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农村污水治理工程的有效对策研究

2022-08-26范雷振

陕西水利 2022年7期
关键词:雨污容积填料

范雷振

(上海南汇水利市政工程有限公司,上海 200000)

浦东地区人口数量日益增多,产生大量的生活污水。尤其是农村地区,缺乏完善的污水收集和处理设施,生活污水对周边环境造成较为恶劣的影响。农村地区存在较为严重的河道污染。在二十世纪七八十年代,农村居民还能在河道里用河水淘米,但现在河道受到的污染已经极为严重。对农村河道开展消劣整治工程后,河道水质基本达标。但是,未能从源头上消除河道污染,未能有效收集和处理农村污水。对此,浦东地区开展农村污水治理工程,从源头上解决河道污染问题。

1 工程概况

新场镇农村污水治理工程位于浦东新区新场镇,污水改造共涉及坦西村、坦东村、坦南村、祝桥村、仁义村、蒋桥村、新卫村、金建村、新南村、王桥村、众安村、新场村共计12个村。

该工程主要包括如下施工内容:

(1)院外污水收集处理系统:新建DN100~DN300 户外污水收集管网及污水泵站,接入市政污水管道前设置格栅井;受条件限制的,收集后经处理装置对污水进行处理,达标后排入河道里。

(2)院内改造:新建DN100~DN150 污水出户管(厨房废水收集、卫生间废水收集、卫生间污水收集、院内洗涤池废水收集)。主要的工程量如下:DN250 双壁缠绕管107910 m,DN300 双壁缠绕管19860 m,铸铁管1420 m,拖拉管16746 m,315 塑料井25351 只,砖砌井2970 只,就地处理装置11座,一体化泵站37座,合同总价为27647.0613万元。

该工程主要具有如下特点:

(1)本工程施工涉及新场镇12 个村污水改造,时间紧、施工作业面大、范围分布广。

(2)农村地区大多道路狭窄,大型机械无法进场,进场材料有时需二次短驳。

(3)本工程污水治理小到一家一户,关系到村民利益,施工协调难度较大。

(4)浦东地区所有镇农村污水工程同时开工,造成机械、物资、人员资源紧张。

(5)采用信息化平台,完成工程量进度和验收首次采用APP扫码上报,要做到图纸、扫码系统、现场一一对应[1]。

2 做好农村污水治理工程的措施

2.1 雨污分流设计

雨污分流对于农村污水治理成败具有重要影响。分别布置雨污管网存在困难的区域,构建雨污合流管网,平常输送生活污水,在暴雨时段,主要输送雨水。同时,对特征水位进行科学设计,构建雨污分流的合流管网。具体做法如下:在雨污合流管相应的排放口,对集水池进行设置,根据水位调蓄原理,按照由低到高的顺序对集水池设置三条水位线,分别是污水死水位、吸污水位、雨水位。在不下雨时,位于污水死水位的污水上升至吸污水位,水泵即开始自动工作,将污水抽至处理系统,对污水进行集中处理。将污水水位抽低后,水泵工作停止。在下暴雨时,集水池水位上升,达到雨水位,水泵停止工作。雨水经由溢水管从集水池中溢出。雨停后,水泵恢复正常工作。基于雨污分流的农村生活污水治理思路见图1。

图1 基于雨污分流的农村生活污水治理思路

2.2 厌氧池加人工湿地技术

在农村污水治理工程中,对厌氧池+人工湿地技术进行灵活运用,效果显著。该组合工艺主要包括两部分,一是厌氧水解池,二是人工湿地,该组合对于冲击负荷具有较强的抵抗能力。厌氧水解池对流入的生活污水所含的有机物进行截流,并通过厌氧水解,对有机物进行分解,形成小分子有机物,再由人工湿地对小分子有机物进行吸附、过滤、生物降解以及植物吸收,据此将污染物去除。该组合不仅工艺简单,且不存在动力损耗,且维护管理较为简便,在农村污水治理中能取得良好效果。

2.2.1 技术指标

主要工艺参数:①厌氧水解池相应的水力停留时间>6 h,污泥清掏周期保持在0.5 a~1 a之内;②人工湿地水力负荷保持在0.25 m3/(m2/d)~0.50 m3/(m2/d)。

