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黄土高原沟壑区农村生活污水处理规划及关键问题

乐虎电子游戏官网 2020-08-25 27人浏览

编者注:加强农村生活污水收集,处理和资源利用设施的建设,是我国农村振兴战略中新农村建设工作的重要组成部分.目前,全国各县市已经开展了生活污水处理规划工作.然而,由于我国农村条件的巨大差异,这导致了生活污水处理的复杂性.国内许多关于农村污水处理的技术引导材料无法解决一些实际问题.本文以黄土高原沟壑区县域规划为例,探讨农村生活污水处理的一些关键问题,为这项工作的实施提供技术引导,并为国内同行提供参考.

第一编辑概况:张立宏(1988―),女,甘肃兰州,博士研究生,工程师,主要从事污水处理研究.

通讯编辑:李洁电子邮件:wye@mail.lzjtu.cn

该研究是(2016YFC0400705)资助的国家重点研发项目.

目前,甘肃和全国其他省份一样,已经开始对农村污水进行规划和处理.但是,甘肃地域辽阔,农村自然生活条件千差万别,增加了农村生活污水的规划和处理.困难.现有的一些农村农村生活污水处理技术引导材料和政策文件不能满足实际工作需要.以甘肃省黄土高原沟壑区的一个典型县(秦安县)为例,探讨了农村生活污水的规划和处理中的一些实际问题,希翼为发展提供技术支撑该领域的相关工作.

01地理气候和水系统特征

Long东中部黄土沟壑区(图1)该地区覆盖了甘肃的大部分中东地区,有四个截然不同的季节,气候干燥,降雨少,冬季冰冷,冰冻,蒸发量大.受降雨和地表径流的影响,分为黄土阶地和大小不等的丘陵.区域水土流失严重,高原被割破,沟壑纵横,农田分布广泛.人口呈现"沿河大分散小集聚"的特征.

秦安县位于甘肃省东南部,位于渭河支流葫芦河下游,县境海拔1120?2230m.根据秦安县1965年至2011年的天气统计,年平均气温为10.4℃,最热月份(7月)的平均气温为22.7℃.最冷的月份(一月)的平均气温为-3.4°C,相对湿度为67%.该县最大的河流是葫芦河(渭河北岸的一级支流),从北向南贯穿该县,其主要支流是清水河,咸清河和南孝河.还有西小河秦安县山区原始森林遭到破坏,植被类型相对较差.就分布区域而言,它以农作物植被为主.到2020年,该县的注册人口为63万,永久人口为530,000,城市人口约为24万.2018年,全县实现地区生产总值5611.25亿元.

02的水量和水质特征

农村居民的生活用水直接受到生活条件,排水系统,水资源利用方式和生活习惯等因素的影响.根据《甘肃省农村生活污水处理技术指南(试行)》(以下简称《指南》),结合对当地居民用水状况,供水规划,经济状况,发展潜力等的调查以及改善村民的生活条件,厨房和卫生间设施的转变,生活习惯的变化等因素,参考《指南》中农村居民日常用水量的参考值(见表1).),并确定秦安乡农村居民的平均用水量为40L /(人·d)和60L /(人·d).

排放的污水量取决于生活用水量.农村地区生活污水排放量应根据实地调查结果综合确定,要考虑到国家的位置,家庭卫生设施的水平以及室内排水系统的完善程度.本计划参照《指南》确定农村居民的污水排放系数,见表2.本计划的污水排放系数确定为75%.

经调查分析,秦安县农村生活污水排放具有以下特点:

(1)农村生活污水括洗涤,洗浴,炊事和饮用污水,人畜粪便等.禽类养殖废水非常少,具有分散,污染物成分简单,有机污染物含量低,体积大的特点.换水.大多数村庄使用明渠或天然沟渠排放生活污水和雨水(图2).绝大多数家庭的厕所是干的,黑水基本不排干,残渣被清洗后用作农家粪便.化粪池建在经济发达地区或县附近的新农村建设村.大多数化粪池没有出水口,它们自己或由专人定期抽水和运输以用作农场粪便资源.少量化粪池装有出水管.化粪池处理的污水中含有大量的有机污染物.化粪池的污水从明渠排放到附近的水体中.

