李旭寧，劉 歡，林 明，楊小毛，趙必貴

（1.深圳市深港產(chǎn)學(xué)研環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司，廣東 深圳 518000；2.深圳市海岸與大氣研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 深圳 518000）

隨著我國新農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展完善和農(nóng)村地區(qū)居民生活水平的不斷提高，農(nóng)村地區(qū)的用水量及污水的排放量均呈逐年增長趨勢，污水成分也日益復(fù)雜。但目前全國95%以上村莊都沒有排水渠道及污水處理系統(tǒng)，農(nóng)村地區(qū)污水多數(shù)以直排的形式入河或者排入坑塘自然下滲，從而造成河流、土壤及地下水污染[1-2]。因此，適合農(nóng)村地區(qū)的污水處理技術(shù)與因地制宜的管理模式，對于農(nóng)村地區(qū)的污水處理以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)都具有非常重要的意義。

1 農(nóng)村地區(qū)的污水處理設(shè)計(jì)理念

農(nóng)村地區(qū)污水具有排放分散、水質(zhì)水量變化大等特點(diǎn)。常規(guī)污水生化二級處理工藝由于投資運(yùn)行費(fèi)用高、對維護(hù)管理人員素質(zhì)要求高等原因，其并不適用于農(nóng)村地區(qū)污水的處理。因此必須根據(jù)農(nóng)村污水的自身特點(diǎn)以及當(dāng)?shù)氐娜丝凇⒌乩?、地形等地區(qū)特點(diǎn)，因地制宜，選擇投資少、運(yùn)行成本低、穩(wěn)定性高，且易于維護(hù)管理的污水處理工藝[3-4]。我國是一個(gè)多山的國家，據(jù)統(tǒng)計(jì)，山地、高原、丘陵等占了國土總面積的66%，而我國西南地區(qū)更是如此[5]。針對西南農(nóng)村山區(qū)及丘陵地帶具有地勢落差的特點(diǎn)，應(yīng)充分利用地形地勢，依勢而建、合理布局，結(jié)合生態(tài)型污水處理工藝，可實(shí)現(xiàn)污水處理微動(dòng)力甚至無動(dòng)力運(yùn)行，從而大大降低污水處理的運(yùn)行費(fèi)用，也為后續(xù)的運(yùn)行管理提供了便利。

2 新型污水土地處理技術(shù)的原理與特點(diǎn)

污水土地處理是通過土壤-植物系統(tǒng)的生物、化學(xué)、物理等固定與降解作用，對污水中的污染物實(shí)現(xiàn)凈化的過程，傳統(tǒng)的污水土地處理技術(shù)分為快滲滲濾、慢速滲濾、地表漫流、地下滲濾、濕地系統(tǒng)五類[6]。這些技術(shù)具有能耗低、維護(hù)簡便等優(yōu)勢，但也存在水力負(fù)荷低、占地面積大、抗沖擊負(fù)荷能力弱等劣勢。

人工快滲污水處理系統(tǒng)（Constructed Rapid Infiltration，簡稱CRI系統(tǒng)）是在快速滲濾系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)的新型污水土地處理技術(shù)，是采用滲透性能良好的CRI介質(zhì)（以一定級配的天然河砂為主，并摻入活性礦物填料），采用干濕交替的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，污水在通過快滲池時(shí)產(chǎn)生綜合的物理、化學(xué)和生物反應(yīng)，使水中的污染物得以去除，從而達(dá)到水質(zhì)凈化目的的污水處理技術(shù)。

與常規(guī)處理工藝比較，CRI系統(tǒng)發(fā)揚(yáng)了土地處理技術(shù)的優(yōu)勢，又通過其自有的特色消除了原有的劣勢：1）工藝流程簡單，建設(shè)投資費(fèi)用??；2） 運(yùn)行費(fèi)用低，在農(nóng)村地區(qū)可依地勢建造，實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力運(yùn)行，節(jié)省能耗；3）不產(chǎn)生活性污泥，省去了活性污泥的處理費(fèi)用，不會(huì)造成因活性污泥處置不當(dāng)而引起對環(huán)境的二次污染；4）出水效果好，出水水質(zhì)可達(dá)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中一級A標(biāo)準(zhǔn)或景觀、綠化回用水及農(nóng)田灌溉用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；5）便于操作，易于管理和維護(hù)，對操作人員的學(xué)歷素質(zhì)要求不高；6）抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)，CRI系統(tǒng)停止運(yùn)行較長時(shí)間后，經(jīng)3～5天的翻曬保養(yǎng)即可迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。

