（环境工程专业论文）北京市浅山区村庄生活污水处理适用工艺的研究.pdf

摘要 目前很多地区农村生活污水随意排放，造成大面积的面源污染。本研究针对北京市浅 山区村庄特殊的地理环境和人口情况，对国内外现有的农村生活污水处理工艺进行比选， 并进行分散式污水处理工艺小试研究，提出适合于北京市浅山区村庄生活污水处理的工 艺。 本论文研究的主要内容包括：( 1 ) 北京市浅山区相关现状情况调查及测试卫生设备 的拥有情况；目前浅山区村庄生活污水管道设置情况、污水收集率等；生活污水排放 量及排放规律；检测生活污水水质；调查浅山区村庄实际采用的生活污水处理工艺。 ( 2 ) 生活污水处理适用工艺的比选研究总结国内外农村生活污水处理工艺；对各种 生活污水处理工艺进行初步技术比选；e 分散式污水处理工艺三格化粪池的基础上进行 改进型三格化粪池处理粪便污水试验。 对国内外农村现有生活污水处理工艺的比选研究表明：湿地、高效藻类塘、兼氧接触 氧化一土地处理、厌氧无动力、s y s 速分生物处理技术与依维优技术比较适合于设有集中 污水管道的北京市浅山区村庄生活污水的处理；改进型三格化粪池比较适合于没有条件设 置污水管道的北京市浅山区村庄生活污水的处理。 试验研究表明：改进型三格化粪池中填料随着厚度的增加，对c o d 、氨氮、色度、浊 度和s s 的平均去除率逐步提高。l o c m 厚填科对c o d 、氨氮、色度、浊度和s s 的平均去除 率分别为6 0 5 、1 1 9 、2 3 2 、9 1 6 和9 2 9 。但出水c o d 、氨氮和色度仍达不到污 水综合排放标准( g b8 9 7 8 1 9 9 6 ) 二级以上排放要求，出水c o d 、氨氮和色度平均值分别 为3 8 5 9 m g l ，2 4 1 9 m g l 和6 4 度。改进型三格化粪池对c o d 、s s 和浊度的处理效果比普 通两格、三格化粪池好；而对氨氮，色度的处理效果差异不是很大。l o c m 厚填料改进型三 格化粪池出水经1 5 c m 土层处理后，出水c o d 满足污水综合排放标准( g b8 9 7 8 1 9 9 6 ) 一级排放标准，c o d 平均值为8 2 3 m g l ；出水氨氮满足污水综合排放标准( g b8 9 7 8 1 9 9 6 ) 二级排放标准，氨氮平均值为2 1 o m g l ；出水色度满足污水综合排旅标准( g b8 9 7 8 1 9 9 6 ) 一级排放标准，色度平均值为7 度。根据试验结果，l o c m 厚改进型化粪池出水经1 5 c m 土 层处理工艺适合于北京市浅山区村庄生活污水的分散式处理。 关键词：浅山区生活污水改进型化粪池适用工艺填料 a b s t r a c t a tp r e s e n t t h es a n i t a r yw l t s t ed i s c h a r g e sr a n d o m l yi nal o to f r u r a la r e a , w h i c hm a d eal a r g e a mo fe x t e n d e dp o l l u t i o n b a s e do l lt h es p e c i a lg e o g r a p h i c a le n v i r o n m e n ta n dp o p u l a t i o n s i t u a t i o no f v i u a g e sl o c a t e do ns h a l l o wm o u n t a i na r e ai nb e i j i n g , t h ep a p e rc o m p a r e sa n ds e l e c t s s e w a g et r e a l m c n tc r a f tu s e di nr u r a la r e ai nd o m e s t i ca n da b r o a d i na d d i t i o nt ot h i s , s e p a r a t e s e w a g et r c a l m e n te r a t t sw e f ca l s oi n v e s t i g a t e d d e p e n d i n go l lt h ea b o v et w os t u d i e s t h es u i t a b l e w a s t e w a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o g yf o rt h ev i l l a g e sl o c a t e do ns h a l l o wm o u n t a i na r e ai nb e i j i n g w a s s u g g e s t e d i nt h i sa r t i c l e , t h ep r i m a r yc o n t e n t so f o t t rr e s e a r c hi n c l u d e ： ( 1 ) s u r v e yo fr d a t e ds i t u a t i o na n de x p e r i m e n t a lt e s t i n go fv i l l a g e sl o c a t e do i ls h a l l o w m o u n t a i na r e ai nb e i j i n g ；( i x t a ep l a c e m e n ts i t u a t i o no ft h es a n i t a r yf a c i l i t i e s ； t h ep r e s e n t l a y i n gs i t u a t i o no f s a n i t a r ys e 、榭a n dt h ec o l l e c t i o nr a t eo f s a n i t a r yw a s t eo f v i l l a g e sl o c a t e do n s h a l l o wm o u n t a i na 嘲i nb e i j i n g ；d r a i n i n gv o l u m ea n dd i s c h a r g er e g u l a t i o no f s a n i t a r yw a s t e ； t e x ts a n i t a r ys e w a g ew a t e rq u a l i t y ；, 遁) i n v e s t i g a t et h es e w a g et r e a t m e n tc r a f t sa p p l i e di n v i l l a g e sl o c a t e do ns h a l l o wm o u n t a i n 锄嘲i nb e i j i n g ( 2 ) c o m p a r i s o na n ds e l e c t i o no ft h es u i t a b l es e w a g ei r e a t m e n tc r a f t s ：s u m m a r i z e st h e s e w a g et r e a t m e n tc r a f t su s e di nr u r a la i c ai nd o m e s t i ca n da b r o a d ；( 邬r e l i m i n a r yt e c h n i c a l c o m p a r i s o i la n ds e l e c t i o no ft h es u m m a r i z e ds a n i t a r ys e w a g ec r a f t s ；b a s e do l lt h es e p a r a t e s e w a g et r e a t m e n tc r a f to ft h r e e - c o m p a r t m e n ts e p t i c ，t h ed e v e l o p e dt h r e e - c o m p a r t m e n ts e p t i c t r e a t i n gf e c a ls e w a g ew a se x p e r i m e n t e do nt r e a t i n ge f f e c t t h ec o m p a r i s o na n ds e l e c t i o no ft h es e w a g et r e a t m e n tc r a f t su s e di nd o m e s t i ca n da b r o a d i n d i c a t e ： t h ew e t l a n d 、d e v e l o p e ts t a b i l i z a t i o np o n d ；c o n c u r r e n t l yc o n t a c to x i d a t i o nw i t hl a n d t r e a t m e n ts y s t e m 、a n a e r o b i cu n p o w e r e dt r c a l l l l e n ts y s t e m 、s y sb i o l o g i c a lt r e a t m e n tt e c h n o l o g y w i t l ls h a r ps e p a r a t i o na n dy i w e i y o ue r a t to fi n t e g r a t e db u r i e dt r e a t m e n ts y s t e ma l eq u i t e s u i t a b l es a n i t a r ys e w a g ec r a f t sf o rv i l l a g e sl o c a t e do ns h a l l o wm o u n t a i na r e