(2)沁安县的地形和地貌复杂.该地区,特别是山区和河流,以及交通因素,导致不同地区的农村地区.他们之间的不平衡发展最终导致了生活污水排放的巨大差异.经济欠发达的村庄的人均污水排放量较少.农村污水的流量主要集中在饭前和饭后,日变化系数一般为3.0?5.0,间断排放明显.春节前后,外出打工的人回国后流动性最大.在其余时间中,尤其是在闲暇时期,可以外出工作的人离开家后的位移最小,因此季节性排放更为明显.

(3)农村生活污水的主要污染物为化学需氧量,氮,磷,悬浮物和大肠杆菌等,水质相对稳定.如表3所示,该"指南"为甘肃省农村生活污水的水质提供了参考范围.调查发现,秦安的水质大多处于中上水平.

03农村生活污水处理的原理和模型

(1)处理顺序

以下内容:首先是大村庄,然后是小村庄;首先是紧急的,然后是缓慢的(迫切需要改善环境的优先事项);首先是容易,然后是困难(首先是在四川地区建立平整的村庄,建设难度较小);首先是近处,然后是远处(以县和中心镇为先(先考虑最近的镇);首先在四川地区,然后

(2)规划重点

城市规划区域,城市建设该区域是重点,然后是山区;然后是山区;首先是城镇,然后是村庄.

(3)认为没有扩展的盲区;该镇的中心村庄和城镇地区是重点;围绕葫芦河和5个次要支流;其他山区行政村和自然村.

(3 )治理技术要求

为适应经济发展,综合考虑自然条件,环境承载力和污水排放负荷之间的关系,并充分利用自然处理方法.

模型如下:

(1)模型I-Village-bas ed收集和集中处理

以村庄或自然村为收集区,建设管网和小型污水处理站.由于秦安县的葫芦河,断面的水质有时会超过标准.因此,河两岸人口集中的大中型村庄与村庄之间相距较远,采用这种方式.此外,山区乡镇等人口稠密的村庄也采用这种模式.

每个家庭建造一个三格式粪便池,通过管网收集生活污水,并将其收集起来进行处理站进行统一处理.污水处理站的水质符合《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB 62 / 4014―2019)的有关标准.

污水处理过程的主要规划采用综合污水处理设施+人工湿地,微功率污水处理(太阳能微功率处理工艺或常规电污水处理工艺)和其他废水水质.该工艺节省了占地面积,抗冲击负荷能力强,管理简单,可长期安全有效地运行.考虑到操作的稳定性和成本,请尽量避免使用MBR工艺.

共有3种处理方式:1种农民自收集-高温堆肥,用于房屋前的间伐种植,森林绿化,壤土或改良土壤等; 2吸粪车的收集和运输-高温堆肥,用于苗圃种植,林果种植,有机作物种植等大规模种植; 3收集吸盘,运到有机肥生产企业生产有机肥.

(2)模式II-单户,联合家庭分散管理

适用于居民分散,人口密度低,地形条件复杂,建设困难且难以收集的村庄污水处理,采取邻近农户联合处理或单户处理的方式.这就是沿岸的秦安葫芦河.供水充足的村庄采用的主要模式.

相邻的家庭联合起来或建造一个三格化粪池.化粪池的废水被用作资源,农民自己将其用于花园绿化.农田灌溉,例如房屋前的种植,林地,高山或湿地的吸取,吸取和利用.也可以构建植物隔离带或构建人工湿地系统(必须事先设置简单的预处理措施),以达到进一步利用和净化的目的.粪便(污泥)处理模式与模式I相同.

