村鎮生活污水處理偏大設計問題分析與對策

發布日期：2018-06-12來源：網絡來源編輯：張繼蕊

[摘要]

　　 與城市污水相比，村鎮生活污水具有面廣分散、水量相對較小、水質水量日變化較大、季節性差異較大等特點。村鎮生活污水處理設施的設計多參考國家現行規范或者指南，基于安全和發展等一系列原因往往造成偏大設計，常出現處理水量只占設計規模很小的比例，或者實際處理水質濃度偏低，總體設計偏大的情況。而偏大設計往往導致實際運行時污水處理設施閑置率高，投資運行浪費嚴重，這又與村鎮相對較為落后的經濟發展情況不符。本文對一些村鎮生活污水處理偏大設計問題進行了分析，并提出了相應的對策，供相關設計人員參考。

　　 01 偏大設計造成的影響

　　 對于污水處理設施，在建成運行之初進水水質和水量低于設計值的現象很常見，這也符合一座污水處理廠建成后運行10-20年的長遠發展要求。但對于村鎮污水處理系統，由于相對規模較小，實際情況與設計的細微偏差往往會對污水處理系統造成較大影響。對設計規模和設計進水水質的過高估計，導致村鎮污水處理設計偏大，造成村鎮污水處理廠長期處于低負荷運行狀態，出水水質較差，不經濟也浪費資源，更不能充分發揮污水處理廠的環境效益，主要體現在以下2個方面：

　　 1.投資方面

　　 偏大設計造成投資成本大，投資成本回收期長。

　　 2.運行方面

　　 偏大設計對運行情況主要存在3個方面的影響：首先，偏大設計造成管道實際流速低于設計值，管網水力條件差，污染物在管道內沉積，不能正常送往污水處理系統進行處理。其次，污水處理生化系統易過度曝氣，致使活性污泥老化，系統出水水質較差。再次，污水處理主要設備不能處在高效運行區，造成能源浪費，運行費用偏高。

　　 02偏大設計原因分析

　　 1.水量偏大原因

　　 設計規模比實際處理水量偏大存在多方面原因，主要受以下幾點影響：　

　　 （1）規劃設計的影響

　　 與城市污水相比，村鎮生活污水具有面廣分散、水量相對較小、水質水量日變化較大、季節性差異較強等特點，給實際調研帶來很多不便，村鎮生活污水處理設施的設計多參考國家現行規范或者指南進行設計。

　　 對于村鎮污水處理，生活污水占較大部分，因此影響尤其嚴重。對于農村生活污水處理規模的計算，通常采用“設計人口數X居民綜合生活污水定額X排水系數”的方法。此方法較為簡便，但多數情況下，推算數值偏大。另外，我國現有規范通常對“居民綜合生活污水定額”和“排水系數”2個指標進行了規定；現有的村鎮生活污水處理的規范體系主要有：CJJ/T 246-2016《鎮(鄉)村給水工程規劃規范》、CJJ 123-2008《鎮(鄉)村給水工程技術規程》、CJJ 124-2008以及《分地區農村生活污水處理技術指南(試行)》，通過對比發現，規范給出的參數選擇范圍較大，而設計一般遵循安全可靠的基本原則，設計人員極易在設計時取較大值進行計算，尤其是在缺乏同地區類比資料的情況下。

　　 CJJ/T 246-2016、CJJ 123-2008和CJJ 124-2008這兩大體系的規范是針對村鎮的具體規范，具有一定的指導意義。其中，CJJ 124-2008根據室內衛生設施的設置情況和社區類型等給出了生活用水定額規定，具有一定的針對性。而CJJ123-2008對于排水系數的取值為0.6-0.9，并沒有針對室內衛生實施情況給出具體參考數值，此參考范圍仍然較大。《分地區農村生活污水處理技術指南(試行)把我國劃分為6個區，針對村鎮室內衛生設施設置情況對用水定額和排水系數都給出了具體參考數值，此指南比上述3條中的規范體系，更具有參考意義；但由于是試行指南，目前設計時卻很少作為設計依據進行參考。

