巢湖地區農村生活污水的處理技術

黃 勤，宋 磊，鄧國志

（1.合肥市濱湖新區建設投資有限公司，合肥 230000；2.合肥市市政設計研究總院有限公司，合肥 230041；3.安徽大學資源與環境工程學院，合肥 230601）

巢湖地區農村生活污水的處理技術

黃 勤1，宋 磊2，鄧國志3

（1.合肥市濱湖新區建設投資有限公司，合肥 230000；2.合肥市市政設計研究總院有限公司，合肥 230041；3.安徽大學資源與環境工程學院，合肥 230601）

巢湖地區是我國農村生活污水治理及農村環境連片整治示范區。截至2016年，巢湖地區13個鄉鎮下屬村莊建設了36座污水處理設施，總處理規模1 915 m3/d。大部分農村污水處理設施的規模小于100 m3/d，處理工藝以微動力高效生物膜處理工藝為主，其次為“復合生物處理+人工濕地”和“一體化設備+人工濕地組合工藝”。調查結果表明，上述工藝運行初期基本能達到預期排放要求，后期暴露出運行管理不便、出水水質惡化等問題。對此，筆者提出了適合巢湖市農村生活污水處理的技術及對策。

巢湖；農村生活污水；污水治理；MHBR技術

巢湖位于安徽省中部，是我國十大淡水湖之一。自20世紀80年代以來，隨著流域人口增加，工農業迅速發展，大量生活污水、工業廢水排放，導致巢湖富營養化進程加快，巢湖地區成為我國水污染防治重點流域之一[1]。公開資料顯示，截止2015年底，合肥市城區污水處理總規模達142.5萬t/d，基本實現全收集處理，但是巢湖水質仍處在輕度、中度富營養化水平。巢湖周邊村、鎮生活污水及農業面源是巢湖富營養化的重要污染來源[2]。因此，從源頭消減流入巢湖的污染物，實現農村生活污水達標排放，是治理巢湖水體富營養化的關鍵，也是推進安徽省美好鄉村建設及農村環境連片整治的重要內容之一[3]。

近年來，雖然已經在巢湖地區人口較密集的村莊開展了污水處理試點工作，但是農村污水處理比例依然較低，且已建成的農村污水處理設施在管理、運行過程中存在一些問題，有必要對此進行總結，為巢湖地區未來農村生活污水處理技術的選擇、運營管理提供參考與借鑒。

1 巢湖地區農村生活污水處理技術應用現狀

截至2016年，巢湖地區13個鄉鎮下屬自然村已經建成農村生活污水處理設施36座，總處理規模1 915 t/d，具體建設運行情況如表1所示。這些污水處理設施采用的工藝主要有3種，分別為MHBR技術（微動力高效生物膜處理工藝）、一體化設備+人工濕地組合工藝、復合生物處理+人工濕地，其種類遠低于太湖流域農村生活污水處理工藝類型。其中，MHBR技術應用比例達到50%以上，處理模式相對單一。通過現場調查，已建的三種工藝污水處理設施運營效果并不理想，主要存在以下問題。

（1）處理工藝選取不當，現污水處理工藝不能滿足農村生活污水的要求，部分處理設施處理效果較差。

（2）收水能力不足，農村生活污水較城市更為分散，廁所大多為旱廁，收集生活污水較為困難。

（3）微動力的設備受天氣影響較大，運行效果不穩定。

（4）運行維護較差，一些處理設施初期運行時效果較好，但是后期缺乏專人管理和維護，運行情況變差。

表1 巢湖地區主要村生活污水處理模式應用現狀

2 巢湖地區農村生活污水處理的可行技術

生活污水中的污染物以有機物為主，可生化性較好，宜采用生物處理。集中處理和分散處理是國內外常見的兩類農村生活污水處理方式[4]。鑒于巢湖流域水環境整治目標要求巢湖周邊農村污水處理達到較高排放標準（一級A排放標準或《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中的Ⅳ類水標準），選用的污水處理工藝必須投資少、運行管理方便，且有一定的脫氮、除磷效果。適宜巢湖地區農村生活污水處理的方法有以下幾種。

2.1 SBR-生態濾床

SBR是一種間歇式好氧生物處理技術，生態濾床是近年來在生物濾池和人工濕地基礎上開發的一種生態處理系統[5]。SBR-生態濾床串聯工藝適用于排放要求較高的農村生活污水處理，工藝流程簡單，自動化程度高，運行管理方便，對水質、水量波動適應強，具有很好的脫氮除磷效果，且產生一定的景觀效應。采用延時曝氣和太陽能驅動，剩余污泥量少，運行成本低。其工藝流程如圖1所示。