ai nb e i j i n gw h i c h l a ye e n u ：a l i z e ds a n i t a r ys e w e r , d e v e l o p e dt h r e e - c o m p a r t m e n ts e p t i ci sq u i t es u i t a b l es a n i t a r y s e w a g ec r a f tf o rv i l l a g e s l o c a t e do i ls h a l l o wm o u n t a i na r e ai nb 询i n gw h i c hd on o tl a y c e n t r a l i z e ds a n i t a r ys e w e r o u re x p e r i m e n t a lr e s e a r c hi n d i c a t e s ： w i t ht h et h i c k n e s so f t h ef i t t i n gm a t e r i a lh i g h t h ea v e r a g et r e a t m e n tr a t eo f f i t t i n gm a t e r i a l o nc o d 、a m m o n i an i t r o g e n 、e h r o m i n a 血e e 、t u r b i d i 哆a n ds sa l - i 。i n c r e a s e d n ea v e r a g et a e a t m e n t r a t eo f c o d 、a m m o n i an i t r o g e n 、c h r o m i n a n e e 、t u r b i d i t y 、s so f d e v e l o p e dt h r e e - c o m p a r t m e n t s e p t i cw i t hl o e mf i t t i n gm a t e r i a la r c6 0 5 、1 1 9 e , 4 、2 3 2 、9 1 6 a n d 9 2 9 0 4 b u tt h ec o d 、 a m m o n i an i t r o g e na n dc h r o m i n a n e ec o u l dn o ta c h i e v et h en a t i o n a ls e w a g es y n t h e s i sd i s c h a r g e s s t a n d a r d ( g b8 9 7 8 1 9 9 6 ) ，t w ol e v e l s ，t h ea v e r a g ev a l u eo fc o d 、a m m o n i an i t r o g e na n d e h r o m i n a n e eo f t h ee f f l u e n ta r e3 8 5 9 m g 1 , 2 4 1 9 m g la n d6 4 d e g r e e n e t r e a t i n ge f f e c to nc o d 、s sa n dt u r b i d i t yo fd e v e l o p e dt h r e e - c o m p a r t m e n ta l eb e t t e r t h a nc o m m o nt w o - c o m p a r t m e n ta n dt h r e e - c o m p a r t m e n t b u tt h et r e a t i n ge f f e c to i la m m o n i a n i t r o g e na n dc h r o m i n a n c ei sn o tv e r y o b v i o u s 册l ee f f l u e n to ft h ed e v e l o p e dt h r e e - c o m p a r t m e n ts e p t i cw i t hlo c mf i t t i n gm a t e r i a la t t e r 1 5 e ml a n di r e a t m c n t ，c o da c h i e v e sf i r s t - l e v e lo ft h en a t i o n a ls e w a g es y n t h e s i sd i s c h a r g e s s t a n d a r d ( g b8 9 7 8 1 9 9 6 ) ，t h ea v e r a g eo fc o di s8 2 3 r a g l ：a m m o n i an i t r o g e na c h i e v e s u s e c o n d - l e v e lo f t h en a t i o n a ls e w a g es y