寧夏農村生活污水處理系統現狀調查與問題分析

賀 婧，李小宇，羅玲玲，鐘艷霞，楊麗芳，梁 東

(寧夏大學資源環境學院，銀川 750021)

全國農村地區每年生活污水產生量約為80億t，2005年建設部的調查顯示，96%的村莊沒有排水溝渠和污水處理系統，生產生活污水未經處理沿道路邊溝或路面排放至就近水體，對農村生態環境造成了嚴重危害，已經成為新的區域性水環境的重要污染源[1,2]，農村環境問題已成為區域經濟進一步發展、推進城鄉基本公共服務均等化、保障和改善民生的重要制約因素[3]。

2010年國家開展農村環境綜合整治工作，寧夏作為全國兩個綜合示范省份之一，率先開展了農村環境綜合整治工作，對于涉及農村環境的生活垃圾、生活污水、飲用水源地、村容村貌等開展大規模的整治工作，使寧夏地區農村環境得到了很大的改善，但是對于其重要的生活污水處理問題缺乏深入細致的調研分析，從而致使寧夏地區的成功經驗和面臨問題不能及時總結推廣，試點示范的效應不能顯著發揮。本研究針對寧夏地區農村生活污水集中處理工藝、運行、水質、管理等方面開展調研分析，為農村生活污水集中處理技術的推廣和管理奠定基礎，也為寧夏地區后續相關工作的深入開展奠定基礎。

1 研究區概況

寧夏回族自治區地處黃土高原和內蒙古高原的過渡地帶，位于地質、地貌“南北中軸”北段，地貌類型復雜，地形南北狹長、地勢南高北低、西部高差較大、東部起伏較緩；根據寧夏地區的自然條件、資源稟賦和社會經濟發展現狀，可將寧夏劃分為沿黃灌溉農業區、中部風沙干旱區、南部山區3個區域[3]。截止2013年，寧夏回族自治區總人口654.19萬人，行政村2 603個，社區、林場154個，農村人口313.91萬人，占總人口的47.99%。

近年來，寧夏回族自治區農村環保工作走在全國前列。2007年被國家環保總局批準為全國第一個農村小康環保行動計劃試點省區的基礎上，2010年，寧夏又被確定為全國8個農村環境連片整治示范省(區、市)之一。2010-2012年中央和自治區財政共投資10億元，在沿黃區域、生態移民區和南部山區黃河支流區3個重點示范區開展農村環境連片整治示范工作[3]， 2010年以來，自治區政府實施了一系列寧夏農村環境連片整治示范項目治理農村生活垃圾和生活污水，使農村生活垃圾問題基本得到解決、村容村貌大幅改觀；而農村水環境污染問題依然存在。

2 寧夏農村生活污水處理現狀及問題

2.1 寧夏農村生活污水排水量及水質狀況

寧夏地區氣候干旱，水資源相對缺乏，農村居民生活用水量偏少，且大部分村莊居民主要使用旱廁，沒有淋浴設施；但隨著新農村建設的推進，部分經濟條件好的村莊家庭增加沖水馬桶、洗衣機、淋浴間等衛生設施，接近于城市的用水習慣。因此，不同地域的農村生活污水排放量各不相同。寧夏3個不同區域農村生活污水排放量分別為：沿黃灌溉農業區人均用水量20～100 L/(人·d)，污水排放系數0.4～0.8，人均排水量8～80 L/(人·d)；中部干旱風沙區人均用水量20～80 L/(人·d)，污水排放系數0.3～0.7，人均排水量6～55 L/(人·d)；南部山區人均用水量10～70 L/(人·d)，污水排放系數0.2～0.6，人均排水量2～45 L/(人·d)。寧夏地區農村生活污水水質狀況：SS為200～300 mg/L，CODCr為300～600 mg/L，BOD5為150～350 mg/L，氨氮為30～80 mg/L，總氮為30～80 mg/L，總磷為5～8 mg/L，pH值為6.5～8.5。

