合肥市兆河流域農村生活污水處理淺析

李保建 余 俊

（中國電建集團江西省電力設計院有限公司 江西南昌 330096）

引言

近年來，合肥市在促進新型城鎮化建設方面強調城鄉一體、統籌發展，在新農村建設以及美麗鄉村建設等很多方面做出了很多努力，較大地改善了鄉村面貌，明顯地提升了居住環境，村民幸福指數進一步提高，社會經濟發展向好。農村生活污水的直接排放，使自然水體遭受污染，使當地居民的生活質量降低，同時威脅著廣大農民群眾的身體健康，制約了農村經濟的健康發展[1～6]。為了進一步提高人民生活水平、保護環境質量，治理農村生活污水迫在眉睫。

本次研究通過分析合肥市典型農村的生活污水特點，選擇合適的處理工藝，進而改善農村污水無組織排放，構建兆河流域農村污水收集處理系統，根據環巢湖流域環境保護規劃確定項目的特定目標，從根本上提高兆河流域水環境質量，為建設“美麗鄉村”助力，最終為實現環巢湖流域建設的終極目標添磚加瓦。

1 排水現狀及問題

1.1 排水現狀

兆河流域農村生活污水主要來源于日常生活中的衛生間污水、廚房洗刷污水以及洗浴洗衣污水。村莊分布較分散、排放面源污染范圍較大，同時各村給水及排水設施不同，農村生活污水在水質、水量以及排水方式有其自身的特點。

（1）水質特點

農村生活污水污染物濃度低、變化大，污染物中含有一定量的氮和磷，基本不含重金屬、有毒有害物質，同時具有水質波動較大、可生化性好的特點。

（2）水量特性

農村人口居住較為分散，人口數量相對較少，因此污水量相對較小，水量變化比較明顯。農村污水日變化系數一般在3.0～5.0 范圍內，在某些變化較大的情形下可達10.0 以上。農村污水排放量和居民生活規律相近，夜間污水量小，白天比早晚小，農村污水一般在上午、中午、下午各存在一個高峰時段，夜間排水量通常較小，有時還會出現斷流的情況，因此農村污水排放有不連續性的特點。

（3）排水形式

兆河流域農村排水設施尚不完善，2013 年-2017 年中心村已建設污水系統，2018 年-2020 年大部分自然村污水為散排，具體排放形式有以下3 類：（1）2013 年-2017 年中心村中靠近市政管網的中心村，污水接入市政管網，但存在雨污合流問題。（2）2013 年-2017 年中心村中的其余中心村均敷設污水管道，污水通過管網收集至已建污水處理站，由于缺乏定期的維護管理，污水處理站及管網均存在不同程度的問題。（3）其余中心村及村莊道路旁有排水暗渠或明渠，村莊周邊有坑塘，村民通過自行修建排水管將住戶家里的廚房、衛生間及洗浴室的污水直接排入排水渠、灌溉渠、坑塘或田地，對村內環境造成嚴重影響，同時影響了村莊整體的環境和衛生狀況，不能滿足村莊污水排放要求。

1.2 存在問題

（1）污水收集系統和污水處理系統不完善，污水收集率低、處理率低。區域內大部分村莊尚未建設污水收集系統和污水處理站，生活污水未經處理，直接排放，對村莊周邊環境造成污染，影響地下水水質。

（2）存在雨污合流現象，不利于后期污水處理。區域內部分村莊現狀已建污水收集系統為雨污合流制，不但對村莊環境造成不利影響，同時也不利于對污水的進一步處理，影響污水處理站的正常運行。

（3）現狀污水排水管（渠）道存在不同程度的損壞、堵塞現象，造成污水排放不暢。無法收集處理，污染地下水，不能滿足環境保護要求。

（4）區域面積大，地形復雜，不利于污水的統一收集處理。農村地區區域面積大，區域內地形地貌復雜，不同地區村莊布局特點、居民生活習慣和用水設施條件差異較大，特別是自然村分布十分分散，不利于污水的統一收集和處理。

（5）已建成污水處理設施，工藝多樣，標準不一，處理效果參差不齊。部分中心村已建成一定數量的污水處理設施，但工藝多樣、標準不一、工程質量、處理效果參差不齊，同時由于配套管網不完善，進水濃度低，大大降低了污水處理設施的工程效益。

（6）建設時缺乏統一規劃，后期運營管理能力不足，造成資源浪費。農村地區缺乏專業的技術人員，運營管理能力不足，排水設施有人建無人管，運行成本高、管理復雜，造成一定程度的資源浪費。

2 處理工藝的選擇

2.1 進出水水質

2.1.1 進水水質預測

本次研究中，污水處理廠進水水質均為生活污水，根據排放地點、水質特點等，排水類型可分為廁所污水、洗浴污水以及廚房廢水。同時，根據實際調查以及監測結果可以發現，廁所排水COD 濃度最高，同時伴有臭味；洗衣、廚房排水COD 濃度也很高；洗浴排水COD 濃度相對較低，其他指標值也較低。居民生活污水水質應根據調查資料確定，或參照臨近城鎮、類似居住區的水質確定。由于缺乏各鎮的實際排放污水水質資料，本工程生活污水水質無法由調查資料確定，本次污水水質的預測采用參照對比方法，確定生活污水水質。根據各鄉鎮鎮區地形地貌、人口規模、發展速度、工業企業分布等現狀特點，參考典型農村生活污水水質以及部分實測資料，作為進水水質取值依據。

