農村生活污水處理工藝與管理措施探討
摘要：以上海市農村生活污水處理為例，在分析農村生活污水排放與處理工藝基本特點的基礎上，針對當前農村生活污水處理存在的問題，提出了因地制宜選擇處理工藝，做好現有工程維修養護和新建處理設施施工管理，建立配套管理法規、長效管理制度等農村生活污水處理系統管理的措施建議。
關鍵詞：管理措施；處理工藝；農村生活污水
隨著新農村建設和農村經濟的發展，城鎮化水平和農民生活水平不斷提高，廚房設備、洗衣機等現代化設施在農村逐步普及，沖廁、洗滌、洗浴用水等各類生活廢污水排量增加，農村生活污水的處理已成為生態環境保護的重要一環。以上海市農村生活污水處理為例，探討適合農村生活污水處理的工藝與管理措施。
上海市郊區農村屬平原河網地區，若污水直排河道，污染會擴散到河道的其他區段，加速河道的富營養化進程。以浦東新區為例，在其評價的232條鎮村級河道中，水質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，氨氮為主要超標污染物[1]。若將污水全部納入管網集中處理，因農村相對分散且遠離市政管網，則匯集成本、管網養護成本和處理費用較高。比較而言，農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，適用于在廣大農村推廣應用。
1 農村生活污水排放的特點
1．1 水量、水質特點
農村生活污水由灰水(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，日變化系數為3．5～5．0，污水排放呈現面廣分散、波動大的特點。
大部分農村生活污水水質相差不大，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，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《上海市農村生活污水處理技術指南》，2011年上海市農村污水排量為0．1ｍ3/(人·ｄ)，生活污水水質見表1。
表1 上海市農村生活污水典型水質
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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入自家的化糞池處理后排放；②經化糞池處理后，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；⑤在自家屋后農田邊上開挖污水溝，將污水排入此溝，自然蒸發、下滲[2]。居住比較集中的鄉鎮駐地、已建成的農民新村部分采用一、二類排放模式，以農戶散居為主的自然村一般采用后三類排放模式。從顧超[3]的調研分析看，2008年上海市農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，全國廣大農村地區還尚未達到處理后排放的水平。
2 上海市農村生活污水處理現狀
2．1 農村生活污水處理工藝
上海市農村生活污水治理始于2007年，以區縣處理為主，起步于分散農戶生活污水處理，并由單戶處理逐步向區域性、相對集中的處理方式轉變。處理工藝以土地處理技術(人工濕地、土壤滲濾)為主，也有部分一體化裝置，以《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(ＧＢ18918－2002)二級為出水標準。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處理裝置，能去50%的ＣＯＤＣｒ，Ｐ、Ｎ去除效果較差，出水達不到二級標準，屬于較初級、小規模處理方式。
2．1．2 土地處理系統
采用土地處理系統的村落，既有自然村，也有中心村(北塘村)，還有外地務工人員住入的新村(如青浦三塘塘北)。處理工藝多數是預處理后進人工濕地，處理規模為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，處理效果不穩定，各區土地處理系統的情況詳見表2。由表2可見，土地處理系統規模有大有小，工藝組合多樣，整體設計缺乏規范標準，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 上海市農村生活污水土地處理系統
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2．1．3 一體化設備
一體化污水處理設備，多數為江浙滬企業或上海高校生產研制，安裝維修相對比較方便，在穩定運行的情況下，出水能夠達到上海市生活污水排水標準，占地面積小，但是設備投資、運行費高，維修管理專業性要求高，詳見表3。
表3 上海市農村生活污水處理一體化設備
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2．1．4 其他工藝
浦東新區泥城鎮、新場鎮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，處理后水質能達到二級標準排放要求，但Ｎ－ＮＨ3等個別指標處理效果不好。
從處理工藝看，上海市農村生活污水就地處理以土地處理系統為主，一體化設備處理與上海土地相對緊張的特點相適應，成為污水處理的新亮點，但設施的管理維護、運行費較高。
2．2 污水處理設施管理及處理工程存在問題
2．2．1 污水處理設施的管理
上海市農村生活污水處理設施的管理，尚無相關的指導性文件和法律條款，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施所在的區域，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，處理設施電力供應不穩定，容易出現設施因停電而無法正常運轉的情況；②日常的清潔工作較差，人工濕地床內枯萎的植物未及時收割處置形成濕地床內較多雜物，遇到規模大、工藝復雜、有動力需求的狀況，局限性越發明顯[4]。
2．2．2 農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。上海農村地區多以化糞池作為單戶生活污水的預處理裝置，但由于缺乏管理，年代久的化糞池滲漏嚴重，不但形同虛設，而且污染地下水源。以浦東新區大團鎮為例，該鎮約2萬戶的近7000個化糞池不合格[2]；S池不能正常運行，后續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。農戶排放的污水匯集送到污水處理站，一般采用埋設地下管道的方式，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，農村地區水系發達，若管道過河需設置倒虹吸等，增加收集系統投資，且容易產生污泥淤積；其次，現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荷的擠壓而受力不均發生移位，污水易沿途滲漏，不但污染地下水，而且嚴重影響污水處理站的正常運行。
