海鹽縣農村污水處理問題分析及方案設計

劉鳳閣, 沈 洋

(1.浙江省城鄉規劃設計研究院，浙江杭州 310030;2.浙江省象山縣自來水有限公司，浙江象山 315700)

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海鹽縣農村污水處理問題分析及方案設計

劉鳳閣1, 沈 洋2

(1.浙江省城鄉規劃設計研究院，浙江杭州 310030;2.浙江省象山縣自來水有限公司，浙江象山 315700)

摘要以海鹽縣農村污水為研究對象，調研了該縣農村污水處理現狀，分析了現階段農村污水處理過程中存在的問題，在“應納盡納”原則的指導下，提出了海鹽縣域農村污水處理模式，包括納入城鎮污水處理系統和就地分散處理2種模式，制訂了污水就地處理和集中納管處理相結合的治理方案，并給出保障方案實施的相關措施。

關鍵詞農村污水；方案設計；就地處理；一體化泵站

近年來，隨著經濟的快速發展，水體污染日益嚴重，作為水體污染重要源頭的農村污水已成為社會各界關心的重大課題。因此，探索適合農村地區的污水處理模式，對于改善農村水環境、促進社會經濟的可持續發展具有重要意義。孫蕾[1]指出，目前常用的農村污水處理工藝有膜生物反應器(MBR)工藝、人工濕地處理工藝及無動力地埋式處理工藝等，并提出污水處理工藝應因地制宜，結合當地經濟承受能力和地形特點。李冠杰等[2]提出，應進行農村污水治理責任主體構建，明確農村居民責任主體和政府責任主體的理論依據及責任形式，形成完整、清晰、合理的治理責任主體體系，以推進農村污水治理工作。海鹽縣地處杭嘉湖地區，河網密集，水資源豐富，2013年全縣地表水水質狀況總體評價為中度污染，地面水質類別基本為IV～劣Ⅴ類。目前，海鹽縣對城鎮生活污水及企業生產廢水收集后，統一送至污水處理廠。但是由于農村區域范圍廣，污水處理效果不明顯，對水環境的持續改善造成了負面影響。筆者對海鹽縣9個鎮(街道)90個行政村的污水處理現狀進行了調研，分析了污水處理過程中存在的問題，探索適合海鹽縣農村污水處理的模式，以期為改善我國農村水環境提供理論依據和技術指導。

1農村污水處理現狀

1.1生活污水產生量少，分布分散，多采用“三格式”化糞池進行簡單處理后排放水體海鹽縣有90個涉農行政村，每個行政村內部約有20～30個自然村落，這些村落臨河而建，相對均勻地分布在行政村內，單個自然村農戶數從幾戶到幾十戶不等。農戶生活污水多采用“三格式”化糞池進行簡單處理后排入水體，由于化糞池基本為磚砌結構，村民很少對自家化糞池進行清理，部分農戶甚至將化糞池井蓋直接用混凝土封死，防止臭味散發，導致污水滲入地下水中。

1.2小型企業及新農村建設中產生的污水處理不當該研究對海鹽縣2個鄉鎮16個行政村311家企業的污水排放情況進行了調查，結果表明：對于大量零星分布的企業，其生活污水和生產廢水通過化糞池簡單處理后就近排入水體，占比約為94%，僅有16家企業的污水納入城市污水管網系統，占比約6%。

在建的35處新農村中有20處(占57%)內部配套有較為完善的污水收集管網系統，但是尚未接入城鎮污水管網系統，通過化糞池處理后經由管網直接排入水體。有10處(占29%)新農村內部未建污水收集管網，僅在房屋后設置有磚砌化糞池，由于長時間不清理，污水多通過下滲進入地下水。此外，有4處新農村內部未建設污水收集管網，污水處理裝置為單戶型鋼混結構化糞池，污水經過化糞池簡單處理后排入水體。僅有1處新農村在建設時已配套較為完善污水收集系統，污水納入城鎮現狀污水系統。

1.3畜牧養殖產生的高濃度有機廢水排放不合理目前，海鹽縣有3處較大規模養殖牧場，生豬保有量均在萬頭左右，日均產生廢水總量百噸以上。根據環保部門的要求，這幾處牧場均對高濃度有機廢水進行了厭氧發酵等相關預處理，在排水水質滿足《污水排入城鎮下水道水質標準》(CJ 343—2010)后排入城市管網進行后續處理。此外，大量小養殖戶分布在全縣8個鄉鎮的農村地區，其生豬存欄量在幾百頭到上千頭不等，其生豬保有總量是規模化養殖企業的數倍。由于環保部門缺少有效的監管手段，養殖廢水一般經過簡單的厭氧沉淀后直接排入環境，未達標有機廢水的排放對周邊空氣及水環境造成嚴重污染。

