關于西北農村污水處理工藝及運營問題分析

房 艷

甘肅和誠工程咨詢設計有限公司，甘肅 蘭州 730000

隨著社會的不斷發展，國民經濟水平不斷提高，村鎮地區的水環境污染日益嚴重，亟需解決農村排水引起的環境問題。西北地區的地理位置偏遠，當地村民還未意識到環境保護的重要性，生活污水常常在未經處理的情況下直接排放到生態環境中，造成了農村水體污染嚴重，不僅威脅到了當地的水源，而且在一定程度上加劇了淡水資源危機，不利于當地生態環境可持續發展。由于西北地區人口量小且分布較分散，污水量小且波動大，導致目前適應西北農村小型污水處理的工藝及設施都比較匱乏的。想要滿足污水處理技術的科學性和有效性，必須要結合當地實際情況，因地制宜的選擇合理的方案，工程基建投資大、運行費用高、操作難度大等問題，都會直接影響到污水處理效果。[1]

一、農村污水水質特點

農村地區污水的產生主要來自于居民的日常生活，如廚房用水、洗滌用水及沖廁用水等，具有污染物濃度高、排放量小、波動大、分布分散的特點。廚房用水主要由清洗廢水及廚余廢水組成，主要成分包括蔬菜、米面殘渣及油水混合物等，使得廢水中的SS、COD及BOD比較高；洗滌用水主要為洗漱、洗澡、洗衣等污水，主要成分包括污垢、頭發、洗滌劑等，含有大量的化學物質，使得污水中的NH4+-N及TP比較高，容易引起水體富營養化；沖廁用水含有較高的COD、N、P量及細菌、真菌、大腸桿菌和病毒等，有機物和營養物質濃度更高，是農村污水污染物的主要來源。

二、污水處理模式及出水水質要求

由于西北農村人口數量少、分布分散且污水量低波動大，可采用集中和分散相結合的處理模式。對于居住比較分散的農戶采用單獨收集、分散處理模式，對于居住比較集中的農戶或者新農村，采用埋設污水管網收集污水，集中處理。根據國家及各地方的《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》標準，處理后污水根據排放水體的不同可分為三個檔次，即一級、二級和三級，但隨著對環境保護要求的不斷提高，農村污水的排放標準也越來越高，往往要求達到二級或者一級標準。[2]

三、西北農村污水處理工藝設計

根據目前西北地區氣候、農村污水特點及排放要求，目前常用的處理工藝有生化處理技術、生態凈化技術和生物+生化處理技術。針對西北農村地區氣候及污水特點，結合已成功運營的農村小型污水處理廠案例，將傳統的城市污水處理廠二級生化處理工藝小型化、一體化，應用于村鎮分散式污水處理，效果比較理想。城市污水廠二級生物處理工藝大多采用活性污泥法和生物膜法。考慮到農村污水中的N、P含量較高，需要生物除磷脫氮，常用的處理工藝如下：

（一）活性污泥法

1. A2/O工藝。A2/O工藝（Anaerbio-Anoic-Oic）稱為厭氧-缺氧-好氧三者結合系統。作用機理是在厭氧及缺氧的情況下進行反硝化，在好氧的情況下進行硝化作用，從而使污水中的有機物、氮和磷得到去除，達到凈化污水的作用。

2. 氧化溝工藝。氧化溝的曝氣池呈封閉的溝渠型，污水和活性污泥的混合液在其中不斷循環流動。氧化溝類型比較多，如帕斯維爾氧化溝、三溝式（T型）氧化溝、Orbal氧化溝等。氧化溝處理效果穩定，出水水質好，具有較強脫氮除磷效果，同時有一定抗沖擊負荷的能力，運行管理簡單。一般村鎮污水處理規模較小，為避免溝道太窄，多選用池型簡單的跑道型氧化溝——帕斯維爾氧化溝。

（二）生物膜法處理工藝

1.生物轉盤工藝。生物轉盤處理工藝是生物膜法污水處理技術的一種，是污水灌溉和土地處理的人工強化，這種處理法使細菌和菌類的微生物、原生動物一類的微型動物在生物轉盤填料載體上生長繁育，形成膜狀生物性污泥——生物膜。生物轉盤的主要組成部分有轉動軸、轉盤、廢水處理槽和驅動裝置等。生物轉盤的作用機理是：轉盤在轉軸的作用下，交替與廢水及空氣接觸，形成一個連續的吸氧、吸附、氧化分解過程，從而達到凈化污水的作用。生物轉盤不僅能夠有效地去除有機污染物，而且隨著膜的增厚，內層的微生物呈厭氧狀態，還具有硝化、脫氮與除磷的功能。

