農(nóng)村生活污水處理工藝與管理措施探討

隨著新農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平和農(nóng)民生活水平不斷提高，廚房設(shè)備、洗衣機等現(xiàn)代化設(shè)施在農(nóng)村逐步普及，沖廁、洗滌、洗浴用水等各類生活廢污水排量增加，農(nóng)村生活污水的處理已成為生態(tài)環(huán)境保護的重要一環(huán)。以上海市農(nóng)村生活污水處理為例，探討適合農(nóng)村生活污水處理的工藝與管理措施。

上海市郊區(qū)農(nóng)村屬平原河網(wǎng)地區(qū)，若污水直排河道，污染會擴散到河道的其他區(qū)段，加速河道的富營養(yǎng)化進(jìn)程。以浦東新區(qū)為例，在其評價的232條鎮(zhèn)村級河道中，水質(zhì)Ⅴ類、劣Ⅴ類河道占總評價長度的74．6%，生活污水是其重要污染源，氨氮為主要超標(biāo)污染物[1]。若將污水全部納入管網(wǎng)集中處理，因農(nóng)村相對分散且遠(yuǎn)離市政管網(wǎng)，則匯集成本、管網(wǎng)養(yǎng)護成本和處理費用較高。比較而言，農(nóng)村生活污水的就地處理方式，具有工藝靈活、成本低廉的特點，適用于在廣大農(nóng)村推廣應(yīng)用。

1　農(nóng)村生活污水排放的特點

1．1　水量、水質(zhì)特點

農(nóng)村生活污水由灰水(廚浴排水、洗衣用水)和黑水(糞便、尿液及其沖廁水)組成，以單戶排水為主。早、中、晚用餐高峰污水量是平時的2～3倍，日變化系數(shù)為3．5～5．0，污水排放呈現(xiàn)面廣分散、波動大的特點。

大部分農(nóng)村生活污水水質(zhì)相差不大，可生化性好，含一定量的氮、磷、病原菌。隨著人們生活水平的提高，部分生活污水中可能含有重金屬和有毒有害物質(zhì)，油漬成分明顯增加，污染物種類增多，有機物和氮、磷的含量有所上升。根據(jù)《上海市農(nóng)村生活污水處理技術(shù)指南》，2011年上海市農(nóng)村污水排量為0．1ｍ3/(人·ｄ)，生活污水水質(zhì)見表1。

表1　上海市農(nóng)村生活污水典型水質(zhì)

1．2　排放模式

生活污水排放模式有以下5種：①廚房、廁所的污水通過管道進(jìn)入自家的化糞池處理后排放；②經(jīng)化糞池處理后，再二級處理；③居民將管道通入河中，污水直接排入水體；④將污水傾倒在門前屋后，任其自然蒸發(fā)；⑤在自家屋后農(nóng)田邊上開挖污水溝，將污水排入此溝，自然蒸發(fā)、下滲[2]。居住比較集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地、已建成的農(nóng)民新村部分采用一、二類排放模式，以農(nóng)戶散居為主的自然村一般采用后三類排放模式。從顧超[3]的調(diào)研分析看，2008年上海市農(nóng)村生活污水就地處理率僅為27．3%，大都采用化糞池等初級處理后排放，全國廣大農(nóng)村地區(qū)還尚未達(dá)到處理后排放的水平。

2　上海市農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀

2．1　農(nóng)村生活污水處理工藝

上海市農(nóng)村生活污水治理始于2007年，以區(qū)縣處理為主，起步于分散農(nóng)戶生活污水處理，并由單戶處理逐步向區(qū)域性、相對集中的處理方式轉(zhuǎn)變。處理工藝以土地處理技術(shù)(人工濕地、土壤滲濾)為主，也有部分一體化裝置，以《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(ＧＢ18918－2002)二級為出水標(biāo)準(zhǔn)。處理工藝主要有以下幾類。

2．1．1　三格化糞池

三格化糞池處理后排放主要是在一些自然村落，但化糞池只是一種預(yù)處理裝置，能去50%的ＣＯＤＣｒ，Ｐ、Ｎ去除效果較差，出水達(dá)不到二級標(biāo)準(zhǔn)，屬于較初級、小規(guī)模處理方式。