(3)模型III-资源利用

对于偏远,人口密度小,人口少的村庄远离环境敏感区域,并且通常使用干式厕所来建造卫生厕所.粪便(污泥)处理模式与第一处理模式相同.灰水(来自厨房,洗涤,淋浴等的水)一定不能进入三格化粪池,但可以通过管道,沟渠等吸取并吸取到湿地中.这是秦安山区村庄采用的主要方式.

(4)模式IV-集中式管道流入处理

主要重点是市政排水管网在不久的将来可以到达的村庄,重点是改善管网建设,加深村庄雨水分流工作,确保在条件成熟时顺利进入城市污水收集管网,并进入城市污水处理厂进行集中处理(称为验收).

每个家庭都建造一个三层式肥料箱,废水进入城市污水处理厂进行集中处理.粪便(污泥)处理模式与模式I相同.

用于有条件实现农村生活污水处理从"分散污染控制"到"集中污染控制和转移"的农村地区.集中控制".

04规划投资估算

规划中支管和支管的设计水量是根据村庄的长期流量Q乘以(4?5 )(变异系数);主管道的水量是根据相连村庄的长期总流量Q长期总流量乘以2(变异系数)来设计的;重点发展城镇均以县域总体规划为基础,污水处理厂用水量是根据长期流量Q长期乘以1.5(人口增加系数)设计得出的.

治疗模式I管道长度是根据实际地形测量值估算的,或者每个村民的平均支管长度为11.35m,支管长度3.79m;基于处理模式I的管道长度的1/4来估计处理模式II.处理模式III不会估计管道的长度.IV的处理模式主要用于管道工程,其长度根据实际情况进行测量.污水提升房每座预计费用为50万元.根据DN200至DN400的不同管径,管道建设的综合成本(包括检查井等辅助设施的建设以及管沟的开挖和回填)估计为500-700元.洗手间;装修费用为每户2500元,化粪池费用为每户500元.污水处理站的建设费用,按处理后的水量10000元/ m3估算.污水处理运输保险费按1元/ m3计算,污泥处理按0.2元/ m3的处理水量计算.项目投资估算结果见表4.

与周边县域规划,秦安规划投资相比县比较大.分析原因:(1)要求葫芦河省沁安县控制该断面,迫使人口主要开发区建设莲花,国家和安福污水处理厂,且投资成本高.我对沿河敏感地区的村庄进行治理的方法(2)秦安是人口稠密的县;第三,该计划的估计参数取自实际测量值,实际值比估计值大一点.

05关键问题的讨论

(1)农村人口是该计划的主要参数.在总体规划中,长期规划是根据约0.7%的人口增长率进行的.但是,随着我国农村经济和生活水平的提高,一些边远村庄条件较差的村庄的人口正在减少,一些交通便利等条件较近的村庄的人口将加速增加.

在该计划中,除了县(叶宝,南小河,西小河)所包括的莲花污水处理厂,渭甸污水处理厂,安福污水处理厂,郭家污水处理厂和污水处理厂外.涉及的城镇是未来发展的重点村庄.污水处理厂的人口是根据当前的实际调查数据计算的,但人口放大系数约为1.5.

(2)农村人均排水量将随着气候,经济发展水平和不同地区生活习惯的变化而变化.甘肃省环境科学研究院组织了几所高校对甘肃Long东,中部和河西不同地区的城市污水处理厂进行了调查.计算得出的农村人均排水量约为35L /(人d),短期和长期排水量分别为37.5L /(人d)和42L /(人d).

一项对甘肃农村地区生活污水质量的调查发现,各地的水质差异很大.根据秦安县及其周边地区已建成并运行的农村污水处理设施的进水水质,本方案采用表2的中位数上限.

(3)农村生活污水处理方式是我国农村污水处理的核心问题.它不仅直接影响该项目在中国的投资,效益和进展,而且反映了中国环保理念的实施水平.一般来说,西北地区人烟稀少,土地贫瘠.资源利用和近乎自然的处理是首选方式.仅在可能影响饮用水水源保护区或自然保护区,风景名胜区等环境敏感点的村庄,根据实际需要,集中处理污水.

