實施鄉村振興戰略的一項重要任務就是要改善農村人居環境、建設美麗宜居鄉村,而農村水環境作為農村人居環境整治提升的重要組成部分則顯得尤為重要。雖然各地把污水治理作為主攻方向,但從實際的運行狀況來看,現狀農村污水處理設施普遍存在設備運行不穩定、收集系統滲漏嚴重等問題。本文將在分析農村污水特點的基礎上,針對上述問題對設計過程中涉及的污水處理規模的確定、調蓄池的設置、污水管道的埋深及管位、污水處理設施的位置選擇、尾水排放、防滲漏措施等幾個問題進行探討,為大家解決同類型問題提供一定思路。
農村污水處理規模的確定
一般計算方法
污水量一般采用用水定額法計算,具體如下:
Q= n×q×ψ×(1+α)/1000
式中:Q為污水量,m3/d;n為人數,人;q為綜合生活用水定額,即平均日綜合生活用水定額;ψ為污水排放系數;α為地下水滲入系數。
該方法存在三方面的問題:一是公式中的人數取值未明確是常住人口還是實際使用人數,未考慮農民外出打工的實際情況;二是未考慮鄉村旅游及農家樂帶來的用水量增加;三是未考慮農村污水資源化利用導致的污水量減少。
污水量計算建議
由于農村污水量的復雜多變,因此應根據各村用水和排水特點合理確定污水處理規模。為此,提出如下三方面的建議:一是對村莊用水情況進行調查統計,分析用水規律,計算出平均日用水量、平均日污水量、最高日污水量、特殊用水季節平均日污水量、特殊用水季節最高日污水量等,建議以平均日污水量為基礎,并用特殊用水季節污水量進行校核,同時結合調蓄池的建設,合理確定污水處理設施規模。二是建議將農村污水分類,可細分為農民生活污水、村企業生活污水、鄉村旅游、農家樂污水等,并對各類污水分別測算,其中在農民人數計算過程中要考慮農民外出打工、城市居民在農村租房等情況。三是對污水資源化用水進行調查,必要時進行核減。
調蓄池的設置
調蓄池的設置場所
農村污水系統中的調蓄池一般設置在管網的末端,可與污水提升泵的進水池合并建設。當村莊收集系統較大或地形較為復雜時,污水調蓄池也可結合中途污水提升泵站的設計一并考慮。設置中途調蓄池的作用,一方面可減小污水提升泵的流量,對下游管網的沖擊也較小,另一方面還便于下游管網和設施的檢修與維護。
調蓄池容積確定
為確保污水系統的正常運行,在進行調蓄池容積計算時應考慮最不利時段的污水產生量,確保用水高峰季節污水不漫溢。下圖為某村最不利時段污水量變化情況。調查結果表明,該村污水處理設施處理能力為15m3/d,2月13日及之前調蓄池水位一直維持低位運行;2月14日以后,調蓄池的水位不斷上升;2月25日,調蓄池的水位上升到最高;2月26日之后,調蓄池水位又呈現下降趨勢。因而,為保證調蓄池污水不漫溢,調蓄池的調蓄容積應滿足2月25日的容積最高要求,即調蓄容積應不小于64.8m3。
某村污水量變化
污水管道的埋深及管位
污水管道的埋深
農村的房屋地基處理相對薄弱,且農村房屋之間的間距較小,污水管道如果埋深較大,在基坑開挖時,勢必會對道路周邊的房屋產生影響。為減少污水管道建設對農村房屋的影響,建議適當減小污水管道埋深:
(1)適當減小最不利點農戶收集管道的埋深,在無車行、重物碾壓的情況下,污水管道埋深滿足凍土深度要求即可;
(2)對道路下不滿足最小覆土厚度的污水管道進行包封加固處理;
(3)污水管道坡向盡可能與道路坡向一致,減少逆坡現象,減小管道埋深。當污水管道埋深過大時,可考慮采用優化污水管道走向、加大污水管道與房屋距離、必要時設置污水提升裝置等措施。
污水管道的管位
為便于污水管道的維護,一般將污水管道沿道路敷設。沿道路敷設的污水管道,可以敷設在道路中間位置,也可敷設在道路外側的綠地內。污水管道敷設在道路中間,有利于道路兩側的污水收集,但存在道路開挖而導致投資增加的缺點;污水管道敷設在路邊綠地內,可減少路面開挖,節省投資,但存在與農民協調的問題。下表為破路導致的污水管道建設費用增加情況。
從表中可以看出,道路破除和恢復的費用占了總費用的40%左右。當道路較窄時,考慮到路面美觀,恢復面積常常大于破除面積,此時投資還會有所增加。另外,破除路面還存在產生噪聲、揚塵和建筑垃圾等問題。從節省投資和環境保護的角度考慮,污水管道應盡可能敷設在道路外側的綠地內。當道路兩側農戶較為密集且均有污水收集需求時,污水管道也可埋設在道路中間。
