农村生活污水治理与资源化设计及分析

农村生活污水治理与资源化设计及分析

刘鸿藜、邱建贺、翁雯

（玉凰生态科技股份有限公司，广东佛山  528200）

摘要：迄今为止，我国农村地区生活污水治理与资源化仍处于较低水平，是宜居宜业和美丽乡村建设的重点和难点。本文基于广东省某地区的农村生活污水治理与资源化项目，对工程设计过程中的工艺技术模式、工艺技术选择和工程方案进行了深入分析，指出农村生活污水治理与资源化应充分考虑农村生活生产实际，有机结合各种工艺，保证出水水质和工艺效能的综合提升；简要分析了农村生活污水治理与资源化存在的问题并提出相应对策，为农村污染治理与资源化提供新思路。

关键词：农村生活污水；污水治理；资源化；工程设计

中图分类号：X70    文献标志码：A

随着乡村振兴战略的持续推进和农村生活水平的不断提高，农村区域的生活用水量和集中供水率日趋增长，农村生活污水排放量逐年增大。环境治理长期的投入不足和有效管理的缺乏，导致大量农村生活污水未经处理直排环境，农村生态环境持续恶化[1]。农村生活污水治理是改善农村人居环境、提高农村居民生活水平的重要内容，贴近农村实际、低成本成为农村生活污水治理技术的发展要求，因地制宜、就近就地资源化成为农村生活污水治理的最佳选择[2]。

本文基于农村生活污水治理与资源化项目设计方案，结合工程实例，对农村生活污水处理和资源化进入了深入分析，为农村污染治理与资源化提供新思路。

1项目概况

1.1区域概况

本文的工程案例位于广东省某地区，区域内共有一个池塘和两条河涌，其中一条位于北侧，另一条位于西南侧，两条河涌末端汇合至池塘。本次工程收纳和处理的生活污水来自同一村庄，村庄总面积约3.53km2，居住村民2325户，常住人口约10000人。项目所覆盖的村庄城镇化水平较高，采用集中供水方式，生活污水量相对较大，村庄总览图如图1所示。

图1 村庄总览图

1.2现状分析

现场调研分析发现，项目涉及村庄尚未实现雨污分流，绝大部分生活污水直接排入河涌或临近坑塘洼地。污水排放方式大致可分为分散排污和自建管网集中排污。现有污水管网直排河涌，均采用雨污合流的形式。此外，生活污水的直接排放、有效管理的缺乏、垃圾的堆积，造成河涌及池塘水体和底泥污染严重。河涌和池塘整体呈灰绿色，透明度低，存在一定异味，河道底部沉积黑色淤泥。水质检测数据结果如表1所示。

表1 河涌及池塘水质检测结果

根据现场的水质检测结果，参考《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）关于地表水环境质量Ⅰ~Ⅴ类标准的判定依据，村内河涌和池塘的水体氨氮和总磷超标，均属于劣Ⅴ类。

2工程设计

2.1出水水质要求

根据相关要求，出水水质需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）表1中的一级B标准，同时满足广东省《农村生活污水处理排放标准》（DB44/ 2208-2019）中一级标准和城市杂用水水质标准，可用于农林灌溉、园林绿化和其他回用要求，实现农村生活污水的资源化。

2.2工艺技术模式

结合农村生活污水治理技术的特点和资源化的要求，主要有4种农村污水治理与资源化模式[3]。

污染物削减与经济作物种植耦合模是直接将经济作物种植于污水处理单元，在实现污水净化的同时将经济作物产生的收益补偿污水处理系统的运行费用，实现氮磷资源的回收并且满足污水达标排放的要求。

尾水灌溉模式的典型工艺是污水经预处理后，进入生态处理系统（稳定塘、人工湿地、沼气净化池、土地渗滤），出水用于农业灌溉。

水质调控型按需排放模式为生活污水经预处理后，进入A/O一体化设施，实现出水的达标排放和资源化。

黑灰水分质资源化模式的典型工艺包括灰水处理和黑水处理2个部分。灰水通过预处理后进入稳定塘、人工湿地等生态处理单元，出水直接用于农业灌溉；黑水收集后进入化粪池或沼气池，上清液输送至灰水处理部分继续处理，粪渣和沼渣则完成资源化。

2.3工艺技术选择原则

本工程通过多个方面对各项工艺技术进行综合对比，在工艺技术的选择方面重点突出以下因素：1）污水处理出水水质稳定；2）工艺技术的运维尽可能简单、便捷、费用低，降低污水处理的难度和成本；3）选择可持续性的资源化模式，尽量提高资源化效率。

