蕪湖市農村生活污水處理現狀及適用技術分析

摘要 為保護長江生態環境和推動長江經濟帶高質量發展，分析了沿江重要城市蕪湖市農村生活污水污染物處理現狀及存在的問題，總結目前我國農村生活污水生態處理（人工濕地、土壤滲濾、穩定塘、化糞池）和生物處理（生物膜處理、A2O工藝）等主要技術的優缺點及其在蕪湖市的適用性。結果表明，蕪湖市各縣（區）農村生活污水污染物排放量差異較大，污染物排放量為無為市＞南陵縣＞弋江區＞鳩江區＞灣沚區＞繁昌區＞鏡湖區，污染物以化學需氧量和總氮為主。由生物處理技術和生態處理技術組合的工藝比單一的處理技術有較大的優勢，但農村生活污水處理工藝技術的選擇和使用尚存在資金缺口和監管運維不完善等問題。以此提出創新投資運營和管護模式，加強政府企業村民聯動，統籌生活污水處理工程的建設、經營與移交，因地制宜選擇污水處理技術方案的建議，為蕪湖市農村生活污水治理提供參考。

關鍵詞 農村生活污水；治理技術；生態處理；生物處理；適用性；蕪湖市

中圖分類號 X799.3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）21-0054-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.21.011

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Analysis of the Current Situation and Applicable Technologies of Rural Domestic Sewage Treatment in Wuhu City

LUO Mei1，2，GAN Man-qin1，MA Zhong-wen1 et al

（1.Key Laboratory of Farmland Ecology Conservation and Pollution Control of Anhui Province/School of Resources and Environment，Anhui Agricultural University，Hefei，Anhui 230036;2.School of Life and Food Engineering，Fuyang Normal University，Fuyang，Anhui 236037）

Abstract In order to protect the ecological environment of the Yangtze River and promote the high-quality development of the Yangtze River Economic Belt，this paper analyzed the current situation and existing problems of the treatment of rural sewage pollutants in Wuhu City，an important city along the Yangtze River.And it summarized the advantages and disadvantages of the main technologies of ecological treatment of rural domestic sewage （artificial wetland，soil filtration，stabilization pond，septic tank） and biological treatment （biofilm treatment，A2O process） and their applicability in Wuhu City.The results showed that the pollutant discharge of rural domestic sewage was significantly different among counties and districts in Wuhu City.The pollutant discharge was in the order of Wuwei City > Nanling County > Yijiang District > Jiujiang District > Wanzhi District > Fanchang District > Jinghu District.The main pollutants were chemical oxygen demand and total nitrogen.The combination of biological treatment technology and ecological treatment technology had greater advantages than the single treatment technology，however，there were still some problems in the selection and use of rural domestic sewage treatment technology，such as funding gap and imperfect supervision operation and maintenance.In this way，suggestions were put forward to innovate the investment operation and management mode，strengthen the linkage between government enterprises and villagers，coordinate the construction，operation and transfer of domestic sewage treatment projects，and select sewage treatment technical solutions according to local conditions.This study provides a reference for the treatment of rural domestic sewage in Wuhu City.

Key words Rural domestic sewage;Governance technology;Ecological treatment;Biological treatment;Applicability;Wuhu City

基金項目 安徽省哲學社會科學規劃項目（AHSKQ2020D156）；長江生態環境保護修復聯合研究項目（2019-LHYJ-01-0208-15）；農業農村部科技教育司項目（13200232）。

