管村經(jīng)濟條件好, 90%以上的房屋內(nèi)淋浴、水沖廁所、洗衣機等衛(wèi)浴設(shè)施齊全, 根據(jù)《浙江省農(nóng)村生活污水治理項目設(shè)計施工參照要點 (試行) 》, 管村農(nóng)戶的生活用水量取120～180 L/ (人·d) ;房屋的排水管齊全, 農(nóng)戶生活污水為有組織排放, 因此, 生活污水量按用水量的80%計。根據(jù)對農(nóng)戶生活習(xí)慣的調(diào)查, 生活污水集中在06:00～08:00、11:00～13:00、17:00～20:00三個時段排放, 日變化系數(shù)在3.0～5.0之間;冬季12月—翌年2月污水排放總量最小, 夏季5—9月污水排放量最大。

3. 水質(zhì)波動大

參考臨近村莊的污水處理站實測進水水質(zhì)數(shù)據(jù), CODCr平均濃度在100～150 mg/L之間, 最高可達250～300 mg/L;NH3-N平均濃度在25～40mg/L之間, 最高可達60～70 mg/L;TP平均濃度在1～4 mg/L之間, 最高可達6～8 mg/L。

三、設(shè)計難點

管村地域范圍大、地形復(fù)雜、房屋密集、商業(yè)發(fā)達, 污水管網(wǎng)的設(shè)計及施工存在諸多難點, 主要如下:

(1) 地勢、地形復(fù)雜。村中總體地勢有坡度, 但局部高低起伏不定;臨山區(qū)塊地下有巖石層, 臨溪區(qū)塊土質(zhì)松軟、地下水水位高。

(2) 基礎(chǔ)資料匱乏。地勘資料、地下管線資料、河網(wǎng)水系資料缺乏, 導(dǎo)致設(shè)計人員對現(xiàn)場了解不充分, 設(shè)計階段考慮不充分, 后期施工中變更工作量大。

(3) 村莊房屋密集, 巷道狹窄。管村中西部房屋年代久遠、間距小、排列不規(guī)整, 巷道狹窄, 并有祠堂需要保護, 污水管網(wǎng)的設(shè)計和施工非常困難。

(4) 雨污分流實施難度大。村中房屋多為3～4層磚混結(jié)構(gòu), 大部分二、三樓的衛(wèi)生間出水口接入了屋頂?shù)挠晁欧殴艿? 要實施雨污分流, 則要對二、三樓的衛(wèi)生間污水進行截流, 實施難度極大。

(5) 污水管網(wǎng)設(shè)計工作量大。由于基礎(chǔ)資料缺乏, 設(shè)計人員要通過多次現(xiàn)場踏勘了解村莊現(xiàn)狀, 要多次與村干部、村民溝通并到每戶調(diào)查排水現(xiàn)狀及排水口位置才能確定設(shè)計方案。而農(nóng)村污水治理工程的設(shè)計有嚴格的時間節(jié)點, 設(shè)計任務(wù)又必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成, 因此工期緊張。

四、設(shè)計方案

1. 治理模式選擇

農(nóng)村生活污水治理應(yīng)根據(jù)村莊的土地、植物、地形地勢、道路交通條件以及居民住宅建設(shè)布局等具體情況, 探索因地制宜的農(nóng)村生活污水收集、治理方式, 既要令污水達標(biāo)排放, 又要充分考慮今后污水治理回用的需要。

根據(jù)對管村現(xiàn)狀的調(diào)查分析, 本著“因地制宜, 接管優(yōu)先”原則, 確定三種治理模式:毛岸涼亭、管村為進廠處理模式 (納市政管網(wǎng)) , 東山吳為集中治理模式 (自建污水處理站) , 位置偏遠、地勢低或無法接管的污水采用單戶、聯(lián)戶等分散處理模式。通過三種治理模式的聯(lián)合應(yīng)用, 實現(xiàn)低成本與環(huán)境效益的結(jié)合。

2. 處理工藝選擇

農(nóng)村生活污水的污染物以有機物為主, 同時含有多種微生物, 不含重金屬、有毒物質(zhì)等難降解污染物, 具有很強的可生化性, 因此, 農(nóng)村生活污水一般選用生物處理工藝進行處理。農(nóng)村污水處理站分布分散, 處理規(guī)模小, 缺乏專項運營資金, 無專業(yè)人員值守, 且距農(nóng)戶較近, 因此, 農(nóng)村污水處理工藝需具有高效、低投資、低運行費用、易管理維護、耐沖擊負荷、處理效果穩(wěn)定的特點。

東山吳的污水處理站規(guī)模分別為30 m3/d、10 m3/d、5 m3/d, 處理站出水排入河道, 出水水質(zhì)執(zhí)行浙江省《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (DB 33/973—2015) 二級標(biāo)準(zhǔn), 采用MIO微動力污水處理工藝。

