江蘇省太湖流域農(nóng)村生活污水處理設施建設情況剖析

龍珍　張亞平　管永祥　朱光燦　周永蘇

摘要 農(nóng)村生活污水處理設施的建設作為農(nóng)村水環(huán)境整治的主要項目之一，是使得農(nóng)村生活污水得到有效處理的基本保障，是切實改善農(nóng)村水環(huán)境的關鍵。根據(jù)對江蘇省太湖流域農(nóng)村生活污水處理設施建設情況的充分調(diào)研，介紹了目前農(nóng)村生活污水處理設施的建設情況，重點探討了其建設主題、動力類型和工藝原理。

關鍵詞 太湖流域；農(nóng)村生活污水；處理設施；動力類型；工藝原理

中圖分類號 S181.3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）11-220-05

太湖流域作為我國人口最稠密和經(jīng)濟發(fā)展最有活力的地區(qū)，在農(nóng)村經(jīng)濟快速發(fā)展和人口不斷增長的同時，生活污水排放量也在逐年增長。然治污水平的相對滯后導致大量未經(jīng)處理的生活污水任意排放，農(nóng)村環(huán)境污染問題日趨嚴重，生活污水已然成為流域水體的重要污染源之一[1-2]。2007～2012年江蘇省太湖流域新建農(nóng)村生活污水處理設施3 580多處，受益農(nóng)戶近50萬戶，為太湖筑起了“天羅地網(wǎng)”式的無形堤壩[3]。筆者通過對太湖流域蘇州、無錫、常州等地區(qū)3 000多處農(nóng)村設施點進行調(diào)研，分別從建設主題、動力類型、工藝原理等方面介紹太湖流域農(nóng)村生活污水處理設施建設情況。

1 調(diào)研區(qū)域概況

1.1 調(diào)研區(qū)域污水基本特征農(nóng)村生活污水是農(nóng)村居民在日常生活和家庭養(yǎng)殖等過程中產(chǎn)生的污水總稱。農(nóng)村生活污水包括洗浴、洗衣、廚房炊事廢水和廁所污水以及家養(yǎng)畜禽糞便、廢水等[4]。與城鎮(zhèn)生活污水相比，農(nóng)村生活污水濃度低，基本不含重金屬和有毒有害物質(zhì)，含有一定的氮磷，水質(zhì)波動不大，可生化性好。但農(nóng)村污水一般沒有固定的污水排放口，排放比較分散，且排放量小，水量變化大[5]。

1.2 調(diào)研對象一般而言，經(jīng)濟發(fā)展水平、區(qū)域地形條件以及居民生活習慣等是影響農(nóng)村生活污水排放及其對環(huán)境影響的主要因素[2]。為有效處理農(nóng)村生活污水，對距離市政污水管網(wǎng)較近、符合高程接入要求的村莊進行污水處理時，采用接管處理模式；對確實不具備接管條件的村莊，則根據(jù)村莊人口規(guī)模、聚集程度、地形地貌、排水特點、排放要求和經(jīng)濟水平等特點，建立獨立設施來處理農(nóng)村生活污水[6-7]。筆者通過現(xiàn)場考察和主管部門訪談（如建設局、水務局、環(huán)保局、農(nóng)林局等）兩種調(diào)研方式對江蘇省太湖流域蘇州、無錫、常州等地進行調(diào)研，共收集匯總3 000多個農(nóng)村生活污水處理設施點，并從多角度探討了截至目前江蘇省太湖流域農(nóng)村生活污水處理設施建設情況，為太湖流域?qū)⒁⑸钗鬯幚砉こ痰霓r(nóng)村提供借鑒。

2 處理設施建設情況探討

2.1 建設主題，建設資金來源

2.1.1 太湖流域水環(huán)境綜合治理項目。

自2007年太湖藍藻事件之后，江蘇省啟動太湖流域水環(huán)境綜合治理實施方案，其措施之一就是要高度重視農(nóng)村生活污水的治理。

方案規(guī)定凡具備接管處理條件的村鎮(zhèn)，應擴大城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)的延伸覆蓋，提高污水集中處理率；不具備接管條件的農(nóng)村地區(qū)，按因地制宜、分類處理的原則，采取微動力、少管網(wǎng)、低成本、易維護的生態(tài)處理模式。