作者簡介 駱美（1987—），女，安徽宿州人，講師，博士，從事農業面源污染研究。*通信作者，教授，博士生導師，從事農業面源污染研究。

收稿日期 2023-12-03

改善農村生態環境是實施鄉村振興戰略的一項重要內容，農村生活污水已成為影響農村水生態環境的重要因素，目前我國農村生活污水治理水平偏低，統計數據表明全國有250萬個自然村，6.7億農村人口，但污水治理率不到10%，與農村生態環境質量改善和扎實推進鄉村振興戰略目標仍有較大距離，需要因地制宜進行農村生活污水治理［1-3］。2018年9月，生態環境部、住房和城鄉建設部聯合印發《關于加快制定地方農村生活污水治理排放標準的通知》，之后我國很多省、直轄市等制訂了適合本地方的農村生活污水處理排放標準，安徽省制定并發布《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB 343527—2019）。近年來，中央1號文件提出加大對農村居住環境和污水治理的重視，有針對性地解決農村生態環境問題，優先解決鄉鎮和中心村生活污水問題［4］。可見，農村生活污水治理是國家層面和地方政府關注的重要問題之一。

蕪湖市位于安徽省東南部，作為長江干流城市，水體污染治理尤為重要。農村生活污水作為水體污染源的重要組成部分，在長江大保護背景下急需治理。筆者分析了蕪湖市農村生活污水現狀及存在的問題，總結了目前國內農村生活污水處理技術優缺點及其在蕪湖市農村地區的適應性，便于推進蕪湖市農村生活污水的污染控制，加強農村生活污水的收集、處理及資源化利用。

1 蕪湖市農村生活污水處理現狀分析

根據蕪湖市2020年統計資料，2019年蕪湖市農村人口241.84萬人，其中鏡湖區5.04萬人、弋江區33.16萬人、鳩江區29.91萬人、無為市74.97萬人、灣沚區28.73萬人、繁昌區21.16萬人、南陵縣48.87萬人。參照《蕪湖市“一主線三減三增七補齊”綠色行動方案》實施情況，蕪湖市對生活污水進行處理的行政村比例為32.86%。同時依據2021年生態環境部發布的《排放源統計調查產排污核算方法和系數手冊》中農村生活污水污染物產生與排放系數，安徽省蕪湖市農村生活污水排放系數為45.54 L/（人·d）。蕪湖市農村生活污水污染物產污強度及污染物綜合去除率如表1所示。

經計算，2019年蕪湖市各縣（區）農村生活污水排放量為4 019.75萬 t，生活污水污染物產生量為28 210.60 t，生活污水污染物排放量為22 458.27 t。2019年蕪湖市各縣（區）農村生活污水污染物排放量如圖1所示。由圖1可知，2019年蕪湖市各縣（區）農村生活污水污染物排放量主要以化學需氧量（COD）為主，全市排放量達到19 476.10 t，占總污染物排放量的86.72%，其次是總氮、氨氮，排放量分別占總污染物排放量的7.97%、4.58%，總磷排放量占總污染物排放量的0.73%。蕪湖市各縣（區）農村生活污水污染物排放量差異較大，污染物排放量為無為市>南陵縣>戈江區>鳩江區>灣沚區>繁昌區>境湖區；無為市農村生活污水中化學需氧量、氨氮、總氮、總磷排放量均為所有縣（區）中最高，而鏡湖區農村生活污水污染物排放量均為最低，受到無為市、鏡湖區農村人口數量影響。

根據蕪湖市農村人口規模、地形地貌和自然經濟條件，農村生活污水處理模式主要分為納入城鎮污水管網、集中式生活污水處理和分散式生活污水處理3類。距離城鎮較近且經濟較為發達的村莊，或者人口集聚程度高的村莊，可接入城鎮污水管網處理；集中處理可通過建設集中污水處理設施；分散處理適用于居住分散、偏僻或經濟不發達的地區。蕪湖市農村生活污水處理技術包括生態處理和生物處理兩大類，生態處理技術主要包括人工濕地技術、土壤滲濾技術和穩定塘技術等，生態處理可以降低管理難度并控制運行成本；生物處理技術主要包括厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝（A2O）、膜生物反應器（MBR）等，利用生物處理可以降低污水中污染物濃度［5-7］。其中A2O技術占蕪湖市污水處理工藝的61%，主要集中在灣沚區，污水設計處理量為50～1 000 t/d，采用A2O工藝后，出水水質一般能夠達到《城市污水再生利用 城市雜用水水質》（GB/T 18920—2002）和《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A標準的要求。

