魯西平原典型縣域農(nóng)村生活污水治理方案研究

摘要：本研究基于魯西平原區(qū)的農(nóng)村分布分散、污水管網(wǎng)建設(shè)缺口大、污水收集困難、污水處理問題突出等典型問題，以魯西平原區(qū)某縣級行政區(qū)為例，探索適用于華北平原的治理模式、管理手段等。本研究首先對魯西平原區(qū)某縣級行政區(qū)農(nóng)村生活污水排放情況和治理現(xiàn)狀進行調(diào)研和分析，然后指出近年來該縣級行政區(qū)在農(nóng)村生活污水治理過程中存在的現(xiàn)實問題，最后提出因地制宜地制定農(nóng)村生活污水治理方案、選擇治理模式，使農(nóng)村生活污水治理成效得到保障。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村生活污水；華北平原；魯西平原區(qū)；治理模式；治理方案

引言

人們對美麗宜居環(huán)境的需求，隨著社會發(fā)展、受教育程度的提升日益增長[1]。近年來，我國為滿足社會主義新農(nóng)村建設(shè)的要求，不斷推進美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，逐步實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，使農(nóng)村生態(tài)環(huán)境逐漸得到整治和改善[2][3]。農(nóng)村水環(huán)境在農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)核心地位，改善農(nóng)村水環(huán)境是農(nóng)村環(huán)境綜合治理的重要組成部分[4]。隨著農(nóng)村經(jīng)濟水平的提升，雖然村民用水越來越便捷，卻也使得農(nóng)村生活污水排放量增大，且水質(zhì)更趨于復(fù)雜。因此，開展農(nóng)村生活污水治理，規(guī)范農(nóng)村污水的收集和處理，減少農(nóng)村生活污水的無組織排放，是改善農(nóng)村水環(huán)境的重要舉措。

在我國改善農(nóng)村水環(huán)境的進程中，華北地區(qū)由于溫帶季風(fēng)氣候、年溫差大，以及平原為主、地形地勢坡降較小的特點，往往在農(nóng)村生活污水治理方面存在困難。山東省自2019年以來集中開展農(nóng)村污水治理工作，逐年制定農(nóng)村污水治理計劃，并在實施過程中不斷改進治理模式和技術(shù)，能較為及時地解決農(nóng)村污水治理實施過程中的問題。本研究著眼于華北平原普遍存在的問題，選取其中的典型區(qū)域（魯西平原區(qū)），針對農(nóng)村生活污水治理過程進行調(diào)研和分析，以期為相似地區(qū)的農(nóng)村污水治理提供借鑒。

1研究區(qū)域概況

1.1 農(nóng)村地理和環(huán)境情況

魯西平原區(qū)符合我國華北平原村莊分布的基本規(guī)律，其氣候條件、地理環(huán)境、社會經(jīng)濟等情況基本上反映了北方以農(nóng)業(yè)為主區(qū)域的發(fā)展現(xiàn)狀。因此，選擇魯西平原區(qū)的一個典型縣級行政區(qū)為研究對象，研究該地區(qū)農(nóng)村生活污水治理模式的選擇、方案的制定，對華北平原農(nóng)村生活污水治理具有參考意義。該縣級行政區(qū)位于泰山以西，地形以平原為主，有少量丘陵分布，整體地勢較為平坦，西部略高。由于該縣級行政區(qū)干旱、降水較少及河流分布稀疏、徑流量小等特點，其村落分布多呈團狀。此外，由于歷史進程、城鎮(zhèn)布局等對村落發(fā)展的影響，一個村莊人口數(shù)從幾十到幾千不等，村落規(guī)模相差甚遠[5]。

1.2 農(nóng)村生活污水排放及收集情況

農(nóng)村生活污水的排放情況與其供水情況、水價、用水器具類型、污水管道完善程度等息息相關(guān)。魯西平原區(qū)某縣級行政區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)自來水全縣域覆蓋，用水便捷，水價約3元/m3。隨著生活水平的提高，農(nóng)村供水方式由定時供水逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿旃┧迕裼盟绞桨l(fā)生轉(zhuǎn)變，家庭用水器具不斷完善，整體用水量明顯增多，污水排放量逐漸增大。隨著污水排放量的增大，污水管道的作用越來越重要，污水管道完善程度直接決定著一個村莊污水的收集量和收集率，污水管網(wǎng)的建設(shè)情況與村莊類型、農(nóng)村污水治理情況息息相關(guān)。

