廣東省以PPP模式推進農村生活污水處理設施建設分析—以湛江市徐聞縣為例

陳棣明 中都工程設計有限公司華南分公司

1 前言

近年來，農村生活污水無序排放的問題日漸受到關注，并已經成為中國環境管理面臨的新問題[1]。大量未經處理的污水直接排放不僅嚴重破壞了鄉村環境，而且成了農村文明建設的阻礙，因此有效地控制和治理農村生活污水亂排引起的環境污染問題，有針對性地加快推進農村生活污水處理設施建設進程是廣東省社會主義新農村建設的重要工作之一。本文根據廣東省徐聞縣以PPP模式整縣推進生活污水處理設施建設項目，著重介紹了農村污水的收集經驗、污水處理站的設置和布局及污水處理站的工藝選擇。

2 項目概況

2.1 現狀概況

徐聞縣屬于廣東省湛江市，位于中國大陸最南端，東經109°52’～110°35’，北緯20°13’～20°43’，東、西、南三面環海，即東和東北臨南海，西瀕北部灣，南隔瓊州海峽，北接雷州市，面積為1979.6km2。全縣設12個鎮，總常住人口為68.79萬人。

目前，徐聞縣只有部分村莊設有污水處理設施，大部分村莊的生活污水尚未統一治理，且這部分村莊既沒有完善的排水系統，也沒有任何污水處理設施。根據調查，其農村生活污水排放方式主要有三種：一種是通過市政管網排入附近的城鎮污水處理廠；一種是通過村內污水管網收集后排入附近水體；還有一種是散排，污水直接潑灑到地面。

2.2 項目運作模式

項目由縣政府統籌，將村級污水處理設施及配套管網捆綁打包統一招商。項目由社會資本完成前期工作階段與后期建設運營階段，其中包括勘察設計、施工建設、運營及移交等工作，即采用設計-建設-融資-經營-移交（DBFOT）模式。

3 設計原則

3.1 基本原則

靠近城鎮的村莊利用現有或新建污水管線將村內污水收集至附近城鎮的污水處理廠；不靠近城鎮但密度相對集中的村莊可考慮將相近村莊的污水收集后送至污水處理站統一處理；既不近城鎮污水處理廠也無相近村莊的村莊在人口規模較大的情況下可單獨建設污水處理站。

3.2 收集處理模式

農村生活污水治理主要是通過實現雨污分流來進行源頭減量、控制污染與資源化利用[2]。農村生活污水收集系統應考慮村莊密度、人口數量以及地形地勢等，同時結合農村發展規劃和自然條件，按照實際情況因地制宜，采用多種污水收集處理模式。目前，農村污水主要有以下三種收集處理模式。

（1）匯入城鎮集中處理。匯入城鎮集中處理是指將村莊內所有污水經市政污水管網收集后輸送至鄰近的城鎮污水廠進行處理，即利用城鎮污水處理廠統一處理。該模式具有施工周期短、投資省、見效快和管理方便等特點，適用于人口密度大、地理條件便利和施工條件好能夠將污水輸送至城鎮污水處理廠的村鎮。這種村莊污水匯入鎮區污水處理廠處理的處理方式稱為“鎮帶村”處理模式；匯入城區污水處理廠處理的處理方式稱為“城帶村”處理模式。

（2）農村集中處理。農村集中處理是指通過敷設污水管道將各戶排放的生活污水收集后排入農村集中建設的污水處理設施進行處理，即利用污水處理設施集中處理。該模式具有占地小、抗沖擊能力強、自動化程度高、運行成本較低等特點，適用于人口密集、污水量較大、相鄰村莊距離近。這種多個村莊污水分散收集后集中處理的處理方式稱為“聯村”處理模式。

（3）單村分散處理。單村分散處理是指單個村莊產生的污水通過收集系統收集后再進行處理，即利用中小型污水處理設施或生態處理等單獨處理。該模式具有布局靈活、管理方便等特點，適用于布局相對分散、人口規模相對較大以及地形相對復雜的村莊。這種既不具備“城帶村”“鎮帶村”建設條件也不具備“聯村”建設條件的村莊只能單獨建設污水收集系統和污水處理設施來進行處理，其稱為“單村”處理模式。

3.3 站點選址原則

農村污水處理站選址一般需遵循以下原則：位于村鎮水體的下游；處理后出水能夠回用和安全排放；處于夏季主導風向的下風側；具備良好的工程地質條件；盡量少拆遷，少占地且不占農田；避開在雨季易受水淹的低洼處；保證與周邊居民有一定的衛生防護距離；具備擴建的外部條件；運營管理、交通、運輸和供水供電等較方便。此外，當采用“聯村”處理模式時，應將污水處理站選在中心位置處的村莊，且污水處理設施占地不超過3.0m2/(m3·d)。

總之，農村污水處理站布置應首先考慮建設現狀、地形特點以及附近受納水體污染狀態等實際情況，再因地制宜、合理規劃、合理布置。

4 污水處理站工藝選擇

農村生活污水處理效果的關鍵在于處理工藝的合理選擇，生活污水處理工藝的不同所產生的出水水質、維護管理的要求以及運營成本也存在較大的差異[3]。農村生活污水的處理主要分為兩大類：一類是生物處理，常用的有AO法、AAO法、厭氧接觸法、SBR法、MBR法等；一類是生態處理，常用的有人工濕地處理、穩定塘和土壤滲濾系統等。目前農村生活污水處理將生物處理技術和生態處理技術聯用較為常見。

