农村生活污水整治思索

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2010年，太湖水质总体仍为劣Ⅴ类，湖体处于轻度富营养状态(仍非常接近中度富营养状态)，太湖环湖河流总体为轻度污染［1］。除工业污染和农业面源污染外，太湖流域生活污染的影响日益凸显。例如，在江苏省污水排放的COD和NH3－N负荷中，生活排放分别占67．5%和76．2%［2］。其中，苏州市的沿湖区域具有经济发达、人口稠密、污染负荷大的特点，是太湖流域水污染防治的重点治理区域之一。随着苏州城镇化和工业化进程的快速发展，农村生活污水的排放量亦呈现不断加大的趋势，且具有分散、面广、来源多、增长快、水质复杂、日变化和季节变化幅度大等特征，苏州农村生活污水的有效治理逐渐成为改善区域水环境质量的重要环节。此外，农村生活污水不仅是城镇和农村水源地潜在的安全隐患，还会引发区域水质型缺水，对农业生产和农产品品质带来不利影响，进而影响公众的生存环境与身体健康。因此，全面控制苏州农村生活污水的污染，加强农村生活污水的收集、处理和资源化利用，积极探索并全面实施适应农村实际的污水综合治理与长效管理机制对太湖流域水污染防治至关重要。

1苏州农村生活污水排放现状

1.1水环境特点与污染特征

苏州境内河网交织，湖泊众多，全市各级河道有2万多条，大小湖泊有300多个，水域面积占全市总面积的42．5%。太湖流域的6个大中型湖泊(湖泊面积≥40km2)中，80%的太湖湖区和50%的淀山湖湖区、阳澄湖和澄湖的全部湖区均在苏州市境内。苏州沿湖区域经济发达，人口密度大。其中，全市7472个农村集居点中有1727个在太湖一级保护区内，农村常住人口有48．22万人;位于阳澄湖水源水质保护区内的农村集居点有586个，农村常住人口为24．64万人。近年来，随着苏州城镇生活污水处理工程的有效实施，农村生活污水的直接排放以及农田灌溉退水等对区域河网水系污染以及太湖流域水环境的影响日益凸显。与城市生活污染以及工业点源污染相比，农村生活污染特征主要表现为:①污染面广且分散，难以收集;②污染物来源多，水质复杂，除了生活与生产排放的污水外，还包括人畜禽粪便以及生活垃圾堆放渗滤而产生的污水;③排放量增长快，变化幅度大;④处理设施缺乏，污水处理率低。总体而言，苏州市地表水污染属综合型有机污染，主要污染指标为NH3－N、TP、CODMn或COD。

1.2污染源调查

目前，苏州市现有农村户籍人口为357．6万人，其中农村常住人口约85．96万户，共计293．25万人。与城镇相比，苏州农村人口居住分散，生活污水收集系统和处理设施缺乏，零星的分散式污水处理设施的运行和管理也不到位。未经处理的生活污水任意排放，自流到地势低洼的河流、湖泊及排水沟渠塘等地表水体中，严重威胁区域乃至太湖流域水环境与生态。根据2008年苏州各区及县级市的农村人口在太湖一级保护区和阳澄湖一级保护区的分布情况及集居点分布可知，太湖一级保护区农村生活污水治理重点在于吴中区和吴江市，其农村生活污水排放量(分别为1380．0×104、1667．6×104m3/a)及污染物负荷均较大;阳澄湖一级保护区农村生活污水排放与治理重点在于相城区和常熟市(农村生活污水排放量分别为803．0×104、2415．9×104m3/a)。

1.3污水排放体制

随着我国社会和经济的发展，农村生活污水任意排放、生活设施不健全及相应的管理水平落后等原因，造成了农村水环境的恶化乃至对区域水环境的影响日益凸显的现状。据统计，农村生活源与农业面源占太湖富营养化污染物NH3－N、TP排放总量的比例分别为77%、66%［3］。农村生活污水的收集与排放直接影响生活污水的收集率和处理设施的运行效果，苏州农村生活污水主要存在三种排放体制，具体见图1。此外，排水系统的平面布置可分为直排式、分散式和集中式。图1苏州农村生活污水排水体制Fig．1DrainagesystemofruralsewageinSuzhou随着苏州城镇化水平的逐步提高，村庄较为密集的地区可能成为未来集聚化发展的农村社区。因此，其排水系统的规划可适当采用较高标准，并充分考虑未来发展的余地和具有一定的超前性，积极推行雨污分流排水体制。即使目前不具备建设雨污分流排水体制的经济能力，也应从长远规划着眼，先建设污水管网，并为未来雨水管网的建设留有余地，以实现远期逐步向雨污分流制过渡的目标。目前，苏州城镇新区一般实行雨污分流的排水体制，周边农村地区应与城市新区排水系统相协调，采取雨污分流制。对于地下适宜(具有坡度)的地区可考虑排水管网一次规划、分期施工的不完全分流制排水系统，即先修建分流制的污水排放系统，而缓建雨水排放系统。

