农村生活污水处理工艺与管理措施探讨
摘要：以上海市农村生活污水处理为例，在分析农村生活污水排放与处理工艺基本特点的基础上，针对当前农村生活污水处理存在的问题，提出了因地制宜选择处理工艺，做好现有工程维修养护和新建处理设施施工管理，建立配套管理法规、长效管理制度等农村生活污水处理系统管理的措施建议。
关键词：管理措施；处理工艺；农村生活污水
随着新农村建设和农村经济的发展，城镇化水平和农民生活水平不断提高，厨房设备、洗衣机等现代化设施在农村逐步普及，冲厕、洗涤、洗浴用水等各类生活废污水排量增加，农村生活污水的处理已成为生态环境保护的重要一环。以上海市农村生活污水处理为例，探讨适合农村生活污水处理的工艺与管理措施。
上海市郊区农村属平原河网地区，若污水直排河道，污染会扩散到河道的其他区段，加速河道的富营养化进程。以浦东新区为例，在其评价的232条镇村级河道中，水质Ⅴ类、劣Ⅴ类河道占总评价长度的74．6%，生活污水是其重要污染源，氨氮为主要超标污染物[1]。若将污水全部纳入管网集中处理，因农村相对分散且远离市政管网，则汇集成本、管网养护成本和处理费用较高。比较而言，农村生活污水的就地处理方式，具有工艺灵活、成本低廉的特点，适用于在广大农村推广应用。
1 农村生活污水排放的特点
1．1 水量、水质特点
农村生活污水由灰水(厨浴排水、洗衣用水)和黑水(粪便、尿液及其冲厕水)组成，以单户排水为主。早、中、晚用餐高峰污水量是平时的2～3倍，日变化系数为3．5～5．0，污水排放呈现面广分散、波动大的特点。
大部分农村生活污水水质相差不大，可生化性好，含一定量的氮、磷、病原菌。随着人们生活水平的提高，部分生活污水中可能含有重金属和有毒有害物质，油渍成分明显增加，污染物种类增多，有机物和氮、磷的含量有所上升。根据《上海市农村生活污水处理技术指南》，2011年上海市农村污水排量为0．1ｍ3/(人·ｄ)，生活污水水质见表1。
表1 上海市农村生活污水典型水质
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1．2 排放模式
生活污水排放模式有以下5种：①厨房、厕所的污水通过管道进入自家的化粪池处理后排放；②经化粪池处理后，再二级处理；③居民将管道通入河中，污水直接排入水体；④将污水倾倒在门前屋后，任其自然蒸发；⑤在自家屋后农田边上开挖污水沟，将污水排入此沟，自然蒸发、下渗[2]。居住比较集中的乡镇驻地、已建成的农民新村部分采用一、二类排放模式，以农户散居为主的自然村一般采用后三类排放模式。从顾超[3]的调研分析看，2008年上海市农村生活污水就地处理率仅为27．3%，大都采用化粪池等初级处理后排放，全国广大农村地区还尚未达到处理后排放的水平。
2 上海市农村生活污水处理现状
2．1 农村生活污水处理工艺
上海市农村生活污水治理始于2007年，以区县处理为主，起步于分散农户生活污水处理，并由单户处理逐步向区域性、相对集中的处理方式转变。处理工艺以土地处理技术(人工湿地、土壤渗滤)为主，也有部分一体化装置，以《城镇污水处理厂污染物排放标准》(ＧＢ18918－2002)二级为出水标准。处理工艺主要有以下几类。
2．1．1 三格化粪池
三格化粪池处理后排放主要是在一些自然村落，但化粪池只是一种预处理装置，能去50%的ＣＯＤＣｒ，Ｐ、Ｎ去除效果较差，出水达不到二级标准，属于较初级、小规模处理方式。
2．1．2 土地处理系统
采用土地处理系统的村落，既有自然村，也有中心村(北塘村)，还有外地务工人员住入的新村(如青浦三塘塘北)。处理工艺多数是预处理后进人工湿地，处理规模为1～600ｍ3/ｄ，既有单户处理点，也有200户以上的集中处理站，占地面积在6～12ｍ2/ｔ之间，处理效果不稳定，各区土地处理系统的情况详见表2。由表2可见，土地处理系统规模有大有小，工艺组合多样，整体设计缺乏规范标准，处理的效果也受到村落分布、工艺组合、管理状况的影响。
表2 上海市农村生活污水土地处理系统
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2．1．3 一体化设备
一体化污水处理设备，多数为江浙沪企业或上海高校生产研制，安装维修相对比较方便，在稳定运行的情况下，出水能够达到上海市生活污水排水标准，占地面积小，但是设备投资、运行费高，维修管理专业性要求高，详见表3。
