村镇生活污水问题及解决方案的思考吴军

13水工业市场2011年第5期由于村镇居住区域性集中以及改水改厕的普及，村镇生活污水经化粪池预处理后排放或直接排放已经成为村镇水环境恶化的主要原因。以太湖地区为例，村镇生活污水对太湖污染“贡献率”中氮占35.35%，磷占59.65%。我国农村生活污水问题具有分散不易收集，农村经济基础相对薄弱、缺乏专业管理人员以及南北气候及地域特征差异大的特点。发展适合我国国情的农村生活污水处理技术，对社会主义新农村建设，缓解水资源短缺矛盾，改善农村生态环境，以及提高农民生活质量均具有重要意义。一、村镇生活污水的收集水污染控制首先要解决污水收集的问题。因为村镇居住的特点不同于城市，总体表现为人口密度较小，居住相对分散但已出现区域集中的趋势，所以解决生活污水收集问题的方案也有所不同。首先要根据居住的分散程度确定污水收集和处理的分散程度问题。目前笼统称之为村镇生活污水分散处理的概念主要还是以自然村或镇为单位的污水收集和处理，并没有根据村镇居住具体的分散程度确定昀优的污水收集和处理的分散程度。虽然目前开展生活污水治理的村镇大多数有较强经济实力，居住以村为单位区域集中的特点比较突出，但是从村镇水环境治理长远发展考虑，比较偏远、居住比较分散的村镇也应该纳入治理的规划。分散程度不能只满足于到自然村，根据具体的居住分散程度可能需要分散到几户甚至是单户的程度。如果到了单户的分散程度，就不存在敷设室外排水管道收集污水的问题了。村镇生活污水收集的另外一个焦点是如何确定排水村镇生活污水问题及解决方案的思考文/吴军（南京大学环境学院污染控制与资源化国家重点实验室）吴军，博士，副教授，南京大学环境学院环境工程系，污染控制与资源化国家重点实验室。14SPECIALTOPIC　专题水工业市场2011年第5期体制的问题，从污染控制的角度去选择，当然是分流制优于合流制，所有污水均能收集并通过处理后排放；合流制的排水体制在雨季时有一部分混合污水是未经处理直接溢流排放的。但是从排水管道管理和维护的角度去考虑，合流制排水体制在村镇条件有明显优势。主要原因是村镇人口密度小，生活污水的设计流量小，但根据室外排水的设计规范考虑管道维护的因素，街坊昀小管径不小于200mm，如果采用分流制势必存在设计流速偏低，管道容易淤塞的问题；如果采用合流制可以利用雨季大流量雨水的冲刷过程对排水管道进行不定期的维护。对于部分混合污水未经处理直接排放的问题，从混合污水的浓度已经达标以及村镇环境富余容量较大的特点考虑，应该不是制约合流制应用的主要矛盾。二、村镇生活污水分散处理技术现状和存在问题国内外的经验证明，采用村镇分散处理模式是解决村镇生活污水污染控制问题的昀佳方案。国外引进或国内研发了许多针对村镇生活污水分散处理的技术，如土地处理，高效藻类塘，蚯蚓生态滤池，日本的净化槽技术，以及生物生态组合工艺等。国内研发技术的模式是厌氧、好氧及自然生态处理系统组成即生物生态组合工艺，运行管理简单，处理效果好，但还存在处理流程较长，维护管理要求较高，自然生态处理系统占地面积较大，处理效果受气候及植物生长周期影响较大等问题；引进日本的一体化地埋式生活污水分散处理技术虽然占地面积小，处理效果好，但设备投资大，运行费用高，需要专业人员进行定期管理和维护。各种分散式生活污水处理技术均有工程应用，以江苏省为例介绍分散式生活污水处理技术的应用情况及技术经济比较（表1，表2）。净化槽处于少量引进和试验阶段，目前农村的经济发展水平还不适于其大规模的应用；土地处理在农村生活污水的处理工程中应用较广，但其占地面积过大的缺陷限制了其在土地资源紧张地区的应用；各种组合工艺在江苏地区得到广泛应用；我们自己开发的腐殖填料滤池技术（HF工艺）已经在多项工程实践中得以应用和验证。