實地調查發現，寧夏北部沿黃城市帶、中部干旱帶和南部山區農村居民生活用水量、污水排放量受用水現狀、用水條件、供水方式、經濟條件、用水習慣、發展潛力等情況影響，差異較大。其中，北部沿黃地區用水、污水排放量明顯高于中部、南部山區。水質監測發現，寧夏農村生活污水水質隨污水來源、有無水沖廁所、時段特征等變化幅度較大，氮、磷含量較高，可生化性強。

2.2 寧夏農村生活污水處理系統分布及覆蓋面積

2010以來，寧夏非常重視農村環保工作，在從中央爭取6.5 億元的項目資金的基礎上，自治區又超額配套了3.5億元專項資金，建設了一批農村環保硬件設施。已建成的農村生活污水處理系統幾乎覆蓋寧夏回族自治區大部分市縣的農村區域，涉及1 244個行政村，受益人口達311.321 5萬人。截止2013年，寧夏已建設村鎮生活污水集中處理設施90座，分散式污水處理設施152座，鋪設集污管網999 km，使寧夏全區22個縣(區)及農墾系統1 040個行政村約1/2的人口受益。目前，寧夏實現了2/3的鎮區駐地和中心村鎮都有集中式污水處理設施。

2.3 寧夏農村生活污水處理系統類型

寧夏回族自治區農村污水處理系統開展統計調查，本次調查、統計涉及項目116個，鄉鎮109個，包括336個連片村，農場6個，林場1個。通過對寧夏全區農村生活污水集中治理設施實地調查統計發現，人工濕地60座，一體化設施32座，接入城市管網38處，接入已有設施6處，分散式污水處理(三格水解厭氧池、四格水解厭氧池)7處，化糞池14處，環保化糞池2處，土壤滲濾系統2處，氧化塘2處，直排干渠2處。調查統計發現，農村污水處理系統中人工濕地占50%，地埋式一體化占27%，化糞池占13%，土壤滲濾系統占2%，氧化塘占2%，分散式污水處理系統占6%，如圖1所示。

圖1 寧夏各類農村污水處理系統所占比例Fig.1 The percentage of different rural sewage treatment systems in Ningxia

通過調查發現，寧夏農村生活污水處理技術豐富多樣，有單一技術工藝，也有組合技術工藝。但主要以人工濕地和地埋式一體化及其組合技術工藝為主，其次為化糞池、氧化塘等。人工濕地處理工藝由于經濟、環保等特點，是目前國內應用較廣的農村污水處理工藝[4-6]。2010以來，寧夏地區共建設人工濕地60余處。固原市、吳忠市、銀川市人工濕地所占比例較高，分別為37%、25%、20%。

2.4 寧夏農村生活污水處理系統水質及運行狀況

2.4.1寧夏農村生活污水處理系統水質狀況

由于污水處理系統的選擇是根據入水中各污染物的特點來確定，因此選擇合適的污水處理系統需要重點分析水質的特點。同時，了解污水的可生化能力和脫氮除磷能力對選擇合適的農村生活污水處理系統、提高污染物去除率具有重要意義[7]。農村生活污水處理的主要污染物質為COD、BOD5、SS、NH3-N、TP，因此選取這些指標來評價污水處理系統的水質狀況。

圖2 銀川市22家農村污水處理站分布圖Fig.2 The position of 22 rural sewage treatment stations in Yinchuan

本次對銀川市22家農村環境連片整治項目中建設的所有集中式污水處理站及分散式污水處理設施(見圖2)中進出口水中的SS、CODcr、NH3-N、水溫、總磷、BOD5進行監測。監測各為2 d，進出口每天各監測4次。監測結果如圖3所示。

由圖3(a)可知，3、10、12、14、21、22號站點符合寧夏農村生活污水TP濃度排放二級標準，其他各站點TP濃度均未達標排放。同時發現，14號站點TP去除率最高，其次是12號站點，去除率達90%以上，而4、19號站對TP去除率最低，分別為-1.02%、2.27%。由圖3(b)可知，10、12、14、20號站點符合寧夏農村生活污水CODCr一級排放標準；1、4、11、21、22號站點符合二級排放標準；2、15、17號站點符合三級A排放標準，16、18號站點符合三級B排放標準；其他站點超標排放；同時發現，14號站點CODcr去除率最高，其次為20號站點，去除率達80%以上，而8、19號站點去除率最低，分別為6.56%、4.82%。由圖3(c)可知，1、12、14號站點符合寧夏農村生活污水氨氮一級排放標準，2、3、10、20、21、22號站點符合二級排放標準；其他站點氨氮未能達標排放。同時發現，14號站點NH3-N去除率最高，其次為1號站點，去除率高達98%以上，而17、19號站點對NH3-N無去除率，分別為-2.64%、-1.90%。