2 蕪湖市農村生活污水處理存在的問題

2.1 政府資金投入不足，投資模式單一

蕪湖市部分縣（區）由于財政資金投入不足，難以長期保持污水處理設施的正常運行。對農村生活污水處理設施的建設、運營、維護以及監管需要長期投入大量的資金，除國家和省級財政補助專項建設資金外，縣（區）各級政府還應配套財政投入。而當前投資模式主要以政府投資為主，較少將與生活污水處理有切身利益的企業和村民等帶動起來，缺乏統籌生活污水處理工程的建設、經營與移交。應因地制宜，改變治理模式，吸引社會資本參與，嘗試選擇市場化運作，采用項目總承包、農村環境綜合整治PPP（public-private-partnership）等模式，提高農村生活污水治理效果。

2.2 污水收集難度大，配套管網建設不完善

蕪湖市農村地區戶與戶間的距離相比城鎮較遠，污水收集面積較大，農村污水收集難度大。農村居民大量外出務工，農村常住人口低于戶籍人口，且分布零散，農村污水處理設施實際進水量低于設計水量。農村居民的日常作息基本一致，生活污水排放時段相對集中，早、中、晚3個時段生活污水排放量相對較大，夜晚居民休息較早，生活污水排放較少。不同季節污水產生量也不同，農忙時污水量高于農閑時，夏季污水量高于冬季，農村生活污水排放明顯區別于城市污水排放，存在明顯的時段性和季節性變化。

完善的管網系統是農村生活污水治理的重要組成部分，蕪湖市存在重主體、輕配套的現象，對污水處理工程主體的建設重視，但忽略了管線、管網的鋪設，如戶內化糞池排出口位置隱蔽，排口位于主路房屋背后難以連接，導致蕪湖市部分農村污水處理工程的配套建設進度完成程度不一，污水無法進入處理設施，或配套設施質量存在問題，污水匯流時漏損嚴重，使得污水處理設施無法達到應有的效果。此外，部分管網建設未設置雨污分流，沒有根據現場實際情況對管網的坡度進行設計，若出現降雨量大或是漲水季節，便會出現水流逆向進入管網的現象，管內的污泥厭氧發酵易產生惡臭。

2.3 有效運維機制不健全，缺乏監督

調研發現蕪湖市各地農村生活污水處理設施運維工作仍存在較大問題。一方面現有的農村污水處理技術存在運行管理復雜，農村缺少專業的管理人才，部分地區以縣級財政支出形式委托第三方專業公司運行維護，部分地區設施建成后，移交給當地鎮政府或村委會或建設單位代管。另一方面部分污水處理設施雖建成但缺乏足夠使用率的現象，后期缺乏穩定的運維費用，致使污水收集管網發生堵塞、地下滲水、雨水混入等情況，部分不能正常運行且排放不達標。如蕪湖市繁陽鎮農村環境連片整治污水處理項目，由于所在地農村僅幾十戶人家，人口外流嚴重，污水處理設施處于間歇運行狀態。農村生活污水處理設施從建設運營到后期維護管理涉及部門較多，各部門間存在協調不順。同時缺乏對農村生活污水處理設施的運行狀況進行監督，設施運維技術力量薄弱，未長年監測出水水質，較難判斷設施是否運行正常，排水存在環境風險。

2.4 農村居民污水處理知識匱乏，環保意識薄弱

農村居民缺乏污水處理技術知識和環保意識。政府應提供政策和人才支持，通過專業人員的觀察、設計、建議和幫助，為當地環境監測站的技術人員提供技術支持，扶持農村污水處理工程開展。加大宣傳力度，定期組織相關的教育活動，進行生活污水排放相關知識和操作的宣教，讓村民對生活污水處理有明確了解，進而提高生態環境保護意識。

