農村污水處理系統(tǒng)運營現狀分析

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摘要：農村污水治理是一個長期的系統(tǒng)工程，而很多地方存在“重建設，輕運營”現象，導致農村污水難以實現穩(wěn)定達標排放。通過調查安徽省鳳陽縣內已建成的農村污水處理站運營現狀，分析農村污水處理站運營過程中存在的問題，并針對這些問題提出相應的建議，以期為農村污水穩(wěn)定運營提供思路，從而切實改善農村人居環(huán)境。

關鍵詞：農村污水運營；污水處理站；污水處理；污泥處理

農村污水處理作為美麗鄉(xiāng)村建設的重要環(huán)節(jié)[1]，在政策的推動下正在如火如荼地開展。目前，相當部分的建制村已經建成了村莊污水收集和處理系統(tǒng)。依據我國人口居住相對分散的特點，大部分村莊污水體量較小，無法照搬城市模式，故采用集成度較高的一體化污水處理設備進行終端處理后排放[2]。但從運營現狀來看，農村污水處理設施普遍存在閑置、停運和損壞等情況[3]。眾所周知，農村污水治理三分靠建設，七分靠運營[4]，運營過程中能否實現污水穩(wěn)定達標排放、治理設施能否持續(xù)運行等等，已成為農村污水治理亟待解決的重點和難點問題。鳳陽縣政府積極響應國家號召，為了實現“大美鳳陽”建設目標，于2018年開展各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及鎮(zhèn)域內生活污水的收集處理。項目實施范圍包含府城鎮(zhèn)、臨淮鎮(zhèn)、大廟鎮(zhèn)、總鋪鎮(zhèn)、劉府鎮(zhèn)、官塘鎮(zhèn)、西泉鎮(zhèn)、武店鎮(zhèn)、殷澗鎮(zhèn)、紅心鎮(zhèn)、板橋鎮(zhèn)、大溪河鎮(zhèn)、小溪河鎮(zhèn)、棗巷鎮(zhèn)、黃灣鄉(xiāng)等15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的污水處理廠，配套污水收集管網設計、建設、改造，項目污水處理規(guī)模為10～1250t/d，設計出水水質執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中一級A標準，建設期為2年。2021年5月份我公司對鳳陽縣域內58個村鎮(zhèn)污水處理站點運營現狀進行摸排調查，分析了農村污水處理系統(tǒng)運營中存在的問題，同時給出相應的治理對策和建議，以期為其他農村污水處理站點運營提供借鑒，從而切實改善農村人居環(huán)境。

1鳳陽縣村鎮(zhèn)污水處理站運營現狀及存在問題

1.1鳳陽縣村鎮(zhèn)污水處理站運營現狀

根據實地調研，鳳陽縣縣域內各農村污水處理站點多采用一體化污水處理設備，工藝為格柵—調節(jié)池—A2O—二沉池—砂濾罐—消毒—排放，部分污水處理站利用人工濕地代替砂濾罐進行深度處理?？疾炱陂g，超過50%以上的站點處于非正常運行狀態(tài)，進水水量小，出水渾濁，部分站點甚至處于停運狀態(tài)，設施設備銹蝕嚴重，無法啟動。處理后未達標的污水直接排入附近的坑塘，不僅污水沒有達標排放，同時還造成了坑塘的污染。目前，這些污水處理站的運營維護并未安排專業(yè)人員，而是由村委會安排的村民偶爾去運轉設備，存在隱患。