圖3 銀川市22家農村污水處理站水質狀況Fig.3 Water quality condition of 22 rural sewage treatment stations in Yinchuan

由圖3(d)可知，5～8號站點SS濃度符合寧夏農村生活污水三級A排放標準；18、19、20號站點，SS濃度符合三級B排放標準。其他站點符合二級排放標準，其中1～3、10、14、20、22號站點，符合一級排放標準；同時發現，3號站點SS去除率最高，其次為20號站點，去除率高達90%以上，而18號站點SS去除率最低，去除率為18.72%。由圖3(e)可知，4、10～12、14、20～22號站點符合寧夏農村生活污水BOD5排放一級標準；1、2、15～18號站點符合二級排放標準；3、7、13號站點符合三級A排放標準；5號站點符合三級B排放標準；其他各站點BOD5超標排放。同時發現，14號站點BOD5去除率最高，其次為20號站點，去除率達80%以上；而19號站點去除率最低，去除率為8.8%。

農村生活污水經處理后，出水水質應達到《寧夏農村生活污水排放標準》的相關要求。銀川市22家農村生活污水處理站中14號站點(靈武市郝家橋)的人工濕地污水處理系統和20號站點(南梁農場)的一體化污水處理方式對污水有較高的去除效率；19號站點(渠口農場)的污水處理系統去除率最低。另外，銀川市農村污水處理系統對pH、SS、NH3-N、BOD5、CODcr有較好的祛除效果，達到《農村生活污水排放標準》(DB64/T700-2011)二級標準要求。但對TP、糞大腸桿菌去除效果較差，其中糞大腸桿菌數量幾乎都大于24 196個/L，嚴重超標。因此，農村污水處理站應改進處理技術，對出水加氯消毒，提高污水處理系統對糞大腸桿菌的去除。

2.4.2寧夏農村生活污水處理系統運行狀況調查

本次共調查37個污水處理設施，其中銀川市29個(人工濕地15個、一體化設施14個)，農墾系統7個(人工濕地4個、一體化設施3個)，寧東鎮1個(人工濕地1個)。銀川市37個污水處理站均已建成，其中運行并可監測的污水處理系統有22個；建成未運行的污水處理系統有15個，即未運行的污水處理系統占40.5%。

2.5 寧夏農村生活污水處理系統存在的問題

寧夏農村生活污水處理系統已經覆蓋全區大部分農村地區，農村水生態環境得到了一定的改善，但水資源有效利用和循環可持續發展還存在一定的問題，水生態安全沒有得到徹底解決。

(1)處理工藝缺乏針對性、規范性。農村生活污水處理系統種類繁多，主要有人工濕地、地埋式一體化、土壤滲濾技術、生物膜處理系統、蚯蚓生物濾池等，而每一種污水處理技術作為一門學科，有其自身的施工技術規范，包括布水方式、填料鋪設、墻體的構建、防水層的建設等[8]。除了必要的技術規范，還需要針對不同的水質及處理需求開展深入細致的個性化研究和設計。寧夏地處內陸，冬季低溫，水資源缺乏，經濟發展相對落后，在農村生活污水水量、生態環境、經濟條件方面存在顯著的特殊性。在調查中發現，雖然寧夏已建立了眾多的農村生活污水處理系統，但調查中發現大量處理系統不能滿足當地農村生活污水處理需要，如在山區建立人工濕地系統，大量占用耕地；在人口分散地區建立地埋式一體化系統，污水排放量難以維持系統運行等等。因此，對于寧夏地區農村生活污水集中處理的工藝迫切需要滿足地方需求的、規范的具有針對性的污水處理系統。調查發現，受人力、財力、物力資源的影響，特別是管理技術人員、資金相對短缺，處理工藝的深入研究和遴選受阻。處理設施建設過程中由于從事農村生活污水處理系統建設施工的隊伍參差不齊，缺乏施工經驗，導致施工的規范性存在較大問題，從而對污水處理效果產生影響。

