安徽省典型區域農村生活污水處理技術適用性評估

徐海峰，王翔宇，匡 武

(1.六安市環境信息與宣教中心，安徽六安 237000；2.安徽省環境科學研究院，安徽省污水處理技術研究重點實驗室，安徽合肥 230022)

近幾年，國家不斷加大農村生活污水治理的工作力度，取得了一定的成效，但基層治理效果不佳的問題日益凸顯[1]。一是由于處理工藝過于簡單，出水水質達不到排放要求，對改善地表水富營養化作用不明顯。二是工程建設質量較差，嚴重影響設施處理效果。三是運行維護不善，重建設、輕管理的現象比較普遍。四是農村地區環境和經濟社會發展水平差異很大，缺少針對性評估指導是目前亟需解決的問題，也是研究的熱點。

沈豐菊等[2]利用模糊積分模型進行評估。孔赟等[3]利用德爾菲法對農村污水處理工藝進行綜合效能評估。夏訓峰等[4]采用模糊優劣系數法對農村生活污水處理技術進行優選評價。駱其金等[5]采用以噸水占地面積評估為限制性因素評估，費用效益分析為核心因素評估，層次分析+灰色關聯度為次重因素評估的“三步式”綜合評估方法，對農村生活污水處理技術進行了篩選研究。

尋找適合的評估技術是農村環境保護工作的迫切需要，如何建立正確、適宜、針對性強的評估體系，切實提高農村生活污水處理水平也是目前研究的難點。

1 安徽省典型區域分布及處理難點

受安徽省農村地域、生活水平、生活習慣、氣候等的影響，農村生活污水的特性與城鎮污水具有明顯的差異，成熟的城鎮污水處理技術難以直接用于農村生活污水的處理。而且安徽省農村生活污水處理的研究起步較晚，工藝種類繁多，并且缺少相關的農村污水處理政策和法規，缺乏相關的設計規范和標準，因此如何根據安徽省農村實際情況劃分不同的典型區域，選擇能適應安徽省大部分典型區域的處理工藝顯得尤為重要。

根據安徽省農村地域、生活水平、生活習慣、氣候特點并參照《安徽省村莊規劃編制標準》各典型區域劃分(圖1)，總結安徽省典型區域特征見表1。

圖1 安徽省不同片區劃分Fig.1 Map of different districts in Anhui Province

編號No.區位Location村莊人口分布Population distribution in villages經濟水平特征Characteristics of economic level村莊發展階段The stage of village development地形地貌特征Topographic and geomorphic features生活污水特性Characteristics of domestic sewage1皖北稠密 低 落后 平原水量小、濃度低 2皖中居中 居中發展中 丘陵水量較大、濃度較高3沿江較稠密高 發達 平原水量大、濃度較高 4皖西稀疏 低 落后 山區水量小、濃度較小 5皖南稀疏 居中相對發達山區水量大、濃度高

根據實際情況及安徽省水質特性和執行標準現狀，總結安徽省農村生活污水處理存在難點如下：①水質水量波動大，早午晚出現一次水量高峰，南北水質差異大。②氮磷含量高，處理難度大。③運行管理難度高，缺乏專業的運行維護人員。④容易受地方經濟特色影響，農村生活污水經常混雜雨水或者家庭手工作坊廢水，造成廢水組成復雜。⑤處理技術研究起步較晚，并且缺乏相關的污水處理政策和法規，相關的設計規范和標準也未正式出臺，出水執行標準不高。

2 農村生活污水處理技術適用性評判

農村生活污水處理工程設施的建設與運行受自然地理條件和社會經濟特征的復雜影響，因此在農村生活污水處理設施的示范與推廣中，處理工藝的選擇不僅要考慮其先進性，還要考慮其對特定地區的適宜性，即應選擇先進適用工藝。綜合考慮農村生活污水處理工藝的有效性、經濟性和可行性，工藝的先進性重點考慮農村生活污水處理工藝的有機物去除率和脫氮除磷效果；工藝的經濟性考察農村生活污水處理工藝的基建成本、運行成本、占地面積和經濟收益；工藝的可行性考察農村生活污水處理工藝的技術穩定性、管理方便性和環境適宜性。依據國家環境保護發布的農村生活污染控制技術政策，結合安徽省農村地區的實際狀況，參考相關文獻[6-8]，對農村生活污水處理工藝指標進行細化和篩選，建立了農村生活污水處理工藝3級評價指標體系，見圖2。