n t h e s i sd i s c h a r g e ss t a n d a r d ( g b8 9 7 8 - 1 9 9 6 ) ，t h ea v e r a g e o fa m m o n i an i t r o g e ni s2 1 0 m g l ；t h ec h r o m i n a n c ea c h i e v e sf i r s t - l e v e lo fn a t i o n a ls e w a g e s y n t h e s i sd i s c h a r g es t a n d a r d ，t h ea v e r a g eo f c h r o m i n a n c ei ss 目e nd e g r e e a c c o r d i n gt ot h ee x p e r i m e n t a lr e s u i s , t h ed e v e l o p e dt h r e e - c o m p a r t m e n tw i t h1 0 c mf i t t i n g m a t e r i a la f t e r1 5 c ml a n dt r e a t m e n ti ss u i t a b l es e p a r a t et r e a t m e n tf o rt h es a n i t a r ys e w a g ew a t e r f o rt h ev i l l a g e sl o c a t e di nt h ev i l l a g e sl o c a t e do ns h a l l o wm o u n t a i na r e ai nb e i j i n g k e y w o r d s ：s h a l l o wm o u n t a i na r e a ；s a n i t a r yw a s t e s u i t a b l ec r a f t f i t t i n gm a t e r i a l n i 硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：泰i 犏 日期： c 7 d e 年1 月l ，日 授权书 本人同意将所著硕士学位论文北京市浅山区村庄生活污水 处理适用工艺的研究著作权中的数字化制品复制权、信息网络 传播权和汇编权授权j e 塞建笪至捏堂瞳婴究生部行使。上述授权 的范围包括：j 垦塞建笪王程堂瞳自己使用或委托他人使用。 本人保证为该论文作者，依法享有著作权，并愿承担因著作 权问题引起的责任。 j 丘立建篡王猩堂院须依照我国著作权法的有关规定，充分尊 重本人享有的著作权权利( 包括获酬权) 。 本授权有效期年。 论文作者：泰i 形、不 ( 签章) 潲年f 月 日 作者联系方式：北京建筑工程学院3 # 5 1 9 地址：北京市西城区展览1 号邮编：1 0 0 0 4 4 电话：0 1 0 8 8 3 8 1 8 6 4传真： 手机：1 3 4 6 6 3 2 2 5 3 6电子信箱：j i n 9 0 1 2 9 1 2 6 t o m 北京建筑工程学院硕士论文 1 绪论 1 1 课题研究的背景及意义 近年来，随着国民经济的发展和农村生活水平的提高，农村生活用水量越来越大，随 之而来的污水产量也越来越大。目前我国大部分农村地区的生活污水处于随意排放状态， 对农村的整体生态环境造成了巨大的破坏，同时给农民的饮用水安全也构成了极大的威 胁。农村地区的河流总体水质变差，氮磷等营养物质超标严重，部分河流湖泊己呈富营养 化状态，这与农村生活污水任意排放是密切相关的。原来在农村用于洗菜淘米的河，湖水 再也不能使用，昔日的玩水乐园，现在已变成了臭水沟、臭水湖。如果农村污水再随意排 放下去，那么留给子孙后代的除了污水可能就是眼泪了。 我国废水年总排放量为6 0 0 亿立方米，其中工业废水2 0 0 亿立方米，城市污水2 0 0 亿 立方米，乡镇污水2 0 0 亿立方米。城市按3 8 亿人口计算，每人每天污水产生量平均为 5 2 6 3 l ；农村与乡镇按9 2 亿人口计算，每人每天污水产生量平均为2 1 7 4 l ，人均污水产 量为城市的2 5 。随着小城镇的发展，估计今后我国8 0 0 , 6 的污水将来自乡镇，因此，农村 的生活污水将成为污水来源的一个重要的部分【l l 。 北京地区自从2 0 世纪8 0 年代以来，郊区流动人口增加。目前北京市共有3 1 8 万农业 人口，山区有1 6 1 8 万人口。全市共有4 0 0 3 个行政村，远郊区县3 6 7 1 个行政村，其中山 区区( 县) 有1 9 3 3 个行政村。全市总土地面积为1 6 8 0 7 8 平方公里；郊区土地面积为1 5 8 0 0 平方公里，占全市总面积的9 4 ；郊区山地面积1 0 4 0 0 平方公里，约占全市总面积的6 2 【2 j 。 浅山区主要指山区区县的前山、丘陵地带，海拔相对较低。