西部山區農村生活污水處理與資源化利用試點探討

＊李敏 劉慶玲* 李燕 林明奔 謝凱夫 張琪琦

（1.貴州省環境科學研究設計院 貴州 550081 2.貴陽市建筑設計院有限公司 貴州 550081 3.貴州環科環保咨詢有限公司 貴州 550081 4.貴州德潤環保產業有限公司 貴州 550002）

農村生活污水治理是實施鄉村振興戰略的重要任務，是農村人居環境整治和農村環境綜合整治的重要內容。2021年1月，國家發改委等10個部門聯合發布了《關于推進污水資源化利用的指導意見》（以下簡稱《意見》）。《意見》中認為農業農村污水處理是污水資源化利用的三大重點領域之一，應積極探索符合農村實際、低成本的農村生活污水治理技術和模式。2022年1月，國務院印發《關于支持貴州在新時代西部大開發上闖新路的意見》，明確提出“持續實施農村人居環境整治提升五年行動，因地制宜開展農村生活污水處理與資源化利用”。

西部山區農村人口居住分散，經濟欠發達，普遍比較貧困，旱廁使用普遍，生活污水隨意排放，且雨污不分流，普遍沒有排污措施。整體上西部山區農村污水處理技術仍處于探索階段，仍然存在簡單套用城市污水治理模式的現象，造成污水處理費用較高的同時也浪費了寶貴的水肥資源。在這種情況下，開展農村生活污水處理與資源化利用試點工作，探索適宜西部山區農村生活污水處理模式成為當今需要解決的重要任務。

1.我國農村生活污水處理資源化情況簡紹

農村生活污水主要富含氮磷，一般情況不含有毒有害物質，污水治理融入到農業之中，可使氮磷營養鹽成為農業種植的寶貴肥料，農村豐富的土地資源也完全具備消納生活污水中氮磷的能力。從這一原則出發的農村生活污水治理模式應該從傳統的“末端處理”轉變為“就地處理就近資源化”。

我國對農村生活污水處理技術的研究較國外發達國家晚，經濟發達地區采用了實用、合理、低能耗和低運行費用的技術—生態處理系統和生物處理系統來處理污水[1-3]。但在農村生活污水資源化利用方面實際應用較少，更多是在糞便和黑水的資源化利用方面[4-5]。

研究表明，生活污水直接灌溉會對土壤、農作物等帶來不利的影響，而經過適度處理后有助于農作物的生長[6]。張春敏等人認為使用集中式化糞池、穩定塘、厭氧發酵技術（凈化沼氣池、生態溝渠）等適度處理，可以作為云南省山區半山區農灌用水[7]。

浙江省在安吉縣開展了農村生活污水資源化利用研究和推廣示范，控制好水力負荷，農村生活污水經過適當處理后資源化利用作為農灌途徑可行[8]。河北省針對主要使用傳統旱廁和無水式戶用衛生廁所的村莊地區，糞污無害化處理后可就地就近還田循環利用水資源和氮磷資源[9]。

“十四五”期間，農村生活污水治理的關鍵在于是否基于綠色低碳、因地制宜的原則循環利用，采取正確的技術路線和治理方針，推動農村廁所、生活污水處理設施設備和村莊保潔等一體化運行管護，突出欠發達農村地區污水生態治理的方法，走資源化利用之路[10]。

2.農村污水處理資源化試點

(1)資源化利用遵循原則

①整個系統設計參照《貴州省農村生活污水資源化利用指南（試行）》等相關政策的要求，采取綠色低碳、因地制宜的原則；②結合各村組地形特點、周邊院落及農田分布、現有污水處理設施及排水渠道的特點，選用適宜的資源化利用途徑；完善村莊雨污分流，貫徹黑灰分離，保證用水安全；③盡量采用分散式處理方式，因地制宜，一戶一策；④科學安排管網建設計劃，盡量結合近期道路計劃同步實施；⑤盡可能降低工程的總造價和運行管理費用；⑥為減少影響，并便于日后檢修維護，污水管線盡量敷設于已建道路、規劃道路及綠化帶下；⑦為減少運行維護費用，新建污水管應最好采用自流形式。

(2)設計水質水量

①設計水量

根據現場調查，結合項目區村民的生活習慣及實際用水情況確定，用水量，一般在30-80L/人·日。

②設計水質

采用現場檢測、水質類比及適當調整的原則，參考《貴州省農村生活污水處理適用技術指南》（試行），污水處理終端進水水質pH6.5～8.5，CODcr150～400mg/L，BOD5100～200mg/L，NH3-N 20～70mg/L，總磷2.0～7.0mg/L，總氮20～80mg/L、懸浮物100～200mg/L、動植物油10～50mg/L，其中廁所污水單獨經化糞池處理后出水濃度高于表中參考值，動植物油僅針對含農家樂、民宿餐飲廢水的設施。

(3)資源化利用途徑

目前，農村生活污水資源化利用的途徑主要有村民自用、生態消納、農田灌溉三類。

對于貴州山區，喀斯特地貌發育，地下水和地表水互為補給，生態消納受限，農田灌溉是較好的資源化利用方式。本文主要從農田灌溉方面探索資源化利用途徑，可選擇以農業產業為主的村莊作為試點開展，逐步全省推進。村莊選擇為非生態敏感區且農業用水的需求較大，農業灌溉用水大多以引流等方式從外部取水。村民組（聚居區）500m范圍內無農村黑臭水體，地表水、地下水和土壤環境質量滿足相關質量要求，不涉及農村生活污水治理相關環境信訪案件。

