基于規模經濟效應的農村污水處理設施運行模式研究

楊 龍 孫長虹 劉桂中

(1. 北京市環境保護科學研究院，北京 100037;2. 國家城市環境污染控制工程技術研究中心，北京 100037)

農村治污屬于水環境管理中的薄弱環節，污水處理設施運行情況越來越成為社會各界關注的熱點。目前，北京城區污水處理率達到90%以上，而農村地區污水處理率普遍不足50%，運行情況明顯落后于全市污水處理廠整體水平。為深入了解農村污水處理設施的運行現狀和存在的問題，本文從北京市近1000 家農村污水處理設施中隨機抽樣287 家，對運行管理情況進行了調查分析，并從提高規模經濟效應出發，提出了相關的對策建議。

1 農村污水處理設施運行現狀

1.1 處理能力明顯較城鎮低

對287 家村級污水處理設施處理能力調查結果表明，每年設計處理能力為2745 萬噸。村級污水處理設施處理規模普遍很小，日均處理能力普遍在100 噸以下，遠低于同地區城鎮污水處理能力。

1.2 處理工藝以一體化設施為主

調查結果統計表明，村級污水處理設施處理工藝以MBR、AO、CWT、人工濕地、無動力厭氧生物濾池等處理工藝為主，其中MBR、AO、CWT 等一體化處理約占80%，各工藝所占比例詳見圖1。

1.3 處理設施運行率偏低

村級污水處理設施各指標良好率多在60%以下［1］。調查了解到，其中未正常運行的污水處理設施有58 處，占20%。對58 處村級污水處理設施未運行原因進行分析，由于系統升級改造未運行的占26%，缺乏運行經費的占22%，配套管網不完善導致污水處理設施無法運行的占19%，暴雨等原因造成設備損壞的占24%，無電或無電表的占9%，詳見圖2。

圖1 農村污水處理設施工藝構成

圖2 設施未運行原因分析

2 制約污水處理設施運行因素分析

近年來，北京農村地區水環境污染治理力度不斷增大［2，3］，但農村地區經濟基礎薄弱，環境工作相對城區發展滯后。經走訪調查，制約農村污水處理設施運行的主要因素有以下幾個方面:

2.1 運行經費不足，設備閑置浪費

調研發現，調查范圍內目前農村不收排污費，村污水處理設施建設費用以區縣和鄉鎮投資為主，運行費用以村自籌為主，區縣給予一定的補貼，20%以上的村級污水處理站因為沒有運行經費而停用。因區縣、鄉鎮和村級財力不足，已成為部分村級污水處理設施閑置浪費的核心問題。出現“有力建設，無力運行”現象，加上設備故障維修或更新升級，村里更難以支付。區(縣)建設的鄉鎮和村級污水處理設施越多，污水處理設施運行經費需求越大，區(縣)、鄉鎮和村財力負擔越重，這也影響區(縣)和鄉鎮政府通過建設污水處理設施，改善轄區內水環境質量的積極性。

2.2 污水收集管網不健全，雨污合流隱患大

調查統計結果表明，村級污水集中處理設施處理負荷率為68%，個別污水處理設施污水收集能力僅為設計處理能力的10%，污水處理設備在低負荷運行，造成設施特別是電力資源浪費，增加了處理設施單位運行成本，同時設備和系統也容易出現故障，增加運行維護費用。另外，由于部分鄉鎮管網采用雨污合流制，導致雨季水量劇增，超出污水處理設施的處理能力，不少污水未能處理而直接排入水環境，而非雨季水量又嚴重不足，無法正常運轉。