1.2.1 傳統(tǒng)農(nóng)村的污水排放現(xiàn)狀

未開展生活污水治理的農(nóng)村，一般村莊內(nèi)不設(shè)污水管網(wǎng)。村莊主要道路或胡同的兩側(cè)往往有溝渠，用于雨季排澇。排澇溝的形式包括天然的或人工挖掘的溝渠、人工磚砌（有加蓋板和不加蓋板兩種）的溝渠。這類農(nóng)村中，部分村民為了便于排放生活污水，自行建設(shè)下水道，通入路邊溝渠或鄰近坑塘。這種排水方式，由于沒有封閉的污水管網(wǎng)集中收集生活污水，導(dǎo)致污水在排澇溝中蒸發(fā)或者下滲，存在滋生蚊蠅、污染地下水的環(huán)境風(fēng)險[6]。

已開展農(nóng)村生活污水治理的農(nóng)村，早期多采用市政納管方式和建設(shè)污水處理站的方式進行治理，污水收集量取決于污水管網(wǎng)的完善程度。其中，市政納管方式是早期農(nóng)村生活污水治理的首選方式，優(yōu)先選擇在距離城區(qū)較近、或者位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地的村莊進行。這些村莊地理區(qū)位優(yōu)越，發(fā)展前景好，一般具有較好的村容村貌，同時村民的排水設(shè)施較為完善，排水量較大，完善農(nóng)村污水管網(wǎng)之后，排水可靠[7]。農(nóng)村污水依托于附近的市政污水處理廠或者鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠（站）統(tǒng)一處理。另外，一部分農(nóng)村采用建設(shè)污水處理站的方式進行治理。這部分農(nóng)村往往距離城區(qū)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地較遠，同時發(fā)展較好，常駐人口較多，村民較集中。然而，由于早期的認識不足，農(nóng)村生活污水治理的效果往往被忽視，導(dǎo)致一些建有污水處理站的農(nóng)村，普遍存在配套污水管網(wǎng)不完善的問題，或者已建設(shè)的污水管網(wǎng)管理不善存在破壞、堵塞、漏損的問題，以及污水管網(wǎng)建設(shè)存在不規(guī)范、逆坡度排水的問題。以上管網(wǎng)問題，使得農(nóng)村生活污水的收集率很低，導(dǎo)致污水處理站進水不足，運行可靠性差。

1.2.2 新型農(nóng)村社區(qū)的排水現(xiàn)狀

新型農(nóng)村社區(qū)住戶多、人口密集，社區(qū)內(nèi)用水器具較完善，排水量大且集中，社區(qū)內(nèi)通常設(shè)有集中排水口，可采用市政納管方式或建設(shè)污水處理站的方式進行治理[8]。新型農(nóng)村社區(qū)的街區(qū)規(guī)劃整齊，道路施工預(yù)設(shè)綠化帶，因而具有污水管網(wǎng)建設(shè)難度較小、污水管網(wǎng)完善、污水收集率高的特點，無論是采用市政納管方式還是建設(shè)污水處理站的方式進行治理，治理效果均能得到保障。

2農(nóng)村生活污水治理現(xiàn)狀及規(guī)劃

2.1 農(nóng)村生活污水治理率

魯西平原區(qū)某縣級行政區(qū)人口密度約650 人/km2，其中農(nóng)村人口數(shù)約54.25萬，共包含約850個自然村。自2019年山東省開展農(nóng)村生活污水治理以來，該縣級行政區(qū)優(yōu)先完成城區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地周邊區(qū)域的農(nóng)村，以及特色村莊（如美麗鄉(xiāng)村、鄉(xiāng)村振興示范工程等）的生活污水治理任務(wù)。對于發(fā)展較落后、地形復(fù)雜、農(nóng)村住戶少的空心村，以及未來有拆遷計劃的農(nóng)村，則滯后治理。在治理模式的選擇上，優(yōu)先對符合市政納管模式的農(nóng)村進行治理，并選取具備建設(shè)污水處理站條件的農(nóng)村，逐步開展集中式污水處理站的建設(shè)。近年來該縣級行政區(qū)的農(nóng)村生活污水治理進度如圖1所示。

2.2 治理模式及治理成效

在2019年之前，山東省農(nóng)村生活污水治理的模式、方案、技術(shù)尚不成熟，治理模式局限于傳統(tǒng)的市政納管模式和建設(shè)污水處理站模式，治理工作往往針對個別有需求的農(nóng)村進行，缺乏縣域統(tǒng)一治理的規(guī)劃和方案。之后，隨著我國生態(tài)文明建設(shè)的推進，山東省全域范圍內(nèi)開展農(nóng)村生活污水治理工作，逐步制定治理計劃。農(nóng)村污水治理開展過程中，相應(yīng)的治理手段越來越豐富，治理模式拓展到市政納管、建設(shè)污水處理站、收集拉運、生態(tài)治理、分散處理等[9]。在此基礎(chǔ)上，農(nóng)村污水管網(wǎng)的建設(shè)也逐漸受到重視，農(nóng)村污水處理設(shè)施、收集設(shè)施的管理也趨于規(guī)范化，治理成效得到提升。近年來魯西平原區(qū)某縣級行政區(qū)每年度采用不同治理模式的農(nóng)村數(shù)及占比如圖2所示。