1.2鳳陽縣村鎮(zhèn)污水處理站運營存在的問題

（1）實際污水量與設計污水量不符調查的站點基本上都存在實際收集到的污水量較設計的小，從而出現大馬拉小車現象。如果污水運行長期處于低負荷狀態(tài)，污水中的活性污泥得不到生長，其活性下降，污水處理效率也會隨之降低。依據調研可知原因如下：①管網收集系統(tǒng)不完善，大部分農戶家無入戶管，洗菜、洗澡用水無法流入主管網，除此之外，由于農村居住分散，加之財政資金有限，管網的覆蓋度和鋪設質量得不到有效保證；②農戶環(huán)保意識淡薄，他們習慣粗放型的生活方式，用過的生活廢水直接外排或者用來澆菜、澆花等；③前期設計不合理，污水處理規(guī)模完全參考技術規(guī)范取值，沒有實地考查當地的衛(wèi)生器具配備和人員外出務工情況，人均日排水量和人口數選取過大，因此，設計污水規(guī)模多數偏大。（2）出水水質達不到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中一級A標準本次調查范圍內的農村大多采用一體化設備處理農村生活污水，該系統(tǒng)不能耐受沖擊，農村污水水量波動較大，基本集中在早、中、晚三時段，同時，農村的排水體制大多為雨污合流制，使得進水負荷較低，不利于污水的生化反應。此外，污水處理設施由于缺乏運行維護，大部分設備已經銹蝕損壞，無法正常啟動，失去了原有的作用，這些原因均導致污水處理設施處理效果降低，出水水質難以穩(wěn)定達標，未達標的外排水污染附近的坑塘，形成連鎖效應。（3）運營資金和人員得不到保障相比于城鎮(zhèn)，農村污水處理起步較晚，關于農村地區(qū)的污水處理運營機制并不完善，其運營費用的來源、建設投資的回收途徑、運營人員的確定等均缺乏成熟的規(guī)劃[5]。目前這些污水處理站點的運營全部依賴于地方政府，但從運營效果來看，此路徑并不理想。概括原因主要有：①農村污水處理設施運營專業(yè)性較強，由于進水水質水量不穩(wěn)定，其工藝不能一成不變，需要專業(yè)的技術人員根據變化做出一定的調整，如控制碳氮比、污泥體積指數、污泥回流比和氣水比等；②農村污水處理運營費用得不到保障，現階段農村污水處理站的運營主要是國家和地方財政撥款，而農村污水處理站在前期建設上投入了過多的費用，忽略了運維的長期投入；并且農村污水處理站分布零散，設備保護成本相對較高。（4）污泥處置不當，易造成二次污染隨著農村污水處理設施的不斷完善，農村污泥的產生量將會逐年增加。但由于我國農村居住點較為分散和經濟等原因，污泥的日常管理和維護得不到保障。污水處理設施產生的剩余污泥通常不能及時進行清掏，導致污泥在池體中沉積固結，不僅降低了污水處理效率，而且一旦池容滿載，會使污水外溢，造成二次污染。除此之外，清掏出的污泥含水率高，如果直接泵吸出來后外運，不僅處理量大，且容易產生跑冒滴漏，造成沿途污染。

2農村污水處理站運營對策與建議

2.1污水收集系統(tǒng)建議

我國農村生活污水收集系統(tǒng)主要應用管網收集，這一方法對于農村來說資金投入較高，運營維護困難。大部分農村居住點相對分散，管網鋪設工程量大。由于資金的限制，選用價格便宜的管材或降低管網覆蓋度，容易導致管網出現破損，污水產生滲漏，不具有可持續(xù)性和適用性。因此，本次收集系統(tǒng)可依據農村現有的條件進行設計，將門前屋后的溝渠改造為明渠收集污水，既降低了造價，又便于后期運營維護。排水明渠應用較多的是混凝土硬質型和自然生態(tài)型。自然生態(tài)溝渠在污染物去除方面有較好的應用效果，其作用原理是通過水生植物根系的攔截、吸附以及微生物的降解作用降低污水中的污染物濃度。研究結果表明，生態(tài)溝渠不僅可降低污水中的氮磷含量，同時還能減緩水速，促進顆粒沉淀[6]。生態(tài)溝渠與其他工藝聯用可大大提高處理效率。有研究者模擬了生活污水的處理過程，結果表明，污水中COD、TN、NH4+-N處理后可達到一級A的標準，TP達到一級B標準[7]。生態(tài)溝渠的處理效果影響因素較多，包括溝渠斷面形式、水生植物種類和溝渠內的填料品種。研究[8]發(fā)現，寬深比大的生態(tài)溝渠對污染物去除率高，這是因為寬深比越大，溝渠中越容易富集氧氣，從而有利于植物的生長，通過植物的吸收作用提高了污染物的去除率；不同的水生植物對營養(yǎng)物質的利用存在差異，部分研究者研究發(fā)現美人蕉對氮的去除效果好，狐尾藻對磷的去除效果好，牛鞭草、狗牙根等具有發(fā)達的根狀莖和匍匐莖的植物，對不溶性懸浮物質的過濾和沉淀效果最佳[9-10]；并且生態(tài)溝渠還可以通過鋪設填料以提高氮磷等污染物的去除率[11]。農村采用明渠代替管網具有一定的可行性和較好的應用前景，但考慮到污水散發(fā)的氣味問題，建議在農戶出水側的支渠采用混凝土明渠，加設蓋板；遠離農戶的主溝渠可采用生態(tài)溝渠；對生活污水進行預處理，為后面的深度處理提供良好的進水條件，增強組合工藝的處理效果。

