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农村生活污水处理工程设计浅议

2019-07-20严晓波

城市道桥与防洪 2019年7期
关键词:管网污水处理污水

严晓波

(上海嘉定水务工程设计有限公司,上海市 201800)

0 引言

为贯彻落实党的十八大、十八届三中全会和全国改善农村人居环境工作会议精神,围绕建设美丽中国、生态文明的总体要求,坚持生产方式决定生活方式的原则,建设一批“生态宜居、生产高效、生活美好、人文和谐”的美丽乡村,引领全市农村人居环境建设工作,促进农村全面健康可持续发展,推动城乡一体化进程,上海市制定了《上海市美丽乡村建设导则》,导则中提出应妥善处理污水排放,因地制宜采用就近纳管、分散或集中生化处理等形式开展农村生活污水处理。

1 农村生活污水的特点

1.1 农村生活污水来源复杂

农村生活污水主要是指农村村庄的居民生活污水和生产废水,它的来源很多,主要有:

(1)农村居民日常生活产生的污水,通常是厨房污水、生活洗涤污水、冲厕水等;

(2)位于农村的乡镇企业排放的污水,通常包含员工生活污水、冲洗废水、企业生产环节产生的工业废水等;

(3)位于农村的中小学、农家乐等民俗旅游、旅店、当地机关、事业单位排放的污水,通常包括人员生活污水、食堂餐饮业含油废水等;

(4)农村畜禽养殖业排放的污水。

1.2 农村生活污水的分布特点

农村居民居住点分布不集中,村庄过于分散,生活污水排放点多面广,很多农村没有完整的排水系统,居民自行埋设排水管道,将污水排放入河,造成污水收集困难。

1.3 农村生活污水的水质特点

农村生活污水主要以化学需氧量(CODcr)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)等为主,参考《上海市农村生活污水处理技术指南》[1]给出的典型农村生活污水水质,见表1。

表1 农村生活污水的水质指标

1.4 农村生活污水的水量特点

农村地理位置分散,单个村庄排水量小而总体排水量巨大。

农村生活污水水量时变化与日变化波动幅度大。改革开放以来,农村外出务工人员明显增加。以上海市的农村来看,近年来,农民进城买房置业,导致平时村中户籍人口数很少,留在农村的多为老人,用水极为节俭,而节假日猛增;农村房屋空置、租金低廉,吸引了大量外来务工人员租住,这部分人员生活污水排放量通常是早晚多、白天少,有时中午时分几乎无污水排放。因此,生活污水水量在春节等节假日期间显著增加,而平时污水排放量较少且主要集中在早晚。

2 农村生活污水设计

2.1 设计原则

(1)符合国家法规,政策。

(2)为提高整体水环境质量,严格实行雨、污分流原则。

目前农村分散居住区域排水收集系统基本空白,排水管道设施极不完善,根据有关规定,考虑到分散就地处理系统设施在规模和运行条件上的制约因素,对于农村分散居住区的生活污水收集采用雨污水完全分流的排水体制,原有的场地排水管道作为雨水管道利用,雨水就近排放入河;重新布置污水收集管网,将工程范围内每家每户的生活污水收集后,纳入市政污水管网。

(3)纳管优先的原则。对于靠近市政污水管道的村落,采用逐户收集污水,纳入市政污水管道。不具备纳管条件的自然村落,就地建造污水处理设施,处理后达标排放。

(4)坚持系统布局与周围环境相容,注重与周围景观协调。

(5)因地制宜,以人为本,注重生态,坚持技术经济的合理性,注重工程实效。

(6)处理系统布局采用分散和相对集中的选择原则。对于独立的住户群采用独立的处理系统,对于居住紧凑的住户群尽量采用同一处理系统。

(7)在不大幅度增加系统投资的基础上,系统尽量集中,便于管理。

(8)处理站点尽量靠近大水体,便于处理后尾水排放,且对环境影响较小。

(9)在条件允许的情况下,管道敷设坡度尽可能放大。

(10)尽可能避免设置倒虹。

2.2 水量设计

污水量设计指标应根据当地的污水处理系统专业规划中确定的当地用水定额,结合对农村居民生活用水现状调查综合确定。计算方法按照《给水排水设计手册》第五册《城镇排水》[2]中的污水变化系数的规定来计算。以上海市嘉定区为例,生活污水量取年平均常住人口105 L/p·d,外来人口取综合生活污水量以年平均60 L/p·d,考虑收集系统渗入量取旱流量的10%。

