“濁流變清溪”鄉村生活污水處理與景觀營造研究
——以都江堰市欣禾村為例

陳 娟 孟憲超 羅佳妮 黃 筑 劉慶瑩

（西南民族大學，四川 成都 610041）

目前，在鄉村振興的大背景下，農村經濟發展迅速，農民生活水平在不斷提高。但是，農村環境建設與經濟發展不同步，其中水環境污染問題尤為嚴重。我國大部分農村地區生活污水處理方式是通過地面蒸發達到消除。2018第四屆環境施治論壇中有數據表明，與城市、縣城相比，鄉村污水垃圾治理相對緩慢，污水處理和垃圾點等相關環境基礎配套設施嚴重滯后。其中，區域之間也存在公共服務不均衡的現象。例如，東部地區污水治理率達到34.1%，中部地區達到13%，而西部只有12.4%。據不完全統計，2015年城市污水處理率達90%，縣城達85%，而農村只有25%。國家在污水處理上多建設大量的污水處理廠，但其運行面臨經費高、實施困難、技術人才稀缺的難題，導致污水處理廠運行效果不佳。預測2020年農村污水處理投放金額200多億元，2020年污水處理率相較2014年會增長20%左右，可見國家對鄉村污水處理的重視度在逐日漸增加。此時，尋找與鄉村實際相結合的污水治理方法顯得十分重要。近年來，對鄉村污水治理的研究大多集中在生物工程方向，沒有考慮污水處理設施和鄉村人居環境的結合。因此，本文通過河道景觀建設，充分利用植物吸附污染物、凈化水體的特點，將鄉村水污染治理與美麗鄉村建設相結合，為建設生態宜居的美麗鄉村提供借鑒。

1 鄉村生活污水處理研究

國內關于鄉村生活污水處理的研究方向為沼氣、生物工程方面，浙江省等試驗點也出現了人工濕地、穩定塘和土壤滲濾等具體技術的實踐。近些年，有學者提到污水治理過程中美化、景觀化和因地制宜的方法。例如，王影等提出“臨界景觀構建法、空間結構構建法、景觀要素構建法”3種景觀形態構建方法，并以興凱湖流域人工濕地景觀規劃設計為例進行了驗證［1］。但是，目前針對鄉村尺度上的鄉村景觀、鄉村文化與生活污水治理相結合的方法和例子還不多。我國農村常用生活污水處理工藝技術見表1。

國外研究上，韓國、日本和德國等都提出了相關鄉村污水處理方式，并不斷完善形成體系。特別是日本高度重視鄉村污水處理，他們的生活污水處理系統基本達到全國覆蓋，并針對污水治理出臺了一系列法律法規。德國PKA濕地技術利用介質層和濕地植物兩大系統共同營造的凈化系統（如圖1所示），在適用場地范圍上可大可小，解決了居民分散、難建集中式污水處理廠的問題［2］，且技術投資少、建設管理方便、運行費用低，適合在鄉村運用。

2 都江堰市欣禾村基本概況

欣禾村位于四川省都江堰市大觀鎮東北部，東有S106線穿境而過，周邊5 km內有街子古鎮、熊貓樂園等已開發的旅游項目，部分周邊村落也借助本地資源開展了漂流等旅游項目，如圖2所示。全村幅員面積336.13 hm2，共2 767人。村莊內新老建筑混合排布，有幾座廢舊無人居住房屋仍未拆除。周邊5 km內包含13座污水處理廠，分布情況如圖3所示，其中距離欣禾村最近的是村子之外的大觀鎮處理廠，村莊污水大部分無系統就近排出。村莊內主要幾處河流水面上有較多漂浮物，水體透明度低，有臭味，河床附有絮狀物。

表1 國內農村常用生活污水處理工藝技術

圖1 PKA人工濕地平面示意圖

圖2 欣禾村建筑、河流、駁岸現狀圖

圖3 附近污水廠分布圖（作者自繪）

欣禾村地勢平坦，年均氣溫15.2℃，降水量充沛，年均近1 200 mm。村莊氣候怡人，適合許多濕地植物和農作物生長。植物包括蘆葦、香蒲、珙桐、高山櫟以及竹等。欣禾村水源源自岷江河支系泊江河，村內河流位于其中上游位置。河流下游連接著人口較密集的村莊，村內河流分布在房前屋后，大小走向不一，寬度3～8 m不等，深度普遍在50 cm左右。駁岸主要分硬質水泥、自然石和自然駁岸3種。