2．1．2　土地處理系統(tǒng)

采用土地處理系統(tǒng)的村落，既有自然村，也有中心村(北塘村)，還有外地務(wù)工人員住入的新村(如青浦三塘塘北)。處理工藝多數(shù)是預(yù)處理后進(jìn)人工濕地，處理規(guī)模為1～600ｍ3/ｄ，既有單戶處理點，也有200戶以上的集中處理站，占地面積在6～12ｍ2/ｔ之間，處理效果不穩(wěn)定，各區(qū)土地處理系統(tǒng)的情況詳見表2。由表2可見，土地處理系統(tǒng)規(guī)模有大有小，工藝組合多樣，整體設(shè)計缺乏規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，處理的效果也受到村落分布、工藝組合、管理狀況的影響。

表2　上海市農(nóng)村生活污水土地處理系統(tǒng)

2．1．3　一體化設(shè)備

一體化污水處理設(shè)備，多數(shù)為江浙滬企業(yè)或上海高校生產(chǎn)研制，安裝維修相對比較方便，在穩(wěn)定運行的情況下，出水能夠達(dá)到上海市生活污水排水標(biāo)準(zhǔn)，占地面積小，但是設(shè)備投資、運行費高，維修管理專業(yè)性要求高，詳見表3。

表3　上海市農(nóng)村生活污水處理一體化設(shè)備

2．1．4　其他工藝

浦東新區(qū)泥城鎮(zhèn)、新場鎮(zhèn)分別采用生物濾池和地埋式無動力裝置處理工藝，通過工程實際運行觀察，處理后水質(zhì)能達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)排放要求，但Ｎ－ＮＨ3等個別指標(biāo)處理效果不好。

從處理工藝看，上海市農(nóng)村生活污水就地處理以土地處理系統(tǒng)為主，一體化設(shè)備處理與上海土地相對緊張的特點相適應(yīng)，成為污水處理的新亮點，但設(shè)施的管理維護、運行費較高。

2．2　污水處理設(shè)施管理及處理工程存在問題

2．2．1　污水處理設(shè)施的管理

上海市農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的管理，尚無相關(guān)的指導(dǎo)性文件和法律條款，以屬地管理為主。如浦東南片，屬地化運行管理幾乎全面覆蓋了就地處理設(shè)施所在的區(qū)域，這種管理方式成本較低，方便易行，但也存在一定的問題：①在供電保障方面，處理設(shè)施電力供應(yīng)不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)設(shè)施因停電而無法正常運轉(zhuǎn)的情況；②日常的清潔工作較差，人工濕地床內(nèi)枯萎的植物未及時收割處置形成濕地床內(nèi)較多雜物，遇到規(guī)模大、工藝復(fù)雜、有動力需求的狀況，局限性越發(fā)明顯[4]。

2．2．2　農(nóng)村生活污水處理工程存在的問題

(1)單戶處理化糞池滲漏問題突出。上海農(nóng)村地區(qū)多以化糞池作為單戶生活污水的預(yù)處理裝置，但由于缺乏管理，年代久的化糞池滲漏嚴(yán)重，不但形同虛設(shè)，而且污染地下水源。以浦東新區(qū)大團鎮(zhèn)為例，該鎮(zhèn)約2萬戶的近7000個化糞池不合格[2]�；�糞池不能正常運行，后續(xù)處理工藝則無從談起。

(2)集中處理污水的管道投資大，問題多。農(nóng)戶排放的污水匯集送到污水處理站，一般采用埋設(shè)地下管道的方式，管道費用占到污水處理費用的一半以上，且存在以下問題：首先，農(nóng)村地區(qū)水系發(fā)達(dá)，若管道過河需設(shè)置倒虹吸等，增加收集系統(tǒng)投資，且容易產(chǎn)生污泥淤積；其次，現(xiàn)有管道一般采用重力排水法，需要一定的水力坡度，輸水距離越長，埋深越深，施工難度隨之增加；第三，管線穿過道路施工，影響道路交通，管線也容易受到道路負(fù)荷的擠壓而受力不均發(fā)生移位，污水易沿途滲漏，不但污染地下水，而且嚴(yán)重影響污水處理站的正常運行。

