農(nóng)村污水處理系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀分析

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摘要：農(nóng)村污水治理是一個(gè)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，而很多地方存在“重建設(shè)，輕運(yùn)營(yíng)”現(xiàn)象，導(dǎo)致農(nóng)村污水難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。通過(guò)調(diào)查安徽省鳳陽(yáng)縣內(nèi)已建成的農(nóng)村污水處理站運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀，分析農(nóng)村污水處理站運(yùn)營(yíng)過(guò)程中存在的問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題提出相應(yīng)的建議，以期為農(nóng)村污水穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)提供思路，從而切實(shí)改善農(nóng)村人居環(huán)境。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村污水運(yùn)營(yíng)；污水處理站；污水處理；污泥處理

農(nóng)村污水處理作為美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的重要環(huán)節(jié)[1]，在政策的推動(dòng)下正在如火如荼地開(kāi)展。目前，相當(dāng)部分的建制村已經(jīng)建成了村莊污水收集和處理系統(tǒng)。依據(jù)我國(guó)人口居住相對(duì)分散的特點(diǎn)，大部分村莊污水體量較小，無(wú)法照搬城市模式，故采用集成度較高的一體化污水處理設(shè)備進(jìn)行終端處理后排放[2]。但從運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀來(lái)看，農(nóng)村污水處理設(shè)施普遍存在閑置、停運(yùn)和損壞等情況[3]。眾所周知，農(nóng)村污水治理三分靠建設(shè)，七分靠運(yùn)營(yíng)[4]，運(yùn)營(yíng)過(guò)程中能否實(shí)現(xiàn)污水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放、治理設(shè)施能否持續(xù)運(yùn)行等等，已成為農(nóng)村污水治理亟待解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。鳳陽(yáng)縣政府積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，為了實(shí)現(xiàn)“大美鳳陽(yáng)”建設(shè)目標(biāo)，于2018年開(kāi)展各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及鎮(zhèn)域內(nèi)生活污水的收集處理。項(xiàng)目實(shí)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(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的污水處理廠(chǎng)，配套污水收集管網(wǎng)設(shè)計(jì)、建設(shè)、改造，項(xiàng)目污水處理規(guī)模為10～1250t/d，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)期為2年。2021年5月份我公司對(duì)鳳陽(yáng)縣域內(nèi)58個(gè)村鎮(zhèn)污水處理站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀進(jìn)行摸排調(diào)查，分析了農(nóng)村污水處理系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中存在的問(wèn)題，同時(shí)給出相應(yīng)的治理對(duì)策和建議，以期為其他農(nóng)村污水處理站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)提供借鑒，從而切實(shí)改善農(nóng)村人居環(huán)境。

1鳳陽(yáng)縣村鎮(zhèn)污水處理站運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1.1鳳陽(yáng)縣村鎮(zhèn)污水處理站運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀

根據(jù)實(shí)地調(diào)研，鳳陽(yáng)縣縣域內(nèi)各農(nóng)村污水處理站點(diǎn)多采用一體化污水處理設(shè)備，工藝為格柵—調(diào)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(jìn)行深度處理?？疾炱陂g，超過(guò)50%以上的站點(diǎn)處于非正常運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)水水量小，出水渾濁，部分站點(diǎn)甚至處于停運(yùn)狀態(tài)，設(shè)施設(shè)備銹蝕嚴(yán)重，無(wú)法啟動(dòng)。處理后未達(dá)標(biāo)的污水直接排入附近的坑塘，不僅污水沒(méi)有達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)還造成了坑塘的污染。目前，這些污水處理站的運(yùn)營(yíng)維護(hù)并未安排專(zhuān)業(yè)人員，而是由村委會(huì)安排的村民偶爾去運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，存在隱患。