北京浅山区村庄主要位于 昌平、平谷、房山、密云等7 个山区区县，浅山区人口9 7 9 万，占北京市农业人口的3 0 8 ： 浅山区面积约为8 0 0 0 平方公里，约占全市总面积的4 7 6 嘣3 1 。无论从人口还是占地面积 来看，浅山区在北京郊区中均占有重要的地位。 目前北京郊区( 包括浅山区) 的很多村庄已逐步建成旅游度假村，郊区旅游度假村的 兴起和农民生活水平的提高，导致生活污水捧放量增加，使北京农村的地面污染加剧，地 表水不同程度的受到污染，且已影响到地下水水质，2 0 0 0 年全市郊区水井监测结果表明， 全年各项指标符合饮用水标准的水井仅占监测井数的一半【4 】。 农村生活污水的随意排放已造成严重的环境污染，主要因为农村生活污水的排放收集 和处理普遍存在以下问题： ( 1 ) 大部分村庄没有捧水管渠或管渠不健全 建设部2 0 0 5 年1 0 月完成的村庄人居环境现状与问题的调查报告显示，我国具有 代表性的9 个省4 3 个县7 4 个村庄中，9 6 的村庄没有排水渠道，生产生活污水随意排放， 渗入地下或捧入邻近的河流，造成了大量的面源污梨5 】。 4 北京建筑工程学院硕士论文 ( 2 ) 大部分农村没有污水处理系统 目前大部分农村没有污水处理系统，即使有处理系统的也只是在总体规划上简单地进 行描述或在总体规划图上有个污水处理厂位置，丽且一般都没有收集污水的污水管道系 统，致使我国农村污水处理率不足l 嘣卅。 ( 3 ) 污水收集管网建设滞后，管道老化现象严重，雨污不分，导致污水处理效率下降 据调查，已运行的农村污水处理厂的处理能力不到设计能力的6 6 ，其中因污水收集 管网不配套而难以运行的占3 6 之多。 ( 4 ) 现有的污水处理技术路线比较单一，脱离实际现象严重 现有的污水处理技术往往未考虑农村的实际情况，盲目照搬城市污水处理工艺，不仅 造成了资源的浪费，而且污水处理的效率也不高。 ( 5 ) 污水处理工艺的设计标准、规范不配套 目前已有的标准规范大部分都是针对城市污水处理的，几乎没有符合农村实际情况的 设计规范和标准，因此设计时可依据的规范和标准很少川。 由于农村不同于城市，尤其是浅山区特殊的地理环境和人口因素决定了其污水处理不 能照搬城市污水处理工艺，在确定污水处理工艺时，不仅要考虑当地的地形、生活污水的 排放量、排放特点、污水水质，还要考虑村庄的经济财政状况。 本研究通过对北京市浅山区村庄实际生活污水排放及处理情况的调研，了解污水排放 量数据、污水排放规律及污水水质情况，并通过对目前已有的一些比较适合农村的污水处 理工艺的比选和实际试验，选择适合于浅山区村庄生活污水的处理工艺。 本课题的研究对解决北京市浅山区村庄生活污水随意排放的现状具有重要的现实意 义。解决浅山区村庄生活污水面源污染问题，可以避免因污水未经处理直接排放而对农村 地区的水体、土地等自然环境造成的污染，确保水源安全和农民身体健康，推动浅山区村 庄旅游度假经济的发展这既是新农村建设中加强基础设施建设、推进村庄整治工作的一 项重要内容，同时也是当前农村人居环境改善工作中所要解决的最急需、最迫切、最突出 的问题，具有重要的意义北京市浅山区村庄生活污水处理适用工艺的研究对其他类似条 件农村地区的生活污水处理工艺也有借鉴作用。 1 2 国内外农村生活污水处理工艺概述 1 2 1 国外农村生活污水处理工艺概述 澳大利亚f i l t f ( 非尔脱) 污水处理系统。该系统是一种“过滤，土地处理与暗管排水 相结合的污水再利用系统”，主要是利用污水进行农作物灌溉，污水通过灌溉经土地处理后。 再用地下暗管将其汇集而排出嘲。 韩国的湿地污水处理系统。该系统使污水中的污染物质经湿地过滤后或被土壤吸收， 或被微生物转变成无害物。 北京建筑工程学院珂i 士论文 “l i v i n gm a c h i n e 生态处理系统。其技术基础是活化技术，活化技术是把多种生物放置 于人工装置中，建立新的物种联系，从而进行污水的净化处理嗍。 p u t a f l o 泥煤纤维分散式污永处理系统。该系统是由化粪池、调节池及泥煤纤维集成处 理箱组成的污水处理系统，泥煤纤维由大量未分解的沼泽地的棉线植物和莎草的根部组 成。 。 高效藻类塘系统。该系统是对传统稳定塘的改进，其充分利用菌藻共生关系，对污染 物进行处理【埘。 日本的木屑免水冲生态厕所。这种生态厕所完全不需要水，粪便减量化达到9 5 i n l 。 德国的“干燥”厕所。这种厕所是把粪便储存在地下室的堆肥柜里直到发酵成熟，粪 便从一边装进去，发酵好的肥料从另一边掏出来，有的还在厨房设置一个接口，可以把果 皮扔进去【1 2 1 。 泰国的水封便器。其主要优点是卫生、于净、无臭；主要缺点是废水、麻烦( 如便后 冲水，增加了出粪频率) 1 3 j 。 1 2 2 国内农村生活污水处理工艺概述 慢速渗滤土地处理系统。它是土地处理污水技术中应用最广泛的一种类型，由主系统， 调节系统、辅助系统构成。 快速渗滤土地处理系统。该系统一般由预处理池、渗滤池、集排水系统、贮存塘等部 分组成l 1 4 1 。 生活污水砂滤处理系统。它是土地处理系统的一种，在构建过程中一般采用砂子作为 介质，污水经过砂体渗滤后摊出系统，达到净化的目的【嘲 人工复合生态床处理系统。