MIO工藝是一種整合了A2/O工藝、生物膜工藝及SBR工藝, 針對農(nóng)村生活污水處理特點的污水處理工藝。它由接觸厭氧池、接觸缺氧池、接觸好氧池、沉淀池及回流、曝氣系統(tǒng)組成, 三種工藝優(yōu)化組合使得回流耗能明顯降低。該工藝在A2/O池中加入了生物填料, 沉淀形式以靜沉為主。整套系統(tǒng)的運行由微電腦調(diào)配控制, 對污水處理中的曝氣、回流等工序進行實時優(yōu)化。同時, 將設(shè)備運行管理智能化, 通過遠程通信技術(shù), 實現(xiàn)設(shè)備的實時在線監(jiān)控, 達到遠程控制、無人值守的目的, 以適應(yīng)農(nóng)村基層缺乏專業(yè)技術(shù)管理人員的實際情況。

3. 污水收集管網(wǎng)設(shè)計

(1) 設(shè)計原則

農(nóng)村污水管網(wǎng)設(shè)計應(yīng)遵循雨污分流、盡可能采取重力流、充分利用地形、避免或減少穿越河道及障礙物、污水管網(wǎng)運行維護最簡單、綜合費用最小的原則。

(2) 設(shè)計要點

(1) 根據(jù)村莊地形地勢、房屋分布、村委會及村民意見, 充分利用現(xiàn)有坡度, 對污水管網(wǎng)進行平面布置設(shè)計, 主 (支) 管的布置應(yīng)盡可能地使村民矛盾最小、政策處理最簡單。

(2) 管道、檢查井一般采用開挖施工, 特殊情況下, 管道采用牽引施工、沿駁岸明管施工等方式, 檢查井采用沉井施工。

(3) 管道材料的選用是污水管網(wǎng)設(shè)計的重點, 污水管一般為重力流管道, 主 (支) 管一般采用HDPE雙壁波紋管, 承插接口, 環(huán)剛度SN8;部分支管采用UPVC管, 膠水粘接, 環(huán)剛度SN4。HDPE、UPVC管兼具耐腐蝕、耐沉降、流量大、壽命長、施工方便、造價相對較低等優(yōu)點。

(4) 主 (支) 管管徑一般根據(jù)水量計算確定, 但單個村莊的污水量小, 污水管管徑大致可按表1選擇。

(5) 管道最小坡度:管徑300≥0.003、管徑225≥0.004、管徑160≥0.005。

(6) 污水管管頂覆土深度在機動車道下不小于0.7 m;非機動車道下不小于0.6 m, 房屋背后不涉及村民活動的區(qū)域可酌情減小, 但不宜小于0.4 m;覆土深度不滿足要求時, 采取包方加固處理。

表1 污水管管徑

(7) 在管道交接處、坡度變更明顯、管線走向轉(zhuǎn)折或長度過長需要過渡時須設(shè)立檢查井, 檢查井之間的距離≤20 m。檢查井采用塑料井、磚砌井, 檢查井規(guī)格根據(jù)井深、管徑、道路寬度等因素確定, 為Φ315～Φ1 000。

(8) 位于道路上的檢查井井蓋與路面齊平;位于綠化帶或農(nóng)田的井蓋應(yīng)高于地面300 mm以上;位于車行道上的井蓋采用重型井蓋, 位于非車行道上的井蓋采用輕型井蓋。

4. 接戶管道設(shè)計

接戶管道應(yīng)遵循橫平豎直的原則, 采用UPVC直壁管, 廚房廢水、洗滌廢水的接出管徑為75 mm, 化糞池進水、出水管徑為110 mm, 最小坡度分別為管徑110≥0.010、管徑75≥0.020。

五、結(jié)語

農(nóng)村生活污水治理設(shè)計難度大, 面對基礎(chǔ)資料缺乏、前期工作繁瑣的現(xiàn)狀, 要做好農(nóng)村生活污水治理工程設(shè)計, 就要求設(shè)計人員充分調(diào)研, 大量收集資料, 掌握現(xiàn)場情況, 并與村鎮(zhèn)進行有效溝通;根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平和生活特點, 科學(xué)預(yù)測污水量;根據(jù)受納水體的功能要求, 確定污水排放標(biāo)準(zhǔn);根據(jù)村莊及污水排放特點, 因地制宜選擇污水治理模式;根據(jù)污水處理程度、施工、設(shè)備安裝、使用及維護管理全方面要求, 選擇適宜的污水處理工藝。

作者：李玉蓉 盧錢峰 浙江浙大水業(yè)有限公司 江西省江咨工程咨詢有限公司