2.2.1 市政納管模式

采用市政納管模式的農(nóng)村，污水收集率較高，污水應(yīng)收盡收，納入市政管網(wǎng)統(tǒng)一處理，污水處理效果取決于污水處理廠（站）的實際運行情況，農(nóng)村污水治理可靠性較高。

2.2.2 建設(shè)污水處理站

建設(shè)污水處理站的農(nóng)村其治理成效取決于污水處理站運行的可靠性和污水管網(wǎng)的完善程度。早期污水處理設(shè)施的運維主體是村鎮(zhèn)，由于運維人員專業(yè)技術(shù)不足，缺乏統(tǒng)一培訓(xùn)，導(dǎo)致污水管網(wǎng)堵塞破損等問題不能及時解決，污水處理站運行的可靠性較差。隨著農(nóng)村污水處理工作的大規(guī)模開展，農(nóng)村污水收集和處理設(shè)施的運維工作量逐漸增加，因此運維主體逐漸轉(zhuǎn)為第三方專業(yè)技術(shù)團隊，污水處理、收集設(shè)施的運行維護趨于規(guī)范化，污水處理成效逐步提升。

2.2.3 集中拉運模式

采用集中拉運模式的農(nóng)村，污水治理成效取決于污水管網(wǎng)的完善程度及拉運去向的污水處理廠（站）運行情況。這種集中拉運的治理模式，是根據(jù)近年來農(nóng)村生活污水治理過程中污水量少、排水分散等難題，應(yīng)運而生的一種方式，污水治理效果較為穩(wěn)定，可為未來農(nóng)村生活污水治理進一步發(fā)展、改變治理模式（如建設(shè)污水處理站）留有余地。

2.2.4 生態(tài)治理模式

采用生態(tài)治理模式的農(nóng)村其污水收集情況取決于污水管網(wǎng)的完善程度，污水處理成效取決于污水處理終端的工藝技術(shù)。生態(tài)治理技術(shù)可采用人工濕地、土地滲濾處理系統(tǒng)、穩(wěn)定塘等，或根據(jù)實際污水水質(zhì)情況選擇組合工藝。但我國北方地區(qū)具有年溫差大的氣候特點，生態(tài)治理模式在冬季難以保障處理效果。

3因地制宜制定農(nóng)村生活污水治理方案

近年來，魯西平原區(qū)某縣級行政區(qū)根據(jù)全域開展農(nóng)村生活污水治理過程中污水處理和收集設(shè)施在建設(shè)和運維管理方面存在的現(xiàn)實問題，不斷優(yōu)化治理方案和措施，同時結(jié)合當(dāng)?shù)匕l(fā)展現(xiàn)狀和地理特點，因地制宜制定農(nóng)村生活污水治理方案，并提出具體措施。

3.1 以自然村為單位逐一治理

魯西平原區(qū)的一些農(nóng)村，雖然地理分布上是分離的，但在行政上卻是合并的，且自然村規(guī)模大小不一。農(nóng)村污水治理的驗收工作盡管多以行政村為單位開展，但在方案制定、治理模式的選擇上卻存在困難。這是由于在一個行政村中，不同自然村可能適用于不同的治理方式，因此某縣級行政區(qū)在開展農(nóng)村生活污水治理工作時，以自然村為治理單位，逐一治理。如，行政村A，由自然村A1、A2、A3組成，其中A1人口數(shù)為1486，污水產(chǎn)生量約29.7m3；A2人口數(shù)為495，污水產(chǎn)生量約9.6 m3；A3人口數(shù)為248，污水產(chǎn)生量約5m3。A1與A2相距0.2km，A2與A3相距0.1km，地理分布如圖3所示。因此，根據(jù)地勢，A1建設(shè)污水處理站和污水管網(wǎng)，A2、A3采用收集拉運的方式，建設(shè)污水管網(wǎng)和污水收集池，A2、A3的農(nóng)村生活污水暫存在污水收集池內(nèi)，定期拉運至A1的污水處理站進行統(tǒng)一處理。

3.2 聯(lián)村建設(shè)污水處理站

某縣級行政區(qū)存在多個行政村在地理位置分布上非常鄰近的情況，這些行政村盡管行政上是分離的，但鄰近的村落可根據(jù)實際地形地勢，選擇合適的位置建設(shè)污水處理站，多個村落共用一個污水處理站進行農(nóng)村生活污水處理。如圖3所示，行政村B（包含自然村B1和B2）和行政村C，B1與C緊密相連，該區(qū)域地勢北高南低，可考慮在B1和C南側(cè)建設(shè)污水處理站，B2的生活污水可根據(jù)地勢接入污水管網(wǎng)一并收集和處理。