3 工程實(shí)踐

3.1 工程地地理概況

某工程所在地屬四川省成都市龍泉驛區(qū)，位于成都東郊，鎮(zhèn)境坐落于龍泉山脈中西部，平均海拔900m。全鎮(zhèn)幅員面積37.5km2，轄6個(gè)村和1個(gè)社區(qū)，共80個(gè)村（居）民小組，總?cè)丝诩s1.4萬人。該鎮(zhèn)污水主要為生活污水，通過市政管網(wǎng)收集后輸送至污水處理廠。該鎮(zhèn)地處山區(qū)，具有一定的地勢落差，污水處理工程在設(shè)計(jì)時(shí)充分利用這一地形特點(diǎn)，通過對污水處理設(shè)施各單元的合理布局，使污水在廠區(qū)依靠重力流動(dòng)，結(jié)合土地處理法沒有曝氣能耗的特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)污水處理過程的微動(dòng)力甚至無動(dòng)力運(yùn)行。

3.2 工程簡介

該鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程采用人工快滲污水處理技術(shù)，設(shè)計(jì)規(guī)模為300m3/d，工程總投資65萬元，總占地面積1914m2，于2010年2月建成運(yùn)行。其工藝流程如圖1所示。該工程是節(jié)能減排的典范之作，其充分利用地形條件，依地勢而建（見圖2）。設(shè)計(jì)廠區(qū)地面標(biāo)高為815.20～819.00m，主要構(gòu)筑物按工藝流程，依照進(jìn)水方向從高到低依次布置。其中格柵渠、隔油池、預(yù)沉調(diào)節(jié)池、配水池所處地面標(biāo)高為819.00m，人工快滲池、清水計(jì)量渠所處地面標(biāo)高為815.20m。利用地勢落差，污水依靠重力流動(dòng)，無需動(dòng)力提升，可實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力運(yùn)行。

圖1 污水處理工程工藝流程

圖2 成都市龍泉驛區(qū)某鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程

3.3 進(jìn)出水水質(zhì)情況

該工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為CODCr≤350mg/L、BOD5≤180mg/L、SS≤200mg/L、NH3-N≤25mg/L、TP≤2.5mg/L。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 工程運(yùn)行情況

該鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程經(jīng)過近2年運(yùn)行，主要指標(biāo)可穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)，出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見下表。該工程充分利用地形條件，依地勢而建，無需動(dòng)力提升，并可實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力運(yùn)行。其日常運(yùn)行管理年耗電量總共約為1496.5kW·h，噸水電耗僅為0.014kW·h，大大低于傳統(tǒng)的污水處理工藝。

進(jìn)出水水質(zhì)情況表

4 管理模式創(chuàng)新探討

污水處理設(shè)施講究“三分設(shè)計(jì)，七分管理”，即使污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一定的缺陷，只要運(yùn)行管理到位，也都能維持一定的處理效果；反之，系統(tǒng)設(shè)計(jì)再完美，運(yùn)行管理不善，也達(dá)不到良好的運(yùn)行效果[7-9]。美國環(huán)境保護(hù)署在總結(jié)分散污水治理的教訓(xùn)時(shí)就認(rèn)為，以用戶自覺為主的管理方式不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行與維護(hù)[10]。對北京近30個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中式污水處理廠和78個(gè)村級污水站的調(diào)查也表明，47%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠和30%的村級污水站未能正常運(yùn)行，原因除了設(shè)計(jì)和建設(shè)本身缺陷如配套收集管網(wǎng)不全、設(shè)計(jì)規(guī)模偏大外，主要是存在運(yùn)行管理機(jī)制的問題[11]。因此，根據(jù)農(nóng)村地區(qū)的具體現(xiàn)狀、特點(diǎn)、風(fēng)俗習(xí)慣及自然、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)條件，因地制宜，采用適合農(nóng)村地區(qū)的污水處理系統(tǒng)運(yùn)營管理模式是很有必要的。

目前，現(xiàn)有的村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)運(yùn)行管理中存在的問題主要包括以下方面：1）運(yùn)行維護(hù)資金不足；2）缺乏專業(yè)運(yùn)行維護(hù)人員；3）運(yùn)行監(jiān)管不到位。建立農(nóng)村地區(qū)污水處理設(shè)施運(yùn)行管理模式，關(guān)鍵在于因地制宜地確定運(yùn)行、監(jiān)管及技術(shù)支持三項(xiàng)運(yùn)行管理要素的承擔(dān)者，落實(shí)各自責(zé)任。

結(jié)合實(shí)際鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程的運(yùn)行管理情況，實(shí)施管理模式創(chuàng)新可采取以下措施：

（1）政府負(fù)責(zé)工程運(yùn)行管理，專業(yè)公司提供技術(shù)支持

污水處理設(shè)施運(yùn)營管理的發(fā)展趨勢是市場化和社會(huì)化，但農(nóng)村地區(qū)特別是西南農(nóng)村地區(qū)的污水處理設(shè)施，由于其特殊性，短期內(nèi)完全實(shí)現(xiàn)社會(huì)化與市場化難度較大，需要一個(gè)從政府直管到市場化管理的漸進(jìn)過程[8]。上述位于成都市龍泉驛區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程，就是由龍泉驛區(qū)水務(wù)局負(fù)責(zé)工程的運(yùn)行和管理，并由專業(yè)環(huán)保公司提供相應(yīng)技術(shù)支持的。從該工程目前的良好運(yùn)行管理情況來看，由政府負(fù)責(zé)工程的運(yùn)行管理，專業(yè)公司提供技術(shù)支持的“1+1”運(yùn)行管理的模式是可行的。