2.2污水處理工藝建議

目前，農村采用的一體化污水處理設備由于不耐沖擊和運營困難等特點造成了該工藝處理效果并不理想[12]，處理后未達標的污水直排入坑塘，又造成了二次污染。大部分農村的坑塘已經嚴重富營養(yǎng)化，有的甚至變成黑臭水體，失去了原有的養(yǎng)殖和灌溉的價值?？紤]到農村生活污水水質水量不穩(wěn)定，經濟水平較低，運營人員匱乏等現實問題，對于農村污水的處理建議采用低成本的生態(tài)處理工藝，可利用原有的廢棄坑塘改造成污水處理設施，實現坑塘整治和污水處理的有效結合，從而改善農村的人居環(huán)境?；诳犹粮脑斓奈鬯幚硐到y(tǒng)包括以下幾個單元：①過濾凈化單元，該單元由兩道與坑塘兩岸固定連接的生態(tài)攔截吸附網膜組成，用于攔截入塘的漂浮物及生活污水中粒徑較大的顆粒物，并且污水流經生態(tài)攔截吸附網膜后在其表面還能形成一層“生物膜”，包括好氧微生物、厭氧微生物、原生動物等群落，在群落的共同作用下可降解水體中的部分污染物；②生物接觸氧化單元，該單元由若干個均勻設置在坑塘水體中的彈性填料以及設置在彈性填料正下方的曝氣裝置組成，在有氧條件下，有機物被微生物氧化分解，使污水得到凈化；③沉淀單元，該單元由兩道連接坑塘兩岸的土壩組成，第一道壩的高度為1.0～1.2m，第二道壩的高度比第一道低10cm，形成高度差，防止污水回流，依靠重力沉降將污泥和污水進行泥水沉淀分離，上清液溢流到生物凈化塘單元；④生物凈化塘單元，該單元通過人工構建生態(tài)系統(tǒng)，利用適宜坑塘內生長的水生植物、水生動物和微生物共同作用去除污水中的污染物，進一步提高水質，并且能夠打造良好的景觀效果。坑塘改造既實現了坑塘水體治理和污水治理的有機結合，節(jié)約了環(huán)境治理成本，而且施工簡單，無其他占地問題，并通過恢復坑塘水體的自凈能力，實現了水質的長效達標。此外，該系統(tǒng)運營維護簡單，耐受沖擊負荷，景觀效果良好。

2.3污泥處理處置建議

農村污水處理設施的剩余污泥具有下列特點：①含水率高；②含有豐富的營養(yǎng)物質和微量元素；③重金屬含量少，但致病菌含量高。所以，對于農村污泥處理首要的是減量化、穩(wěn)定化，考慮到農村污水處理規(guī)模小，站點較分散，故建議每個鎮(zhèn)區(qū)至少配備一套污泥干化系統(tǒng)，對鎮(zhèn)區(qū)范圍內的各小型污水處理站點產生的污泥進行及時干化，便于后續(xù)污泥處置。除此之外，農村污泥的土地資源化前景廣闊，將污泥最終回歸到土地當中，既解決了污泥的處置去向，又有利于農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。污泥的土地應用主要包括園林綠化、農田施用和改良土壤等。研究表明，污泥中豐富的有機質和氮磷鉀等營養(yǎng)元素可以促進植物的生長，并且污泥中的有機物還可以改良土壤孔隙率、團粒穩(wěn)定性等土壤結構，從而提高土壤的水分穩(wěn)定性、吸附性和緩沖性等土壤化學性質，增加土壤的肥力[13]。日本學者早在2012年就研究了污泥的處理處置現狀，發(fā)現農村污水處理設施產生的剩余污泥有52%用于綠化和農田回用[14]。我國關于農村的污泥處理方式大部分也是用于農用，占比約為48.28%，但多是未經脫水的污泥直接施用，易帶來二次污染問題[15]。

3結論

總的來看，目前常用的農村污水處理工藝不具備長效性，污水處理的效率日漸降低，而生態(tài)組合處理工藝的低建設成本、運營簡單、景觀效應以及良好的經濟效益都剛好契合廣大農村處理污水和人居環(huán)境整治的需求。因此，應加強該技術的應用和推廣；同時，隨著農村剩余污泥產生量的逐年增加，應完善污泥處理處置系統(tǒng)。

作者:張娜 孫玉童 單位:安徽省通源環(huán)境節(jié)能股份有限公司