圖1 SBR-生態濾床工藝流程

2.2 厭氧池-氧化塘-植物生態渠

該工藝適用于擁有自然池塘或閑置溝渠且規模適中的村莊，處理規模不宜超過200 t/d。生活污水進入厭氧濾池，截流大部分有機物，并在厭氧發酵作用下，被分解成穩定的沉渣；厭氧濾池出水進入氧化塘，通過自然充氧補充溶解氧，氧化分解水中有機物；生態渠利用水生植物的生長，吸收氮磷，進一步降低有機物含量[6]。該工藝采用生物、生態結合技術，可根據村莊自身情況，因勢而建，無動力消耗。厭氧濾池可利用現有凈化沼氣池改建，氧化塘、生態渠可利用河塘、溝渠改建。通過種植經濟類的水生植物（如水芹、空心菜等），生態渠可產生一定的經濟效益。該工藝需日常安排1人不定期維護，厭氧濾池每年清掏1次，水生植物生長旺季時要及時收割，冬季及時清理水生植物殘體。其工藝流程如圖2所示。

圖2 厭氧池-氧化塘-植物生態渠工藝流程

2.3 厭氧池-跌水充氧接觸氧化-人工濕地

該技術適用于居住相對集中且有閑置荒地、廢棄河塘的村莊，尤其適合有地勢差、有鄉村旅游產業基礎或對氮磷去除要求較高的村莊，處理規模不宜超過150 m3/d。該組合工藝由厭氧池、跌水充氧接觸氧化池和人工濕地三個處理單元串聯組成，具有較強的抗沖擊負荷能力[7]。核心技術為跌水充氧接觸氧化技術，利用微型污水提升泵剩余揚程，一次提升污水將勢能轉化為動能，分級跌落，形成水幕及水滴自然充氧，無需曝氣裝置，在降低有機物的同時，去除氮、磷等污染物，能大幅度地降低污水生物處理能耗。有地勢差的村莊可利用自然地形落差進行跌水，無需水泵提升。厭氧池可利用現有三格式化糞池、凈化沼氣池改建，人工濕地可利用河塘、溝渠改建。跌水充氧接觸氧化池可實現自動控制。其工藝流程如圖3所示。

圖3 厭氧池-跌水充氧接觸氧化-人工濕地工藝流程

2.4 凈化槽技術

凈化槽是一種小型生活污水處理裝置，起源于日本。凈化槽有很好的污水處理效果，其占地面積小、運行費用低、耗資少，運行管理簡單，適用于農村分散型生活污水或者類似生活污水的處理[8-9]。污水進入凈化槽后，沉淀分離槽進行預處理，去除比重較大的顆粒及懸浮物，提高污水的可生化性。預過濾槽內裝有填料，在填料上的厭氧生物膜的作用下，去除可溶性有機物。曝氣槽集曝氣、高濾速、截留懸浮物和定期反沖洗為一體。沉淀槽溢水堰設置了消毒裝置，對出水進行消毒處理。對于一些經濟發展水平較高的村莊，可以采用膜式凈化槽，該類凈化槽是一種深度處理類型凈化槽，采用生物處理和膜分離相結合的MBR工藝，能有效去除污水中的有機物、氮、磷和懸浮物等。其凈化槽處理工藝流程如4圖所示。

圖4 凈化槽技術工藝流程

該技術在我國各地農村污水治理中已投入使用，例如，太湖水環境修復示范項目采用了凈化槽技術，取得了良好的處理效果。但是，其工藝較復雜，投資和運營的成本較高，適合對水質要求較高和經濟比較發達的地區。

3 巢湖地區農村生活污水處理有效對策

3.1 因地制宜，選擇適應農村特點的污水處理工藝

目前，巢湖地區農村生活污水處理采用的技術，也是我國城市污水處理廠普遍采用的工藝，并被證明是行之有效的水污染控制技術。但是，針對農村污水排放分散、水量水質變化大的特點，應結合地形環境的具體情況，進一步開發適合小城鎮的簡易高效污水處理成套技術，重點解決農村生活污水治理出現的三高問題，即投資高、電耗高和運行費用高。每一個農村污水處理設施或廠站都應在充分調查研究，認真進行科學分析后再合理確定其變化系數，確定處理規模，選擇合適的處理工藝。

3.2 加大投入，完善農村生活污水收集設施的建設與改造

農村污水收集系統建設起步較晚，巢湖地區農村污水收集管網建設更是嚴重滯后。污水收集率不高，導致污水實際處理量與其設計處理能力之間有一定的差距，污水處理設施不能滿負荷運轉。現在各級政府都高度重視美麗鄉村建設，深入推進農村人居環境治理，政府財政投入應優先用于水環境改善，盡快完成中心村、鎮污水管道的敷設，重視污水出戶到進入主干網的最后50 m支管系統，實施居民旱廁改水廁，推進雨污分流改造工程的實施，健全雨、污管道維護制度，保證農村污水處理廠能夠足量、正常、穩定地運行。