1.2鳳陽(yáng)縣村鎮(zhèn)污水處理站運(yùn)營(yíng)存在的問(wèn)題

（1）實(shí)際污水量與設(shè)計(jì)污水量不符調(diào)查的站點(diǎn)基本上都存在實(shí)際收集到的污水量較設(shè)計(jì)的小，從而出現(xiàn)大馬拉小車(chē)現(xiàn)象。如果污水運(yùn)行長(zhǎng)期處于低負(fù)荷狀態(tài)，污水中的活性污泥得不到生長(zhǎng)，其活性下降，污水處理效率也會(huì)隨之降低。依據(jù)調(diào)研可知原因如下：①管網(wǎng)收集系統(tǒng)不完善，大部分農(nóng)戶(hù)家無(wú)入戶(hù)管，洗菜、洗澡用水無(wú)法流入主管網(wǎng)，除此之外，由于農(nóng)村居住分散，加之財(cái)政資金有限，管網(wǎng)的覆蓋度和鋪設(shè)質(zhì)量得不到有效保證；②農(nóng)戶(hù)環(huán)保意識(shí)淡薄，他們習(xí)慣粗放型的生活方式，用過(guò)的生活廢水直接外排或者用來(lái)澆菜、澆花等；③前期設(shè)計(jì)不合理，污水處理規(guī)模完全參考技術(shù)規(guī)范取值，沒(méi)有實(shí)地考查當(dāng)?shù)氐男l(wèi)生器具配備和人員外出務(wù)工情況，人均日排水量和人口數(shù)選取過(guò)大，因此，設(shè)計(jì)污水規(guī)模多數(shù)偏大。（2）出水水質(zhì)達(dá)不到《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)本次調(diào)查范圍內(nèi)的農(nóng)村大多采用一體化設(shè)備處理農(nóng)村生活污水，該系統(tǒng)不能耐受沖擊，農(nóng)村污水水量波動(dòng)較大，基本集中在早、中、晚三時(shí)段，同時(shí)，農(nóng)村的排水體制大多為雨污合流制，使得進(jìn)水負(fù)荷較低，不利于污水的生化反應(yīng)。此外，污水處理設(shè)施由于缺乏運(yùn)行維護(hù)，大部分設(shè)備已經(jīng)銹蝕損壞，無(wú)法正常啟動(dòng)，失去了原有的作用，這些原因均導(dǎo)致污水處理設(shè)施處理效果降低，出水水質(zhì)難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，未達(dá)標(biāo)的外排水污染附近的坑塘，形成連鎖效應(yīng)。（3）運(yùn)營(yíng)資金和人員得不到保障相比于城鎮(zhèn)，農(nóng)村污水處理起步較晚，關(guān)于農(nóng)村地區(qū)的污水處理運(yùn)營(yíng)機(jī)制并不完善，其運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的來(lái)源、建設(shè)投資的回收途徑、運(yùn)營(yíng)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(diǎn)的運(yùn)營(yíng)全部依賴(lài)于地方政府，但從運(yùn)營(yíng)效果來(lái)看，此路徑并不理想。概括原因主要有：①農(nóng)村污水處理設(shè)施運(yùn)營(yíng)專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)，由于進(jìn)水水質(zhì)水量不穩(wěn)定，其工藝不能一成不變，需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員根據(jù)變化做出一定的調(diào)整，如控制碳氮比、污泥體積指數(shù)、污泥回流比和氣水比等；②農(nóng)村污水處理運(yùn)營(yíng)費(fèi)用得不到保障，現(xiàn)階段農(nóng)村污水處理站的運(yùn)營(yíng)主要是國(guó)家和地方財(cái)政撥款，而農(nóng)村污水處理站在前期建設(shè)上投入了過(guò)多的費(fèi)用，忽略了運(yùn)維的長(zhǎng)期投入；并且農(nóng)村污水處理站分布零散，設(shè)備保護(hù)成本相對(duì)較高。（4）污泥處置不當(dāng)，易造成二次污染隨著農(nóng)村污水處理設(shè)施的不斷完善，農(nóng)村污泥的產(chǎn)生量將會(huì)逐年增加。但由于我國(guó)農(nóng)村居住點(diǎn)較為分散和經(jīng)濟(jì)等原因，污泥的日常管理和維護(hù)得不到保障。污水處理設(shè)施產(chǎn)生的剩余污泥通常不能及時(shí)進(jìn)行清掏，導(dǎo)致污泥在池體中沉積固結(jié)，不僅降低了污水處理效率，而且一旦池容滿(mǎn)載，會(huì)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(lái)后外運(yùn)，不僅處理量大，且容易產(chǎn)生跑冒滴漏，造成沿途污染。

2農(nóng)村污水處理站運(yùn)營(yíng)對(duì)策與建議

2.1污水收集系統(tǒng)建議

我國(guó)農(nóng)村生活污水收集系統(tǒng)主要應(yīng)用管網(wǎng)收集，這一方法對(duì)于農(nóng)村來(lái)說(shuō)資金投入較高，運(yùn)營(yíng)維護(hù)困難。大部分農(nóng)村居住點(diǎn)相對(duì)分散，管網(wǎng)鋪設(shè)工程量大。由于資金的限制，選用價(jià)格便宜的管材或降低管網(wǎng)覆蓋度，容易導(dǎo)致管網(wǎng)出現(xiàn)破損，污水產(chǎn)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(jù)農(nóng)村現(xiàn)有的條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，將門(mén)前屋后的溝渠改造為明渠收集污水，既降低了造價(jià)，又便于后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)。排水明渠應(yīng)用較多的是混凝土硬質(zhì)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(yīng)用效果，其作用原理是通過(guò)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(jié)果表明，生態(tài)溝渠不僅可降低污水中的氮磷含量，同時(shí)還能減緩水速，促進(jìn)顆粒沉淀[6]。生態(tài)溝渠與其他工藝聯(lián)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(guò)程，結(jié)果表明，污水中COD、TN、NH4+-N處理后可達(dá)到一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn)，TP達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)[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(lèi)和溝渠內(nèi)的填料品種。研究[8]發(fā)現(xiàn)，寬深比大的生態(tài)溝渠對(duì)污染物去除率高，這是因?yàn)閷捝畋仍酱?，溝渠中越容易富集氧氣，從而有利于植物的生長(zhǎng)，通過(guò)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(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用存在差異，部分研究者研究發(fā)現(xiàn)美人蕉對(duì)氮的去除效果好，狐尾藻對(duì)磷的去除效果好，牛鞭草、狗牙根等具有發(fā)達(dá)的根狀莖和匍匐莖的植物，對(duì)不溶性懸浮物質(zhì)的過(guò)濾和沉淀效果最佳[9-10]；并且生態(tài)溝渠還可以通過(guò)鋪設(shè)填料以提高氮磷等污染物的去除率[11]。農(nóng)村采用明渠代替管網(wǎng)具有一定的可行性和較好的應(yīng)用前景，但考慮到污水散發(fā)的氣味問(wèn)題，建議在農(nóng)戶(hù)出水側(cè)的支渠采用混凝土明渠，加設(shè)蓋板；遠(yuǎn)離農(nóng)戶(hù)的主溝渠可采用生態(tài)溝渠；對(duì)生活污水進(jìn)行預(yù)處理，為后面的深度處理提供良好的進(jìn)水條件，增強(qiáng)組合工藝的處理效果。