3 都江堰市欣禾村污水類型及特點

3.1 生產污水

村莊內有泡菜加工廠和養殖廠，村南邊緊鄰一個造紙廠。生產污水分布集中，其中含有COD、BOD、SS等污染元素，如表2所示。污水需要通過相關專業污水設備處理，絮凝沉淀等一般的物化處理工藝達不到出水標準。

表2 污染源污染元素及特點

3.2 生活污水

當地居民排放的大量生活污水中，包含農藥殘留物和農民養殖的牲畜排泄物，其中氮磷元素富集。村莊沒有固定的排放口及管道，污水分布散亂。現場調研分析可知，欣禾村生活污水具有兩大特點，并分析了其產生的原因。

3.2.1 污水總量巨大，水量波動大。據調研，欣禾村每家的生活污水有排入旱廁和直接排入河道2個途徑。其中，排入旱廁的只有沖廁用水和牲畜的排泄物，日常生活用水則直接排放到河道中。按照欣禾村村民的生活水平來看，人均生活用水量已遠超有完善污水處理系統的城市居民人均生活用水量。如果以100 L/d/人計算，全村每日污水量約270 t，加上工廠的污水排放量，如此數量的污水未經處理直接排放到河道中，對河水造成的污染是巨大的。養殖戶間隔性地沖刷養殖圈，也會使污水的排放量不均勻，排放時間也不固定。村鎮污水的產生主要集中在每天早中晚，并呈現節假日水量大、工作日水量小的情況。加上欣禾村降雨量的季節性差異，也會導致水量不穩定。

3.2.2 分布廣且散亂。欣禾村沒有鋪設污水管道，污水不能得到集中處理。除了安置小區外，污水從各個小溝渠排入河流，每家農戶間隔較遠且分布散亂。大塊建筑聚集地之間距離最大為四五百米，最短則只有幾十米，造成相應每段河流的情況各不相同。

4 鄉村生活污水處理對策

鄉村污水無組織或合流制排放形式，決定了處理鄉村生活污水的同時要考慮鄉村生產污水的處理。所以，欣禾村的污水處理應采用人工濕地處理技術，并結合相關適量污水處理設備。污水處理設備用來應對鄉村生產污水，人工濕地系統應對大部分生活污水和雨水沖刷帶來的徑流污染。不同方案之間形成點、線、面的框架，與村莊內不同場地和人的需求相聯系，通過植物種植、地形改造、景觀小品的設計等，實現生活污水的處理和村莊景觀營造相結合的目的。

4.1 污水處理的整體規劃

第一，拆除廢舊建筑物，清理河道垃圾和淤泥，梳理開放空間，為設備的選址落地和公共空間的營造做準備。針對含有一定家禽集養或散養污染指標較高的地方，選取生物接觸氧化池。據有關學者研究和試驗，生物接觸氧化和人工濕地組合工藝處理鄉村生活污水的效果可達到出水一級排放標準。根據污水處理設施大小和生產污水源頭位置，擬安放了2個生物接觸氧化池。一處位于村莊北邊河流上游的交叉點處養殖場旁，一處位于泡菜加工廠南部居民聚集的地方。2個設備點都緊挨污染源頭，能更快、更便捷地在源頭處理污水，預防污水進入河道帶到下游。

第二，提出3種不同形式的人工濕地模式，并按各自特點安排到相應段的河流，具體分布及位置如圖4所示的標注。

圖4 欣禾村整體生活污水處理規劃圖

圖5 生物接觸氧化池工藝流程圖

4.2 生產污水處理對策

生物接觸氧化池主要由池體、填料、布水裝置和曝氣裝置組成，如圖5所示。通過將待處理的污水進行鼓氣充氧，以一定流速流經加入填料的曝氣池進行充分接觸凈化，從而達到廢水再利用的目的。生物接觸氧化池需要一次性購買池體，定期更換填料，造價幾千到幾萬不等。運行需要人工不定期消除水面泡沫，檢測設備。相較最先在四川省發展和應用的生活污水凈化沼氣池，生物接觸氧化池能較有效地進一步去除水中的氮磷元素。

