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上海地区农村生活污水处理形势及关键技术探究
来源:     2018-07-7
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目前,随着我国人居环境要求的不断提高,农村生活污水处理显得愈发重要,然而国内针对农村生活污水的处理技术和管理研究相对较少,大部分只停留在对国外工艺的借鉴层面,且不符合我国国情,相应的对策措施和可操作性不强。

因此,科学分析农村生活污水处理存在的根本问题,开展关键技术与管护模式的研究,对建设新时代农村和创建美丽乡村具有长远意义。

本文从上海地区农村生活污水处理标准、处理模式、处理设施、处理工艺及管理模式5个关键层面进行了探究,以期为进一步发展上海地区农村生活污水处理提供思路。

上海地区农村生活污水处理形势及关键技术探究

一、上海地区农村生活污水分布和排放的基本特征

1.上海郊区农村村庄布局特征

上海属于典型的平原河网地区,自实施城乡一体化政策以来,上海郊区乡村的整体风貌发生了巨大改变,农村村落布局形态主要呈现以下特征:

(1)房屋多临水而建

由于河网水系密布,居民生活习惯临水而居、枕河而立,而生活污水多未经任何预处理措施直接通过排水管排放到周边河道,部分郊区河道由于平原地区特点,水动力不足、河道较窄、河道不畅通,从而导致水质不断变差,呈现出水体发黑和散发恶臭的情况。

(2)房屋多为独立式住宅

上海作为国际化大都市,改革开放后乡村居民的生活质量不断提高,郊区农村住宅多以独立式砖瓦房为主,而且室内设施齐全,舒适美观,随着生活水平的提高,乡村居民日排污水量也与日俱增。

(3)房屋聚合不规则

上海郊区村庄分布不规则,有些自然村中居民居住相对较为集中,有些自然村居住点之间又相隔较远,这与人口集聚程度高、居民点聚合的市区存在较大差别,也使得生活污水收集和处理存在一定难度。

2.上海地区农村生活污水排放特征

(1)水量特点

总体水量大。随着新农村建设和美丽乡村的开展,上海郊区农村居民生活水平不断提升,农村厨房、淋浴间等区域设施不断完善,这些区域产生的废水量也与城镇居民污水排放量之间的差距逐渐缩小。根据《上海市农村生活污水处理建设规划》,目前上海农村生活污水处理共涉及34万余户,污水总量约13.6万m3/d。

排放面广。上海市农村地区厨房、洗浴间和卫生间的设施较为完善,多铺设排水管道,较易进行收集处理,但部分洗涤污水呈现多种形态,此类无序排放的污水由于收集难度大,基本无处理措施。同时,随着“美丽乡村”建设的开展,农村地区也出现了一定数量的公厕,这部分污水污染物含量高,目前还尚未得到有效处理。

水量变化大。上海农村地区以单户性排放为主,呈现明显的早、中、晚3个排水量高峰,日变化系数达到3.5-5.0,同时受气候、季节、种植结构等因素的影响,同一农村区域不同季节排污量不同,不同农村区域同一季节排污量也不同。

(2)水质特点

上海地区农村生活污水成分以有机物为主,主要有COD,NH3-N,TP等。根据国家住建部出台的《东南地区农村生活污水处理技术指南(试行)》文件,经检测上海地区农村生活污水水质波动范围较大。

上海地区农村生活污水出水水质检测表

二、上海地区农村生活污水处理现状

根据《上海市农村生活污水建设规划》,2011-2015年上海地区按计划开始实施试点工作,全市共有98.54万农村居民,化粪池改建已经基本完成,其中农村生活污水处理率达到了42.7%,配套处理设施约3000座,污水收集管道建设约7000km。

农村生活污水处理主要有2种模式,即纳入市政污水处理系统和采用简化工艺就地处理。在采用就地处理系统中,小型处理站工艺的选择是处理效果的关键所在。2013年《上海市农村生活污水处理项目技术评估研究报告》对上海地区2008-2011年试点期间采用就地处理系统的工艺进行了比较分析。报告指出,就地处理系统中采用的较为普遍的工艺主要有:生物滤池、土壤渗滤、人工湿地、生物滤床+人工湿地、接触氧化+人工湿地、自流增氧人工生态床、一体化膜法A2/O、MBR等。