2.2污水處理工藝建議

目前，農(nóng)村采用的一體化污水處理設(shè)備由于不耐沖擊和運(yùn)營(yíng)困難等特點(diǎn)造成了該工藝處理效果并不理想[12]，處理后未達(dá)標(biāo)的污水直排入坑塘，又造成了二次污染。大部分農(nóng)村的坑塘已經(jīng)嚴(yán)重富營(yíng)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(jià)值?？紤]到農(nóng)村生活污水水質(zhì)水量不穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)水平較低，運(yùn)營(yíng)人員匱乏等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，對(duì)于農(nóng)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(shè)施，實(shí)現(xiàn)坑塘整治和污水處理的有效結(jié)合，從而改善農(nóng)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(gè)單元：①過(guò)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(wǎng)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(jīng)生態(tài)攔截吸附網(wǎng)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(dòng)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(gè)均勻設(shè)置在坑塘水體中的彈性填料以及設(shè)置在彈性填料正下方的曝氣裝置組成，在有氧條件下，有機(jī)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(jìn)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(guò)人工構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，利用適宜坑塘內(nèi)生長(zhǎng)的水生植物、水生動(dòng)物和微生物共同作用去除污水中的污染物，進(jìn)一步提高水質(zhì)，并且能夠打造良好的景觀效果?？犹粮脑旒葘?shí)現(xiàn)了坑塘水體治理和污水治理的有機(jī)結(jié)合，節(jié)約了環(huán)境治理成本，而且施工簡(jiǎn)單，無(wú)其他占地問(wèn)題，并通過(guò)恢復(fù)坑塘水體的自?xún)裟芰Γ瑢?shí)現(xiàn)了水質(zhì)的長(zhǎng)效達(dá)標(biāo)。此外，該系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)簡(jiǎn)單，耐受沖擊負(fù)荷，景觀效果良好。

2.3污泥處理處置建議

農(nóng)村污水處理設(shè)施的剩余污泥具有下列特點(diǎn)：①含水率高；②含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微量元素；③重金屬含量少，但致病菌含量高。所以，對(duì)于農(nóng)村污泥處理首要的是減量化、穩(wěn)定化，考慮到農(nóng)村污水處理規(guī)模小，站點(diǎn)較分散，故建議每個(gè)鎮(zhèn)區(qū)至少配備一套污泥干化系統(tǒng)，對(duì)鎮(zhèn)區(qū)范圍內(nèi)的各小型污水處理站點(diǎn)產(chǎn)生的污泥進(jìn)行及時(shí)干化，便于后續(xù)污泥處置。除此之外，農(nóng)村污泥的土地資源化前景廣闊，將污泥最終回歸到土地當(dāng)中，既解決了污泥的處置去向，又有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。污泥的土地應(yīng)用主要包括園林綠化、農(nóng)田施用和改良土壤等。研究表明，污泥中豐富的有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，并且污泥中的有機(jī)物還可以改良土壤孔隙率、團(tuán)粒穩(wěn)定性等土壤結(jié)構(gòu)，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(xué)性質(zhì)，增加土壤的肥力[13]。日本學(xué)者早在2012年就研究了污泥的處理處置現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村污水處理設(shè)施產(chǎn)生的剩余污泥有52%用于綠化和農(nóng)田回用[14]。我國(guó)關(guān)于農(nóng)村的污泥處理方式大部分也是用于農(nóng)用，占比約為48.28%，但多是未經(jīng)脫水的污泥直接施用，易帶來(lái)二次污染問(wèn)題[15]。

3結(jié)論

總的來(lái)看，目前常用的農(nóng)村污水處理工藝不具備長(zhǎng)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(shè)成本、運(yùn)營(yíng)簡(jiǎn)單、景觀效應(yīng)以及良好的經(jīng)濟(jì)效益都剛好契合廣大農(nóng)村處理污水和人居環(huán)境整治的需求。因此，應(yīng)加強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用和推廣；同時(shí)，隨著農(nóng)村剩余污泥產(chǎn)生量的逐年增加，應(yīng)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