2苏州农村生活污水治理的实施

2.1常用处理工艺的选择

与城镇相比，苏州农村地区人口密度相对较低，分布广而且分散，其生活污水与城市生活污水有所差异。农村用水一般以河水、井水和自来水三者结合使用，农村生活污水主要是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水，也包含生产经济活动的排水，水量因地区经济程度的差异而不同。农村生活污水一般具有排量小、所含有机物浓度相对偏高、日变化系数大(一般为3．0～5．0)、间歇排放等特点。因此，所选污水处理工艺应抗冲击负荷能力强，且宜就近独立处理的方式;同时，污水处理应充分考虑造价低、运行费用少、低能耗或无能耗的工艺;此外，所选工艺应具有运行管理简单和维护方便的特点。苏州农村污水处理独立设施目前所采用的工艺主要有22种，包括地埋式氧化工艺、地埋式微动力氧化沟、SBR、强化SBR、小型XSBR生活污水处理工艺、智能化小型膜生物反应器(KY－M)工艺、气升一体化高效处理工艺、KOT生物处理技术、生物转盘、A/O、地埋式A2/O、复合生物水处理技术、高效曝气生物滤池、塔式蚯蚓生态滤池、均流式生态复氧滤床+平流潜行生态湿地组合工艺、海沃特复合生物水处理系统(复合生物滤池+人工湿地)、生态湿地、分散式人工生态湿地床、微动力生化+景观绿地、多介质生态处理技术、人工生态绿地处理系统及A2O+MBR、AO+接触氧化、BAF一体机。可见，苏州各区县农村污水的处理工艺形式多样，多侧重于节约用地、运行费用低和处理高效的一体化系统，通常包含厌氧、好氧工序，强化了对氮磷营养物质的去除，以及采用土地生物处理系统等。此外，根据江苏省建设厅《农村生活污水处理适用技术指南(2008试行版)》的推荐，适于苏州等太湖流域农村生活污水处理技术的工艺包括“厌氧滤池—氧化塘—生态渠”、“厌氧—跌水充氧接触氧化—人工湿地”、“厌氧—滴滤池—人工湿地”、“厌氧—(接触氧化)—人工湿地”和“地埋式微动力氧化沟”等，这些处理工艺在苏州农村污水处理实践中均有所体现。

2.2苏州农村生活污水治理实施现状

截至2009年底，苏州累计完成476个农村集居点的生活污水治理工程建设，为农村集居点总数的6．4%，服务人口为26．1万人，为农村常住人口的8．9%。其中，166个集居点(服务人口为10．65万人)采用接管方式进行污水治理，通过敷设污水管网将集居点内的生活污水收集后输送至城镇污水处理厂进行处理;293个集居点(服务人口为15．20万人)采用建造独立处理设施的方式进行污水治理，通过敷设管网将集居点内的污水集中收集，就地建造独立处理设施进行处理;17个集居点(服务人口为0．28万人)采用分散型人工湿地的方式进行治理。建造的独立设施和人工湿地累计处理规模为2．86×104m3/d，累计投资达2．22亿元。其中，包括太湖一级保护区范围内的131个农村集中居住点，服务人口为3．8万人，为区域农村总人口的7．9%。61个集居点采用接管方式，其余70个集居点为独立设施，独立设施处理规模总计为3806m3/d，服务人口为1．8万人。阳澄湖水源水质保护区完成19个农村集中居住点的污水处理，服务人口为1．46万人，占区域内农村总人口的6．1%。12个集居点采用接管方式，其余7个集居点对污水进行收集后采用建造独立设施进行处理，独立设施处理规模为6265m3/d，服务人口为0．53万人。据调查统计、分析与测算，截至2008年苏州通过接管、建造独立设施或分散型人工湿地等污水治理工程，共完成26．1万农村人口的生活污水收集和处理，污染物削减量统计结果见表1。总的来看，苏州农村生活污水处理率仍然处于一个较低的水平，无论对于农村集居点或服务人口来说，生活污水处理率均不到10%，远低于城镇生活污水和工业废水的处理率。因此，对农村生活污水进行综合治理，改善区域水环境刻不容缓。