2.3 設計不合理，影響運行效果

目前，我國鄉村較歐美人口密度大，土地資源稀缺，簡單借鑒歐美的生態自然凈化措施效果未必理想，如昌平區某村采用人工濕地處理污水，處理能力受濕地面積限制，處理量十分有限，而且易出現污水滲漏和惡臭等二次污染問題。對于技術較成熟的MBR、生物接觸氧化等工藝，雖然在出水水質上能夠滿足要求，但存在著投資大、運轉費用高、管理復雜等缺點。另外，由于農村特有的生活習慣等問題，進入污水處理廠的污水COD 濃度波動較大，有時濃度過低，致使活性污泥難以形成并保持合理濃度和活性，導致部分污水處理設施無法正常運行，達不到理想的處理效果。

2.4 運行管理能力不足，專業技術人員缺乏

走訪了解到，受鄉鎮自身發展水平、地理位置、交通條件、薪酬待遇、工作環境等因素的影響，農村污水處理設施運行管理人員多從所在地人口中聘用。一些人員“邊農邊工”，缺乏專業的污水處理知識、管理經驗和責任感，造成村鎮污水處理設施運行時間短和易出故障。部分村污水處理站存在“間斷式”運行，即平時未運行，檢查時臨時運行，以便獲得補貼資金。

3 基于規模經濟效應的農村污水處理設施運行模式

農村污水處理設施運營需遵循經濟學規律。規模經濟理論是經濟學的基本理論之一，也是現代企業理論研究的重要范疇，是指在特定時期內，企業產品絕對量增加時，其單位成本下降，即擴大經營規模可以降低平均成本，從而提高利潤水平［5］。規模經濟形成有兩種途徑，即依賴于個別企業對資源的充分有效利用、組織和經營效率的提高而形成的“內部規模經濟”和依賴于多個企業之間因合理的分工與聯合、合理的地區布局等所形成的“外部規模經濟”。

3.1 污水處理設施運行費用構成分析

分析污水處理設施運行費用構成是降低單位污水處理費用的前提。農村污水處理設施運行費用包括內部成本和外部成本，內部成本是指處理設施運行方必須承擔的費用，主要包括折舊費、人力成本、動力費、藥劑費、設備維修及其他費用［6］。外部成本是指可由外部承擔，如部分建設維修費用可由政府承擔，主要包括管網建設費用和管網維修費。以上成本構成用公式(1)表示:

式中:C 為污水處理設施運行成本;N 為管網建設和維修成本;W 為人員費;P 為動力費;M 為維修費;R 為藥劑費用;Q 為其他費用。

3.2 規模經濟效應的實現途徑

農村地區污水處理設施運行存在服務人口分散、經濟基礎薄弱、高素質勞動力缺乏等先天不足。難以實現規模經濟效應是農村污水處理設施運行管理的主要制約因素之一，需根據農村治污企業實際情況，綜合考慮降低污水處理邊際成本，提高規模經濟效應。

3.2.1 合理規劃選址，減少管網建設和維修成本

農村污水處理設施規劃應注意以下幾點:合理評估服務范圍人口，設計能力和實際處理能力相匹配，盡力建設在人口密集區域。選址考慮污水管網的建設成本。尤其在山區，雖然居民點與污水處理設施實際距離不遠，但管網建設成本太高。選址考慮污水資源化利用。如順義區某村，將污水處理設施布局在大面積果園內，出水穩定達標。再生水非冬季用于灌溉果園和景觀用水，冬季排入減河。在選址上盡可能避免暴雨等自然災害造成的設備損壞。2011年和2012年，部分地埋井式選址位于低洼處，遇到暴雨即被水淹沒［1］。

3.2.2 完善配套管網建設，提高污水收集率

污水處理規模受污水收集情況的直接影響。建立完善的配套管網，提高污水收集率，增強污水處理設施運營效益的必要保障，也是實現規模經濟效應的基本環節。因建設投資問題，農村污水處理設施管網配套建設比較緩慢，特別是支管建設明顯滯后。農村通常先有供水設施，后建污水收集設施，在污水收集設計和建設上未系統考慮，上下水不配套，致使污水收集效率偏低。應加大投入、科學規劃、統籌考慮、分步實施，逐步完善排水管網建設。