(2)運行管理缺乏專業性、科學性。實地調查發現，寧夏農村生活污水處理系統大多由當地有關部門委托農民自行管理，普遍缺乏專業對口的專業人員指導農村各地污水處理設施的建設和維護運營，現有管理人員專業素質較低，管理手段和管理方法落后。因此，大量農村生活污水處理系統未能正常運行，且設備耗損嚴重，未能得到及時維修和保養，致使污水處理系統去污效率低，沒有充分發揮系統應有的功能。另外，農村建設中的水污染治理問題還缺乏科學可行的對應政策和標準。污水處理設施的建設規模應根據村莊的實際情況，參考相關標準進行核定，避免盲目擴大工程規模造成污水處理能力的閑置，不但導致投資浪費，而且影響污水的處理效果。農村生活污水處理系統建設時應秉承“具體問題具體分析”的觀點[9]，合理規劃與選址，但實際在建設過程中，由于建設單位具有很高的決定權，為降低建設成本，對工程的建設過分干預，包括施工工藝的變更、工程工藝的增減、植物的配置以及工程材料的選擇和應用等。這就導致了工程運行后存在著較大的漏洞和隱患。很多決策者憑借自己的第一感覺和單一印象，甚至是個人交情來確定工程工藝方案，導致施工方案主觀性較強，未能客觀正確選擇合理適宜的工藝技術，缺乏科學規劃和科學決策的能力。

(3)資金投入缺乏長效性。2010-2012年寧夏農村環境連片整治期間，各級財政集中投入大量資金建成覆蓋全區的農村生活污水處理設施，而設備交付使用后由于缺乏需要大量運行、維護、管理資金，導致大量設施閑置或未能正常運轉。農村生活污水處理設施每年的運行成本包括藥劑費、電費、人工費用，由于沒有可靠的經費來源，資金難以保障，因此導致設備運行受阻，處理污水過程中未投放處理藥劑，污水處理效果大打折扣[10]。目前，寧夏地區農村生活污水處理設施的建設資金主要依靠各級財政支出，極少一部分資金由村民自籌解決。除少數地區將農村生活污水處理設施運行管護經費納入財政預算外，大部分地區污水處理設施后期運行經費基本沒有財政預算，只有少量的補助經費，缺乏長效性的資金投入機制，難以維持設備的正常運行，直接影響了污水處理設施效益的發揮[11,12]。

(4)缺乏后評估機制。根據寧夏各地政府及有關部門提供的資料顯示，農村污水處理系統在交付使用前，污染物各項指標(COD、NH3-N、TP、BOD5、pH、SS)均能達標排放，但根據交付使用后的水質監測發現，大量污水處理系統出水未能達標排放；運行狀況調查發現，大量機器設備耗損嚴重，無法得到正常維修養護，更甚至者污水處理系統遭到當地村民或牲畜的破壞。究其原因，農村生活污水處理系統交付使用后政府及相關部門對系統的運行管理缺乏監督，未能建立長效的后評估機制以保障系統健康有效運行。調查同時發現，由于缺乏后評估機制，許多農村污水處理設施完工后閑置或沒有按規定程序運行。針對污水處理設施因為資金、維護、人員等問題利用率不高，應強化地方人民政府的責任意識，不能只爭取項目建設，忽略后期管理，積極探索運行模式，切實建立農村環境保護的長效機制。

3 對策建議

3.1 深入開展處理工藝個性化研究

寧夏農村地區人口較多，但居住相對分散，特別是寧夏南部山區耕地面積有限，在選擇污水處理工藝時應具有針對性，應能滿足當地農村生活污水處理的實際需要。另外，實地調研中發現，寧夏農村生活污水處理系統雖然眾多，但很多工藝照搬城市污水處理系統，應選擇具有針對性的處理工藝，提出個性化的設計方案。因此，政府及相關部門在項目建設和運營管護過程中，應建立科技支撐體系，開展相關學科領域的科學研究和技術咨詢工作，確保集中連片村莊整治效果，實現項目建設的環境效益、社會效益和經濟效益的充分發揮[13,14]。