4.3 生活污水處理對策

欣禾村生活污水處理選擇人工濕地技術。人工濕地處理系統運行簡單，主要依靠植物對污染物質的吸收、代謝和分解實現水體凈化。人工濕地處理系統是鄉村生活污水處理美化、景觀化常用的方式，主要在植物的主要形式和植物種類的選擇上體現地區之間的差異性，進而營造具有本土景觀特色的污水處理系統。欣禾村依據自然地貌和氣候條件，建議選用潛流型人工濕地，如圖6所示。這種濕地造價適中，處理效果受氣候影響小，不易滋生蚊蟲。

圖6 潛流型人工濕地剖面示意圖

濕地植物可選用目前四川省應用較廣的旱傘竹、蘆葦、香蒲、美人蕉、菖蒲及姜花6種濕地植物。較小型人工濕地工程可以采用蘆葦、香蒲與姜花3類本地濕地植物。濕地基質可采用礦石和粗砂等［3］。

根據村莊內幾條主要河流的地理位置、駁岸情況和周邊建筑群落關系，初步設計3種不同的濕地污水凈化模式。三種模式通過對岸線的重塑、地形利用和植物配置等，實現對水體的凈化。

第一種模式主要適用于硬質駁岸或者自然石駁岸的河流，平面圖、剖面圖和效果圖分別如圖7、8和圖9所示。先把污水引入沉淀池，利用微生物厭氧發酵；再進入曝氣池和兼氧池，進一步分解污水中的有機物；最后，流經植物池和濕地植物凈化區，利用植物根系的吸附作用，對有害物質特別是可能含有的重金屬進行處理。河流需要人為清理淤泥河道，搭設種植池，在豎向上形成高度錯落的關系。在濕地植物上選擇喬—草搭配，添加芳香植物增加游玩觀賞性。表3為濕地植物凈化帶植物種類。方案中，喬木主要營造河道兩邊林蔭環境，和根系泌氧性弱的植物搭配種植，創造處微氧區和缺氧區共存的環境，利于總氮的降解。

圖7 模式一平面圖

圖8 模式一剖面圖

表3 濕地植物凈化帶植物種類表

圖9 模式一效果圖

第二種模式偏向于水凈化的教育展示作用，可以與凈水濕地和村莊的一些公共場合相結合，平面圖和效果圖分別如圖10和圖11所示。針對自然駁岸的河道，要求岸線形態自由，可以為人營造更多形式的活動空間。階梯型的看臺和木棧道也提供了游客觀景的角度。

圖10 模式二平面圖

圖11 模式二效果圖

第三種模式具有復合性，適合使用在河流污染相對弱的地方，可以利用處理過的水進行一些魚類養殖，或與第二種模式相結合用作景觀用水，平面圖、剖面圖和效果圖分別如圖12、13和圖14所示。其主要突出景觀性能，植物上多用觀賞性水生花卉，加以建筑小品和服務設施，提高人群的使用。

規劃設想在建筑群聚集的地方實施治理性強的第二種模式，在河流的上游貼近污染源的地方實施第一種模式，其他則運用第三種模式。3種模式特點對比，如表4所示。

圖12 模式三平面圖

圖13 模式三剖面圖

圖14 模式三效果圖

表4 3種模式特點對比

另外，村莊中缺少湖泊或水池等面狀水體，村莊多數建筑群落內的建筑之間間距也過于緊密。建議疏通各個河道，加強河道之間的聯系，并在建筑群旁增設面狀水體，既能豐富水系結構，也能起到預防火災的作用。

5 結語

河流污染范圍大和缺乏資金，是目前欣禾村生活污水處理所面臨的兩大難題。選擇生物接觸氧化池和人工濕地相結合的處理方案，既能提高污水處理效率，也能降低成本。此外，相對簡易和成熟的設施運維程序，給實現村莊生活污水處理提供了保障。3種各具不同特征的人工濕地模式，既可以靈活結合場地現狀，又可以從濕地植物、景觀小品上展示欣禾村自然和人文文化。當前，欣禾村需提高本村村莊景觀、文化發掘和利用的意識，改善環境，美化村莊面貌，從而為村莊以后的各方面發展打下良好基礎。