2存在的問題

2.1缺乏縣域范圍統一的農村生活污水規劃目前海鹽縣農村生活污水領域缺乏專門統一的規劃，農村生活污水處理簡單參考其他地區的經驗，采用的污水處理技術也不盡相同，在實際工作中難以真正指導農村生活污水處理工程的建設。

2.2投資和運行費用短缺污水治理需要大量資金，鄉級財政依靠自籌資金開展污水治理難度大，向村民收繳運行費比較困難。根據現場實地調查，村民普遍支持污水處理工程建設，從而改善生活環境，但90%以上的村民擔心運行費用成為負擔，希望政府出資或補貼。

2.3農村生活污水處理工藝單一，缺乏示范性工程目前，海鹽縣農村生活污水處理主要采用無動力厭氧發酵技術，主要處理構筑物為“三格式”化糞池，或者在后續增設有生物填料的厭氧池提高厭氧發酵效果，但出水水質難以達標排放。此外，近年實施的地埋式太陽能微動力污水工藝的核心技術是在厭氧處理后增設好氧曝氣處理，水處理效果相對較好，但單戶投資成本過高。綜上所述，目前海鹽縣尚無值得在全縣農村范圍內推廣的污水處理形式。

2.4污水處理效果不明顯，缺乏后續水質監測數據海鹽縣農村污水處理大多采用“三格式”化糞池，而大多數化糞池建造時未做防滲處理，大量生活污水直接滲入地下，加上化糞池缺乏定期清理，沉積物長期堆積，降低了污水停留時間，污水處理效果難以達到預期效果。而目前試點的地埋式微動力處理技術，理論上可以滿足污染物排放要求，但由于工程完工后無后續水質監測數據，難以對實際處理效果進行有效評估。

2.5污水處理設施的運行管理體制不健全，后續維護不到位，處理效果難以保證目前，海鹽縣未安排運維專項經費，部分處理設施建成后尚未得到應有維護，處理效果難以達到設計要求。此外，農村生活污水設施由村民自行管理，由于人員專業素質不高、管理體制不健全、運行管理經驗不足，造成設施難以正常運行，從而影響處理效果。近幾年，在新農村建設中采用的地埋式微動力污水處理設施，前2年由設備方或施工方進行運行維護，協議到期后的設施維護及運行費用的承擔方尚未落實到位，缺乏長效的運行管理保障機制。

2.6農村地區存在除生活污水外的其他污染源海鹽縣部分鄉鎮畜禽養殖數量較大，因此畜牧養殖廢水成為主要的污水污染源頭。此外，很多小企業分布在農村地區，這些企業產生的污水和生活污水在整個農村污水中所占比例較高。在農村地區開展污水治理應重視以上重要的農村污水污染源，否則會本末倒置，抓小放大，得不到群眾的理解和支持。

3技術方案設計

3.1污水處理模式原則及排放標準

3.1.1原則。①海鹽縣農村污水治理遵循“應納盡納”原則，有條件納入城鎮污水處理系統的均予以納管，通過污水管網輸送至污水處理廠進行處理，達標后排放。②對于部分地理位置偏遠、周邊有大型水系或高等級道路阻隔無納管條件的農村，污水采用就地處理模式。③依據各鎮(街道)最新編制的村莊布點規劃，結合調研情況，對于規劃近期撤并、拆遷的區域及農戶過分分散區域的污水不再考慮其出路問題，利用化糞池及環境自凈能力處理后排放。④農村地區企業及養殖業產生的工業廢水及養殖廢水在整個農村污水中占有較大比重，應對該部分污水進行統籌考慮，納入該處理范圍內。

3.1.2污水處理排放標準。納入城鎮污水處理系統的農村污水，排放水質按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)要求，達到1級A的排放標準。對于就地分散處理的農村污水，排放標準按照1級B執行。

3.2納入城鎮污水處理系統模式

3.2.1污水系統構建思路。以各鎮(街道)最新編制完成的完善村莊布點規劃為依據，在對各鎮(街道)基礎數據進行整理和分析的基礎上，對近期撤并區、保留區、遠期撤并區、所處位置及人口規模加以區分，最終確定污水治理的范圍和對象。以村莊布點規劃中的新市鎮、新農村為支點，構建農村污水管網輸送系統的骨架，周邊保留區、遠期撤并區農村污水就近接入該系統，而后通過中間泵站提升，將污水送至城鎮污水管網。