根据走访江苏村镇生活污水处理设施的情况，我们认为应该关注几个问题：1、分散式生活污水处理设施通常距离居住区较近，开放式的工艺及噪音大的设备不宜采用。比如很多处理设施采用敞开式的接触氧化工艺，系统运行时散发的气味严重影响附近居民的生活质量。2、自然生态处理工艺对保证氮磷达标是非常有效的，但需要有效维护，否则观感和实际处理效果均会打折扣。很多村镇的人工湿地单元都出现堵塞短流现象，植物也是参差不齐。3、考虑到村镇维护管理水平较低的特点，应尽量选择管理要求低，设备少的工艺，盲目追求高新技术不符合中国村镇的实际。简单地将城市污水处理技术移植到村镇污水处理领域是不合理的。4、应充分利用自然的地形地貌应用生态处理技术，同时尽可能实现水资源的回用。比如处理后尾水回用灌溉农田、作景观水、冲厕、洗车等等。三、分散式生活污水处理技术发展方向我们理解的中国村镇生活污水分散处理技术发展趋势可以归纳为“一省（投资省）；二低（运行成本低）；三好（处理效果好）；四易（管理维护容易）”，全面实现这四个目标正是村镇生活污水分散处理技术发展的困难所在。我国幅员辽阔，在农村选择适宜的生活污水处理技术时应该因地制宜，综合考虑当地的地形地貌、水文和气候条件以及经济发展水平等因素。在经济发达、人口密集地区，可以采用占地较少的处理技术，如地埋式一体化处理技术；而在土地资源相对充足的地区，则可以采用处理效果较好，尤其是脱氮除磷能力强的新型土地处理技术以及相应的组合工艺。对于分散程度大的村镇需要研发以户为单位的处理技术和设备。我们现在推广的HF工艺在投资、运行管理和成本方面表现优异，同时也正在开发以户为单位的家用生活污水分质分流15水工业市场2011年第5期地点采用技术设计处理能力（m3/d）投入运行时间南京江宁区厌氧滤池-氧化塘-生态渠52.52007宜兴大浦镇厌氧-跌水充氧接触氧化-人工湿地5-102004无锡惠山区厌氧-跌水充氧接触氧化-人工湿地90无锡惠山区厌氧-滴滤-人工湿地20宜兴大浦镇厌氧-滴滤-人工湿地5、72004，2005南京六合区厌氧-接触氧化-人工湿地42.5苏州吴中区厌氧滤池-好氧滤池-地埋式氧化沟2002007宜兴大浦镇高效藻类塘102004无锡太湖净化槽6-202003镇江扬中腐殖填料滤池（HF工艺）100，750，602009，2010，2011表1　分散式生活污水处理技术工程应用情况（江苏）序号项目一体化处理设备(欧洲、日本)厌氧+好氧+自然生态组合工艺HF工艺（有回流）1应用情况国内很少国内较多试点国内部分试点2出水水质一级B二级、一级B一级B3剩余污泥多少量不产生4工艺流程复杂一般较简单5管理与维护复杂一般较简单6二次污染剩余污泥剩余污泥、臭气和蚊蝇废气高空排放7维修需要专业人员一般简单8电耗、药耗药剂耗量较大，能耗高能耗低，不投药能耗低，不投药9占地面积中等较大中等10吨投资(元/(m3/d))人均投资1万元RMB3000-40003000-400011吨运行费用(元/m3)0.5-0.80.20.1表2　生活污水分散处理工艺技术经济比较处理技术和设备，期望形成一个村镇生活污水系列解决方案。我国农村分散式生活污水处理技术的发展，在设计规模上应具备一体化设备可大可小的特点，要求结构紧凑，且小规模处理系统可实现设备化；在系统构成上通过不同工艺单元的集成实现构筑物的简化，尽量利用当地易于获取的材质，节省工程造价，从而简化管理，降低运行费用；同时还要保证处理效果，特别是氮和磷等营养元素的去除；由于分散式处理一般离生活区较近，臭气及污泥的二次污染控制应该引起高度重视。综上所述，发展有较高水力负荷，并具备小规模设备化特征，多种生物处理单元复合的新型土地处理系统是我国农村生活污水处理技术发展的主要方向。