徐天勇

（安徽省滁州市生態(tài)環(huán)境局，安徽滁州 239000）

農(nóng)村生活污水治理是農(nóng)村人居環(huán)境整治、農(nóng)村污染治理攻堅(jiān)戰(zhàn)的重要內(nèi)容，近年來各地陸續(xù)建設(shè)了一批治理設(shè)施，對改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境做出了貢獻(xiàn)，但在建設(shè)和運(yùn)行過程中也出現(xiàn)了一些問題，比如缺乏合適農(nóng)村地區(qū)的分散式污水處理技術(shù)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行管理的機(jī)制等[1-3]。如何根據(jù)農(nóng)村生活污水的特點(diǎn)、當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境和出水去向等，確定污水處理工藝，完善監(jiān)管機(jī)制，是當(dāng)前迫切需要解決的問題。

1 農(nóng)村生活污水設(shè)施現(xiàn)狀和建設(shè)的要求

1.1 農(nóng)村生活污水的特點(diǎn)農(nóng)村居民分布相對城鎮(zhèn)比較零散，用水點(diǎn)分散、單位用水量低，除了排放生活污水外，還有養(yǎng)殖、垃圾等產(chǎn)生的污水；排水管系統(tǒng)不完善，污水收集率低，絕大多數(shù)地區(qū)未設(shè)污水收集系統(tǒng)，基本上是排入明渠；污水水量變化幅度大，排水狀況不穩(wěn)定，往往是生活污水早晚排放集中，其他時段流量小，雨天有大量的雨水進(jìn)入污水管道。

1.2 污水管網(wǎng)建設(shè)及污水處理設(shè)施現(xiàn)狀

1.2.1 缺乏規(guī)劃，導(dǎo)致配套性差 在污水管網(wǎng)的建設(shè)中沒有考慮所處地區(qū)的特有狀況及實(shí)際需要，建成的污水處理設(shè)施不能正常投入運(yùn)行。

1.2.2 缺乏資金導(dǎo)致，建設(shè)水平低 農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目自籌資金能力非常有限，難以完全按照規(guī)劃和設(shè)計(jì)完成工程建設(shè)，導(dǎo)致污水處理設(shè)施建設(shè)水平低。

1.2.3 缺乏適用的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù) 許多提供農(nóng)村污水處理設(shè)施建設(shè)技術(shù)服務(wù)的公司采用尚未通過標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)定的技術(shù)，技術(shù)安全性往往難以保障，尤其是當(dāng)今各種參差不齊的小型污水處理設(shè)備充斥市場，更增大了農(nóng)村污水處理設(shè)施選型的難度[4-6]。

1.2.4 缺乏專業(yè)化的運(yùn)行管理 許多農(nóng)村排水管網(wǎng)建成后沒有專業(yè)人員管理和維護(hù)，污水處理廠由于規(guī)模小，專職運(yùn)行管理人員往往不齊全，往往采用臨時雇用的方式進(jìn)行處理設(shè)施的“看管”而并非正規(guī)的運(yùn)行管理，不能及時發(fā)現(xiàn)和解決運(yùn)行中存在的問題，更不能進(jìn)行專業(yè)維護(hù)。

1.3 污水處理設(shè)施建設(shè)的要求（1）應(yīng)考慮農(nóng)村所處區(qū)位、人口規(guī)模、人口集聚程度、地形地貌、排水特點(diǎn)、氣候特點(diǎn)、風(fēng)俗習(xí)慣及排放要求，結(jié)合當(dāng)?shù)匾?guī)劃和經(jīng)濟(jì)承受能力等具體情況，科學(xué)合理選擇污水處理技術(shù)和工藝。（2）采用適宜的污染治理和資源利用相結(jié)合、工程措施與生態(tài)措施相結(jié)合、集中和分散相結(jié)合的建設(shè)模式和處理工藝。（3）加強(qiáng)污水源頭減量和尾水回收利用，強(qiáng)化改廁與農(nóng)村污水治理有效銜接，優(yōu)先選擇氮磷資源化與尾水利用技術(shù)、手段或途徑。（4）結(jié)合農(nóng)村生活污水間歇性、集中性、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，加之冬季氣溫較低，水處理設(shè)備只有具備抗水力負(fù)荷和污染負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、耐低溫等特性，才能確保全年穩(wěn)定運(yùn)行，排放水質(zhì)才能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。（5）農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)污水排放去向和利用情況來執(zhí)行，對用于農(nóng)灌或排入農(nóng)田灌溉渠道、景觀水體的可執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）二級標(biāo)準(zhǔn)；對排入湖庫、漁業(yè)水體的可執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)。

2 污水管網(wǎng)建設(shè)及污水處理技術(shù)