2.1評價指標權重確定采用特爾斐法，根據指標重要確定相應的分值，對每一層各指標在該層中的重要性進行評價，并給出分值。

圖2 農村生活污水處理技術評價指標體系Fig.2 Rural sewage treatment technology evaluation index system

有效性指標：主要從化學需氧量(COD)去除率、氨氮(NH3-N)去除率、總磷(TP)去除率等指標進行考核。總分40分，其中COD去除率15分、NH3-N去除率15分、TP去除率10分。

經濟指標：主要從工程投資、運行費用和占地面積等指標進行考核。總分30分，其中工程投資10分，運行費用10分，占地面積10分。

可行性指標：主要從運行穩定性、管理方便性和環境適應性進行考核。總分30分，其中運行穩定性10分、管理方便性10分，環境適應性10分。

2.2評分標準采用特爾斐法確定綜合效能層次體系各指標分值。根據指標性能優劣程度確定相應的分值，專家對每一層各指標在該層中的優劣程度進行評價，并給出分值。確定安徽省農村生活污水處理工程評價標準見表2。

表2 農村生活污水處理技術評估標準

接下表

2.3備選方案的確定參考目前國內外農村生活污水處理工藝研究和應用現狀，選取安徽省使用較為普遍的農村生活污水處理的工藝作為備選方案集，分析各種工藝的性能指標及其適用條件(表3)，評估其在不同典型區域(皖北、皖中、沿江、皖南、皖西)的得分情況。

表3 農村處理技術性能分析

選定4種工藝典型工藝進行典型區域的得分評估，4種工藝分別如下：①工藝一。糞水+沼氣凈化池或厭氧池+穩定塘或人工濕地污水處理。②工藝二。太陽能微動力生物接觸氧化法+人工濕地或穩塘污水處理。③工藝三。厭氧池+跌水接觸氧化+人工濕地或生態渠溝污水處理。 ④工藝四。糞水+厭氧池+TBO污水處理技術。

3 典型農村生活污水處理工藝評估

3.1有效性評估由表4可知，沼氣凈化池或厭氧池+穩定塘或人工濕地有效性略低于其他3種工藝，太陽能微動力生物接觸氧化法+人工濕地工藝有效性最高，并且在有效性方面適用于安徽全省。

表4 有效性評估得分

3.2經濟性評估由表5可知，沼氣凈化池或厭氧池+穩定塘或人工濕地經濟性性略高于其他3種工藝，太陽能微動力生物接觸氧化法(太陽能市電互補)+人工濕地工藝經濟性最低，主要是基建成本高于其他3種工藝，得分最低。

表5 經濟性評估得分

3.3可行性評估由表6可知，太陽能微動力生物接觸氧化法(太陽能市電互補)+人工濕地工藝與厭氧池+TBO+后處理可行性最強，厭氧池-跌水接觸氧化+人工濕地或生態渠溝在皖南的可行性最高，這是因為皖南多丘陵地帶，可以利用地勢差興建工程。

表6 可行性評估得分

3.4整體適宜性評估由表7可知，太陽能微動力生物接觸氧化法+人工濕地工藝總體得分最高，在皖中(沿江)與皖南(皖西)適應性評價為“很好”。在皖北適應性評價也為“好”，說明該工藝能夠高效處理安徽省農村生活污水，總體污染物去除效率高，微動力運行大大降低了噸水投資和運行費用，且工藝成熟穩定性高，微電腦全自動控制，運行維護十分簡便。總體來說可以適用于安徽省全境，只是在皖北使用時需要謹慎考慮其工藝是否受冬季溫度的影響。