2. 一體化膜生物反應器（MBR工藝）。MBR工藝是生物處理技術與膜分離技術相組合的新工藝。不僅可以高效地進行固液分離，得到直接使用的穩定中水，又能在生物池內維持高濃度的微生物量，從而極有效地去除水中氨氮、細菌和病毒，出水懸浮物和濁度接近于零，產生較少的剩余污泥；此工藝能耗低，占地面積小，工藝簡潔，操作方便，可以實現全自動運行管理，適合缺乏專業管理人員的農村地區。但膜處理技術存在堵塞問題，會導致膜膜通量下降，需定期進行反沖洗和化學清洗，以維持MBR系統的有效使用壽命。

四、西北農村污水處理運營分析

圖1 A2/O工藝處理工藝流程圖

圖2 帕斯維爾氧化溝處理工藝流程圖

圖3 生物轉盤處理工藝流程圖

想要實現污水處理的正常運行，必須要具備各種條件，從當前情況分析，西北農村污水處理運營方面，主要存在以下問題。

（一）西北農村污水處理運營存在的問題

1. 規劃設計不夠科學。由于西北地區地理位置偏遠，而且人口極為分散，在污水治理方面的工作起步時間相對較短，雖然目前已經有部分設備應用于污水處理，但是效果并不如意。以當地污水處理廠為例，在配套污水管網建設技術方面相對落后，而且由于農村污水日產量較少，無法實現滿負荷運行的狀態，導致運營成本較高，為了能夠節約成本，設備經常被閑置，進而導致運營效率低下。

2. 缺少污水處理運營管理人才。相對于城市地區污水，西北農村污水具有分散性、日產量少等特點。為了能夠響應政府號召，在污水處理方面，主管部門數量也相對較多，如鎮政府、水務站、村委會等，在污水處理問題上，很容易出現相互推諉的情況，管理效率低的問題非常突出。對于西北農村污水處理的管理人員，大多數都是從當地居民中挑選出來的，在專業水平方面相對較低，除此之外，環保意識也不高，在這種情況下，難以勝任污水處理運營的重責，這也是導致當地污水處理效果不佳的主要原因。

3. 污水處理經費相對較少。想要實現污水處理工藝的普及以及運營，經費保障具有非常重要的作用。從目前情況分析，西北地區大多數村莊都缺少相應的環保設施，這些都需要經費作為保障，才能夠配置齊全。當前，當地還沒有合適的融資渠道，僅僅依靠政府部門的財政預算，無法實現當地污水處理工藝的推廣。除此之外，在污水處理設施建設完成后，也需要維護經費予以支持，否則，污水處理工藝的有效率將會大打折扣。

（二）西北農村污水處理運營解決策略

從當前情況分析，西北農村污水處理運營的主要模式是村民兼職管理，在這種管理模式下，技術專業水平無法滿足污水處理工藝推廣使用及維護的需求，除此之外，這種管理模式也是導致資金匱乏的主要原因。為了能夠解決以上問題，可以從管理模式著手，將污水處理經營委托給專業的第三方運營公司，并且以有償服務的方式，解決相應的經費問題。

1. 污水處理第三方運營管理模式的優點。通過第三方運營管理模式，可以明晰政府、單位以及環保三者之間的關系，進行形成相互制約、相互促進的效果。第三方運營管理模式是以市場競爭的方式確定，在確定好之后，會以協議的方式，對彼此的責任、義務以及權利進行明確，這樣可以更好的問責，對提高運營管理效率具有重要作用。第三方運營管理模式在污水處理工藝設計研究方面，具有更多的經驗，可以實現專業化的服務，對提高污水處理效率，減少資金浪費具有重要作用。

2. 污水處理第三方運營管理模式應用。通過污水處理第三方運營管理模式，政府雖然不能夠直接參與到管理中，但是卻能夠將競爭機制引入其中，提高公共服務質量，可以實現政府、第三方運營管理機構以及村民利益的三贏。在應用過程中，政府可以對第三方運營管理單位進行監督，確保污水處理保持高效狀態運營。對于第三方運營管理單位而言，通過以上污水處理工藝，可以最大程度的降低前期投入，而且后期會采取有償服務的方式收費，經營風險相對較低。對于村民而言，日常生活中的污水可以實現有效的凈化，對維護當地環境具有重要作用，可以為村民提供一個良好的生態環境。

綜上所述，西北農村污水具有污染物濃度高、排放量小、波動大、分布分散的特點，這是西北農村小型污水處理的工藝及設施都比較匱乏的主要原因。在本文研究中，針對其污水特點，進行了相應的水質水量及處理工藝分析，并且提出了運營管理手段，不僅對提高當地污水處理技術水平、治理農村面源污染具有重要作用，同時也期望實現提高當地的生態環境質量的目的。