蘆溪縣農(nóng)村生活污水治理典型案例研究

浙江聚美環(huán)境科技有限公司 李瑞聰，錢彩紅

一、建設(shè)背景

蘆溪縣擁有“全國綠化模范縣”“生態(tài)文明先行示范縣”“江西生態(tài)文明建設(shè)十大領(lǐng)跑縣（市、區(qū)）”等一系列國家級、省級環(huán)保榮譽(yù)，同時(shí)作為萍鄉(xiāng)市飲用水水源地之一，其水環(huán)境保護(hù)工作也是蘆溪縣委縣政府的重點(diǎn)工作之一。

為貫徹落實(shí)中央部署和要求、立足環(huán)境保護(hù)推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，蘆溪縣近年來在水環(huán)境保護(hù)工作上取得了一些成績，整體水環(huán)境質(zhì)量較好，但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)、人口聚集效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)，污染物排放量不斷增多，生態(tài)環(huán)境保護(hù)壓力不斷加大，開展以蘆溪縣全境全流域內(nèi)的水環(huán)境污染綜合整治已成為蘆溪縣刻不容緩的戰(zhàn)略任務(wù)。正確處理好經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，確保蘆溪縣縣域內(nèi)水質(zhì)安全是整個(gè)萍鄉(xiāng)市水環(huán)境安全的重要保障。

二、農(nóng)村生活污水特點(diǎn)分析

（一）水質(zhì)分析

蘆溪縣屬武功山山脈，境內(nèi)多山，人口密集小，現(xiàn)行污水處理設(shè)施技術(shù)規(guī)范技術(shù)指導(dǎo)不適合確定蘆溪縣水質(zhì)情況，筆者根據(jù)多年在蘆溪縣的調(diào)研經(jīng)歷，整合實(shí)地調(diào)查資料，確定蘆溪縣農(nóng)村生活污水實(shí)際水質(zhì)如表1。

表1 蘆溪縣農(nóng)村生活污水水質(zhì)（單位：mg/L）

（二）水量分析

蘆溪縣人口286375人，總戶數(shù)87058戶，其中農(nóng)村人口186830人。由于農(nóng)村生活污水排放方式比較粗獷，系數(shù)法無法準(zhǔn)確衡量廢水排放量。要想準(zhǔn)確把握水量數(shù)據(jù)，需要在調(diào)查當(dāng)?shù)厣盍?xí)慣、經(jīng)濟(jì)條件、用水現(xiàn)狀、地區(qū)規(guī)劃等基礎(chǔ)上確定，見表2。

表2 農(nóng)村居民日用水量參考值

通過調(diào)研，蘆溪縣農(nóng)村生活平均用水量為115（L/人·日）。

（三）污染負(fù)荷分析

根據(jù)《全國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查技術(shù)報(bào)告》《第二次全國污染源普查城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》（2019）（試用版）、《第二次全國污染源普查公報(bào)》（2019）等文件，確定排放強(qiáng)度計(jì)算公式如下：

年污染物產(chǎn)生量(t)=污染源數(shù)量×排污系數(shù)×天數(shù)×10-3

污染源排放系數(shù)見表3。

表3 污染源排放系數(shù)表

經(jīng)計(jì)算，蘆溪縣年生活污染排放量如表4。

表4 蘆溪縣農(nóng)村生活污染年排放量

蘆溪縣當(dāng)下開展農(nóng)污治理村組占比不足3%，對于未開展新農(nóng)村建設(shè)的村組，農(nóng)戶家庭生活污水是通過地表徑流或者自然泥土溝排放入村內(nèi)公共排水溝；已進(jìn)行新農(nóng)村建設(shè)的村組一般建有硬化的排水溝渠，農(nóng)戶家水沖式廁所的糞污進(jìn)入三格式化糞池，化糞池上清液連同洗漱間、廚房等處的生活污水一起排放至村內(nèi)的公共排水溝。總體上，生活污水大都未經(jīng)處理或經(jīng)過化糞池簡單停留后排入村內(nèi)河塘或村外天然溝渠，生活污水直接進(jìn)入農(nóng)田灌渠用于灌溉，連同農(nóng)田徑流排水一起匯入地表水體。

三、農(nóng)村生活污染水處理工藝研究

（一）常規(guī)處理工藝

1.AO

又名缺氧好氧工藝法，A段缺氧，主要用于脫氮除磷；O段好氧，降解水中的有機(jī)物。AO工藝對COD有效去除的同時(shí)，還可以有效地進(jìn)行脫氮反應(yīng)，提高出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際應(yīng)用中，農(nóng)村生活污水水質(zhì)階段性變化，水中氮、磷含量變化幅度較大，腐蝕性垃圾較多，出水指標(biāo)波動(dòng)較大。剩余污泥排泥不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致磷的釋放，造成出水水質(zhì)總磷指標(biāo)時(shí)有超標(biāo)。因此AO工藝適用于農(nóng)村生活污水濃度較低、水量小的地區(qū)，不適用對養(yǎng)殖廢水及農(nóng)家樂廢水的處理。

2.人工濕地

人工濕地是人們模擬天然濕地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能建造而成的，可人為控制運(yùn)行的濕地系統(tǒng)，用以對污水進(jìn)行處理的一種工藝，由人工介質(zhì)、維護(hù)結(jié)構(gòu)、水生植物的部分組成。當(dāng)水進(jìn)入人工濕地時(shí)，其污染物被床體吸附、過濾、分解而達(dá)到水質(zhì)凈化作用。