3.2.2污水管網布置原則。以污水管網系統最遠端為控制點，按照系統最短接入現有污水系統的方式，確定污水管線走向；減小系統支管、支干管的埋深，降低整個系統污水管網的造價。沿村莊內部道路邊緣鋪設管道，便于管道的運輸和施工機械的進出。優化管線走向，避免管線多次穿越河道、較高等級道路，以降低政策處理難度。在必須要進行穿越的路段，以壓力流形式通過，縮短施工周期，降低施工難度。

3.2.3污水系統組成。主要包括接戶管(井)、化糞池、自然村內支管、污水提升泵站及污水輸送干管5部分。

3.2.3.1接入管。接戶管是污水收集系統的起端，布置在農戶房屋周圍，直接與房屋內排污管連接，收集農戶產生的生活污水。接戶井用來串聯來自不同方向的污水，最終接入村莊內的污水支管。農村接戶管采用d=160口徑，管材采用UPVC加筋排水管，接戶井采用500×500磚砌小方井。

3.2.3.2化糞池。化糞池是農村污水的初級處理，通過化糞池的預處理有效防止管道堵塞、降低后續處理單元的有機污染負荷。化糞池設置尊重原有模式，以單戶型為主，鼓勵個別有條件的農戶采用聯戶型。針對農村地區普遍存在的化糞池未經過防滲處理、污水直接下滲等問題，建議對現有化糞池進行改造，即統一采用成套預制設備，廢棄現有不合格化糞池，對其進行填埋，在現狀化糞池旁邊埋設化糞池成套設備，對接戶管進行適當調整后接入。化糞池采用玻璃鋼材質，單個化糞池容積設為1 m3。

3.2.3.3自然村內支管。村內部支管用于收集自然村內農戶產生的污水，在滿足污水量收集的前提下，從節約成本角度考慮，自然村內部污水支管采用d=200，管材采用UPVC加筋排水管，最小坡度3‰。對于人口相對集中的新農村區域，支管口徑適當放大，采用d=300污水管，最小坡度2‰。

3.2.3.4污水汞站。根據農村污水管徑的尺寸和坡度要求，污水重力輸送管道每隔1.5～2.0 km設置1座污水提升泵站，泵站埋深4～5 m。此外，在管道穿越寬闊水系及重要級別道路時，根據實際情況設置污水提升泵站，污水以壓力流方式通過障礙物。根據該方案設計，污水泵站規模基本上在100～500 t/d，極少量泵站達到1 000 t/d及以上規模。為實現“應納盡納”的規劃理念，海鹽縣域需設置145座小型污水泵站。

為便于今后的運行維護和管理，建議污水提升泵站采用一體化預制泵站形式，該形式由井筒、潛水泵、提升鏈、管道、閥門、液位傳感器、控制系統和通風系統等部件組成[3]，同時根據需要配備提藍式格柵或粉碎性格柵。該泵站形式可以實現模塊化生產，能夠提供完整的一體化污水提升泵站系統。根據泵站規模的不同，按照100、300、500、1 000、2 000等級，將大于等于泵站實際規模的一檔作為泵站最終規模，泵站通過自控系統采取間隙性運行方式。

3.2.3.5污水輸送干管。污水輸送干管擔負著沿途接收較近村莊產生的污水的任務，主干管管徑d=300，正常情況下通過能力達到1 000 t/d，管材采用HDPE管(鋼帶增強型)。當個別區域產生污水量較多時，將污水管徑適當放大。

3.3污水就地處理模式

3.3.1系統組成。主要包括接戶管(井)、化糞池、自然村內支管、污水就地處理設施幾個部分。

3.3.2技術方案。目前浙江省農村主要有以下幾類生活污水處理模式：

3.3.2.1厭氧生物處理技術。該技術是在厭氧條件下形成了厭氧微生物所需營養條件和環境條件，進而分解水中的有機物并產生甲烷和二氧化碳的過程。一般有水解酸化、厭氧生物濾池和凈化沼氣池等形式。

3.3.2.2厭氧+人工濕地處理技術。該技術是一種厭氧處理和人工濕地處理的組合模式，人工濕地適用于當地擁有廢棄洼地、低坑及河道等自然條件，常年氣溫適宜的農村地區。

3.3.2.3好氧處理技術。該技術是在有氧氣的條件下,利用好氧菌或兼性厭氧菌的作用，把復雜的有機物轉化和降解成簡單的無機物，使得污水得到凈化。曝氣生物濾池、生物轉盤、好氧活性污泥、兼性和好氧穩定塘等都屬于好氧生物處理法。