该系统是在人工湿地的基础上选择最佳的植物栽种方式， 并在床体内部填充多孔的、有较大比表面积的介质以改善湿地的水力学性能，为微生物提 供更大的附着面积，同时增强系统对污染物( 尤其是氮、磷) 的去除能力1 1 6 1 。 掺加媒介的地下渗滤系统。该系统是在地下渗滤的介质中加迸草炭或煤渣，增加地下 渗滤系统的处理效果。 兼氧接触氧化一土地渗滤系统。该系统采用微动力兼氧接触氧化和土地渗滤联合工艺 处理农村生活污水，可以大幅度降低出水中的c o d 、氨氮和总磷。 厌氧一跌水充氧生物接触氧化水生蔬菜型人工湿地工艺该工艺采用跌水充氧的方 式，能够满足微生物长期繁殖所需的溶解氧，且节约了能耗，减少了农村生活污水的处| 理 成本。 无动力厌氧处理系统。此污水处理系统采用生活污水自流的方式，应用厌氧生物膜技 术及推流原理，利用附着于空心球状填料内外表面或悬浮的专门驯化专性厌氧或兼氧微生 物去除生活污水中的有机污染物、病原菌和部分氮、磷，从而达到净化生活污水的目的。 无动力高效组合式厌氧生物膜处理系统。该系统采用以厌氧消化处理为主、兼氧过滤 6 北京建筑工程学院硕士论文 为辅的处理工艺。 毛细管渗滤沟处理系统。该处理系统特别适用于污水管网不完备的地区污水先经布 水管分配到每条渗滤沟，渗滤沟中的污水通过砾石层的再分布，在土壤毛细管的作用下至 植物根区，通过土壤的物理、化学、微生物的生化作用和植物根系的吸收和利用使污水得 到处理和净化。 蚯蚓生态滤池处理系统。该系统主要由布水装置、生态滤床和排水装置三部分组成。 在布水装置控制下，污水流经由蚯蚓组成的土壤层，经过蚯蚓吞食其中增殖的微生物后从 排水装置排出。 上述国内外已有的农村生活污水处理工艺可以为北京市浅山区村庄生活污水处理适 用工艺的选择提供参考。以上工艺的处理流程及处理效果等详见第4 章。 7 北京建筑工程学院顼士论文 2 课题研究的内容及方法 2 1 课题的研究内容 ( 1 ) 北京市浅山区村庄相关现状情况调查及测试 调查目前北京市浅山区典型村庄卫生设备的拥有情况 调查目前北京市浅山区典型村庄生活污水管道情况，包括管道设置率、管道污水 收集率和管道的铺设位置等。 调查目前北京市浅山区典型村庄的人口规模、人均每日用水量、入均每日排水量 和家庭使用的水是否全部从排水渠道排出等；调查污水排放规律。 检测目前北京市浅山区典型村庄生活污水水质，其中包括：c o d 、氨氮、色度、 悬浮物浓度、浊度和细菌总数等。 调查拥有污水处理设旌的北京市浅山区典型村庄所采用的污水处理方法及处理效 果。 通过上述调查和测试，了解目前北京市浅山区村庄生活污水排放量、污水水质、污水 收集倩况和污水处理情况，为后续试验提供技术依据 ( 2 ) 北京市浅山区村庄生活污水处理适用工艺的比选研究 总结国内外已有的农村生活污水处理工艺的处理效果。 总结耳前浅山区实际使用豹污水处理工艺及处理效果。 对可能选用的处理工艺进行比选，初步提出北京市浅山区村庄生活污水处理适用 技术。 对适用于北京市浅山区村庄但处理技术不成熟或不完善的工艺进行小试研究，确 定其可行性和技术参致。 通过比选研究和小试试验，最终推荐北京浅山区村庄生活污水处理适用工艺。 2 2 课题研究的方法与技术路线 2 2 1 课题研究的方法 课题研究采用查阅资料、现场调研和水样检溯、实验室小试等方法。 通过查阅国内外相关文献资料、书籍和互联网信息，搜集农村生活污水处理现状及处 理方法：通过现状调研和检测，了解北京市浅山区村庄生活污水排放量、污水水质、污水 收集和污水处理情况；通过实验室小试确定待选工艺的可行性和技术参数；最终综合考虑 北京市浅山区的实际倩况，经过比选后推荐生活污水处理适用工艺。 北京建筑工程学院硕士论文 2 2 2 课题研究的技术路线 课题研究的技术路线如下： 9 北京建筑工程学院硕士论文 3 北京市浅山区典型村庄相关现状情况调查及测试 3 1 典型村庄的选取 本研究选取北京市昌平区菩萨鹿村、韩台村和密云县黑山寺村为调查对象。 菩萨鹿村和韩台村属于昌平区流村镇，地处昌平西北部的浅山区，为典型的以农业为 主的山村，由于地处山区，有效耕地面积很少，经济一直相对较为落后，属于北京市的贫 困山村。近年来，菩萨鹿村和韩台村的建设与发展，受到北京市和昌平区政府的高度重视， 先后被北京市农委列为“引进社会资金促进北京山区综合开发的试点村”和“北京十百千 项目示范村”；被昌平区列为“昌平区可持续发展示范村”等。菩萨鹿村和韩台村还被列 为北京市科技计划重大专项“北京浅山区生态村规划与休闲产业开发关键技术及示范研 究”的示范村【1 7 1 引。 黑山寺村地处密云水库边的西翁庄镇，是以农业为主的浅山区，也是密云县新农村建 设的示范村。 菩萨鹿村、韩台村和黑山寺村具有北京市浅山区村庄的一般特征，他们的规划与发展 对北京市浅山区村庄的建设和发展有着积极的带动和示范作用。为此，本研究选取以上3 个典型的北京浅山区村庄作为调研对象 3 2 典型村庄的现状调查及测试 3 2 1 典型村庄的基本情况 菩萨鹿村、韩台村和黑山寺村的地形及地貌条件、气候与水文条件、农业状况、经济 状况、污水去向和居住情况等见表3 1 表3 一l 浅山区典型村庄的基本情况 项目菩萨鹿村韩台村黑山寺村 地形坡度 o 1 4 。