（2）采取以“大項(xiàng)目帶動(dòng)小項(xiàng)目”的形式，降低運(yùn)行管理成本

盡管現(xiàn)有農(nóng)村生活污水處理設(shè)施具有自動(dòng)化程度不高、管理簡單，運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用較低等特點(diǎn)。但污水處理的設(shè)備操作、維修和工藝參數(shù)調(diào)節(jié)均需較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)，因此對運(yùn)行管理人員專業(yè)知識(shí)的要求較高。運(yùn)行管理人員不僅需掌握污水處理工藝原理等基礎(chǔ)知識(shí)，還要了解各設(shè)施設(shè)備的設(shè)計(jì)與分布以及農(nóng)村地區(qū)污水排放的具體情況，才能對污水處理設(shè)施較好地進(jìn)行運(yùn)行管理。農(nóng)村地區(qū)的污水處理設(shè)施一般規(guī)模較小，地處相對偏遠(yuǎn)地區(qū)，管理水平較低，專業(yè)技術(shù)人員較少，這樣往往會(huì)造成污水處理設(shè)施出現(xiàn)問題得不到及時(shí)解決，以致問題不斷積累導(dǎo)致設(shè)施不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在龍泉驛區(qū)還建有一座與上述鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠一樣采用人工快滲處理工藝的水質(zhì)凈化廠，該水質(zhì)凈化廠設(shè)計(jì)規(guī)模為15,000m3/d，配駐有經(jīng)過專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)的人員可為附近的小型項(xiàng)目提供技術(shù)支持。由于人工快滲污水處理系統(tǒng)易于操作，管理和維護(hù)比較方便，對操作人員的要求不高，因此采取以“大項(xiàng)目帶動(dòng)小項(xiàng)目”的運(yùn)行管理模式，通過定期派出較大項(xiàng)目的技術(shù)人員到周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行設(shè)備維護(hù)與技術(shù)指導(dǎo)，可使鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的污水處理設(shè)施在得以長期穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)也降低了運(yùn)行管理成本。

（3）運(yùn)行費(fèi)用保障

鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用主要來自兩方面：1）通過向使用自來水的用戶在自來水費(fèi)中適當(dāng)收取部分排污費(fèi)；2）由地方財(cái)政進(jìn)行補(bǔ)貼。污水處理是一項(xiàng)公益事業(yè)，通常不直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，落實(shí)污水處理運(yùn)行費(fèi)用是確保設(shè)施能夠長效運(yùn)行的基礎(chǔ)。由于部分農(nóng)村地區(qū)自來水管網(wǎng)分散，較難像城區(qū)那樣通過自來水費(fèi)同步收取排污費(fèi)，因此需要根據(jù)實(shí)際情況多渠道建立污水處理費(fèi)用來源。鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)可通過收取工業(yè)企業(yè)排污費(fèi)來保障污水處理設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用。對于村鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施，可采取市、縣、鄉(xiāng)、村4級共籌模式，市財(cái)政應(yīng)按照城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、先進(jìn)帶后進(jìn)、生態(tài)補(bǔ)償、均衡發(fā)展的思路，較大程度上承擔(dān)起污水處理運(yùn)行費(fèi)，根據(jù)不同需求給予不同標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行費(fèi)用補(bǔ)助，進(jìn)行補(bǔ)貼時(shí)應(yīng)同步建立有利于促進(jìn)污水處理設(shè)施運(yùn)行的獎(jiǎng)懲機(jī)制，建議以獎(jiǎng)勵(lì)的方式給予補(bǔ)助[7]。

5 結(jié)語

通過四川龍泉驛區(qū)某鎮(zhèn)污水處理廠的工程實(shí)例可以看出，作為新型污水土地處理工藝，人工快速滲濾污水處理工藝具有流程簡單、運(yùn)行成本低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)勢，在西南農(nóng)村地區(qū)適合利用地勢條件實(shí)現(xiàn)微動(dòng)力或無動(dòng)力運(yùn)行，系統(tǒng)能耗非常低，特別適合作為農(nóng)村地區(qū)污水處理工藝。在農(nóng)村污水處理設(shè)施的管理方面，除了選擇合適的處理工藝，還需要在政府職能部門負(fù)責(zé)設(shè)施運(yùn)行的基礎(chǔ)上，引入專業(yè)公司進(jìn)行技術(shù)支持。為了應(yīng)對農(nóng)村地區(qū)維護(hù)管理人員專業(yè)知識(shí)匱乏的短板，需要“以大帶小”，以較大污水處理項(xiàng)目輻射周邊地區(qū)分散式污水處理設(shè)施，專業(yè)人員可就近進(jìn)行巡查管養(yǎng)。另外，在運(yùn)行費(fèi)用保障方面，也需要建立和完善各級政府的財(cái)政補(bǔ)貼制度。

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