農村生活污水治理實踐與探索

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1引言

原為嘉興城市郊區的秀洲區建區以來，因經濟落后、基礎設施不完善、社會環保意識差等原因，農村生活污水污染一直未有效控制，且有逐步擴大的趨勢。2014年，浙江省委省政府出臺《關于深化“千村示范、萬村整治”工程扎實推進農村生活污水治理的意見》，將農村生活污水處理工作擺在重要位置，對工作提出前所未有的高標準和高規范要求。為扎實深入推進農村生活污水的處理，嘉興市秀洲區政府出臺《農村生活污水治理政策實施細則》，按照“全覆蓋、廣受益，納管優先、鼓勵集中”原則要求，全面開展農村生活污水治理，通過三年（2015～2017年）時間的新建、擴建和擴建，全區農村生活污水治理設施通過新建和擴面改造基本實現秀洲區農村生活污水規范化治理全覆蓋（87個村，秀洲區已完成28830戶）。本文主要對秀洲區農村生活污水處理設施建設情況、處理工藝技術、實施效果分析、運維經驗及其存在的問題進行分析，旨在豐富農村生活污水處理經驗，推動農村生活污水處理工作縱深推進。

2秀洲區農村生活污水和設施建設情況

秀洲區農村生活污水主要是沐浴洗滌、廚房和廁所排放的污水，該污水含有一定量的氮和磷，洗滌劑、細菌、病毒、寄生蟲成分較多，重金屬和有毒有害物質含量較低，因人口居住分散，人口數量相對較少，產生污水量也較小，不同時段水質和水量變化較大。通過2016～2017年的監測數據表明，秀洲區排放的大部分農村生活污水的性質差不多，農村生活污水的CODcr濃度30～400mg／L、氨氮濃度5～65mg／L、總磷1～5mg／L，BOD5濃度15～150mg／L，色度（稀釋倍數）≤60倍，懸浮物≤60mg／L，BOD5／CODcr的比值一般為0．4～0．7，由圖1可知，秀洲區共有污水處理設施約665座，秀洲區農村生活污水覆蓋率達到了100％。農村生活污水處理能力大于50m3／d、30～50（含）m3／d、10～30（含）m3／d、小于10（含）m3／d分別為33座（占比5％）、48座（占比7％）、284座（占比43％）、28座（占比4％）；泵站設施272座，占比41％。可以看出秀洲區農村生活污水處理設施規模總體較小，54％屬于小型污水處理站或者分散性污水處理站；41％設施為泵站，主要負責收集農村生活污水并輸送至就近的污水處理廠。從設計能力上來看，秀洲區農村生活污水日均處理能力約3．2萬t／d，其中分散處理能力1．5萬t／d，集中處理1．8萬t／d。2017年統計數據顯示農村（不包含主城區、高新區）生活污水約26000t／d，污水年均產衡量為實際處理能力的81％，能夠滿足秀洲區農村生活污水的處理能力需求。