3 農村生活污水處理技術及管理措施探討
3．1 國內外農村生活污水處理的最新進展
3．1．1 國外農村污水處理技術及設施管理
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技術規范。處理工藝以自然處理系統、生物法、生態法為主，自然處理系統有人工濕地、穩定塘、土地處理系統等；生物法有生物膜法、厭氧處理法、缺氧生物處理法等；生態法有生態凈化床、塔式生物濾池等。處理模式主要是多種工藝的組合和改進，或者采用一體化集成裝置。處理工程的管理都結合了本國的特點，如美國2002年頒布了《污水就地處理手冊》，2005年發布了《分散式污水處理系統管理手冊》；日本頒布了《農村集落排水工程設計指南》、《農村集落排水工程施工指南》[5]，以引導地方政府、群眾安裝系統并配合管理維護，從公眾教育和參與等方面實施多方位管理。
3．1．2 國內農村生活污水處理情況
據國內各地農村污水處理情況的報道，農村生活污水處理工藝與國外差別不大，以人工濕地的研究、應用最為廣泛。與國外技術相比，污水灌溉處理、ＦＩＬＴＥＲ工藝在上海的應用尚無報道，高效藻類塘、蚯蚓生物濾池因其受氣溫、濕度等環境因素影響較大，應用并不廣泛。管理方面，北京、上海等地已經有當地的處理標準和技術指南，但全國尚未有統一的管理法規文件。
3．2 農村生活污水處理的工藝與管理措施探討
3．2．1 農村生活污水處理工藝的選擇
農村生活污水處理工藝選擇要結合污水排放的實際情況確定。居民相對比較集中的小城鎮、中心村，可選擇相對集中的處理方式，根據農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項農村污水治理技術案例中[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，處理效果穩定，可作為居民相對集中的新型農村污水處理方式。
對于居住比較分散的尚未改造的農村，則宜采用化糞池后續穩定塘處理。達標(ＧＢ18918－2002)二級)排放的出水可作為農業灌溉或景觀用水，以達到污水資源化的目的。
3．2．2 農村生活污水處理設施的管理
農村村民生活習慣、環保意識、農村基礎設施的特點決定了其管理的復雜性，生活污水面廣分散的特點也導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、生活小區進行工藝試點、跟蹤、總結經驗，分類制定管理辦法。
(1)化糞池的日常養護與管理；S池滲漏是污水處理設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，可從以下幾方面進行：①對已有化糞池的運行狀況進行一次普查，了解化糞池數量和運行狀況并建立資料檔案，有目的地進行維修改造；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，誰負責”的原則，衛生管理職責由各村自行承擔，并納入生活污水就地處理管理網絡；④根據已有的研究，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)建立農村污水處理工藝評估體系，優化工藝，提高施工質量。目前農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行科學評估急需進行。應建立完善的處理工藝評估指標體系，把Ｎ、Ｐ的去除效果列為衡量工藝處理效果的重要參數。如人工濕地是上海應用最廣泛的一種方式，但是設計施工缺乏指導性文件，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，要根據運行狀況進行評估；另一方面，不同類型農戶、地區排放的農村生活污水污染物含量差別較大，決定了處理工藝選擇、工程規模必須因地制宜。
(3)農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鍵，必須選擇有資質的施工單位，污水管道的鋪設，盡量與居民的分布相適應，在滿足處理需求的前提下，盡量減少管道鋪設距離，減少管道跨河，行業監管部門、建設單位、監理單位要盡到監管責任。
(4)建立污水就地處理設施長效管理制度。處理設施的管理、維護，對保障設施處理效率至關重要。如江蘇省環保產業協會成立了農村及分散污水治理專門委員會專門管理分散污水處理設施。一是應該盡早出臺就地處理設施管理辦法，使得養護工作有法可依；二是可以通過建立管理網絡，明確管理責任，建立信息平臺，提高群眾的環保意識；三是鼓勵社會專業化組織參與到處理處理設施養護中來，把污水處理設施的運行管理推向社會化、專業化、市場化。
4 結語
依據上海市農村生活污水就地處理的現狀，探討適用于農村污水處理的技術方法和管理模式，先行試點逐步推廣、維修改建化糞池、保障收集管網施工質量、優化處理工藝、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、小城鎮建設初具規模的較發達省份的農村生活污水的處理。隨著全國范圍內新農村建設進程的全面啟動和城市化水平的提高，農村、小城鎮生活污水無害化、資源化處理技術和管理模式的全國更大范圍推廣應用，已經勢在必行。借鑒國內外先進的管理經驗，因地制宜選取適合不同地區特點的污水處理工藝，制定農村生活污水就地處理工程的建設、管理辦法等指導性文件，使農村生活污水處理工程有序開展、健康運行，以農村生態環境的全面改善，促進和諧社會建設和經濟社會的全面發展。
參考文獻：
[1] 陸琴．浦東新區水環境現狀與保護對策措施[J]．上海交通大學學報，2004，22(3)：316-318．
[2] 蘭虹．上海市新農村建設中生活污水污染、管理及處理對策研究[D]．上海：同濟大學，2008．
[3] 顧超．上海浦東南片新農村的污水治理技術分析[J]．中國給水排水，2011，27(2)：34-37．
[4] 張徵晟，王云龍，陶琪，等．上海南匯地區農村生活污水就地處理設施運行管理模式探討[J]．農業環境與發展，2010，(4)：13-16．
[5] 蔣克彬，彭松，張小海，等．農村生活污水分散式處理技術及應用[M]．北京：中國建筑出版社，2009．
[6] 李兵第，趙暉，曲久輝，等．村莊污水處理案例集[M]．北京：中國建筑出版社，2010．
作者簡介：聶秋月(1984-)，女，碩士研究生，主要研究農村水利與河道治理。
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