寧夏環保部門應聯合高校一方面開展農村生活污水治理示范工程主要工藝的研究分析，為寧夏農村生活污水處理項目提供參考依據，為工程項目的實施提供技術支撐，為現階段改善寧夏農村地區環境面貌工作提供了一個切實可行的解決方案；另一方面，開展農村污水處理系統微生物群落結構的研究，可以充分了解污水處理系統的微生物狀況，以及微生物對污水凈化的作用，也為篩選本土的功能性微生物奠定基礎。

3.2 資金投入的多元化和長效化

寧夏各級政府應加大投入，保障農村污水治理工程建設資金充裕。農村環境保護是政府主導的公益型性事業，寧夏回族自治區政府應要求各級地方政府逐年加大在農村環境保護方面的財政預算和投資，并通過建立“以獎代補”和“以獎促治”機制，建立農村環境保護專項資金，加大對農村污水處理設施的投入，保障工程建設資金[15,16]。另外，自治區政府應加強污水治理工程專項資金使用的監察管理，同時加強對資金使用績效評價和項目后續管理，形成合理的政府、企業、社會多元化投入體系，鼓勵經濟條件好的村民加大對農村環境保護的投入度。同時將農村污水處理設施的運行管護費用納入公共財政預算，由區、市、縣財政按照比例配套，或在每年的農村環境連片整治中單列部分資金，地方再配套一定比例的資金[16]。同時，在有條件的地方設立鄉鎮環境保護管理機構，配備專、兼職人員，確保農村環境保護設施正常運行。

項目所在地政府是項目建成投運后的運行管理責任主體，要多渠道籌措運行維護資金，積極探索建立治污設施運行維護資金保障機制，根據各地實際情況采取市、縣(區)各級財政補助、適當收費、建立完善補償機制、引入市場化運營機制等方式，多渠道籌措治污設施的運行維護費用，保障設施長期運行。對大、中型集中治污設施要建立維護專項經費，通過建立工程管理委員會或受益村民合作組織進行管理。以農戶自用為主的分戶治污設施，實行“自用、自管”，也可探索適當收費的物業化管理方式進行管理[16]。

3.3 運行管理的科學化

(1)轉變政府職能。寧夏農村生活污水處理系統的運行管理調查發現，污水處理項目“三分建、七分管”，前期建設是基礎，后期管理是關鍵。因此，在后期管理中應明確農村環境衛生、環保設施的監管主體、責任主體、實施主體、監督考核主體等；督導各市、縣建立農村環保長效機制，使農村環保工作健康發展。首先，應建立長效的環境監管機制，建立健全寧夏回族自治區、市、縣(區)、鎮(鄉)上下聯動，四級農村環境保護體制、機制，對農村環保、污水治理等實行目標考核責任制，層層簽訂目標任務書，推動農村環保治理工程開展。其次，管理部門除規定排放要求，負責組織工程驗收外，還應加強對已建工程的日常監督管理，發現工程運行異常或處理不達標，應及時通知設備設施使用人，并追究相關責任。最后，建議建立寧夏回族自治區農村生活污水治理監察協會，提供農村生活污水處理系統建設與管理的技術咨詢和指導，并經常開展專業培訓活動。

(2)推動農村生活污水處理站管理運營市場化。寧夏農村生活污水處理站的運行管理應引入市場化運營機制，污水處理設施運行以后，農民是最大的受益群體，根據“誰受益、誰付費”的原則，農民當然需要支付一部分的運行管護費用，支付方式和額度可根據不同的使用主體差別收費[16]。當使用主體為普通居民時，可考慮讓其承擔設施運行部分電費及其他費用，政府提供經濟補貼，補貼額度可根據設施使用情況具體分析。因此，村鎮與專業公司相結合的管理模式和機制可能是最適合寧夏實際的運行管理模式。