　　 （2）投資模式的影響

　　 村鎮污水處理越來越傾向于企業投資，利用PPP模式進行投資建設，其中涉及政府投資的商業模式，如DBO的商業模式，由政府投資，企業進行設計、建造、運營。由于是政府投資，某些情況下為了獲得更多的投資資金，傾向于較大規模。

　　 另外，對于企業來說，設計規模越大意味著投資越大，可獲得的利潤就越大。同時，由于企業的特許經營時間較長，一般而臨10-30年的長遠發展歷時。從長遠角度考慮，企業為了控制發展帶來的風險，污水處理設施能一次建造到位的盡量一次建造到位，從而造成設計規模遠遠大于實際情況。

　　 （3）污水收集管網建設滯后

　　 我國現有的部分規劃和已建管網通常主要為干管。由于鄉鎮一級污染源分散，集鎮老管網以雨、污合流為主，加之道路狹窄，管道建設施工難度大，投資高，鄉鎮財力有限等原因，生活污水接入率低，造成實際處理水量與建設規模相比偏低。

　　 2.水質偏大原因

　　 （1）規劃設計的影響

　　 當缺乏現狀資料調查條件時，村鎮污水處理廠設計水質的確定有2種方法：

　　 第一，參考以上現有國家規范體系，根據規范給出的參考數值進行確定。采用此方法的主要缺陷是，規范給出的參考范圍較大，設計時基于安全可靠的基本原則，易取大值。

　　 第二，采用保證率確定設計進水水質的方法。此方法是類比同地區現有污水處理廠進水水質，利用頻率統計方法對這些數據進行處理，繪制水質濃度頻率曲線，并計算出進水中一定積累頻率下各項污染物濃度，為擬建污水處理廠提供設計水質濃度參考值。采用此種方法時，設計數值較為接近實際情況。但若類比村鎮污水處理廠選擇不當(工業廢水或者養殖廢水占比過多)，或者進水保證率取值較大，易造成設計偏大。

　　 （2）項目建成后污水管網滲漏

　　 由于地下水位較高，污水管網的滲漏現象較為普遍。因施工質量原因和基礎下陷而造成的檢查井處漏水，因施工質量原因而造成的過河管道處河水倒灌；因接管前污水直排就近河道，接管后原排水口沒有封堵而造成的河水倒灌等，往往會稀釋水質。

　　 另外，對于相同的管道施工質量，由于農村路而滲透系數高于城市，暴雨時造成的雨水下滲稀釋對農村污水水質的稀釋強度要高于城市。

　　 （3）項目建成后污水管網水力特性的影響

　　 村鎮污水量相對較低，排水管管徑相對較大，造成污水在排水管內的流速偏低。排水管道的水力特性不好，致使懸浮物在排水管道的沉積，由于一些污染物在污水中呈懸浮狀態，懸浮物的沉積造成實際水質偏低。

　　 03對策和建議

　　 針對村鎮生活污水處理偏大設計的問題，提出以下建議：

　　 1.設計方面

　　 第一，對于設計規模和設計水質，應盡可能地進行實地調研確定;針對我國城鎮化的進程，對于村鎮污水處理易優先考慮近遠期分期建設。

　　 第二，村鎮污水處理廠的選址易就近。盡量避免長距離輸水造成的污染物沉積問題。

　　 第三，針對低濃度進水情況，村鎮污水處理工藝應選擇對低濃度污水處理適應性較好的生物膜工藝。

　　 第四，污水處理關鍵設備諸如水泵和風機等，易設置變頻器。當實際處理流量較低時，通過調節電機轉速調節流量，從而減小功率。防比系統的設備長期處于低效區運行造成能源的浪費。

　　 2.運行方面

　　 已建成村鎮污水處理項目盡量避免低負荷運行。運行時要根據實際進水情況調整污泥負荷。

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