4.1 厭氧+強化人工濕地

該工藝由厭氧水解池和人工濕地兩個處理單元串聯組成。生活污水進入厭氧水解池，截留大部分有機物，并在厭氧水解作用下，被分解成小分子有機物，小分子有機物和部分富營養物質在人工濕地內土壤、微生物和生物組成的系統的物理、化學和生物的三重協同作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等作用得以去除，實現對污水的高效凈化[4]。

該技術工藝簡單、無動力消耗且管理維護方便，抗沖擊負荷能力較強，能與周邊生態環境相適應，適合于有地勢差、對氮磷去除要求較高的農村。但由于缺乏好氧單元，脫氮能力較差，需要對人工濕地進行好氧強化，提高脫氮除磷效果。

4.2 厭氧+生態溝/穩定塘

該工藝由厭氧水解池和生態溝組成，生活污水進入厭氧水解池，截留大部分有機物，并在厭氧水解作用下，被分解成小分子有機物和穩定的沉渣。厭氧水解池出水進入生態溝/穩定塘利用水生植物的生長，吸收氮磷，降低有機物含量。

該工藝采用生物和生態結合技術，可根據村莊條件因勢而建。生態溝可利用溝渠改建，穩定塘可利用河塘或閑置洼池改建。該工藝適用于擁有自然河塘和閑置溝渠且規模適中（不大于50m3/d）的村莊。但由于缺乏好氧單元，脫氮能力較差，需要對生態溝/穩定塘進行好氧強化，提高脫氮除磷效果。

4.3 膜生物反應器（MBR）+吸附除磷裝置

膜生物反應器是一種由膜分離單元與生物處理工藝相結合的新型污水處理技術，其以膜組件取代活性污泥法中的二沉池，提高出水水質的同時，使生物反應中保持較高的污泥濃度，從而減少了處理設施占地面積，并且保持低污泥負荷，減少污泥產量。

該工藝對污染物的去除率高，效果穩定，耐沖擊負荷，占地少，控制靈活。但是該工藝成本高，自動化程度要求高，整體運行費用高。

4.4 一體化設備

一體化設備是一種將初沉池、接觸氧化池、二沉池、污泥池集中一體的設備。當前一體化設備常見工藝主要有A/O工藝、SBR工藝和MBR工藝等。

該設備處理投資及運行費用少、處理效果明顯、占地小、操作管理簡單，適用性和應用性更強，尤其適用于農村分散式污染源。但該設備不利于維修，處理規模較小，容易被腐蝕。

以上處理工藝各具優缺點，應綜合考慮當地經濟、地形等因素，因地制宜地選取合適的處理工藝。本工程優先推薦“厭氧生物處理+人工濕地”“”“一體化設備”的處理模式對徐聞縣農村生活污水進行治理。

5 工程內容

徐聞縣共15個鄉鎮及農村，總服務人口約56萬人。盡管角尾鄉、和安鎮、新寮鎮、錦和鎮、下洋鎮、前山鎮、曲界鎮等7座鎮區已建污水處理廠，南山鎮邁熟村、邁陳鎮北街下村、龍塘鎮符宅村、下橋鎮下洋子村以及下橋鎮陂塘新村、榮宅村等5座村莊已有污水處理設施，但剩余部分仍需進行污水治理，因此，本項目徐聞縣合計新建5座污水處理廠，980座農村污水處理設施。

5.1“鎮帶村”處理模式典型村

邁陳鎮鎮區新建污一座污水處理廠，設計規模為1500t/d，服務范圍主要包括邁市社區的東城街、英菲村、市尾村、中大興街、東成街、西寧街、南安街、前進街，邁陳村委會的上村、下村，打銀村委會的打銀村、本宮村以及邁糖社區、機關單位，總服務面積約5.29km2，總服務人口約14179人。

本工程利用邁陳鎮鎮區已建污水管網（DN600鋼筋混凝土管）8.6km和新增不少于15.2km的配套主次干管（DN300～DN600）以及不少于8.0km的支管將鎮區和周邊村莊的污水收集后匯入新建的污水處理廠進行處理。

5.2“聯村”處理模式典型村

南山鎮海聯村、海上村、海西村和海東村四個村莊距離很近、規模較小，四個村莊總服務面積約0.35km2，總服務人口約2493人。

本工程總共新建污水管網（DN200～DN300HDPE雙壁波紋管）9.6km，新建一座200m3/d一體化預處理池和一座200m3/d地上式AO一體化設備。

5.3“單村”處理模式典型村

前山鎮科家村村內占地約0.14km2，常住人口約1395人，是鎮域內規模較大的村莊。由于該村人口相對密集且規模較大，適合單獨建設污水收集系統和污水處理設施來處理。

本工程利用現狀污水管線，并在現狀基礎上新建、完善村內的污水管網，統一收集后采用“厭氧生物處理+人工濕地”處理。

6 結束語

目前，廣東省正在有序地推進農村生活污水處理設施建設，但由于村莊數量多、水量小、集聚散、地形復雜等原因，農村生活污水收集和處理均面臨一定的困難。因此，農村污水處理應遵循“優先匯入城鎮排水系統，污水處理設施建設‘集中式’和‘分散式’靈活運用”的原則，結合當地農村的區域特征，因地制宜地選擇簡單、易行、合理、經濟有效的污水收集方式和處理工藝，系統且有效地解決當前農村污水處理面臨的問題，從而大力推進美麗、清潔、生態鄉村的建設。