3　農(nóng)村生活污水處理技術(shù)及管理措施探討

3．1　國內(nèi)外農(nóng)村生活污水處理的最新進(jìn)展

3．1．1　國外農(nóng)村污水處理技術(shù)及設(shè)施管理

國外生活污水的治理起步較早，如美國開始于19世紀(jì)中葉，日本開始于1973年，也有比較成熟的處理方法，一些國家還制定了相關(guān)技術(shù)規(guī)范。處理工藝以自然處理系統(tǒng)、生物法、生態(tài)法為主，自然處理系統(tǒng)有人工濕地、穩(wěn)定塘、土地處理系統(tǒng)等；生物法有生物膜法、厭氧處理法、缺氧生物處理法等；生態(tài)法有生態(tài)凈化床、塔式生物濾池等。處理模式主要是多種工藝的組合和改進(jìn)，或者采用一體化集成裝置。處理工程的管理都結(jié)合了本國的特點，如美國2002年頒布了《污水就地處理手冊》，2005年發(fā)布了《分散式污水處理系統(tǒng)管理手冊》；日本頒布了《農(nóng)村集落排水工程設(shè)計指南》、《農(nóng)村集落排水工程施工指南》[5]，以引導(dǎo)地方政府、群眾安裝系統(tǒng)并配合管理維護，從公眾教育和參與等方面實施多方位管理。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3．1．2　國內(nèi)農(nóng)村生活污水處理情況

據(jù)國內(nèi)各地農(nóng)村污水處理情況的報道，農(nóng)村生活污水處理工藝與國外差別不大，以人工濕地的研究、應(yīng)用最為廣泛。與國外技術(shù)相比，污水灌溉處理、ＦＩＬＴＥＲ工藝在上海的應(yīng)用尚無報道，高效藻類塘、蚯蚓生物濾池因其受氣溫、濕度等環(huán)境因素影響較大，應(yīng)用并不廣泛。管理方面，北京、上海等地已經(jīng)有當(dāng)?shù)氐奶幚順?biāo)準(zhǔn)和技術(shù)指南，但全國尚未有統(tǒng)一的管理法規(guī)文件。

3．2　農(nóng)村生活污水處理的工藝與管理措施探討

3．2．1　農(nóng)村生活污水處理工藝的選擇

農(nóng)村生活污水處理工藝選擇要結(jié)合污水排放的實際情況確定。居民相對比較集中的小城鎮(zhèn)、中心村，可選擇相對集中的處理方式，根據(jù)農(nóng)村生活污水生化性好的特點，可以考慮采用微生物治理的方法。在住建部2009年匯集的48項農(nóng)村污水治理技術(shù)案例中[6]，生物法占到了80%。如深圳博生生物公司用微生物治理廣東梅山苑生活小區(qū)化糞池污水，出水可以直接作為景觀用水，污水處理成本為0．35元/ｔ，污泥少，無二次污染，處理效果穩(wěn)定，可作為居民相對集中的新型農(nóng)村污水處理方式。

對于居住比較分散的尚未改造的農(nóng)村，則宜采用化糞池后續(xù)穩(wěn)定塘處理。達(dá)標(biāo)(ＧＢ18918－2002)二級)排放的出水可作為農(nóng)業(yè)灌溉或景觀用水，以達(dá)到污水資源化的目的。

3．2．2　農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的管理

農(nóng)村村民生活習(xí)慣、環(huán)保意識、農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施的特點決定了其管理的復(fù)雜性，生活污水面廣分散的特點也導(dǎo)致污水處理模式的多元化。因此，一方面可以通過提高居民的環(huán)保意識，減少Ｎ、Ｐ等污染物的排放；另一方面可以選取有代表性的中心村、自然村、生活小區(qū)進(jìn)行工藝試點、跟蹤、總結(jié)經(jīng)驗，分類制定管理辦法。