表3 上海市农村生活污水处理一体化设备
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2．1．4 其他工艺
浦东新区泥城镇、新场镇分别采用生物滤池和地埋式无动力装置处理工艺，通过工程实际运行观察，处理后水质能达到二级标准排放要求，但Ｎ－ＮＨ3等个别指标处理效果不好。
从处理工艺看，上海市农村生活污水就地处理以土地处理系统为主，一体化设备处理与上海土地相对紧张的特点相适应，成为污水处理的新亮点，但设施的管理维护、运行费较高。
2．2 污水处理设施管理及处理工程存在问题
2．2．1 污水处理设施的管理
上海市农村生活污水处理设施的管理，尚无相关的指导性文件和法律条款，以属地管理为主。如浦东南片，属地化运行管理几乎全面覆盖了就地处理设施所在的区域，这种管理方式成本较低，方便易行，但也存在一定的问题：①在供电保障方面，处理设施电力供应不稳定，容易出现设施因停电而无法正常运转的情况；②日常的清洁工作较差，人工湿地床内枯萎的植物未及时收割处置形成湿地床内较多杂物，遇到规模大、工艺复杂、有动力需求的状况，局限性越发明显[4]。
2．2．2 农村生活污水处理工程存在的问题
(1)单户处理化粪池渗漏问题突出。上海农村地区多以化粪池作为单户生活污水的预处理装置，但由于缺乏管理，年代久的化粪池渗漏严重，不但形同虚设，而且污染地下水源。以浦东新区大团镇为例，该镇约2万户的近7000个化粪池不合格[2]。化粪池不能正常运行，后续处理工艺则无从谈起。
(2)集中处理污水的管道投资大，问题多。农户排放的污水汇集送到污水处理站，一般采用埋设地下管道的方式，管道费用占到污水处理费用的一半以上，且存在以下问题：首先，农村地区水系发达，若管道过河需设置倒虹吸等，增加收集系统投资，且容易产生污泥淤积；其次，现有管道一般采用重力排水法，需要一定的水力坡度，输水距离越长，埋深越深，施工难度随之增加；第三，管线穿过道路施工，影响道路交通，管线也容易受到道路负荷的挤压而受力不均发生移位，污水易沿途渗漏，不但污染地下水，而且严重影响污水处理站的正常运行。
3 农村生活污水处理技术及管理措施探讨
3．1 国内外农村生活污水处理的最新进展
3．1．1 国外农村污水处理技术及设施管理
国外生活污水的治理起步较早，如美国开始于19世纪中叶，日本开始于1973年，也有比较成熟的处理方法，一些国家还制定了相关技术规范。处理工艺以自然处理系统、生物法、生态法为主，自然处理系统有人工湿地、稳定塘、土地处理系统等；生物法有生物膜法、厌氧处理法、缺氧生物处理法等；生态法有生态净化床、塔式生物滤池等。处理模式主要是多种工艺的组合和改进，或者采用一体化集成装置。处理工程的管理都结合了本国的特点，如美国2002年颁布了《污水就地处理手册》，2005年发布了《分散式污水处理系统管理手册》；日本颁布了《农村集落排水工程设计指南》、《农村集落排水工程施工指南》[5]，以引导地方政府、群众安装系统并配合管理维护，从公众教育和参与等方面实施多方位管理。
3．1．2 国内农村生活污水处理情况
据国内各地农村污水处理情况的报道，农村生活污水处理工艺与国外差别不大，以人工湿地的研究、应用最为广泛。与国外技术相比，污水灌溉处理、ＦＩＬＴＥＲ工艺在上海的应用尚无报道，高效藻类塘、蚯蚓生物滤池因其受气温、湿度等环境因素影响较大，应用并不广泛。管理方面，北京、上海等地已经有当地的处理标准和技术指南，但全国尚未有统一的管理法规文件。
3．2 农村生活污水处理的工艺与管理措施探讨
3．2．1 农村生活污水处理工艺的选择
农村生活污水处理工艺选择要结合污水排放的实际情况确定。居民相对比较集中的小城镇、中心村，可选择相对集中的处理方式，根据农村生活污水生化性好的特点，可以考虑采用微生物治理的方法。在住建部2009年汇集的48项农村污水治理技术案例中[6]，生物法占到了80%。如深圳博生生物公司用微生物治理广东梅山苑生活小区化粪池污水，出水可以直接作为景观用水，污水处理成本为0．35元/ｔ，污泥少，无二次污染，处理效果稳定，可作为居民相对集中的新型农村污水处理方式。
对于居住比较分散的尚未改造的农村，则宜采用化粪池后续稳定塘处理。达标(ＧＢ18918－2002)二级)排放的出水可作为农业灌溉或景观用水，以达到污水资源化的目的。