(3)加強農村生活污水處理站的水質監測。為了嚴格保證農村生活污水處理系統出水水質標準，及時發現污水處理系統存在的問題，必須加大水質監測力度，為此應做到以下幾點：增加農村生活污水處理站的水質檢測頻率；增加檢測的隨機性；有能力的農村生活污水處理站盡量增設獨立水質檢測設施；應能經常對水質進行監測，對突發水質變化情況應及時查找系統存在的問題，并能采取相應的恢復措施。

(4)建立后評估機制。寧夏回族自治區環保部門應建立項目績效評價體系，對項目建設規模較大，要根據項目的實際情況和特點，建立項目績效評價體系，對于環境、社會效益進行追蹤問效，確保項目功效及時充分發揮。要建立農村環保隊伍和機構，加強環境監測、監察、信息能力。

3.4 試點示范經驗的總結與推廣

寧夏各級政府應積極探索農村生活污水處理站運行、管理的長效機制，借鑒并推廣示范經驗，確保已建成的設施發揮應有的作用。充分利用廣播、電視、報刊、網絡等媒體，強化對農村環境綜合整治、農村環保科普知識、農村環保先進典型等的宣傳，使農村環境綜合整治深入人心，促進各級政府、相關部門的重視支持，促進公眾的積極參與，建立農村環境保護的長效機制。自2007-2013年寧夏開展農村環境保護工作以來，獲得了許多值得推廣的經驗。首先，因地制宜，分散與集中相結合。對于寧夏人口相對集中，水資源比較充足的灌區，以及地下水源比較豐沛的中部干旱帶部分地區，為了確保周圍環境以及地下水的清潔，對靠近城市的農村盡可能地將村莊生活污水收集管網與城市生活污水管網接通，進入城市污水處理廠進行處理，遠離城市的村莊有條件的鼓勵建設村鎮污水處理廠。其次，對于沒有條件建設污水處理廠的農村地區，周圍環境條件比較寬松，有建設氧化塘條件的，積極鼓勵采取氧化塘、人工濕地等方式處理農村生活污水，尤其是環境要求標準較高的地區推廣使用“厭氧池+氧化塘+人工濕地”工藝。再次，對于干旱缺水的寧南山區和中部干旱帶部分農村，由于水資源的極度缺乏，提倡戶用沼氣池就地利用、分散解決的辦法。最后，要區別對待目前寧夏農村廣泛采用的滲坑(漏底化糞池)，避免“一刀切”式的污水納管方式，如對地下水沒有影響的區域，可以暫時保留滲坑(漏底式化糞池)，同時采取強化措施，改善污水處理效果；對地下水有污染的區域新建和改建住宅，要求對化糞池進行底部防滲處理并接入污水干管，同步建設合格的排污設施[17]。

4 結 語

(1)通過調研及水質分析發現，人工濕地和地埋式一體化是適合寧夏農村污水處理系統的主要污水處理工藝技術；水質監測表明農村生活污水處理系統對CODcr、SS、NH3-N、BOD5有較好的祛除效果，而對TP、糞大腸桿菌去除效果較差；實地調研發現，部分污水處理系統雖已建成但運行管理存在諸多問題。

(2)對寧夏農村生活污水處理系統存在的問題，首先應積極開展農村生活污水處理工藝的個性化研究，按照“因地制宜”的原則，選取合適的污水處理工藝；其次，要保障農村環保資金投入的多元化和長效化，確保農村環保項目 建設順利完工和保證系統正常運行；再次，應轉變政府職能，引入市場化運營機制，完善農村生活污水治理工作的運營管理體系；最后，應定期對農村生活污水處理系統進行監測，建立后評估機制，以充分發揮農村生活污水處理系統的功能，提高其去污效率。

總之，寧夏各地區在開展農村生活污水治理的過程中，需要長期、科學的深入開展相關研究，在選擇技術先進、安全可靠，對污水水質、水量變化適應性強、低能耗、低投入，對自控依賴低、占地少和操作管理方便的污水處理工藝的基礎上，同時應加強管理，以保障投入資金的有效性，使農村生態環境得到實質性的提高。

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