3 蕪湖市農村生活污水處理技術可行性分析

3.1 人工濕地技術

人工濕地是一種通過模擬自然濕地的人工生態系統，由人工建造和控制的類似沼澤地面，將沙石、土壤、煤渣等一種或幾種介質按照一定比例構成，并選擇幾種植物植入污水處理生態系統［8］。主要通過基質、微生物植物復合生態系統的物理、化學和生物三重作用實現污水的高效凈化。人工濕地具有投資成本低、運行管理方便、不產生二次污染、兼顧生態和景觀效果、不受農村特殊地形條件限制等優點［9］，人口居住比較分散可使用庭院式小型人工濕地，1～2戶共用一套，人口居住比較集中可使用集中式中型或大型人工濕地系統，就近在住戶附近的空地或者以自然坑塘改造，一般30～100戶可共用一套人工濕地系統。但人工濕地易受地域氣候、系統堵塞、植物選擇等問題的限制［10］。建議蕪湖市居住較為集中、經濟水平較低、土地資源充足的農村地區推廣使用，同時可結合其他工藝來提升污水處理效能，如部分地區采用生物處理+人工濕地組合工藝等，為脫氮除磷的性能提升提供參考，蕪湖市農村地區在采用人工濕地技術處理生活污水時要評估不同基質對生活污水污染成分的去除效率，結合污水產生量來考慮不同基質的組合，以提高人工濕地處理效果。

3.2 土壤滲濾技術

土壤滲濾技術是將污水通過埋在地下的散水管散布到一定面積的人工土中，通過人工強化天然土壤的凈化作用，污水在不同功能結構層濾料中橫向運移和向下滲濾，通過截留、吸附及微生物分解和轉化將污水凈化［11］。該技術以天然土壤為濾料，運維成本低，占地面積較小，維護管理簡便。但是進水負荷小，抗沖擊負荷能力弱，土壤孔隙易堵塞，設計不當會對地下水造成污染［12］。土壤滲漏技術適用于蕪湖市經濟較不發達或農村污水產生量較少的農村地區，利用農村荒地來凈化生活污水，在表土層30 cm左右鋪設防滲土工布或采取其他防滲措施后再回填表土，以防地下水受污染。

3.3 穩定塘技術

穩定塘作為一種天然的或經過人為修整構建的生態池塘，通過對塘內的廢水進行稀釋和沉淀作用，水生植物的吸收作用、微生物代謝作用以及浮游生物作用使得污染物得以降解［13］。該技術具有建造簡單方便、周期短、費用低等優點，并且在使用過程中動力消耗較低，后期運營期不需大量資金。缺點在于建設需一定的占地面積，運行處理周期相對較久，并且進水負荷低，需要一定的預處理設施，受季節波動大，氣溫較低時處理效果不好［14］。所以該技術適用在蕪湖市池塘面積較大、塘泥堆積嚴重的農村地區，且最好與其他工藝組合運用，如生物濾池及人工濕地進行預處理，才能達到較好的處理效果。

3.4 化糞池技術

化糞池是目前排水系統尚不完善的村鎮地區農村廁所污水（黑水）處理的主要方式，主要通過沉淀過濾和生物厭氧發酵作用對糞、尿等生活污水進行預處理，最終達到對污染指標的削減［15］。化糞池構造簡單、造價低廉、管理方便，運行良好的化糞池有助于避免污染物在居住環境的擴散、控制蚊蠅滋生、提供有機肥料，改善出水水質，減少農村水環境污染［16-17］。但是化糞池（尤其是磚混結構化糞池）在使用過程中易出現滲出與泄漏現象，造成地下水污染，同時化糞池需及時清理，以免影響其運行效果。