3.3 中間泵站的使用

3.3.1 重力排水管道坡降不夠

魯西平原區(qū)地勢平坦，在一個村落占地范圍內(nèi)，大多數(shù)農(nóng)村的地勢高低變化不明顯，污水管道靠自然地勢坡度鋪設(shè)，容易造成管道坡度不夠甚至逆坡度排水。這種情況下，靠重力無法滿足排水要求，因此需要在合適的位置建設(shè)小型一體化泵站。

某縣級行政區(qū)大多數(shù)農(nóng)村在布局和發(fā)展過程中只考慮雨季排澇，村莊內(nèi)部形成了中間高、四周低的地勢特點。當(dāng)這類農(nóng)村建設(shè)污水處理站時，沿地勢坡度鋪設(shè)污水管網(wǎng)，無法實現(xiàn)集中排水至污水處理站，因此需要在村莊中設(shè)置小型一體化泵站。當(dāng)這類農(nóng)村采用集中拉運模式，建設(shè)污水收集池時，可考慮沿地勢順坡度鋪設(shè)污水管網(wǎng)，并在不同的排水方向設(shè)置多個污水收集池，不需要加設(shè)泵站。

3.3.2 聯(lián)村建設(shè)污水處理站疏水距離長

在多個村落聯(lián)合建設(shè)污水處理站的情況下，由于該污水處理站服務(wù)范圍內(nèi)農(nóng)戶多，污水管線長，靠重力排水困難，因此需要加設(shè)小型一體化泵站。如圖3所示，行政村B（包含自然村B1和B2），B2可通過重力排水，集中排放至B1與B2交界處，由泵站提升進入B1主干管，再進入污水處理站統(tǒng)一處理。

3.4 劃定拉運范圍和規(guī)范污水去向

某縣級行政區(qū)存在很多規(guī)模小、人口數(shù)少，且地理分布分散的農(nóng)村，其中農(nóng)村人口數(shù)＜500的占51.1%，農(nóng)村人口數(shù)＜300的占22.3%。這樣的布局使得農(nóng)村生活污水排放量少且分散，不適合建設(shè)污水處理站，因此集中拉運模式是非常適合的一種方式。但采用集中拉運模式時應(yīng)慎重考慮并明確污水拉運去向，同時綜合考慮拉運距離和擬接納拉運污水的污水處理廠（站）的承載能力，就近選擇合適的污水處理廠（站），劃定污水拉運范圍。另外，在新增的污水處理站設(shè)計階段，還應(yīng)考慮周邊符合污水拉運條件的農(nóng)村污水量，適當(dāng)擴大污水處理站設(shè)計規(guī)模，應(yīng)考慮拉運來水的最大水量設(shè)計污水調(diào)節(jié)池。這種小范圍內(nèi)建設(shè)污水處理站聯(lián)合短距離拉運的模式，減少了污水處理站的數(shù)量，可降低運維成本。對于污水處理站來說，周邊農(nóng)村生活污水的加入，能有效增加污水處理站的進水量，保障污水處理站的正常運行。同時，以污水處理站為中心，劃定周邊農(nóng)村污水的拉運范圍，使周邊農(nóng)村的生活污水去向明確，避免了只收集不處理的漏洞，方便管理。

3.5 加強處理后資源化利用

某縣級行政區(qū)氣候干旱，水資源量不充沛，因此應(yīng)加強農(nóng)村生活污水處理后的資源化利用。在建設(shè)污水處理站時，一方面根據(jù)地勢建設(shè)在排水下游，另一方面考慮農(nóng)村基礎(chǔ)條件，建設(shè)在坑塘或溝渠附近，充分發(fā)揮自然坑塘或溝渠的儲水能力，暫存農(nóng)村污水處理站的出水，作為農(nóng)田、林地灌溉的備用水源。

結(jié)語

山東省自2019年全面開展農(nóng)村污水治理以來，整個區(qū)域遞次推進，逐年制定治理計劃和治理方案，并在實施過程中不斷完善。本文通過調(diào)查魯西平原區(qū)某縣級行政區(qū)的農(nóng)村地理分布、環(huán)境、排水等情況，對該縣級行政區(qū)農(nóng)村生活污水治理情況及未來治理規(guī)劃進行分析，討論該縣級行政區(qū)已開展農(nóng)村生活污水治理的農(nóng)村中，不同模式的治理成效，并根據(jù)該地區(qū)農(nóng)村分布特點，以及歷年農(nóng)村生活污水治理實施過程中存在的問題，提出相應(yīng)的改進措施，可為未來華北平原因地制宜開展農(nóng)村生活污水治理工作、合理制定治理方案提供參考和借鑒。

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作者簡介

李曼（1985—），女，漢族，山東濟南人，碩士，主要從事農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染防治、給排水工程、清潔生產(chǎn)、大氣污染防治、固體廢物污染防治等方面的研究工作。