（1）住房城鄉建設部2017 年4 月頒布了《農村生活污水處理設施技術規程》（征求意見稿），技術規程推薦農村生活污水水質取值范圍如表1 所示：

表1 農村居民生活污水水質參考取值（單位：mg/L）

（2）中南地區推薦的村鎮污水水質指標

住房城鄉建設部于2010 年9 月發布了關于《中南地區農村生活污水處理技術指南》，匯總了中南地區多地村鎮的污水水質資料后推薦的水質如表2 所示：

表2 村鎮生活污水水質參考取值（單位：mg/L）

（3）安徽省住房和城鄉建設廳2013 年9 月頒布的《安徽省農村污水處理適用技術（試行）》，其中推薦農村生活污水水質取值范圍如表3 所示：

表3 安徽地區農村生活污水水質范圍參考取值（單位：mg/L）

（4）白湖監獄管理分局、盛橋鎮等實測生活污水水質數據，如表4 所示：

表4 實測現狀鄉鎮生活污水水質（單位：mg/L）

綜合以上幾種污水水質預測方法，參照白湖監獄管理分局、盛橋鎮等實測生活污水水質數據，確定兆河流域農村生活污水的進水水質指標如表5：

表5 兆河流域農村生活污水進水水質（單位：mg/L）

2.1.2 出水水質標準

農村生活污水治理排放標準應按照當地環境保護行政主管部門或行業主管部門規定的生活污水排放標準執行，在沒有排放要求的農村地區，應按受納水體環境功能分區、村莊類型、設施類型、規模以及污水處理模式，確定出水控制標準。根據合肥市該區域總體規劃及兆河水功能規劃要求，兆河水質應達到《地面水環境質量標準》中Ⅲ類水體，針對兆河流域農村實際情況，污染物排放濃度控制標準如下：

（1）納入鄉鎮集中污水處理廠治理的村莊，污水排放執行《污水排入城鎮下水道水質標準》（GB/T31962-2015）。

（2）對于采取集中治理模式，建議處理后出水再經過濕地、溝渠以及水塘等，進一步處理后排入收納水體，兆河中心村集中采用《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）的一級A 標準，其余均采用一級B 標準。

（3）對于采取分散治理模式，處理后出水直接排入自然水體時，出水水質要達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）的一級或二級標準；處理后出水用于農用灌溉時，污水出水出水水質要達到《農田灌溉水質標準》（BG5084-2005）。

2.2 處理工藝選擇

2.2.1 集中污水處理工藝

為達到污水處理廠站高效穩定運行和基建投資省、運行費用低的目的，因地制宜的結合當地自然、土地條件等，優化組合處理工藝，同時考慮廠站運行管理方便，運轉方式靈活，可根據不同的進水水質，調整運行參數和工況，目前國內農村常用的污水一體化設施基本為多種工藝模塊組合，結合安徽及合肥市該區域農村地區的現場調查情況，通過對各種工藝進行比選，在保證水質達標的要求下，使污水處理設施占地面積、投資均較小，且生物脫氮除磷效果好，最終確定采用A2O+人工濕地污水處理系統。

A2O 生物池總水力停留時間10h～16h，其中厭氧池停留時間1.5h～2.5h，缺氧池停留時間2h～4h，好氧池停留時間6.5h～9.5h；有效水深4.0m～6.0m；池內污泥濃度2500mg/L～4500mg/L；二沉池的表面水力負荷＜1.0m3/（m2·h）。

2.2.2 分散污水處理工藝

（1）化糞池

化糞池是一種小型污水初級處理構筑物，利用沉淀、厭氧微生物發酵原理，主要作用是去除糞便污水或其他生活污水中的懸浮物、有機物以及病原微生物。化糞池的沉淀作用可去除大部分懸浮物，而微生物的厭氧發酵作用能有效地降解部分有機物，池底沉積的污泥可進一步利用為有機肥料。污水經過化糞池，不但能很好地防止污水管道被堵塞，同時可降低后續污水處理單元的有機污染負荷。但需要注意的是，化糞池結構簡單、處理效果有限，出水不能直接排放自然水體，一般需經后續生物處理單元進一步處理后才能排放。

（2）人工濕地

人工濕地根據自然濕地模擬的人工生態系統，利用自然生態系統中的物理、化學以及生物的三重協同作用來實現對污水的凈化，是一種由人工制造和監督控制的、類似沼澤的地面。按水流方式可分為水平潛流濕地、垂直潛流濕地、表面流人工濕地，人工濕地技術可作為農村生活污水處理后的深度處理技術使用。結合當地的進水水質、出水水質要求以及可用場地面積，本此研究采用水平潛流，水平潛流水力負荷選用0.25 m3/m2·d，長寬比在3:1 以內。

結語

本次研究中，分散式污水處理模式采用化糞池+人工濕地處理后排放，污水處理效果有限，盡量不要采用。集中式污水處理模式可去除水中污染物，但部分處理設施投資偏大且后續運營維護管理存在問題較多，有條件的地區應盡可能完善城鎮排水管網，以便于周邊的農村污水接入，統一進入城鎮污水處理廠處理。

隨著我國人民環境意識逐步增強，農村生活污水處理問題逐步走入了公眾視野，通過農村污水治理工程的建設，從而改善村容村貌，扎實推進美麗鄉村建設，創建良好的人居環境。農村污水的治理難度較大，在治理過程中，要綜合考慮地域特點，從農村的實際特點出發，進行技術經濟分析和比較，選擇簡單、經濟、有效的處理工藝。同時，工程驗收合格的污水處理設施，應對其出水水質進行后續監測，對其實際處理效果做出有效評估，以便進行后續的技術推廣及應用。