3.2.3 因地制宜選取處理工藝，提高設備適應性

各地在村鎮污水處理設施的工藝選擇上，應堅持因地適宜的原則，綜合考慮當地的人口分布、經濟狀況、土地使用等情況選擇處理工藝。在用地條件允許的村鎮，應優先采用處理成本低的工程技術與生態技術相結合的組合工藝。在排入環境敏感區、對排放要求高的地區，如在地表水水源保護區應選擇出水水質好、出水穩定的處理工藝，如MBR 等。

3.2.4 建立保障長效機制，消除資金瓶頸

運行經費緊缺已成為當下困擾我國農村治污工作發展的關鍵問題［3］。結合北京市鄉鎮的特點，建議在村鎮居民生活用水收取水資源使用費，具體可以根據鄉鎮經濟發展狀況確定。另外，由于水資源的開發利用呈明顯的流域特征，流域內的不同地區可能存在因資源分布不均衡引起的發展不均衡問題，而流域生態補償體現了自然和社會的公平性原則，建立流域生態補償機制可作為探索鄉鎮污水處理建設、運行籌集資金的新途徑。

3.2.5 創新運營管理模式，提供管理效率

農村鄉鎮污水處理設施在規模上屬于中小型，甚至微型設備，難以產生較大的規模效益，如果按照城鎮污水處理廠管理模式進行定崗定員、專人專崗，必然會增加管理費用，從經濟角度來講是不合理的。另外，隨著環保設施不斷更新，村鎮聘用的非專業人員或臨時人員難以管理和操作。采用傳統模式已不能滿足農村水環境管理要求。目前，北京市部分區縣農村將多個集中污水處理設施“打捆”委托給專業公司運營，運營方提供有效的管理和專業人員培訓，保證設施正常運行和污染物達標排放，委托方負責監管和向其支付相應費用。這種“打捆”管理模式調動了社會先進的管理資源，實現了對分散的污水集中處理設施的規?；洜I管理，已取得了良好的經濟環境效應。應進一步探索環境服務合同等運營模式，建立健全配套的政策法規，實現農村污水處理經濟、社會、生態效益最大化。

4 研究小結

農村治污屬于水環境管理中的薄弱環節，污水處理設施運行情況越來越成為社會各界關注的熱點。目前，北京城區污水處理率達到90%以上，而農村地區污水處理率普遍不足50%，運行情況明顯落后于全市污水處理廠整體水平。研究表明，難以實現規模經濟效應是制約農村污水處理設施運營的關鍵因素之一。

本文通過對北京市農村污水處理設施運行情況的調研，分析影響農村污水處理設施運行的主要因素，在探討運行成本構成的基礎上，提出了以下相應的對策建議:第一，合理規劃選址，減少管網建設和維修成本;第二，完善配套管網建設，提高污水收集率;第三，因地制宜選取處理工藝，提高設備適應性;第四，建立保障長效機制，消除資金瓶頸;第五，創新運營管理模式，提供管理效率。

［1］任朝斌，于磊，顧華，等．京郊生活污水處理設施運行現狀調研與分析［J］．中國給水排水，2013，9(14):4－7．

［2］趙雪蓮，張煜，趙旭東，等．北京市新農村污水處理技術現狀及存在問題［J］．北京水務，2010，(1):38－40．

［3］劉志勇，于海永．北京市農村生活污水處理研究［J］．農業環境與發展，2010(2):75－76．

［4］何起利，邱琳，陳德全．新農村生活污水處理設施問題初探［J］．環境科學與管理，2010，35(5):103－105．

［5］梁小民．西方經濟學導論(第三版)［M］．北京大學出版社，2003．

［6］韓巧玲，徐陽，王建軍．采用TOT 模式的城鎮污水處理廠項目實施過程分析［J］．環境與可持續發展，014，39(3):83－85．