農村生活污水整治思索

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2010年，太湖水質總體仍為劣Ⅴ類，湖體處于輕度富營養狀態(仍非常接近中度富營養狀態)，太湖環湖河流總體為輕度污染［1］。除工業污染和農業面源污染外，太湖流域生活污染的影響日益凸顯。例如，在江蘇省污水排放的COD和NH3－N負荷中，生活排放分別占67．5%和76．2%［2］。其中，蘇州市的沿湖區域具有經濟發達、人口稠密、污染負荷大的特點，是太湖流域水污染防治的重點治理區域之一。隨著蘇州城鎮化和工業化進程的快速發展，農村生活污水的排放量亦呈現不斷加大的趨勢，且具有分散、面廣、來源多、增長快、水質復雜、日變化和季節變化幅度大等特征，蘇州農村生活污水的有效治理逐漸成為改善區域水環境質量的重要環節。此外，農村生活污水不僅是城鎮和農村水源地潛在的安全隱患，還會引發區域水質型缺水，對農業生產和農產品品質帶來不利影響，進而影響公眾的生存環境與身體健康。因此，全面控制蘇州農村生活污水的污染，加強農村生活污水的收集、處理和資源化利用，積極探索并全面實施適應農村實際的污水綜合治理與長效管理機制對太湖流域水污染防治至關重要。

1蘇州農村生活污水排放現狀

1.1水環境特點與污染特征

蘇州境內河網交織，湖泊眾多，全市各級河道有2萬多條，大小湖泊有300多個，水域面積占全市總面積的42．5%。太湖流域的6個大中型湖泊(湖泊面積≥40km2)中，80%的太湖湖區和50%的淀山湖湖區、陽澄湖和澄湖的全部湖區均在蘇州市境內。蘇州沿湖區域經濟發達，人口密度大。其中，全市7472個農村集居點中有1727個在太湖一級保護區內，農村常住人口有48．22萬人;位于陽澄湖水源水質保護區內的農村集居點有586個，農村常住人口為24．64萬人。近年來，隨著蘇州城鎮生活污水處理工程的有效實施，農村生活污水的直接排放以及農田灌溉退水等對區域河網水系污染以及太湖流域水環境的影響日益凸顯。與城市生活污染以及工業點源污染相比，農村生活污染特征主要表現為:①污染面廣且分散，難以收集;②污染物來源多，水質復雜，除了生活與生產排放的污水外，還包括人畜禽糞便以及生活垃圾堆放滲濾而產生的污水;③排放量增長快，變化幅度大;④處理設施缺乏，污水處理率低。總體而言，蘇州市地表水污染屬綜合型有機污染，主要污染指標為NH3－N、TP、CODMn或COD。

1.2污染源調查

目前，蘇州市現有農村戶籍人口為357．6萬人，其中農村常住人口約85．96萬戶，共計293．25萬人。與城鎮相比，蘇州農村人口居住分散，生活污水收集系統和處理設施缺乏，零星的分散式污水處理設施的運行和管理也不到位。未經處理的生活污水任意排放，自流到地勢低洼的河流、湖泊及排水溝渠塘等地表水體中，嚴重威脅區域乃至太湖流域水環境與生態。根據2008年蘇州各區及縣級市的農村人口在太湖一級保護區和陽澄湖一級保護區的分布情況及集居點分布可知，太湖一級保護區農村生活污水治理重點在于吳中區和吳江市，其農村生活污水排放量(分別為1380．0×104、1667．6×104m3/a)及污染物負荷均較大;陽澄湖一級保護區農村生活污水排放與治理重點在于相城區和常熟市(農村生活污水排放量分別為803．0×104、2415．9×104m3/a)。

1.3污水排放體制

隨著我國社會和經濟的發展，農村生活污水任意排放、生活設施不健全及相應的管理水平落后等原因，造成了農村水環境的惡化乃至對區域水環境的影響日益凸顯的現狀。據統計，農村生活源與農業面源占太湖富營養化污染物NH3－N、TP排放總量的比例分別為77%、66%［3］。農村生活污水的收集與排放直接影響生活污水的收集率和處理設施的運行效果，蘇州農村生活污水主要存在三種排放體制，具體見圖1。此外，排水系統的平面布置可分為直排式、分散式和集中式。圖1蘇州農村生活污水排水體制Fig．1DrainagesystemofruralsewageinSuzhou隨著蘇州城鎮化水平的逐步提高，村莊較為密集的地區可能成為未來集聚化發展的農村社區。因此，其排水系統的規劃可適當采用較高標準，并充分考慮未來發展的余地和具有一定的超前性，積極推行雨污分流排水體制。即使目前不具備建設雨污分流排水體制的經濟能力，也應從長遠規劃著眼，先建設污水管網，并為未來雨水管網的建設留有余地，以實現遠期逐步向雨污分流制過渡的目標。目前，蘇州城鎮新區一般實行雨污分流的排水體制，周邊農村地區應與城市新區排水系統相協調，采取雨污分流制。對于地下適宜(具有坡度)的地區可考慮排水管網一次規劃、分期施工的不完全分流制排水系統，即先修建分流制的污水排放系統，而緩建雨水排放系統。