處理設施及尾水排放
污水處理設施
農村污水處理設施可以分為預處理設施和末端污水處理設施。預處理設施可包括化糞池、隔油池等,設置預處理設施的目的主要是保障系統的正常運行。設置末端污水處理設施的目的是為了達標排放,根據污水處理系統的大小可分為分散污水處理設施和集中污水處理設施。
化糞池,農村污水量一般較小,污水管道內流速較小,污水中的雜物容易沉積。而農村污水管道的管徑一般較小,管道清疏相對困難。為防止農戶污水中排出的廢紙、紙巾等易沉淀物堵塞管道,在污水管網的前段設置起到預沉和預處理作用的化糞池是必要的。當農戶較為密集時,可幾戶共用一座化糞池;當農戶較為分散時,可每戶設置一座化糞池?;S池分為兩格、三格和四格等形式,以預沉為主要目的時可采用兩格化糞池,當農戶有污水資源化利用需求時可采用三格、四格化糞池。
隔油池,農家樂以及旅游餐飲場所排出的污水,需經隔油池處理后方可排入農村污水收集管網;農戶每戶也可設置帶攔污、沉渣、隔油功能的設施,以減小廚房內產生的雜質對污水系統造成影響。
集中污水處理設施,農村污水具有水量較小且水量變化較大等特點,因而進行集中處理更有利于污水系統運行。當村莊距離城鎮污水管網較近時,建議就近納入城鎮污水系統;在村莊連片情況下,可采用多村設置一座污水處理設施的形式;當村莊比較分散時,污水處理裝置可單村設置。農村集中污水處理設施一般設置在地勢較低處,便于收集污水自流排入;但也應避免設在雨季易受水淹的低洼處,排放口的位置應避免雨季和洪水季節的河水倒灌。
分散污水處理設施,當農戶與集中式污水處理裝置的距離較遠、敷設管道有困難時,可采用分散處理方式。分散處理設施可靈活采用凈化槽、化糞池+濕地、多格化糞池等多種形式,可多戶合用一座,也可一戶設置一座。
尾水排放,污水處理裝置處理達標的尾水,應就近排入流動的河道,避免排入魚塘、水塘等封閉水體。當尾水必須排入封閉水體時,應進行水體自凈能力分析,在生態容量允許的前提下方可排入,或將封閉水體改造成濕地,滿足水環境質量的要求。
污水收集系統防滲漏措施
從現狀農村污水設施的運行情況來看,普遍存在污水處理量不足的現象。造成污水量不足的主要原因是污水系統存在滲漏問題:一是污水管道破損嚴重,污水管道接口部位也存在滲漏;二是井體存在滲漏,管道與井體之間的銜接部位滲漏;三是化糞池、隔油池等設施存在滲漏現象。為解決污水滲漏問題,需選用質量合格的管材;做好管道基礎和回填處理;加強管道接口、管道與井體銜接部位的防滲處理,提高檢查井、化糞池、隔油池的施工質量。當采用成品檢查井、化糞池、隔油池時,應確保成品設施的質量;當利用現狀設施時,應對現狀設施的運行情況進行調查,對不能滿足要求的管道、檢查井、化糞池、隔油池等設施進行改造或修復。
設計創新
建議在設計過程中積極開展創新設計。一是積極探索實壁PE管在農村污水工程中的應用。實壁PE管被用作給水、燃氣工程壓力管的實例較多,但用于污水排水的案例不多。在南京江北新區的農村污水工程中實壁PE管已被大量采用,該管材具有施工便捷、柔性大、適當彎曲可減少檢查井的設置數量、接口密封性好、無滲漏等優點。二是加強污水處理設施管控的智能化設計,建立集中管控平臺,對農村污水處理設施進行實時監控,對污水處理進出水的水量、水質進行動態監測。智能化管控平臺的建設便于引入專業化單位對農村污水處理設施進行專業化管理,有利于污水設施的正常運行。三是針對溝塘眾多、地形復雜、街巷狹窄、管道敷設困難的農村地區,積極探索污水真空收集系統和壓力輸送污水系統的應用。四是加強農村污水的資源化利用研究,對于一些山村、苗木之鄉等地區,污水資源化利用研究具有實際意義。
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來源:農村污水
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