厭氧池+TBO+后處理總體得分較高，在皖中(沿江)與皖北適宜性評價為“很好”。在皖南(皖西)的評價為“好”，說明該工藝能夠高效處理安徽省農村生活污水，總體污染物去除效率高，高負荷微動力運行大大降低了噸水投資和運行費用，且工藝成熟穩定性高，PLC全自動控制，運行維護十分簡便適用于安徽省全省，只是在皖南、皖西使用時需謹慎考慮其環境適應性與占地面積。

厭氧池+跌水接觸氧化+人工濕地或生態渠溝在皖南(皖西)、皖中(沿江)適宜性評價為“好”，在皖北使用時適宜性評價為“較好”。說明該工藝能夠較好地處理安徽省農村生活污水，總體污染物去除效率較高，利用地勢差運行可大大降低了噸水投資和運行費用，但是因為該工藝的使用需考慮其環境適宜性，主要適用于存在地勢差的皖南、皖西地區，平原地區使用時需謹慎考慮水泵提升的可行性。

沼氣凈化池或厭氧池+穩定塘或人工濕地在皖南(皖西)、皖中(沿江)適宜性評價為“好”，在皖北使用時適宜性評價為“較好”。說明該工藝能夠較好地處理安徽省農村生活污水，總體污染物去除效率較高，無動力運行可大大降低噸水投資和運行費用。該工藝經濟性很好，主要適用于經濟較為落后的村莊。

表7 整體適宜性評估得分

4 結語

(1)該研究建立了一個能夠反映技術有效性、技術經濟性及技術適宜性的農村生活污水處理技術評價指標體系。該指標體系不僅能評價農村生活污水處理技術的性能水平，也可評價農村生活污水處理技術對特定地區的適宜程度，可為農村生活污水技術示范、推廣項目優選評價先進、適用的工藝技術。

(2)該研究建立的基于特爾斐法的農村生活污水處理技術適宜性評估體系，可通過評判農村生活污水處理技術的性能水平與應用地區對農村生活污水處理的技術需求特征的匹配程度來評判技術方案的適宜性，在此基礎上測算各備選方案的分值從而得到最佳方案。與其他方法不同的是，該方法更強調農村生活污水處理的適用性，有助于提高農村生活污水處理技術的推廣應用效果。

(3)通過對4項典型工藝進行適宜性評估，評價出4項技術在不同典型區域的適宜性。結合實際情況驗證了該研究所建立的評價方法的應用具有較好的合理性，能夠反映當地的實際狀況，可為不同分區、分級的農村基層組織提供優選評價與決策分析，并給中部其他氣候、地理特征相似區域提供借鑒。

[1] 亓玉軍，魏英華，侯述光.農村生活污水治理現狀及對策研究[J].環境科學與管理，2014，39(6)：98-100.

[2] 沈豐菊，張克強，李軍幸，等.基于模糊積分模型的農村生活污水處理模式綜合評價方法[J].農業工程學報，2014，30(15)：272-280.

[3] 孔赟，朱光燦，張亞平，等.農村生活污水處理工藝綜合效能評估[J].東南大學學報(自然科學版)，2012，42(3)：473-477.

[4] 夏訓峰，王明新，閔慧，等.基于模糊優劣系數法的農村生活污水處理技術優選評價方法[J].環境科學學報，2012，32(9)：2287-2293.

[5] 駱其金，鐘昌琴，諶建宇，等.農村生活污水處理技術評估方法與案例研究[J].環境工程技術學報，2016，6(2)：105-110.

[6] 匡武，王翔宇，周其胤，等. 提高低C/N值農村生活污水中TN去除效果[J].環境工程學報，2015，9(9)：4252-4258.

[7] 孫麗.微動力接觸氧化法處理軍營生活污水示范研究[J].環境保護科學，2013，39(2)：19-22.

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