2.1 污水管網(wǎng)建設(shè)對于農(nóng)村污水收集管網(wǎng)建設(shè)，根據(jù)實(shí)際情況可采取3種模式：（1）位于城市郊區(qū)的鎮(zhèn)村，同時建設(shè)雨水、污水管，與市政雨污管網(wǎng)接駁；（2）對不能接入市政雨污管網(wǎng)的鎮(zhèn)村，只建污水管，收集污水接入自建的污水處理廠進(jìn)行處理，雨水采取自流方式，匯入附近水體，補(bǔ)充地表徑流；（3）偏遠(yuǎn)的鎮(zhèn)村，暫時采取雨污合流，利用現(xiàn)狀的邊溝收集，在邊溝的下游建截留設(shè)施，將截留的污水接入自建的污水處理廠進(jìn)行處理，雨季雨水污水直排，待條件成熟后，再實(shí)行雨污分流。

2.2 污水處理技術(shù)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)主要分為3類：物理處理技術(shù)有沉淀、過濾、吸附等，處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、受溫度等外部環(huán)境影響??；生物處理技術(shù)有化糞池、沼氣池、厭氧處理池、水解酸化池、生物接觸氧化池以及生物濾池等，維護(hù)成本低、操作簡便、應(yīng)用范圍廣；生態(tài)處理技術(shù)有土地滲濾、人工濕地、穩(wěn)定塘等，投資省、維護(hù)成本低、能耗少、美化環(huán)境。目前，農(nóng)村生活污水處理常用的技術(shù)主要有生化處理系統(tǒng)（厭氧、缺氧、好養(yǎng)）和生態(tài)處理系統(tǒng)，單純的好養(yǎng)生化處理系統(tǒng)運(yùn)行成本較高，而生態(tài)處理技術(shù)也有在冬季處理效果變差的情況。農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的選擇思路是強(qiáng)化厭氧生化技術(shù)，采用接觸氧化、混合液回流等技術(shù)，同時充分利用生態(tài)技術(shù)，以降低運(yùn)行成本并降低維護(hù)管理難度。典型處理工藝主要包括3個組成部分，厭氧或缺氧處理系統(tǒng)（A段）、好養(yǎng)處理系統(tǒng)（O段）和生態(tài)處理系統(tǒng)（E段），厭氧A段用于削減有機(jī)污染負(fù)荷，缺氧A段用于反硝化，好養(yǎng)O段用于對有機(jī)物的降解和氨氮的硝化，生態(tài)E段通過生態(tài)凈化進(jìn)一步去除有機(jī)物及氮磷以強(qiáng)化處理效果。

3 AOE組合工藝

根據(jù)對建成設(shè)施的現(xiàn)場調(diào)研和多技術(shù)方案進(jìn)行比較分析，筆者認(rèn)為采用“厭氧水解+接觸氧化+人工濕地（AOE）工藝”可以滿足當(dāng)前農(nóng)村生活污水設(shè)施建設(shè)的實(shí)際需求。

3.1 基本原理

3.1.1 厭氧水解 生活污水先經(jīng)格網(wǎng)攔截污水中較大的漂浮物及其他雜質(zhì)后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水量水質(zhì)的混合，以使后續(xù)的厭氧處理能夠穩(wěn)定運(yùn)行，污水從調(diào)節(jié)池進(jìn)入?yún)捬跛獬?，厭氧水解池?nèi)的污水呈推流狀態(tài)；在厭氧狀態(tài)下異氧菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，進(jìn)而產(chǎn)生CH4和CO2，使難降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化成為易降解的小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，提高污水的可生化性。與此同時，異氧菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化，游離出氨（NH3、）。

3.1.2 接觸氧化 經(jīng)過厭氧水解處理的污水進(jìn)入接觸氧化池，在接觸氧化池內(nèi)，對有機(jī)污染物進(jìn)行好養(yǎng)降解和充分硝化，池內(nèi)懸掛有填料，在充足供養(yǎng)的條件下，生物膜上的微生物對有機(jī)物進(jìn)行進(jìn)一步降解，對化學(xué)需氧量（CODcr）、氨氮（NH3-N）的去除效果顯著，自氧菌的硝化作用將NH3（）氧化為，通過控制接觸氧化池出水部分回流到前端厭氧水解池進(jìn)行脫氮，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將還原為分子態(tài)氮(N2)完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，接觸氧化池出水經(jīng)沉淀后可排入農(nóng)灌渠直接用于農(nóng)業(yè)灌溉。

3.1.3 人工濕地 出水再通過后續(xù)的人工濕地深度處理，濕地內(nèi)的微生物硝化和反硝化作用以及植物吸收作用，對總氮（TN）的去除效果非常明顯。同時，濕地通過截留吸附以及植物吸收、微生物作用對總磷（TP）的去除作用在整個工藝中占很大的比重。人工濕地投資費(fèi)用低，運(yùn)行費(fèi)用低，在土地面積相對豐富的農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用，不僅可以治理農(nóng)村水污染，而且可以美化環(huán)境。

3.2 工程實(shí)例以已建成的工程為例：該污水處理站規(guī)模為5 m3/h，主要由厭氧水解池、接觸氧化池和人工濕地3個處理單元組成。主要構(gòu)筑物：格柵間、調(diào)節(jié)池、提水泵房、厭氧水解池、接觸氧化池、斜板沉淀池、污泥濃縮池、鼓風(fēng)機(jī)、消毒房和人工濕地等。工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