三、上海地区农村生活污水处理的关键技术探究

1.处理出水水质标准研究

上海地区农村生活污水处理出水水质标准是在《污水综合排放标准》( DB 31/199-2009)和《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的基础上,按照《上海市农村生活污水处理设施出水水质规定(试行)》文件进行执行的,其对出水的感官指标和水质指标都作出了要求,分为一级A和一级B标准,检测指标为COD、NH3-N、TP、TN、SS、LAS和动植物油7项。由于其制定依据主要参考大中型城市的污水排放情况和经济基础,因此与农村生活污水排污特点和处理成本有本质的差别。

基于此,建议对上海9个涉及农村生活污水处理的区县进行详细调查,推动农村生活污水处理和市政污水处理厂出水水质标准相互衔接,根据各个区县地理位置差异、乡村经济条件和文化习俗等差别,提出能适应各区域的出水水质标准,并结合城乡发展一体化和新型城镇化进行近、远期分析,制定近、远期结合规划,从横向和纵向角度构建完善的上海地区农村生活污水出水水质标准体系。

2.处理模式的选择

《上海市农村生活污水处理建设规划》数据显示,目前上海已实施的处理户数中,纳入市政污水处理系统比例仅为20%左右。上海市作为国际化大都市,在未来将逐步实现城镇化,农村居民将实现集中安置,如在供水方面实现一网供水,污水处理最终将会全部纳入市政污水管网,不再区分农村和城镇区域。

基于此,上海农村生活污水处理建设,要依托于农村城镇化进程的规划,在完善各区县的农村村庄保护和布点规划的基础上,分配好就地处理和纳入市政污水处理系统2种处理模式的比例,并且对污水管道和处理站等布局和规格进行合理选择,做好近远期方案的结合。

3.处理设施生命周期的研究

目前,上海地区农村生活污水处理投入不断攀升,市区镇各级财政压力都大幅增加,因此,开展对农村生活污水处理设施生命周期的成本分析尤为重要,即对处理的前期成本、实施成本、处理成本和其他成本等进行评估,研究近、远期人口变化和管理模式不同等要素对处理成本的影响,并以此为根据完善农村生活污水处理模式的决策机制,使工程投资符合区域经济承受能力,确保资金的效益最大化。

4.处理工艺的选择

农村生活污水处理应按照“因地制宜、简易实用、水质稳定、经济可行”的原则,结合实地情况和出水标准,充分进行技术经济比选,合理选用适宜的工艺技术。但上海市在处理工艺的选择上,由于经济、区域等多种因素制约,部分处理工艺已不能满足出水水质要求,特别是TP、TN的达标情况较差。

以金山区为例,该区2007年试点建设采用土壤渗滤污水处理工艺,后期陆续增加了组合型污水处理工艺、一体化微动力SBR工艺和MBR膜生物反应器工艺。经过几年的应用,对4种工艺的经济效益、建设实施、运行效果和养护管理四大方面的分析评价,每种工艺各有利弊,综合评价好的是组合型和MBR工艺。但伴随着农村污水排放标准的提高,旧工艺被淘汰,新工艺被引入,还需在推陈出新的过程中找到最适合当前农村环境的污水处理工艺,并以目前现有的技术工艺为基础,结合近、远期城镇规划,研究更新合适的处理工艺标准,并构建处理工艺选择库,防止同类型处理工艺变相竞争。

5.管理多种模式的探讨

长期以来,农村生活污水管理缺乏有效的体制和模式,上海各区虽然已初步落实处理设施运维资金,实现了处理设施从失管到全部落实管理的变化,但是常效和常态方面仍然有很大差距,处理站不能正常运行、管道冒溢等情况仍然不能杜绝。根据上海市农村生活污水处理设施建设、运行管理情况以及农村城镇化推进的情况,可以借鉴国外分级分类型管理模式图,探索和形成合适的管理养护模式,以期推进管理养护制度化。

由市区联合制定并明确管理养护体系,明确责任和权利;推进管理模式差别化,根据设施管理养护的难易程度,分级分类型选择管理养护模式;推进管理养护信息化,确保处理设施运行正常,保障出水水质达标,管理养护及时有效。

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