调查发现,大多数已建成的农村污水处理项目处于"晒日光浴"的状态.主要原因:(1)由于大多数农民外出打工,村里只剩下老人和小孩,污水排放量太小,设备无法正常运行; (2)设备的运行成本太高,地方政府负担不起; (3)设计缺陷(如原水调节不足),管网不完善(排污管网中混有大量土壤),技术人员不足等原因.

农村厕所有两种类型:抽水马桶和卫生干燥马桶.在水源充足的地区,应提倡抽水马桶,但在冬季应注意供水系统的绝缘.废水在厌氧粪池中消化后,再抽回田地进行资源利用.对于使用卫生干厕(特别是尿液和粪便的混合和分离)的农民,经过厌氧处理后,可以将尿液和粪便回到土地上进行资源利用.在上述情况下,农民家庭排放的灰水应在房屋前后用土地处理系统进行处理,以免倒入雨水收集和排放系统中.总之,笔者认为,基于资源利用的农村厕所改善行动是有效解决农村生活污水处理的主要途径.解决这一问题的关键是开发低成本的便民技术和方便使用的产品,以及保护农民的环保.意识增强.

甘肃省颁布了《甘肃省农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB 62 / 4014-2019),为农村生活污水,尤其是小规模的农村污水创造了解决方案.分散式农村生活污水处理.健康)状况.

(4)在该计划的实际调查中(图3),在模式I中,测量了88个村庄的地形,范围和海拔,布置了排水支管和支管,并确定了坡度.跟随地形.进行了简单的管道设计计算,最后将88个村庄的首席实行官除以村庄家庭总数.每个村民的平均支管长度为11.35m,支管长度为3.79m.

在模型中,相邻村庄共同建造了一个污水处理站.一些技术指南提供了5公里范围内的村庄可能考虑一起建造污水处理站.编辑认为,首先,鉴于农村地区污水收集量少,变化系数大以及缺乏技术人员,第一,应尽可能地合并.其次,合并充分考虑了实际地形造成的管道工程的复杂性,例如村庄之间的高度差较大,中间有沟壑.当管道穿过可折叠的黄土沟壑时,工程成本非常高.目前,合并和构建站点并不容易.相反,在沿道路或河岸的一些相对平坦的村庄中,这些村庄经常是这样的.如果此时发展和扩张的重点距离较远,则还可以考虑合并车站.

(5)在《秦安计划》中,不同治理模式的人均投资和人均投资如表5所示.从表5中可以看出,人均投资的顺序是模型.一,模型四,模型二,模型三以及使用厕所翻新突出资源利用模型二,三的村庄比例接近70%.从治理模式的释放来看,规划较为合理,但在这种情况下,投资额远远高于秦安县的财政能力,这充分表明,农村生活污水处理面临的实质性问题.西北地区仍然比较严重.

(6)为了使农村生活污水处理设施达到标准化建设,设施齐全,管理有序,达到水质标准,甘肃省与其他省份一样,已经建立了一套完善的处理模式I运行管理体系,涉及管理体系,职责分工,排放要求,运行维护模式机制和监控以及系统保障.但是,由于大多数设施处于"晒日光浴"的状态,因此运行和管理效果差.对于模式II和III的大多数管理系统,整个国家基本上处于空白状态.

06结束语

加强农村生活污水收集,处理和资源利用设施的建设,是我国农村振兴战略中新农村建设工作的重要内容.我国农村地区的情况截然不同,导致生活污水处理的复杂性.目前仅关注农村生活污水处理站的建设和管理的做法过于狭窄.针对农村生活污水处理的特点,结合农村改厕的作用,加强资源利用为主导治理思想;完善污水收集处理利用技术体系;开发更好的厕所,较低的运营成本以及易于管理的近乎自然的处理工艺是重中之重.

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