3污水處理的主體工藝

秀洲區為嘉興市主城區，隨著經濟的快速發展，污水處理廠等基礎設施建設較為完備，轄區內建設并成功運營的38家污水處理廠（其中9家為國控），2015～2017年污水處理廠均進行了擴容和提標改造工作，秀洲區集中處理的污水能力增加至1．8萬t／d，具備農村生活污水集中收集處理的能力。為合理配置資源、節約投資和提高污水處理效率，秀洲區共建成并投入運營267個泵站，區域分布詳見表1。對污水處理廠附近農村區域（一般不大于2km）的生活污水進行集中收集，并輸送至污水處理站處理，2017年統計數據表明集中收集輸送至污水站的生活污水量約為1．2萬t，總量占全區農村生活污水總量的45％，污水處理站的工藝一般為“混凝沉淀＋氣浮＋A／O生化工藝”。對布局分散、污水不易集中收集、工業企業較少的村莊采用較多的農村區域，將生活污水分區域統一收集，由各區域污水自行負責處理。根據調研，在農村生活污水處理中較為成功應用的主要有AAO、膜生物反應和“微動力＋濕地”處理工藝，例如寧夏農村生活污水處理過程中主要應用了“A／O、AAO”等處理工藝［1］，江蘇農村生活污水處理中以“A／O、AA／O、生態處理”工藝為主［2］，“AAO、微動力＋生態”處理工藝在臨安區得到廣泛應用［3］，并取得良好的處理效果。秀洲區農村生活污水分散處理處理的設計施工，參照成功案例并結合秀洲區自身實際，技術工藝和區域分布詳見表1由表1可知，秀洲區主要采用了AAO處理技術工藝（占比45％），共建有383個污水處理站；少部分采用“微動力＋濕地”處理模式工藝（占比2％），對于少量污水濃度較大的生活污水，采用膜生物反應器處理（占0．5％）。

4秀洲區農村生活污水處理效果分析

2017年3月～2018年1月，對秀洲區3種污水處理工藝示范點站點進行了采樣，每2個月1次，按照國標法或者環保部檢測標準實施監測，監測數據結果見表2。由表2可知，農村生活污水集中輸送至污水處理站的處理效果較好，污水處理站的工藝“混凝沉淀＋氣浮＋A／O生化工藝”對化學需氧量、氨氮和總磷的平均去除效率分別為93％、94％、90％，從農村生活污水集中處理的實踐效果，集中收集輸送至污水廠處理效果最好。其次，AAO處理工藝化學需氧量、氨氮和總磷的均去除效率分別為84．1％、82．0％、73．4％；微動力＋濕地技術也展現出良好的應用價值，化學需氧量、氨氮和總磷的去除效率分別為72％、77％、64％；對于少數濃度較高的污水處理點，采用生物膜處理工藝，化學需氧量、氨氮和總磷三項指標的去除效果分別為91．8％、90．5％、85．5％。總體來講，秀洲區農村生活污水處理工藝較為成熟，2017年綜合達標率為91％（糞大腸菌群除外）。從2015年～2018年4月交接斷面出境（6個）和市控斷面（9個）數據來看，15個相關斷面持續改善，交接斷面平均水質實現三類水，市控斷面平均水質達到四類水，全面消除劣五類和五類水體，展現出良好的環境效益。