方案重點推廣出水水質(zhì)達到一級B以上標準的處理技術，并計劃于2008～2012年在3 264個自然村建設鄉(xiāng)村生活污水處理工程，農(nóng)村生活污水處理率要達到40%以上；于2013～2020年建設3 600個，污水處理率要達到70%以上[8]。

2.1.2 連片整治示范項目。

在太湖流域水環(huán)境綜合治理的同時，江蘇省又于2010年被財政部、環(huán)保部確定為農(nóng)村環(huán)境連片整治示范省，全面開展以農(nóng)村生活污水治理為主要內(nèi)容之一的農(nóng)村環(huán)境連片整治示范工作，歷時3年。

連片整治技術模式主要包括：①距離城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)近、符合高程接入條件的村莊生活污水應采用接管處理模式；②村莊布局較為分散、人口規(guī)模較小、地形條件復雜、污水不易集中收集的連片村莊，宜采用無動力庭院式小型濕地、污水凈化池和小型凈化槽等分散處理技術；③村莊布局相對密集、人口規(guī)模較大、經(jīng)濟條件好、村鎮(zhèn)企業(yè)或旅游業(yè)發(fā)達的連片村莊，宜采用活性污泥法、生物膜法和人工濕地等集中處理技術，其中，位于自然保護區(qū)、飲用水水源地保護區(qū)、風景名勝區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域的村莊，應按功能區(qū)水體水質(zhì)要求及排放標準處理達標后方可排放。

農(nóng)村環(huán)境連片整治示范項目所需資金由中央、省、市及縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）各級人民政府共同籌集，省、市、縣配套比例由各地根據(jù)實際情況自行規(guī)定，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村、農(nóng)戶的資金投入由縣級人民政府確定[9]。

2.1.3 拉網(wǎng)覆蓋式項目。

繼農(nóng)村連片整治項目之后，2013年下半年財政部、環(huán)境保護部決定啟動覆蓋拉網(wǎng)式農(nóng)村環(huán)境綜合整治試點工作，江蘇省被確定為全國兩個試點省份之一。

為支持試點工作，中央及省級財政將安排獎勵資金40億元并根據(jù)工作進展情況逐年撥付到位。而省以上的補助資金獎補標準為：蘇南地區(qū)每個行政村補50萬元、蘇中地區(qū)每個行政村補70萬元、蘇北地區(qū)每個行政村補80萬元。據(jù)了解，江蘇省財政將在不改變現(xiàn)有專項資金管理渠道和管理體制的情況下，對2014～2017年中央及省級村莊環(huán)境整治引導資金、農(nóng)村環(huán)境綜合整治資金、太湖水污染治理引導資金等12項用于農(nóng)村環(huán)境的資金進行整合，集中投入。省以上獎勵資金下達到市、縣后，由市、縣政府統(tǒng)籌用于農(nóng)村環(huán)境綜合整治[10]。

2.2 處理設施建設概況

2.2.1 處理設施分布情況。

經(jīng)分析，在太湖流域蘇州、無錫、常州等地區(qū)收集匯總的3 000多個農(nóng)村生活污水處理設施具體分布情況如圖1所示。由于該研究的后續(xù)研究主要圍繞建立獨立設施的農(nóng)村生活污水處理項目展開，因而舍去采用接管模式的調(diào)研樣本后制得圖2，即圖2為建設獨立設施的調(diào)研樣本地區(qū)分布。又由于蘇州部分調(diào)研樣本未能得知其具體污水處理工藝，故在圖2基礎上去掉該部分數(shù)據(jù)制得圖3，以后數(shù)據(jù)分析中也作此處理。