2.4工程方案

根据现场调研，村庄现有污水管网系统基础薄弱，少量的自建管道不能满足排污需求，决定新建污水收集管网对村庄生活污水进行统一收集并输送至污水处理设施。考虑场地条件和建设运行成本，参考污染物削减与经济作物种植耦合和尾水灌溉模式，多种工艺技术各方面性能对比如表2所示。经过系列工艺对比后，本工程决定因地制宜对池塘进行改造，新建“AA+人工湿地”污水处理和资源化系统。

表2工艺技术对比

“AA+人工湿地”工艺由沉淀池、缺氧池、厌氧池和垂直流人工湿地四个单元串联组成，具有较强的抗冲击负荷能力，具体工艺流程如图2所示。管网收集后的生活污水经过格栅集水井、沉淀池去除大颗粒污染物和悬浮物后，依次进入缺氧池和厌氧池进行有机物的去除和脱氮除磷，最后经过垂直流人工湿地的进一步处理后，完成水质达标排放和资源化。

图2 AA+人工湿地工艺流程示意图

缺氧池和厌氧池内布设有组合填料，能有效促进污水中有机物的水解酸化作用。垂直流人工湿地表面覆盖美人蕉、再力花、等水生植物，能有效吸收污水中的营养元素。水生植物之下铺设碎石、沸石、陶粒等专业填料，层次分明，降低了人工湿地的土地需求。通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解等作用，实现农村污水的深度净化。

村庄常住人口约10000人，设计排污量约为1050m3/d，据此设计处理规模1200m3/d的污水处理和资源化系统。

3农村生活污水治理与资源化存在的问题及建议

农村生活污水治理与资源化取得了积极的成效，但是仍存在以下几个方面的问题[3-6]：

1）处理体系基础薄弱。排污管网体系覆盖率低，末端污水处理设施缺乏的问题较为突出。

2）统筹力度不足。目前，农村污水治理与资源化工作相关的部门职责并未明晰，缺乏统筹协调。

3）现有污水处理设施运行效果差，长效机制不健全。重建设、轻运维是农村生活污水处理的普遍问题之一。

4）资金投入缺乏问题严峻。地方事权资金筹措压力大，加之政府财政资金侧重于设施建设，后期的运行和维护经费十分有限。

5）资源化利用率低。对农村污水资源化认识不足、相关标准缺失、技术脱节、配套设施建设不完善、资金缺口大等多方面因素导致了农村污水资源化的低利用率。

6）环保意识薄弱。部分村干部、群众和企业对农村污水治理与资源化的重要性认识不足，缺乏相关工作的积极性。

4结语及建议

（1）落实生态环保责任制度，强化统筹衔接。落实明确农村生活污水治理与资源化重点环节的部门职责分工，建立统筹工作制度，强化各部门交流与协作，加速推进各环节工作的顺利实施。

（2）建立健全采取多元化资金筹措制度，落实地方财政事权。建立健全农村生活污水处理财政补贴与农户付启迪环境费分担制度，保障已建设施的长效运行。

（3）因地制宜，科学制定农村污水治理与资源化的模式和工艺技术。全面考虑项目所在村庄的生活生产实际，优先选择生态处理与资源化模式，梯次推进农村生活污水治理。

参考文献

[1]刘庆玲,李敏,李燕,唐黎,杨雨嘉.贵州省农村生活污水治理进展、现存挑战及对策建议[J].环保科技,2022,28(05):1-4+44.

[2]赵永志,高严,何文丽,赵金,赵东,王彦芳,杨恒,左子贤.农村生活污水治理设计及分析[J].有色冶金节能,2022,38(05):86-90.

[3]董丽伟,张伟,白璐,许春莲,王冠淳.我国农村生活污水资源化现状及模式分析[J].环境工程技术学报,2022,12(06):2089-2094.

[4]赵以国,张靖雨,汪邦稳,龙昶宇,张卫,张世杰,赵黎明.农村生活污水生态综合治理技术现状与研究进展[J].环境科技,2020,33(04):74-78.

[5]柏苏北,朱磊.农村污水治理现状与治理技术研究[J].造纸装备及材料,2023,52(01):147-149.

[6]刘庆玲,李敏,李燕,唐黎,杨雨嘉.贵州省农村生活污水治理进展、现存挑战及对策建议[J].环保科技,2022,28(05):1-4+44.