2.3生活污水处理工艺综合分析

截至2009年，综合苏州已运行的农村生活污水处理工程，统计得出其中污水处理独立设施的效成本分析和单位成本分析，具体结果见表3和表4。根据调查结果的测算，单位污水处理能力的平均建设投资为1．44万元/(m3•d－1)(根据财政部门统计数据得出)，单位人口污水处理的平均建设投资约为1000元/人;从各区/市的具体情况来看，单位处理能力的平均运行费用为245元/(m3•d－1•a)，单位人口污水处理的平均运行管理费用约为31元/(人•a)。随着农村生活污水处理工艺和技术的发展，在设备上要求一体化和系列化，具有结构紧凑、构成简单、易于施工、管理方便、运行费用低以及能够脱氮除磷等特点，这也是目前农村污水治理的重点与难点所在。因此，发展有较高水力负荷，并具备设备小型化、系列化，以及整合多种生物处理单元和工艺是农村生活污水处理技术发展的重点方向。分散式污水处理技术是当前治理农村生活污水的最佳适用技术。适合农村地区的分散式污水处理技术应具备工程投资省、运行费用低、管理维护方便、处理效果尤其是脱氮除磷效果好且无二次污染的特点。就江苏省范围而言，各种分散式生活污水处理技术现今处于不同的应用阶段，代表性的有净化槽、生物膜法、稳定塘、土地处理系统及其各种组合工艺。苏州各类分散式生活污水处理技术的综合比较如表5所示。可见，苏州现有农村生活污水处理技术多采用各种组合工艺，且大部分都采取土地处理作为后续深度脱氮除磷单元，因而占地面积较大。地埋式微动力氧化沟与净化槽不含土地处理单元，且构筑物设于地下，占地少是其显著优势。在处理出水水质方面，上述处理技术的出水水质均能达到GB18918—2002的二级排放标准。除地下渗滤工艺外，其他工艺均会产生剩余污泥，增加运行和维护成本。净化槽建设成本最高，而且需定期投药和排泥，其运行成本也较高。其他工艺的投资为600～3000元/m3，而且维护管理都较为简便，可以达到无人值守的要求。此外，现今应用的分散式污水处理工程的设计规模一般为5～800m3/d，苏州乃至江苏省其他农村地区的设计应用规模一般在200m3/d以下。苏州农村生活污水治理工程的综合效益体现在如下几方面:一是环境效益，能够削减农村污水排放污染物总量以及改善区域水环境与生态系统，可有效改善太湖流域区域生态环境，有利于区域水生生态系统的恢复和重建，提高对污染物降解净化能力和水源涵养能力。二是经济效益，农村生活污水处理后可作为河网的补给水源，其中部分经水系循环后可以作为农田灌溉、环境绿化用水;此外污水经净化后排入河网，能有效调节太湖河网区域生态环境需水平衡，具有间接经济效益。三是社会效益，农村生活污水治理工程对于逐步恢复太湖流域江南水乡景色意义重大，同时对于江苏乃至全国农村生活污水治理均有较好的示范作用，其社会效益显著。综上所述，苏州农村生活污水综合治理工程可以缓解农村生活污染现状，有助于实现区域污染物总量控制目标，有效降低太湖河网水系的污染程度，对于保障饮用水安全、改善人居环境、推进社会主义新农村建设、保障农村地区可持续发展均具有重要意义。

3结语

鉴于农村生活污水的特性，其治理方式应因地制宜，综合考虑当地的地形地貌、水文和气候条件以及经济发展水平等因素。当前，我国农村生活污水治理尚处于起步阶段，在建立健全相关法规、拓宽筹措资金渠道、进行科学统筹规划、完善建设与运行管理体制、探索经济高效的适用技术、加强农村水环境保护意识和规范环保设备市场准入标准等方面，尚需进一步的系统总结与不断完善。