人工濕地在萍鄉(xiāng)市應(yīng)用較為廣泛，目前上栗縣鄧家洲斷面附近水源村和普化村主體工藝確定即為人工濕地。該技術(shù)投資較小，對水質(zhì)有一定的去除效果，對河水水質(zhì)提升效果優(yōu)于農(nóng)村污水。但缺點(diǎn)也明顯，占地面積較大，在實(shí)際應(yīng)用中，人工濕地進(jìn)水表面負(fù)荷需要小于0.2m2/（m3*d），對污染物濃度較高的地區(qū)，設(shè)計(jì)負(fù)荷需更小，對于占地緊張或者基本農(nóng)田附近不適用。僅僅采用人工濕地難以滿足水質(zhì)連續(xù)達(dá)標(biāo)排放，往往需要與多種處理工藝聯(lián)合使用才可以達(dá)到預(yù)期效果。

3.MBR

膜生物反應(yīng)器通過負(fù)壓抽吸的方式進(jìn)行泥水分離，不需要沉淀池與過濾單元，所以相對來說，膜生物反應(yīng)器占地面積小。同時(shí)用考慮污泥沉降的問題，該系統(tǒng)中MLSS濃度較高，所以系統(tǒng)的容積負(fù)荷得到大大的提升，系統(tǒng)的抗負(fù)荷能力也會(huì)非常的強(qiáng)，處理效率得到大幅提升。

耗電量大，再加上農(nóng)村運(yùn)維人員基本屬于本地農(nóng)民，缺乏系統(tǒng)培訓(xùn)與技術(shù)支持，因此技術(shù)對自動(dòng)化程度要求較高。實(shí)際使用時(shí)，由于復(fù)雜原因，使得在實(shí)際應(yīng)用上未能按照最理想情況建設(shè)，因此膜絲使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常使用壽命，再加上后期運(yùn)行管理不足，很多膜生物反應(yīng)器建設(shè)之后長期處于閑置狀態(tài)。

（二）蘆溪縣處理工藝

1.AAO

AAO是在厭氧及好氧池中間增加一級缺氧池，該工藝可以進(jìn)行同步脫氮除磷，缺氧池中的聚磷菌在缺氧狀態(tài)下釋放磷，在好氧狀態(tài)下過量的吸收磷，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。AAO工藝在缺氧池中通過兼氧脫氮菌的作用，利用水中的BOD5作為碳源，將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮?dú)庖萑氪髿庵校赃_(dá)到脫氮目的。該工藝目前在蘆溪縣應(yīng)用較多，連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)較好。近年來，萍鄉(xiāng)處于高速發(fā)展階段，吸引著周邊大量人才趨之若鶩，使蘆溪縣人口流動(dòng)頻繁，多數(shù)處理終端水量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，出水波動(dòng)大，使山口巖水庫水質(zhì)長時(shí)間在臨界邊緣徘徊。

2.復(fù)合介質(zhì)

復(fù)合介質(zhì)生物濾器是浙江大學(xué)水環(huán)境研究院通過十余年研究、開發(fā)的用于農(nóng)村生活污水高效、低耗處理的實(shí)用技術(shù)。復(fù)合介質(zhì)生物濾器的填料有鐵、石灰石、生物材料、微生物菌種、碳源緩釋材料等，按一定比例混合，通過多介質(zhì)填料，在特定的密閉系統(tǒng)內(nèi)形成多個(gè)交錯(cuò)性好氧與厭氧的微處理單元，污水通過多級反應(yīng)單元內(nèi)微生物以及土壤吸附的相互作用，去除水中的有機(jī)污染物。該技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)的人工濕地占地面積大、運(yùn)行負(fù)荷低、濕地易堵塞等問題，還極大地提高了反應(yīng)器的處理效率和穩(wěn)定性，工程結(jié)構(gòu)簡潔，處理效果好，該處理過程無需動(dòng)力和藥劑，只需利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就能實(shí)現(xiàn)智慧治水，可無人值守，管理方便。采用該技術(shù)在合適的水力負(fù)荷和污染負(fù)荷運(yùn)行情況下，CODCr、氮、磷的去除率可穩(wěn)定在85%、80%、90%以上，目前蘆溪縣已完成19座復(fù)合介質(zhì)生物濾器的建設(shè)并投入使用，日處理量3500m3，出水效果良好，水質(zhì)可達(dá)地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，為山口巖水庫水質(zhì)的保障作出了重要貢獻(xiàn)。

四、結(jié)論

蘆溪縣近年來實(shí)施的其他水利、環(huán)保工作完成后，改善了周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)居住環(huán)境，并保障了居住安全。袁河流域水環(huán)境綜合治理工作的完成對改善水質(zhì)，預(yù)防傳染病、提高人民健康水平起到重要作用。同時(shí)該工作能從源頭上根除污染，杜絕污染源直接匯入地表水內(nèi)，也對山口巖水庫水質(zhì)的提升具有至關(guān)重要的意義。

注釋

①蘆溪縣全域水環(huán)境治理示范工程建設(shè)項(xiàng)目可研報(bào)告.20200815。