地形坡度约 o 1 4 地形坡度约 o 1 2 植被以灌丛、灌草丛为主，土地势陡峭地势西高东低，山地势陡峭。植被以灌丛、 地形及 层较簿，水分状况较差，水土顶多裸岩，海拔较高土质为灌草丛为主土层较薄， 地貌条件流失严重。山区土壤有山地草工程地质二、三类。土壤为棕 水分状况较差，水土流失 甸土、棕壤、淋溶褐土、褐土、壤或褐色土严重 粗骨褐土和碳酸盐褐土 气候与水 暖温带大陆性气候；年均气温虬1 i o c ；年均气温1 3 - - 1 5 0 c 年均气温9 - - 1 1 0 c ：冻土层深度8 0 - 1 2 0 c m 文条件 冻土层深度8 0 1 2 0 c m 有效耕地面积少，年轻人出去 有效耕地面积少，年轻人出去有一部分农业，但不是很 农业状况 打工或上山护林，老年人在家 打工或上山护林，老年人在家 多 1 0 北京建筑工程学院硕士论文 经济落后，人均收入3 9 1 3 元 贫穷，人均收入2 7 5 2 元，( 2 0 0 4相对前两个村要富裕，人 经济状况 ( 2 0 0 4 年1 年)均收入4 0 0 元月 汇集到规划中的村内景观水经集中污水处理设施后直 污水去向捧入规划的慈航湖 体中 接排放 全村目前共有人口1 8 1 人，7 5全村目前共有人口3 0 8 人， 人口数量 全村共有7 0 多户 户 1 0 6 白 居住情况居住相对集中 居住相对集中居住相对分散 3 2 2 卫生设备的拥有情况 对菩萨鹿村、韩台村和黑山寺村进行了入户调研，三个村的卫生设备拥有情况见表3 2 。 表3 - 2 菩萨鹿村、韩台村和黑山寺村卫生设备拥有情况 项目菩萨鹿村 韩台村黑山寺村 1 家农户；样板房( 未使村委会( 2 处) ；样板房( 38 0 咱0 农户，户外设三格 冲水厕所 用)处，未使用，见图3 - 1 )化粪池 旱厕其余全部农户家庭 其余全部农户家庭1 0 - 2 0 旱厕 庭院水龙头全部农户家庭全部农户家庭 全部农户家庭 全部都以庭院水龙头下全部都以庭院水龙头下的水3 0 的农户用庭院水龙头下 的水池作为洗菜盆池作为洗菜盆和厨房的水池作为洗菜盆； 洗菜盆 7 0 的农户以庭院水龙头下 的水池作为洗菜盆 全部农户屋内( 一般一家 全部农户屋内( 一般一家一全部农户屋内( 一般一家一 洗脸盆 一个) 个) 个) 图3 - 1 样板房卫生间捧水设旌 三个村卫生设施设置情况调研结果表明，目前北京市浅山区村庄基本上以早厕为主， 由于都设置了庭院水龙头，生活杂排水处于随意排放状态。在新农村建设中，有的村庄像 黑山寺村在逐步改旱厕为水冲厕所，户外设置三格化粪池，对厕所污水进行处理，减少了 对地下水源的污染，值得提倡。同时在农村中建设的新房，般都安装了上下水管道，有 利于后续对生活污水的处理。 北京建筑工程学院硕士论文 3 2 3 浅山区村庄生活污水管道设置情况 菩萨鹿村、韩台村和黑山寺村生活污水管道设置情况见表3 3 。 表3 - 3 菩萨鹿村、韩台村和黑山寺村生活污水管道设置情况 菩萨鹿村韩台村黑山寺村 项目 2 0 0 7 62 0 0 7 1 02 0 0 7 6 2 0 0 7 1 02 0 0 7 62 0 0 7 1 0 管道正在进仃行水管遭 设置率 0o l 1 o 的铺设( 见图3 3 ) 管道污水 收集率 ooooo预期收集率1 0 0 管道的铺一条主管 一条主管道 沿村子的主干道， 设位置 道( 见图3 2 ) 入各家各户 图3 - 2 韩台村用水泥作保护的主干管图3 - 3 黑山寺村正在建的污水管道 通过对典型浅山区村庄生活污水管道设置情况的调查发现，目前浅山区村庄几乎没有 污水管道，也没有对污水进行收集。在2 0 0 7 年6 月调查中没有铺设污水管道的黑山寺村 在2 0 0 7 年1 0 月的调查中已经开始铺设污水管道，而韩台村和菩萨鹿村却仍没有铺设。黑 山寺村是在污水设备安置的同时铺设污水管道，而菩萨鹿村和韩台村已经安置好了小型化 污水处理设备，却仍没有铺设污水管道，这将导致污水处理设备无法运行，造成投资浪费。 为此在新农村建设中应加快污水管道的铺设进度，最好与污水处理设施同时施工，同时完 成，同时投入运行，让浅山区村庄污水处理落在实处。 3 2 4 生活污水排放量及摔放规律 菩萨鹿村、韩台村和黑山寺村生活污水捧放量和捧放规律见表3 - 4 。 表3 4 菩萨鹿村、韩台村和黑山寺村生活污水排放量和捧放规律 项目菩萨鹿村韩台村 黑山寺村 用水量u ( 人d ) l o 1 51 2 1 61 5 2 0 摊放量u ( 人d )8 1 29 6 一1 2 81 2 1 6 捧放规律早、中、晚( 烧水、早、中、晚( 烧水、做旱、中、晚( 烧水，做 做饭) ；不定时地洗衣饭) ：不定时地洗衣饭) ；不定时地洗衣 排放形式随意排放( 见图3 - 4 ) 、随意排放、暗渠( 见图 随意排放、暗渠、明渠 明渠、睹渠3 - 5 ) 、明渠( 见图3 - 6 ) 1 2 北京建筑工程学院硕士论文 图3 4 随地捧放 图3 5 暗渠排放口 圉3 - 6 明渠j | 放口图3 - 7 谓节沲 通过调查可以发现，目前北京市浅山区村庄的生活污水排放高峰集中在早、中、晚 三个做饭的时间段，其余就是洗衣捧水。