5建設、運維經驗及其問題分析

5．1建設資金經驗圖。A2O處理對化學需氧量、氨氮和總磷的去除效率資金投入是秀洲區農村生活污水處理解決的關鍵，針對政府資金投入大、工程質量監管難度高、后期運維困難多等問題，秀洲首創并應用BOT模式（即“Build－Operate－Transfer”，建設－經營－轉讓）。在對設計單位、主要管材、化糞池改造等三項實現區級統一為BOT模式招標打好基礎上，秀洲區下發了《秀洲區農村生活污水治理政策實施細則》等政策文件，對不同治理模式采取差別化補助政策。采用接入城鎮和工業污水管網處理模式的項目，區以上財政按項目投資的65％予以補助；集中式治理模式，予以60％的補助；聯戶式及單戶式治理模式，予以50％的補助。在治理模式上優先考慮入管網和集中式，最后是高標準建設分散式處理系統。分散式處理處理設施通過進行統一建設、運行維護，實現建設、運行、維護一體化，中標單位負責對管網、終端進行全面維護時間為10年。政府部門對分散處理設施則分五年回購，資金回報率為五年期貸款基準利率上浮30％以下，有效緩解了區級和鎮級級財政短期支付的壓力。5．2運維管理經驗總結。2生物膜處理對化學需氧量、氨氮和總磷的去除效率圖3A2O處理對化學需氧量、氨氮和總磷的去除效率對采用集中模式處理的農村生活污水的運維主要考核雖在鎮級單位和污水處理廠，加大對污水處理廠（或處理站）的監督性監測力度，2017年自監控以污水處理廠能夠穩定達標排放，在農村生活污水處理中起到了示范作用。分散式處理處理設施由于建設之初，采用了BOT模式通過進行統一建設、運行維護，實現建設、運行、維護一體化，中標單位負責從“農戶接戶工程—化糞池建設—廚房隔油池建設———管道收集建設———處理終端設備建設———后期運行維護”的整體打包建設，避免責任分散和推脫，確保治污系統運行高效。自2018年開始運行維護已應用用“互聯網＋”的模式，利用物聯網、戶臺加人工的模式對農村生活污水處理的處理站點進行實時監控，建立污水收集處理自動報信系統，將水量、電量、風機、水泵等運行情況發送至相關管理人員，做到全天候監控管網運行情況，及時發現和處理問題。2017年以來的統計數據顯示，秀洲區農村生活污水處理達標率為91％（糞大腸菌群除外），較好地達到了處理需求。5．3冬季去除效率降低問題低及其對策。秀洲區農村生活污水在處理實踐中發現，溫度較低的季節污染物去除效率降低明顯，以生物膜處理（圖2）、A2O處理（圖3）為例，兩種農村生活污水處理方法冬季的去除效率比春～秋季的均值低10％以上。原因溫度低的條件下活性污泥中微生物的代謝活動較低，菌體所吸收的各種污染成分不能充分代謝，故農村生活污水處理設施出水污染物濃度會比春～秋季偏高。針對冬季活性污泥微生物代謝活動降低問題，可以通過活性污泥的培養和馴化逐步提高低溫條件下微生物的代謝能力。活性污泥是主要包括細菌、原生動物和藻類微生物群體微生物群體，主要分為好氧活性污泥和厭氧活性污泥。活性污泥的低溫馴化培養活性污泥微生物，低溫條件下通過多輪培養，微生物通過自身代謝選擇，會逐漸積累起期望的特性，并最終在數量上占據優勢成為優勢菌種。

6結論

6．1秀洲區農村生活污水處理工藝技術總結。秀洲區農村生活污水集中處理所采用的“混凝沉淀＋氣浮＋A／O”生化工藝，分散處理“AAO”工藝（占比45％）、“微動力＋濕地”工藝（占比2％）和膜反應處理（占0．5％），能夠穩定達標實現農村生活污水的處理后排放，其技術工藝實踐給類似地區的提供了很好的借鑒經驗，起到了示范帶動作用。6．2運維管理和建設經驗。在國內首先用用采用了BOT模式對農村生活污水處理設施進行統一建設和運行維護，實現了從“農戶接戶工程—化糞池建設—廚房隔油池建設—管道收集建設—處理終端設備建設—后期運行維護”的整體打包建設。運行維護引用“互聯網＋”的模式，利用物聯網、戶臺加人工的模式對農村生活污水處理的處理站點進行實時監控，建立污水收集處理自動報信系統。政府部門對分散處理設施則分五年回購，有效緩解了區級和鎮級級財政短期支付的壓力，降低了政府對農村生活污水治理工程建設監管的難度及復雜性，秀洲區農村污水處理，開創了我國農村生活污水處理的新模式。

參考文獻：

［1］王建．寧夏農村生活污水治理工程實用技術研究［D］．西安：西安建筑科技大學，2013．

［2］張悅，段華平，孫愛仱，等．江蘇省農村生活污水處理技術模式及其氮磷處理效果研究［J］．農業環境科學學報，2013，32（1）：172～178．

［3］楊佳男．臨安市農村生活污水治理研究［D］．杭州：浙江農林大學，2017．

作者:張川 侯保兵 汝偉 陳大偉 胡俊 黃煉鋒 單位:1.嘉興國文檢測有限公司 2.嘉興市秀洲區污水處理有限責任公司 3.嘉興市秀洲區“五水共治”領導小組辦公室