3．2．2 农村生活污水处理设施的管理
农村村民生活习惯、环保意识、农村基础设施的特点决定了其管理的复杂性，生活污水面广分散的特点也导致污水处理模式的多元化。因此，一方面可以通过提高居民的环保意识，减少Ｎ、Ｐ等污染物的排放；另一方面可以选取有代表性的中心村、自然村、生活小区进行工艺试点、跟踪、总结经验，分类制定管理办法。
(1)化粪池的日常养护与管理。化粪池渗漏是污水处理设施存在的主要问题之一，解决化粪池渗漏问题，提高其处理效率，可从以下几方面进行：①对已有化粪池的运行状况进行一次普查，了解化粪池数量和运行状况并建立资料档案，有目的地进行维修改造；②对改造有难度或者需要重建或新建化粪池的情况，可以考虑采用一体化玻璃钢等新形式，彻底解决传统化粪池的渗漏问题；③化粪池的日常管理，可按照“谁使用，谁负责”的原则，卫生管理职责由各村自行承担，并纳入生活污水就地处理管理网络；④根据已有的研究，可以通过添加填料、增加微生物量、第三格曝气等有效方式来强化化粪池的处理效果。
(2)建立农村污水处理工艺评估体系，优化工艺，提高施工质量。目前农村生活污水处理工艺的种类、组合方式比较多，处理效果参差不齐，对各处理工艺的效益进行科学评估急需进行。应建立完善的处理工艺评估指标体系，把Ｎ、Ｐ的去除效果列为衡量工艺处理效果的重要参数。如人工湿地是上海应用最广泛的一种方式，但是设计施工缺乏指导性文件，且人工湿地存在占地面积大、处理效果受温度影响的局限性，是否会影响处理效果，要根据运行状况进行评估；另一方面，不同类型农户、地区排放的农村生活污水污染物含量差别较大，决定了处理工艺选择、工程规模必须因地制宜。
(3)农村生活污水具有生化性好的特点，可以考虑采用微生物治理的方法。但施工是处理工艺成功与否的关键，必须选择有资质的施工单位，污水管道的铺设，尽量与居民的分布相适应，在满足处理需求的前提下，尽量减少管道铺设距离，减少管道跨河，行业监管部门、建设单位、监理单位要尽到监管责任。
(4)建立污水就地处理设施长效管理制度。处理设施的管理、维护，对保障设施处理效率至关重要。如江苏省环保产业协会成立了农村及分散污水治理专门委员会专门管理分散污水处理设施。一是应该尽早出台就地处理设施管理办法，使得养护工作有法可依；二是可以通过建立管理网络，明确管理责任，建立信息平台，提高群众的环保意识；三是鼓励社会专业化组织参与到处理处理设施养护中来，把污水处理设施的运行管理推向社会化、专业化、市场化。
4 结语
依据上海市农村生活污水就地处理的现状，探讨适用于农村污水处理的技术方法和管理模式，先行试点逐步推广、维修改建化粪池、保障收集管网施工质量、优化处理工艺、建立长效管理制度等生活污水在地处理的措施，同样适合城市化水平较高、小城镇建设初具规模的较发达省份的农村生活污水的处理。随着全国范围内新农村建设进程的全面启动和城市化水平的提高，农村、小城镇生活污水无害化、资源化处理技术和管理模式的全国更大范围推广应用，已经势在必行。借鉴国内外先进的管理经验，因地制宜选取适合不同地区特点的污水处理工艺，制定农村生活污水就地处理工程的建设、管理办法等指导性文件，使农村生活污水处理工程有序开展、健康运行，以农村生态环境的全面改善，促进和谐社会建设和经济社会的全面发展。
参考文献：
[1] 陆琴．浦东新区水环境现状与保护对策措施[J]．上海交通大学学报，2004，22(3)：316-318．
[2] 兰虹．上海市新农村建设中生活污水污染、管理及处理对策研究[D]．上海：同济大学，2008．
[3] 顾超．上海浦东南片新农村的污水治理技术分析[J]．中国给水排水，2011，27(2)：34-37．
[4] 张徵晟，王云龙，陶琪，等．上海南汇地区农村生活污水就地处理设施运行管理模式探讨[J]．农业环境与发展，2010，(4)：13-16．
[5] 蒋克彬，彭松，张小海，等．农村生活污水分散式处理技术及应用[M]．北京：中国建筑出版社，2009．
[6] 李兵第，赵晖，曲久辉，等．村庄污水处理案例集[M]．北京：中国建筑出版社，2010．
作者简介：聂秋月(1984-)，女，硕士研究生，主要研究农村水利与河道治理。
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