2蘇州農村生活污水治理的實施

2.1常用處理工藝的選擇

與城鎮相比，蘇州農村地區人口密度相對較低，分布廣而且分散，其生活污水與城市生活污水有所差異。農村用水一般以河水、井水和自來水三者結合使用，農村生活污水主要是洗滌、沐浴和部分衛生潔具排水，也包含生產經濟活動的排水，水量因地區經濟程度的差異而不同。農村生活污水一般具有排量小、所含有機物濃度相對偏高、日變化系數大(一般為3．0～5．0)、間歇排放等特點。因此，所選污水處理工藝應抗沖擊負荷能力強，且宜就近獨立處理的方式;同時，污水處理應充分考慮造價低、運行費用少、低能耗或無能耗的工藝;此外，所選工藝應具有運行管理簡單和維護方便的特點。蘇州農村污水處理獨立設施目前所采用的工藝主要有22種，包括地埋式氧化工藝、地埋式微動力氧化溝、SBR、強化SBR、小型XSBR生活污水處理工藝、智能化小型膜生物反應器(KY－M)工藝、氣升一體化高效處理工藝、KOT生物處理技術、生物轉盤、A/O、地埋式A2/O、復合生物水處理技術、高效曝氣生物濾池、塔式蚯蚓生態濾池、均流式生態復氧濾床+平流潛行生態濕地組合工藝、海沃特復合生物水處理系統(復合生物濾池+人工濕地)、生態濕地、分散式人工生態濕地床、微動力生化+景觀綠地、多介質生態處理技術、人工生態綠地處理系統及A2O+MBR、AO+接觸氧化、BAF一體機。可見，蘇州各區縣農村污水的處理工藝形式多樣，多側重于節約用地、運行費用低和處理高效的一體化系統，通常包含厭氧、好氧工序，強化了對氮磷營養物質的去除，以及采用土地生物處理系統等。此外，根據江蘇省建設廳《農村生活污水處理適用技術指南(2008試行版)》的推薦，適于蘇州等太湖流域農村生活污水處理技術的工藝包括“厭氧濾池—氧化塘—生態渠”、“厭氧—跌水充氧接觸氧化—人工濕地”、“厭氧—滴濾池—人工濕地”、“厭氧—(接觸氧化)—人工濕地”和“地埋式微動力氧化溝”等，這些處理工藝在蘇州農村污水處理實踐中均有所體現。

2.2蘇州農村生活污水治理實施現狀

截至2009年底，蘇州累計完成476個農村集居點的生活污水治理工程建設，為農村集居點總數的6．4%，服務人口為26．1萬人，為農村常住人口的8．9%。其中，166個集居點(服務人口為10．65萬人)采用接管方式進行污水治理，通過敷設污水管網將集居點內的生活污水收集后輸送至城鎮污水處理廠進行處理;293個集居點(服務人口為15．20萬人)采用建造獨立處理設施的方式進行污水治理，通過敷設管網將集居點內的污水集中收集，就地建造獨立處理設施進行處理;17個集居點(服務人口為0．28萬人)采用分散型人工濕地的方式進行治理。建造的獨立設施和人工濕地累計處理規模為2．86×104m3/d，累計投資達2．22億元。其中，包括太湖一級保護區范圍內的131個農村集中居住點，服務人口為3．8萬人，為區域農村總人口的7．9%。61個集居點采用接管方式，其余70個集居點為獨立設施，獨立設施處理規模總計為3806m3/d，服務人口為1．8萬人。陽澄湖水源水質保護區完成19個農村集中居住點的污水處理，服務人口為1．46萬人，占區域內農村總人口的6．1%。12個集居點采用接管方式，其余7個集居點對污水進行收集后采用建造獨立設施進行處理，獨立設施處理規模為6265m3/d，服務人口為0．53萬人。據調查統計、分析與測算，截至2008年蘇州通過接管、建造獨立設施或分散型人工濕地等污水治理工程，共完成26．1萬農村人口的生活污水收集和處理，污染物削減量統計結果見表1。總的來看，蘇州農村生活污水處理率仍然處于一個較低的水平，無論對于農村集居點或服務人口來說，生活污水處理率均不到10%，遠低于城鎮生活污水和工業廢水的處理率。因此，對農村生活污水進行綜合治理，改善區域水環境刻不容緩。