2.3 污水管网设计

对于有纳管条件的,根据各自然村的规模,住户分布情况,河道位置及市政污水管道的位置、条件等确定管网布局。

对于既可采用相对集中,系统减少而管网较长方案,也可采用相对分散而管网较短方案,通过经济技术比较后优化确定。

根据农村地区的特点,埋管起点是不过车的农户房后,很少有人经过,所以,管道受压力小,设计可减少覆土厚度。设计污水管起点管道埋深可选择0.4~0.5m。管道连接采用管顶平接。对于部分管道,特别是住户和系统之间的连接管,位于低洼地带时,可以采用局部覆土方式,以保证管道有一定的覆土厚度。

由于住户排水点大部分位于房屋北侧,设计管道尽量沿住户北侧铺设,以减少管道用量。对于管道没有条件设在北侧的,主管沿房屋南侧铺设,住户污水从房屋侧面通道引至南侧。

2.4 污水处理系统工艺

当前,在全国各地的农村污水处理中,各种工艺层出不穷,实际运行情况各有差异,需要结合各地的特点选择最适合的处理工艺。农村生活污水处理工艺的选择应根据农村自然环境、经济环境与人口规模等条件确定,因地制宜,采用集中收集与分散处理相结合的策略,以投资少、简单实用、管理方便、效率高、运行成本低为污水处理技术选取的原则。

上海市出台了《上海市农村生活污水处理技术指南》、《上海市农村生活污水处理技术管理要求》,对农村生活污水处理工程的工艺选择作了基本要求,并推荐了几种较合适的工艺。以上海市嘉定区为例,结合近几年农村生活污水处理工程各工艺实际应用情况,通常采用一体化A O-M B R农村污水工艺、组合型工艺(生物滤池+人工湿地)、一体化A/O接触氧化法污水处理技术等。

3 长效运行管理

农村生活污水处理系统的建设切实改善了农村居民的生活环境,减少了疾病的传播途径,缓和了河道的环境压力,然而系统的长期有效运行有赖于建设以后的维护与管理。农村生活污水工程系统运行维护管理难度较低,然而其系统太多,综合管理难度较大。日常维护仍然极为关键,故应建立起一套与之相匹配的管理模式。

3.1 管理模式

鉴于农村污染源分布广泛,远离城镇,每座处理系统维护工作量不大,但由于点多面广,具有处理工程的村落密度不大,分布较散。如果政府直接负责该项管理任务,不仅缺乏相应的技术人员,而且效率将十分低下。对于农村生活污水的管理模式,各地均有不少有益的尝试,应根据当地的特点选择合适的管理模式。

近年来上海市各个区镇已进行了相当一部分的农村生活污水处理工作,他们对辖区内部分农村生活处理系统进行管理模式探索,实践取得了较好的成效已形成了较为完善的管理模式,他们与有技术力量的企业合作,开发并应用远程实时监控系统。

企业(或具有相应的专业技术力量以及管理能力)利用政府补贴的经费,对系统进行统一运营维护管理。政府在管理上主要负起考核的任务,根据对承担维护的企业考核维护成果进行考虑,发放维护经费,并根据考核结果,可以给管理好的企业一定的奖励。

3.2 长效运行管理

通常农村生活污水采用的处理系统,要求无需专人看护,运行费用低。系统正常运行后,水泵等设备设计采用自动控制系统,只要设备正常工作,也无需人工操作。

但日常的维护管理仍然是系统正常运行必不可少的保障。

系统的维护管理包括管道系统和处理系统,对管道系统日常的维护管理、清掏、对污水处理系统定期巡视设备的工作状态、定期观察上层滤层等常规的养护工作,是整个系统持续稳定运行的关键。

为切实加强农村生活污水处理设施管理养护工作,确保设施设备的完好和正常运行,进一步提升设施养管水平,应制定农村生活污水处理设施管理养护及考核办法,明确农村生活污水处理设施的管理养护办法,明确职责分工、养护管理内容、养护管理标准、管理模式、资金保障。

4 工程实例

嘉定区自2015年至今,已连续5年实施农村生活污水处理工程,部分工程已完工,污水管网及处理设施已投入运行,有效解决了农村生活污水对环境的污染,取得了良好的效益。

5 结论

(1)污水管网系统的长期有效运行有赖于建设以后的维护与管理。如果维护不力,导致管道及泵站堵塞,管网系统就会失效。

(2)从工程建设的实践可知,设计是工程建设的前提,设计的成败决定着整个项目的命运,只有合理的设计,其施工及一系列建设才能最终实现,要做到设计合理,现场调查和方案比选是至关重要的环节。

(3)合理选择设计参数,排水量的预测应从多方面进行预测并要留有发展余地,并应根据各区域不同的用地性质,因地制宜地采用不同的标准。

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