2.2.2 投资估算与运行管理

系统耗费的人均建设成本大概在150 元~250 元范围内。安排1人负责对系统实施不定期维护。在秋季和冬季,对人工湿地存在的杂物、树叶等进行及时清理,避免堵塞形成二次污染。

2.2.3 厌氧池设计

厌氧池总容积如下式所示:

式中:V表示厌氧池总容积;V1表示污水容积;V2表示污泥容积;V3表示保护容积。

其中,污水容积如下式所示:

式中:N表示设计总人数;q表示每人每天污水量;t表示污水停留于厌氧池的时间,设计按照6 h。

污泥容积如下式所示:

式中:N表示设计总人数;表示每人每天污泥量;b表示污泥含水率;c表示浓缩后污泥含水率;K表示腐化期间污泥缩减系数;T表示厌氧池清掏周期。

综合考虑预留超高空间与操作维护空间,对保护容积进行确定。设计无覆土型厌氧池,采用钢混结构。计算确定厌氧池包含的进水、出水管管径。厌氧池需对通气管进行设置,并将管罩加盖在通气管上。应将检修孔设置在厌氧池顶部。

2.2.4 人工湿地设计

人工湿地主要包括两级湿地池,池内以均质碎石作为填料,将碎石粒径控制在30 mm~50 mm以内。在一级人工湿地池内,将芦苇种植于填料上,将芦苇株距控制为0.3 m,在二级人工湿地池内,将花叶芦荻种植于填料上,将株距控制为0.3 m。在两类植物相应的生长旺季对之进行及时收割,并在春季和秋季实施换茬。在冬季,对枯萎枝叶进行及时清理。将排水渠设置于人工湿地两侧,用于收集雨水。通过管道将雨水就近排入周边的水塘或明沟,保障人工湿地实现良好放空,避免雨水水淹产生的不良影响。

2.2.5 人工湿地关键部位施工技术要点

对生活污水实施沉淀、厌氧发酵、酸化水解等处理后,析出水悬浮物、化学需氧量以及氨氮值仍保持较高水平。通过人工湿地对之进行处理,能取得良好效果。人工湿地关键部位施工技术要点如下:第一,布水系统。对人工湿地进出水设置的相应缓冲沟标高进行合理设置,确保水流自流,并保持对进出水的均匀推流;第二,对过滤填料进行合理选择。将过滤装置设置于人工湿地的污水进口前,过滤填料选用石灰石、鹅卵石等材料[2]。应按照从大到小的顺序按顺水流方向对填料进行摆放,避免堵塞人工湿地,将摆放高度控制为与水面保持平齐;第三,选择生态床植物。应考虑农村污水治理工程所在地的气候条件,选择适宜当地水土,具有较强去污能力的植物。

人工湿地污水处理工程主要构筑物如下:一是格栅池。通过格栅对粗大悬浮物进行去除,避免其对管道阀门和水泵机组造成堵塞,确保后续各项处理设施运行正常;二是调节池。为确保构筑物和管渠保持正常运行,防止污水流量高峰带来不良影响,按照室外排水相关设计规范,对调节池进行构建;三是预处理厌氧池。为保障人工湿地形成稳定良好的生态系统,延长其使用寿命,构建预处理厌氧池。对污水进行预处理,防止污水在输送、贮存时产生臭气,避免污水对土壤造成污染。

2.2.6 工艺流程

管网收集农村生活污水后,污水经过格栅流入调节池,通过水泵提升污水到预处理厌氧池中,将处理后的污水经由出水池,将清液排出,流入人工湿地,人工湿地将达标的污水就近排放入农田中,用于灌溉。对于格栅形成的栅渣,要对之进行定期清理。污水处理工艺流程见图2。

图2 人工湿地污水处理工艺流程

3 结语

农村污水治理工程施工管理难点较多。对此,要加强村庄规划整治、加强对污水的分散处理、合理选择污水处理工艺、加强污水治理工程验收和管理维护,通过构建沟通协调组织体系、精准放样并优化调整施工方案、合理组织工程施工、加强施工质量和安全管理等措施做好农村污水治理工程。

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