(4)技術合理性分析

①農田需水量和水質要求

A.常規水量水質要求

以村民組（聚居區）為單位，按照其土地面積，進行土地需水量測算,取值參考《貴州省行業用水定額》（DB52/T 725-2019）。

B.特殊行業水量水質要求

煙葉產業是貴州省“八大支柱”產業和重點培育的“五張名片”之一，獼猴桃種植面積全國第三[11]，試點村寨可選擇烤煙種植和獼猴桃種植區，便于以后推廣應用。

a.烤煙灌溉水質要求

根據全國煙草種植區劃報告，農灌水中氯離子含量超過30mg/L時會影響煙葉的燃燒性[12]。如果烤煙使用農灌用水，需要定期監測水質，采取措施控制氯離子。

b.獼猴桃種植

《中華人民共和國農業行業標準:獼猴桃產地環境條件(NY5107-2002)》標準中規定了灌溉水質，其中氯化物不能超過250mg/L。

②處理工藝

A.方案1：格柵+“灰水”沉淀池

工藝說明：“黑灰”分離，“灰水”水質較普通生活污水好可經由簡單處理去除SS 及固體垃圾后即可作為農田用水；黑水通過在化糞池中適當添加高效菌劑，實現無害化。優點：投資和運行費用極低；維護簡單，無需管理；占地面積小，抗沖擊負荷能力較好。缺點是處理效率低。

B.方案2：三格凈化池+人工濾料級配土地快濾池

工藝說明：采用三格凈化池可使污水分格沉淀、厭氧消化去除糞便污水或其他生活污水中懸浮物、有機物和病原微生物，人工濾料級配土地快濾池可利用在地表下面的土壤中棲息的土壤動物、微生物、植物根系以及土壤所具有的物理、化學特性將污水凈化。優點：投資和運行費用低；維護簡單，管理簡便；適合小規模分散式污水處理系統。缺點是占地面積過大，處理效率低。

C.方案3：多格厭氧化糞池

圖1 多格厭氧化糞池處理工藝

工藝說明：對于農村黑灰分離不徹底，或需對黑水進行收集引流，對灰水進行收集完善情況，可采用多格厭氧化糞池，經過水解酸化-折流厭氧-接觸氧化等過程中，將污水中的大部分污染物質去除。優點：投資低、運行費用低；維護簡單，管理簡便；適合小規模分散式污水處理系統。缺點是占地面積過大，處理效率低。

D.化糞池（改良型生態調節池）+人工濕地

工藝說明：為節約土地資源，可做成單戶式垂直流人工濕地或多戶式集中灌溉系統，配合改良型三級生態調節池分置于各民居的院內，降低傳統工藝對大面積土地的需求。優點是小型化和分散式，增設化糞池由廁改工程實施。缺點是垂直流濕地系統容易堵，需要農戶后期多養護。

若無化糞池，則采用新建改良型生態調節池—污水利用厭氧微生物分解污水中的有機物，主要將污水中的大分子有機物通過厭氧反應分解成小分子有機物，為后續環節降低處理難度。

圖2 單戶式化糞池（改良型生態調節池）+人工濕地系統剖面圖

3.農村污水資源化利用管理建議

(1)加強全過程的監督管理

開展試點，全過程管理，在開始前、進行中、完成、持續運營中定期監測，保證污水處理設施正常運行。

(2)加強經費保障

試點工作應有資金保障，應嚴格資金監管。污水處理設施正常運行后，維護費用要結合鄉村“五治”和鄉村振興工作，可設立治理設施運營管理財政資金專項，同時建議市、縣兩級財政要把經費納入年度預算，拓寬資金籌措渠道。建議出臺政策，治理設施運營管理資金可來源于飲用水源保護區生態補償專項資金、城鎮集中供水排污費等[13]，同時發揮綠色金融支持作用，引導社會資本投入，解決融資難、融資貴問題。

(3)增設環境風險控制單元，做好防范措施

由于農灌具有明顯的季節性和非持續性，且農田接納量有限，可能造成二次污染。因此，在資源化利用項目的實施過程中，應重視潛在風險，增設環境風險控制單元，做好防范措施[6]，在進行還田灌溉時，設置收集池，間斷農灌。喀斯特地區要加強防滲。農業灌溉時，加強生物安全性指標的監測（如出水大腸菌群），特別是在公共衛生特殊期間期間，處理設施增加消毒工序，如采用二氧化氯，條件有限的區域應配有臨時消毒裝置[14]。

(4)加強運行維護

農村生活污水管道做定期檢修排查，定期對污水處理站內的建筑物進行檢修和維護。農村生活污水處理設施管理工作應按照當地排水設施管理相關部門已建立的崗位負責制、安全操作等管理規章制度模式進行管理。結合村規民約，以制度性的管理方式，規范和約束村民對于自家污水系統的維護和運營，避免形成新的污染點。