3.3 加強管理，推進農村生活污水處理設施統一建設和運營

由于村、鎮污水主要以生活污水為主，量小、濃度低，污水處理廠規模小，建成后也難以正常運營。目前，國內村、鎮污水處理系統運營主要有兩種方式，一種是采用市場化運作的商業模式，即企業與政府簽訂特許經營協議；另一種是政府組建水務公司進行統一運營。環巢湖地區已有的7座村、鎮污水處理項目是由某專業水務集團進行管理。對于尚未明確運營主體的村、鎮污水處理設施，目前可以參照上述辦法，通過招投標確定有資質的水務公司，進行統一運營，統一管理，發揮規模效益。

3.4 科學發展，探索農村生活污水治理的長效機制

農村生活污水治理是一項涉及面廣、工作量大的系統工程，也是一項社會效益和生態效益十分顯著的民心工程，需要政府的積極引導、大力推動，更需要農村居民的主體參與和自覺行動。圍繞合肥市及巢湖水環境治理大局，從實現小城鎮可持續發展長遠目標出發，必須根據小城鎮發展規模、經濟結構、產業布局的特點，編制相應的環境保護等綜合與專項規劃，全方位地加強農村水污染的預防與控制工作。同時，逐步建立健全農村生活污水治理的技術規范、標準、法規及政策，大力扶持和發展污水資源化處理產業，在多方籌集資金的同時，加大財政投入力度，促進農村生活污水的資源化處理。

1 謝 平.翻閱巢湖的歷史：藍藻、富營養化及地質演化[M].北京：科學出版社，2006.

2 丁 虹.巢湖2005-2014年湖體水質狀況[J].水生態保護與管理，2016，（3）：57-59.

3 高斌友，仰禮信，宋 超.巢湖治理與保護總體策略和創新實踐[J].生物學雜志，2016，33（2）：1-7.

4 顧 霖，吳德禮，樊金紅.農村生活污染綜合治理模式與技術路線探討[J].環境工程，2016，34（10）：113-117.

5 Lin YF.Nutrient removal from aquaculture wastewater using a constructed wetlands system [J].Aquaculture，2014，209（1）：169-184.

6 曹 蕾，陸繼來，周 軍，等.江蘇省太湖流域農村生活污水處理技術評價[J].環境科技，2015，（1）：24-27.

7 吳 磊，呂錫武，李先寧，等.厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地處理農村污水[J].中國給水排水，2007，23（3）：57-59.

8 許春蓮，宋乾武，王文君，等.日本凈化槽技術管理體系經驗及啟示[J].中國給水排水，2008，24（14）：1-4.

9 吳光前，孫新元，張齊生.凈化槽技術在中國農村污水分散處理中的應用[J].環境科技，2010，23（6）：36-40.

Treatment Technology of Rural Domestic Sewage in Chaohu Area

Huang Qin1, Song Lei2, Deng Guozhi3
(1. Hefei Binhu New District Construction Investment Co., Ltd., Hefei 230000, China; 2. Hefei Municipal Design and Research Institute, Hefei 230041, China; 3. School of Resource and Environmental Engineering, Anhui University, Hefei 230601, China)

Chaohu area is the demonstration area of rural domestic sewage treatment and rural environmental improvement in china. As of 2016, 13 villages and towns in Chaohu had built 36 sewage treatment facilities, with a total scale of 1 915 m3/d.Most of the rural sewage treatment facilities in the scale of less than 100 m3/d, treatment with micro power efficient biofilm process, followed by compound biological treatment and artificial wetland "and" integration equipment and artificial wetland combined process". The investigation results show that the above process can meet the expected emission requirements at the initial stage of operation, and the problems such as poor operation management and deterioration of effluent quality have been exposed in the later stage. In this regard, the author puts forward the rural sewage treatment technology and Countermeasures for Chaohu city.

Chaohu Lake; rural domestic sewage; sewage treatment; MHBR technology

X703

A

1008-9500(2017)07-0037-04

2017-05-27

本文系安徽省住房城鄉建設科學技術計劃項目（項目編號：2017YF-03）的階段性研究成果。

黃勤（1968-），女，安徽合肥人，高級工程師，從事市政設計規劃管理工作。

宋磊（1982-），男，安徽廬江人，博士研究生，工程師，從事給排水工程設計及相關工程技術研發工作。