攔污格柵：平面尺寸為3.0 m×0.5 m，設(shè)置在地下，攔截直徑大于5 mm的雜質(zhì)。調(diào)節(jié)池及泵房：尺寸為6.0 m×6.0 m×4.0 m（長×寬×高，下文同），為全地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)置2臺水泵，一用一備，每臺泵的性能參數(shù)：Q=5 m3/h，H=6 m，N=0.75 kW。厭氧水解池：尺寸為3.0 m×3.0 m×4.0 m，為全地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。污水停留時間6.0 h，有效水深3.5 m，池內(nèi)設(shè)填料50 m2。接觸氧化池：尺寸為結(jié)構(gòu)同厭氧水解池，共3個。污水停留時間18.0 h，池內(nèi)設(shè)有微孔曝氣裝置，曝氣量1～2 m3/h，填料200 m2。斜板沉淀池：尺寸為4.7 m×2.0 m×4.0 m，為全地下混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)流量5 m3/h，設(shè)置斜板10 m2。

鼓風(fēng)機(jī)及消毒房：尺寸為5.0 m×2.0 m×3.0 m，設(shè)風(fēng)機(jī)3臺（2用1備），Q=0.5 m3/min，P=49 kPa。設(shè)二氧化氯發(fā)生器1臺，50 g/h。設(shè)排水泵1臺，Q=3 m3/h，H=8 m。污泥濃縮池：尺寸為2.0 m×1.0 m×3.0 m，設(shè)排泥泵1臺，Q=2 m3/h。

人工濕地：可結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境，將農(nóng)田溝渠、塘堰等經(jīng)過生態(tài)化改造成人工濕地，栽種水生植物和建設(shè)植物隔離帶等，污水停留時間為30 d左右。

4 運(yùn)行監(jiān)管措施

4.1 建立監(jiān)管機(jī)制在規(guī)劃、建設(shè)階段就要統(tǒng)籌考慮運(yùn)行維護(hù)問題，運(yùn)行維護(hù)可采取鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）政府主管、縣（區(qū)）職能部門監(jiān)督、專業(yè)公司運(yùn)營以及村干部群眾參與的方式，并建立管理運(yùn)行考核制度，定期和不定期組織開展專項(xiàng)檢查，對進(jìn)水和出水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，對發(fā)現(xiàn)的問題及時督促整改。

4.2 保障運(yùn)行費(fèi)用地方政府要將農(nóng)村污水處理設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用納入本級財(cái)政預(yù)算，根據(jù)考核情況及時撥付到位。上級政府財(cái)政要根據(jù)年度考核結(jié)果采取“以獎代補(bǔ)”的方式，支持地方農(nóng)村對生活污水處理設(shè)施進(jìn)行運(yùn)行和維護(hù)。

4.3 發(fā)動群眾參與（1）加強(qiáng)宣傳教育，將污水治理納入村規(guī)民俗，杜絕亂排污水現(xiàn)象，優(yōu)化農(nóng)村村容村貌。（2）強(qiáng)化村級組織、基層干部和群眾在農(nóng)村生活污水治理中的責(zé)任，具備條件的農(nóng)村可以采用村集體和群眾負(fù)擔(dān)部分污水處理費(fèi)用的方式，以調(diào)動水環(huán)境治理的積極性。

5 結(jié)論與分析

采用“厭氧水解+接觸氧化+人工濕地工藝”處理農(nóng)村生活污水，CODcr、NH3-N、TP、TN的去除率達(dá)到了85%、75%、87%、74%，出水符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

表1 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

5.1 有機(jī)物的削減厭氧水解池用于降低有機(jī)物濃度，將污水中復(fù)雜的有機(jī)物部分解成VFA。在接觸氧化池內(nèi)進(jìn)行好養(yǎng)降解和充分硝化，接觸氧化池出水部分回流到前端厭氧池進(jìn)行脫氮。厭氧-好氧工藝對有機(jī)物和氨氮去除具有較好的效果，CODcr和HN3-N的平均去除率可達(dá)60%以上。

5.2 TP和TN的削減工藝運(yùn)行穩(wěn)定后的大部分時間內(nèi)，TP的出水濃度一直保持較低，總?cè)コ蚀笥?0%。污水中的NH3-N在接觸氧化池后大部分能轉(zhuǎn)化為，將接觸氧化池出水回流至厭氧池，能較好地進(jìn)行反硝化反應(yīng)，從而降低TN濃度。經(jīng)過微生物的硝化、反硝化作用以及植物的吸收、過濾作用，TN的平均去除率可達(dá)50%以上，TP的平均去除率可達(dá)70%以上。蘆葦?shù)戎参锏那o葉在微生物的作用下腐爛會導(dǎo)致氮磷大量溶出，從而減弱整個系統(tǒng)對營養(yǎng)物的去除效果。

5.3 AOE工藝的標(biāo)準(zhǔn)化采用“厭氧水解+接觸氧化+人工濕地（AOE）工藝”處理農(nóng)村生活污水，處理設(shè)施運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好，維護(hù)管理簡便，能做到建設(shè)模塊化、管理自動化、利用資源化，是一種值得大力推廣的農(nóng)村生活污水處理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。