由圖1～3可知，蘇州總調(diào)研樣本較多，占總調(diào)研樣本的一半以上，但其接管數(shù)和未知工藝的調(diào)研樣本也最多。舍去各市接管處理模式和未知工藝的數(shù)據(jù)后，蘇州、常州、無錫3個大市的調(diào)研樣本數(shù)量相差不大，調(diào)研樣本分布較為均衡，而南京只對江寧地區(qū)作調(diào)研訪問，因而數(shù)量相對較少，鎮(zhèn)江也只有句容2個調(diào)研樣本，調(diào)研樣品數(shù)較少。

2.2.2 處理設施工藝類型。

2.2.2.1 按工藝原理分類。

經(jīng)調(diào)研分析，農(nóng)村生活污水處理設施按其工作原理分類，主要可以分為以下五大類：活性污泥法、生物膜法、生態(tài)法、生物+生態(tài)法以及MBR工藝，其中活性污泥法主要指SBR工藝，而生物膜法則包括AO、接觸氧化法、生物濾池等工藝。

筆者將圖3中的調(diào)研樣本按其工作原理分類，制得圖4。由圖4可知，絕大部分工藝都運用了微生物來處理農(nóng)村生活污水，其中50%以上的污水處理設施利用了生物+生態(tài)的方法來處理生活污水，這主要是因為生活污水的B/C較高，生化性能好，利用微生物降解水中的污染物能取得較好的治理效果；另外，由于生態(tài)系統(tǒng)本身具有一定的自凈能力，對污水處理起到一定的作用，因而將生態(tài)系統(tǒng)納入污水治理環(huán)節(jié)可改善水質(zhì)，提升污水處理效果。但生態(tài)系統(tǒng)有其特定的環(huán)境容量，自凈能力有限。因此，若僅僅運用生態(tài)系統(tǒng)處理污水，其效果可能不夠理想，不及生物與生態(tài)聯(lián)合的治理效果，因而應用數(shù)量相對較少。

2.2.2.2 按動力類型分類。

將污水處理設施按其消耗能量分類，主要可分為以下3種類型：無動力、微動力和有動力。無動力類型是指不需要消耗電力能耗的處理技術，其典型工藝有土壤滲濾等；微動力類型是指在工藝中加入了泵，有較小能耗；有動力則是指在工藝中加入了泵和充氧設備，如曝氣裝置，能耗較大。

筆者將圖3中的調(diào)研樣本按其動力類型分類，制得圖5。由圖5可知，92%以上的污水處理設施都有動力裝置，包括微動力和有動力，即至少在處理過程中添加了泵，而只有不到8%的工藝沒有動力裝置，這可能是由于無動力裝置存在系統(tǒng)污泥堵塞、處理效果不佳等缺點，因而運用較少。另外，從圖5可知，近72%的工藝都是有動力工藝，有動力是目前生活污水處理的主要手段。

2.2.2.3 設施建設數(shù)量1%以上工藝詳解。

為深入了解江蘇省太湖流域農(nóng)村生活污水處理設施建設情況，筆者也對處理設施名稱作了全面調(diào)研。經(jīng)過整理，提取了占調(diào)研樣本1%以上的農(nóng)村生活污水處理工藝，如圖6所示。由于部分處理設施工藝原理相同，

圖6中所示工藝種類已做合并歸納處理，其具體情況如表1所示。從圖6和表1可知，占調(diào)研樣品1%以上處理工藝中絕大多數(shù)都運用了微生物來降解生活污水中的污染物，大部分污水處理流程有濕地處理環(huán)節(jié)，即運用生物+生態(tài)工藝，與圖4分析結論一致。

2.3 城市詳解

2.3.1 蘇州大市。

蘇州大市主要包括常熟、昆山、張家港、太倉、吳中區(qū)和吳江區(qū)等地。截至2013年底，蘇州市共完成1 700多個自然村莊生活污水治理。其中47.27%的自然村采用接管處理，52.73%建立獨立處理設施。筆者對獨立設施按動力類型和工藝原理進行分析，結果如圖7所示。由圖7a可知，蘇州市污水處理設施90%以上都是有動力工藝，即在污水處理過程中添加了泵和曝氣裝置，6%以上是微動力工藝，只有不到3%的工藝采用無動力裝置。有動力工藝有助于增加水中氧氣含量，有利于污染物的降解，是蘇州的主流工藝。