2.3生活污水處理工藝綜合分析

截至2009年，綜合蘇州已運行的農村生活污水處理工程，統計得出其中污水處理獨立設施的效成本分析和單位成本分析，具體結果見表3和表4。根據調查結果的測算，單位污水處理能力的平均建設投資為1．44萬元/(m3•d－1)(根據財政部門統計數據得出)，單位人口污水處理的平均建設投資約為1000元/人;從各區/市的具體情況來看，單位處理能力的平均運行費用為245元/(m3•d－1•a)，單位人口污水處理的平均運行管理費用約為31元/(人•a)。隨著農村生活污水處理工藝和技術的發展，在設備上要求一體化和系列化，具有結構緊湊、構成簡單、易于施工、管理方便、運行費用低以及能夠脫氮除磷等特點，這也是目前農村污水治理的重點與難點所在。因此，發展有較高水力負荷，并具備設備小型化、系列化，以及整合多種生物處理單元和工藝是農村生活污水處理技術發展的重點方向。分散式污水處理技術是當前治理農村生活污水的最佳適用技術。適合農村地區的分散式污水處理技術應具備工程投資省、運行費用低、管理維護方便、處理效果尤其是脫氮除磷效果好且無二次污染的特點。就江蘇省范圍而言，各種分散式生活污水處理技術現今處于不同的應用階段，代表性的有凈化槽、生物膜法、穩定塘、土地處理系統及其各種組合工藝。蘇州各類分散式生活污水處理技術的綜合比較如表5所示。可見，蘇州現有農村生活污水處理技術多采用各種組合工藝，且大部分都采取土地處理作為后續深度脫氮除磷單元，因而占地面積較大。地埋式微動力氧化溝與凈化槽不含土地處理單元，且構筑物設于地下，占地少是其顯著優勢。在處理出水水質方面，上述處理技術的出水水質均能達到GB18918—2002的二級排放標準。除地下滲濾工藝外，其他工藝均會產生剩余污泥，增加運行和維護成本。凈化槽建設成本最高，而且需定期投藥和排泥，其運行成本也較高。其他工藝的投資為600～3000元/m3，而且維護管理都較為簡便，可以達到無人值守的要求。此外，現今應用的分散式污水處理工程的設計規模一般為5～800m3/d，蘇州乃至江蘇省其他農村地區的設計應用規模一般在200m3/d以下。蘇州農村生活污水治理工程的綜合效益體現在如下幾方面:一是環境效益，能夠削減農村污水排放污染物總量以及改善區域水環境與生態系統，可有效改善太湖流域區域生態環境，有利于區域水生生態系統的恢復和重建，提高對污染物降解凈化能力和水源涵養能力。二是經濟效益，農村生活污水處理后可作為河網的補給水源，其中部分經水系循環后可以作為農田灌溉、環境綠化用水;此外污水經凈化后排入河網，能有效調節太湖河網區域生態環境需水平衡，具有間接經濟效益。三是社會效益，農村生活污水治理工程對于逐步恢復太湖流域江南水鄉景色意義重大，同時對于江蘇乃至全國農村生活污水治理均有較好的示范作用，其社會效益顯著。綜上所述，蘇州農村生活污水綜合治理工程可以緩解農村生活污染現狀，有助于實現區域污染物總量控制目標，有效降低太湖河網水系的污染程度，對于保障飲用水安全、改善人居環境、推進社會主義新農村建設、保障農村地區可持續發展均具有重要意義。

3結語

鑒于農村生活污水的特性，其治理方式應因地制宜，綜合考慮當地的地形地貌、水文和氣候條件以及經濟發展水平等因素。當前，我國農村生活污水治理尚處于起步階段，在建立健全相關法規、拓寬籌措資金渠道、進行科學統籌規劃、完善建設與運行管理體制、探索經濟高效的適用技術、加強農村水環境保護意識和規范環保設備市場準入標準等方面，尚需進一步的系統總結與不斷完善。