生活污水捧放量的大致范围为8 , - - 1 6 l ( 人d ) ，是 城市人均排放量的7 9 扣1 3 3 ( 城市人均排放量按1 2 0 ( 人d ) 计) ，排水量是相当少的， 其原因一是生活用水使用后再用作他用，水被重复使用所致；二是卫生设备不完善，如家 中无水冲厕所，无排水管道所致。目前北京市浅山区村庄的生活杂排水直接随意就地排 放，粪便污水从旱厕中排走。由于高峰和洗衣捧水会造成排水间歇性强，今后若进行污 水处理，需要在污水处理设备前设置调节池，如韩台村在污水处理设施之前设置了调节池 ( 见图3 7 ) 。 3 2 5 生活污水处理工艺 菩萨鹿村、韩台村和黑山寺村生活污水处理实际采用的工艺见表3 - 5 。 表3 - 5 菩萨鹿村、韩台村和黑山寺村生活污水处理实际采用的工艺 项目菩萨鹿村韩台村 黑山寺村 生活污水处理实际采用工艺 s y s 速分污水处理设备依维优一体化污水处理设施三格化粪池 s y s 速分污水处理设备是菩萨鹿村在规划位置停车厂设的地下污水处理设备，该污水 处理一体化设备是由北京市环挣科宇公司提供的。 7 依维优处理设备是韩台村在村庄西北部新建的污水处理站采用的一体化埋地污水处 理设各，该污水处理设备是由北京依维优环境工程制造有限公司提供的。 s y s 与依维优设备在菩萨鹿村和韩台村的实际设置情况见图3 8 和图3 - 9 0 、2 、。 黑山寺村采用三格化粪池对厕所污水进行处理。三格化粪池有的位于室内；有的位于 室外，有的半部分裸露在地面上，有的仅有盖子在地面上。化粪池的尺寸不小于长2 4 m ， 宽1 0 m ，深1 2 m 。三格化粪池见图3 1 0 。 1 3 北京建筑工程学院硕士论文 图3 - 8s y s 污水处理设备 图3 - 9 ( 1 ) 埋地式依维优污水处理设备 图3 - 9 ( 2 ) 依维优污水处理泵房 图3 一1 0 三格化粪池 3 2 6 生活污水水质检测 对菩萨鹿村和韩台村在秋季和冬季的杂排水进行了水质检测，由于黑山寺村刚由早厕 改为水厕，三格化粪池由于第一格农肥经常回用做农肥，因此只有第一格有悬浊液，因此， 分别在春、夏、秋季取第一格的水样进行了检测。检测结果见表3 - 6 和表3 7 。 表：3 - 6 村庄杂排水水质 杂排水c o d m g l s s m g l色度度 浊度n t u氦氮m g l细菌总赞 c f u m l 菩萨鹿村( 秋季) 2 5 98 93 02 0 03 5 5 4 1 0 5 菩萨鹿村( 冬季) 3 2 19 22 42 8 02 24 9 1 0 ， 韩台村( 冬季) 2 0 51 6 03 83 8 02 56 4 1 0 5 表3 一三格化粪池的污水水质 化粪池第一格水样 c o d m g l色度，度 浊度，n t u氨氯m g l s s m g l细菌总数c f u m l 、春季2 7 8 83 5 79 7 58 3 03 0 24 6 x l o 夏季3 0 0 02 9 97 5 09 3 72 8 04 5 x 1 0 7 秋季 1 0 5 0 03 8 01 0 9 01 6 5 03 6 07 8 1 0 8 表3 - 6 和表3 - 7 表明，生活杂排水的有机物含量不高，而三格化粪池由于其水量较少 ( 每冲一次便器约用1 l 水) ，使得有机物浓度比城市化粪池污水大得多，一般城市化粪池 第一格中c o d 浓度在1 5 0 0 m g l 左右。 注：上述调查的内容见附录a 。 3 3 不同厚度土层降解村庄杂排水中有机物效果的检测 由于浅山区村庄杂排水随意排放，经地面流淌后，部分渗入地下，土层对污染物具有一 定的降解作用，但降解效果如何，是否有可能造成对地下水的污染却不清楚，为此根据 1 4 北京建筑工程学院硕士论文 调研的杂排水水质，对浅山区村庄土层对污水降解的情况进行了试验检测。 3 3 1 试验材料 供试土壤为根据典型浅山区村庄配制的土壤，土质含块状小石子较多，透气性较好。 污水根据浅山区村庄杂排水水质配制，其主要污染物c o d c ，质量浓度在2 0 0 - , 3 0 0 m g l 。由 于杂排水所含氮磷不高，均未超过污水综合排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 一级排放标准， 故选定c o d e r 为污染控制指标。 3 3 2 试验方法 本试验采用模拟土柱试验，选取3 个0 6 0 n 的塑料瓶，下端用铁质筛网固定，底部分 别填l c m 厚的砂子垫层，然后在各瓶中分别装入5c 】m 、1 0 c m 和1 5 c m 厚的配置土样，其上 再铺设l 锄厚的砂子布水层。试验采取间歇布水，每次布水3 0 0 t a l ，自然落干后测定出水 c o d c , 等指标。测定周期为每天1 次，连续测定1 0 d 。 3 3 3 试验结果及分析 用3 种不同高度模拟土柱作净化试验，其c o d c ，的去除率结果见表3 8 。 表3 - 8 不同高度的土柱对c o d o 的去除率 测定原水5 c m 柱( 出水)1 0 0 n 柱( 出水)1 5 c m 柱( 出水) 次数