由圖7b可知，蘇州市運用工藝類型較多，5種主要工藝類型均有涉及，其中運用活性污泥法的處理工程占蘇州調(diào)研樣本的42%以上，是蘇州市運用最廣泛的工藝原理。其次，生物膜法、MBR工藝以及生物+生態(tài)法也運用較多，只有純生態(tài)工藝不到3%，運用相對較少。

2.3.2 無錫大市。

無錫大市主要包括宜興和江陰等地，該次調(diào)研走訪共收集調(diào)研樣本480多個。筆者將這些工藝按動力類型和工藝原理進行分析，結果如圖8所示。

由圖8a可知，無錫市近57%的污水處理設施運用了有動力工藝，30%以上的工藝運用微動力裝置，而12%左右的設施是無動力工藝類型。與蘇州市相比，無錫市有動力工藝類型所占比例要少，但其仍占據(jù)了超過無錫市調(diào)研樣本一半的比例，是無錫市主要工藝動力類型。微動力其次，無動力占據(jù)比例最少。

由圖8b可知，無錫市污水處理設施建設情況與蘇州市類似，均涉及了5種工藝類型。但無錫市運用最廣泛的是生物+生態(tài)法，即在微生物處理生活污水后，增加了生態(tài)系統(tǒng)對污水的處理作用，達到技術上的互補，這可能也是無錫市微動力技術使用比例相對較多的原因之一。

2.3.3 常州大市。

常州大市主要包括金壇、溧陽和武進地

區(qū)，該次調(diào)研共收集調(diào)研樣本600多個。同樣，筆者將這些工藝按動力類型和工藝原理進行分析，結果如圖9所示。

由圖9a可知，常州市污水處理設施同蘇州市、無錫市類似，有動力同樣是主流工藝類型，而其微動力與無動力也都占據(jù)一定比例，均在10%以上，同無錫市類似。

而由圖9b可知，常州市污水處理工藝主要工藝類型也同無錫市類似，是生物+生態(tài)法，占據(jù)調(diào)研樣品81%以上，且其總體工藝原理比較集中，只涉及3種工藝原理，不含活性污泥法和MBR工藝。

2.3.4 南京江寧。

該次調(diào)研在南京市只對江寧地區(qū)進行了走訪，共收集調(diào)研樣本180多個。筆者將這些

工藝按動力類型和工藝原理進行分析，結果如圖10所示。

由圖10a可知，南京江寧地區(qū)同蘇州、無錫、常州市類似，均是有動力工藝為主流工藝，微動力次之，無動力占據(jù)最小比例。

而由圖10b可知，南京江寧地區(qū)污水處理設施的主流工藝是生物膜法，占據(jù)比例接近調(diào)研樣本的一半；而生物+生態(tài)法所占比例為47%以上，與生物膜法接近，運用數(shù)量也較多。

3 結語

農(nóng)村污水處理設施建設是江蘇省農(nóng)村生活污水處理的重要環(huán)節(jié)，也是太湖流域農(nóng)村環(huán)境整治的重要內(nèi)容之一，其先后經(jīng)歷太湖流域水環(huán)境綜合治理項目、連片整治項目以及拉網(wǎng)覆蓋項目，建設數(shù)量較多，涵蓋范圍較廣。筆者通過實地調(diào)研和綜合分析，了解到農(nóng)村生活污水處理設施總體以有動力為主要動力類型，微動力次之，無動力運用較少；污水處理工藝名稱較多，但主要原理有5種，分別為活性污泥法、生物膜法、生物+生態(tài)法、純生態(tài)法以及MBR法，總體以生物與生態(tài)結合方式運用最為廣泛。但由于各調(diào)研城市水質(zhì)不同、環(huán)境不同、設施涉及人口不同（即規(guī)模不同）、城鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展狀況不同等因素，各城市所選工藝種類也有所差異，所占比例也各不相同。

該研究以期對太湖流域?qū)⒁⑥r(nóng)村生活污水處理設施的地區(qū)提供借鑒，對當前正在積極推進的農(nóng)村污水環(huán)境治理工作有一定的幫助。

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