3.3.2.4穩定塘處理技術。該技術適用于有湖、塘、洼地及閑置水面可供利用的農村地區，選擇類型主要以常規處理塘為主，如厭氧塘、好氧塘等。

3.3.2.5土壤處理技術。該技術是利用“土壤—填料—微生物—植物”共同作用處理生活污水的復合凈化工藝。土地處理系統適用于有可供利用的、滲透性良好的砂質土壤和河灘等場地條件的農村地區。

3.3.2.6一體化污水處理器。該模式是以生化反應為基礎，將生化、沉淀、污泥回流等多個功能不同的傳統反應器有機結合在一個構筑物或設備之中，而形成的結構簡單緊湊、管理操作方便的污水處理組合體。采用的工藝主要包括A/O、MBR和SBR等。

3.3.3技術路線。為實現海鹽縣農村污水就地處理效果達到1級B的排放標準，可采用的技術有厭氧+人工濕地處理技術、好氧處理技術、穩定塘技術、一體化污水凈化器等。

海鹽縣地處經濟發達的杭嘉湖地區，土地資源稀缺，采用人工濕地處理技術及穩定塘技術需要較大的占地面積，在農村地區推廣該技術不實際。此外，上述技術需要人工持續維護才能保證處理效果的穩定，為后續的運行管理帶來了一定難度，因此該方案不建議采用這一技術。好氧處理技術效果較為穩定，但一般需要動力曝氣，內部結構較復雜，建設和運行成本較高，維護和管理要求較高。一體化污水處理設備(MBR)是將污水處理工藝高度集成的一體化設備，其主要構成一般包括格柵、生物轉盤、DE濾池、超濾、紫外線消毒等設備，在設備的前端一般需配套相應的污水調節池及提升設備。由于其將處理單元進行了標準化模塊，出水水質相對更加穩定，能夠縮短施工周期，占地面積相對較少[4]。

在對各種技術進行分析比較后，該方案推薦采用以單個或多個自然村為處理單元的污水就地處理模式，污水處理技術采用一體化污水處理設備(MBR)。根據方案設計成果，共設置35套MBR污水設備。

4工程實施的保障措施

農村污水處理是一項系統工程，涉及多方面工作，為保證工程項目的順利開展，筆者建議在工程實施過程中采取如下措施：

4.1規范工程建設各個環節①確定有資質的設計、施工、監理單位；②做好前期調研工作，重視具體方案設計；③工程涉及的設備、管道等采用統一招標、采購；④重視工程驗收環節；⑤確定資金來源和整合方案。

4.2建立有效運行管理機制①明確農村污水治理工程實施主體[3]及后續污水設施所有方；②做好污水設施的定期維護和檢修工作；③對一體化預制泵站采用智能化管理，設立自動數據采集系統；④加強一體化污水處理設備水質的監測工作；⑤引進外部管理機構，合理配置人力資源；⑥加強對農村地區養殖廢水、工業企業污水入網水質的監測，確保達到入網排放的標準。

參考文獻

[1] 孫蕾.小型污水處理設施在農村環境治理中的應用[J].給水排水，2014，40(S1)：193-196.

[2] 李冠杰，范子燕，王郅強，等.新型城鎮化背景下農村污水治理責任體系構建研究[J].環境科學與管理，2015,40(1):78-81.

[3] 汪維，楊欣，徐秀麗.一體化泵站在城鎮污水設計中的應用[J].山西建筑，2015，41(9):129-130.

[4] 董景，翟宇超，周湘杰.一體化污水處理設備的研究現狀[J].四川化工，2012，15(6):38-42.

Problem Analysis and Design of Rural Sewage Treatment in Haiyan County

LIU Feng-ge1, SHEN Yang2

(1. Zhejiang Urban & Rural Planning Design Institute, Hangzhou, Zhejiang 310030; 2. Xiangshan County Tap Water Co. Ltd., Xiangshan, Zhejiang 315700)

AbstractWith rural sewage in Haiyan County as study object, the treatment status was investigated, existing problems were analyzed. Rural sewage processing mode in Haiyan County was proposed, including bringing into urban sewage treatment system and in-situ dispersion treatment. The scheme combined in-situ treatment with centralized treatment was proposed, and relevant measures for guaranteeing the scheme operation were put forward.

Key wordsRural sewage; Scheme design; In-situ treatment; Integrated pumping station

作者簡介劉鳳閣(1983- )，男，河南駐馬店人，工程師，碩士，從事市政給排水規劃設計研究。

收稿日期2016-02-04

中圖分類號S 181.3

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)08-090-03