(1)化糞池的日常養(yǎng)護與管理�；�糞池滲漏是污水處理設(shè)施存在的主要問題之一，解決化糞池滲漏問題，提高其處理效率，可從以下幾方面進(jìn)行：①對已有化糞池的運行狀況進(jìn)行一次普查，了解化糞池數(shù)量和運行狀況并建立資料檔案，有目的地進(jìn)行維修改造；②對改造有難度或者需要重建或新建化糞池的情況，可以考慮采用一體化玻璃鋼等新形式，徹底解決傳統(tǒng)化糞池的滲漏問題；③化糞池的日常管理，可按照“誰使用，誰負(fù)責(zé)”的原則，衛(wèi)生管理職責(zé)由各村自行承擔(dān)，并納入生活污水就地處理管理網(wǎng)絡(luò)；④根據(jù)已有的研究，可以通過添加填料、增加微生物量、第三格曝氣等有效方式來強化化糞池的處理效果。

(2)建立農(nóng)村污水處理工藝評估體系，優(yōu)化工藝，提高施工質(zhì)量。目前農(nóng)村生活污水處理工藝的種類、組合方式比較多，處理效果參差不齊，對各處理工藝的效益進(jìn)行科學(xué)評估急需進(jìn)行。應(yīng)建立完善的處理工藝評估指標(biāo)體系，把Ｎ、Ｐ的去除效果列為衡量工藝處理效果的重要參數(shù)。如人工濕地是上海應(yīng)用最廣泛的一種方式，但是設(shè)計施工缺乏指導(dǎo)性文件，且人工濕地存在占地面積大、處理效果受溫度影響的局限性，是否會影響處理效果，要根據(jù)運行狀況進(jìn)行評估；另一方面，不同類型農(nóng)戶、地區(qū)排放的農(nóng)村生活污水污染物含量差別較大，決定了處理工藝選擇、工程規(guī)模必須因地制宜。

(3)農(nóng)村生活污水具有生化性好的特點，可以考慮采用微生物治理的方法。但施工是處理工藝成功與否的關(guān)鍵，必須選擇有資質(zhì)的施工單位，污水管道的鋪設(shè)，盡量與居民的分布相適應(yīng)，在滿足處理需求的前提下，盡量減少管道鋪設(shè)距離，減少管道跨河，行業(yè)監(jiān)管部門、建設(shè)單位、監(jiān)理單位要盡到監(jiān)管責(zé)任。

(4)建立污水就地處理設(shè)施長效管理制度。處理設(shè)施的管理、維護，對保障設(shè)施處理效率至關(guān)重要。如江蘇省環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會成立了農(nóng)村及分散污水治理專門委員會專門管理分散污水處理設(shè)施。一是應(yīng)該盡早出臺就地處理設(shè)施管理辦法，使得養(yǎng)護工作有法可依；二是可以通過建立管理網(wǎng)絡(luò)，明確管理責(zé)任，建立信息平臺，提高群眾的環(huán)保意識；三是鼓勵社會專業(yè)化組織參與到處理處理設(shè)施養(yǎng)護中來，把污水處理設(shè)施的運行管理推向社會化、專業(yè)化、市場化。

4　結(jié)語

依據(jù)上海市農(nóng)村生活污水就地處理的現(xiàn)狀，探討適用于農(nóng)村污水處理的技術(shù)方法和管理模式，先行試點逐步推廣、維修改建化糞池、保障收集管網(wǎng)施工質(zhì)量、優(yōu)化處理工藝、建立長效管理制度等生活污水在地處理的措施，同樣適合城市化水平較高、小城鎮(zhèn)建設(shè)初具規(guī)模的較發(fā)達(dá)省份的農(nóng)村生活污水的處理。隨著全國范圍內(nèi)新農(nóng)村建設(shè)進(jìn)程的全面啟動和城市化水平的提高，農(nóng)村、小城鎮(zhèn)生活污水無害化、資源化處理技術(shù)和管理模式的全國更大范圍推廣應(yīng)用，已經(jīng)勢在必行。借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的管理經(jīng)驗，因地制宜選取適合不同地區(qū)特點的污水處理工藝，制定農(nóng)村生活污水就地處理工程的建設(shè)、管理辦法等指導(dǎo)性文件，使農(nóng)村生活污水處理工程有序開展、健康運行，以農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的全面改善，促進(jìn)和諧社會建設(shè)和經(jīng)濟社會的全面發(fā)展。（來源：中國農(nóng)村水利水電 ）