由于化糞池并不能對污水有較好的處理效果，只能達到無害化、減量化的目的，建議蕪湖市結合農村改廁，化糞池與其他工藝串聯使用。如可在化糞池后設計潛流人工濕地系統，也可在沼氣化糞池后添加厭氧反應器，經處理后的出水水質可達到GB 8978—1996《污水綜合排放標準》中的二級標準。化糞池技術也一直在被研究改進：在選材方面轉變為使用玻璃鋼、PVC塑料板材等為建造材料；在結構方面，結合使用時發現的缺點，不斷改進化糞池的樣式，如在傳統化糞池基礎上添加泛水裝置和生物填料等以構造改良型化糞池、集成式生物化糞池和生態節能型化糞池等。

3.5 生物膜處理技術

生物膜處理技術是利用穩定的生物膜去除污水中的污染物，常見的生物膜技術有生物濾池、生物轉盤和生物接觸氧化［18］。該技術的優勢主要體現在3個方面：①結構穩定，耐沖擊能力強；②污泥產量少，并且不會出現污泥膨脹等問題，運行管理簡單；③工藝結構簡單，施工方便，建設成本較低。但是由于不設置污泥回流，一般來說會依賴于微生物間的同化作用來減少磷的含量，減少效果不明顯，而且生物膜會因為老化而影響其處理結果。目前我國水處理工程中污水廢水水質復雜，水處理膜相關企業提供的水處理膜針對性較強，適用性不足，膜使用壽命短，長期使用后，處理效果降低，加大水處理成本，還可能引發膜污染現象，降低膜的處理效果。所以生物膜技術更適宜于出水水質要求高、經濟較發達的農村地區，不建議蕪湖市農村地區使用。

3.6 A2O工藝

A2O（anaerobic-anoxic-oxic）工藝通過附著活性污泥上的微生物新陳代謝作用，以厭氧區、缺氧區和好氧區的組合來去除污水中有機污染物和氮、磷等，通過固液分離，實現生物污泥與凈化水有效分離［19］。A2O工藝投資費用較少、運行穩定、具有良好的脫氮除磷效果［20］，但A2O設施受降雨量影響很大，A2O工藝也存在一些缺點：如雨污分流不徹底引起的較大水力沖擊負荷、進水水質水量波動大、設施運維工作不到位引起的生物脫氮除磷效果不佳等［21-22］。同時這種污水處理方法如設計或運行不當，可能出現填料堵塞、在局部部位出現死角等問題。

蕪湖市農村已建成的污水處理廠50%以上采用A2O工藝。該工藝要求有穩定的水質和水量，而且對于運行管理的要求也比較高，適合于對氮、磷去除有一定要求，污水產生量較多的鄉鎮集中處理，對于一般的農村污水，更需要采用對運行管理要求不高、對廢水水質水量適應性強的生態處理技術。

4 結論與展望

（1）從農村生活污水處理現狀看，蕪湖市各縣（區）農村生活污水污染物排放量差異較大，污染物排放量為無為市＞南陵縣＞弋江區＞鳩江區＞灣沚區＞繁昌區＞鏡湖區，污染物以化學需氧量和總氮為主。

（2）從農村生活污水處理技術看，農村生活污水處理技術的選擇應是政府、企業和農戶共同作用的結果。由生物處理技術和生態處理技術組合的工藝比單一的處理技術有較大的優勢，但農村生活污水處理工藝技術的選擇和使用尚存在資金缺口和監管運維不完善等問題，應創新投資運營和管護模式，加強政府企業村民聯動，統籌生活污水處理工程的建設、經營與移交。

（3）蕪湖市農村生活污水處理應施行“一村一策”，根據各縣（區）農村現狀，因地制宜選擇污水處理技術方案，旨在實現農村生活污水的良性治理。此外，由于蕪湖市農村地區外出務工人員較多，到春節期間農村人口最多，如何根據蕪湖市農村人口流動性特征設計適宜的污水處理工藝，是重點考慮的方向，這也是全國農村污水處理面臨的共性問題。未來應加強三方面的研究：①農村生活污水治理標準和獎補政策制定的研究；②農村生活污水治理技術選擇的影響因素和設施后期運營管理效率提升的方法；③多種工藝技術的組合與評估，推進技術模式選擇、推廣和應用。

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