溧陽(yáng)市農(nóng)村生活污水治理的模式與經(jīng)驗(yàn)

袁 立

(溧陽(yáng)市水利局， 江蘇 常州 213300)

隨著中國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，農(nóng)村生活污水的排放量不斷增加，成為我國(guó)農(nóng)村污染物的主要來(lái)源之一[1]。加強(qiáng)農(nóng)村生活污水治理、改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略現(xiàn)階段的主要問(wèn)題[2]，也是建設(shè)美麗鄉(xiāng)村的重要內(nèi)容。農(nóng)村生活污水治理是一項(xiàng)包括技術(shù)、管理、組織、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)費(fèi)、政策機(jī)制等多方面的系統(tǒng)工程，這決定了農(nóng)村生活污水必須因地制宜地探索符合實(shí)際的技術(shù)模式、建設(shè)模式、運(yùn)維模式和組織管理模式。

作為江蘇省村莊污水治理試點(diǎn)縣，溧陽(yáng)市政府于2018年組織實(shí)施了農(nóng)村生活污水綜合治理工程，共完成了917個(gè)村莊的生活污水治理任務(wù)，各處理設(shè)施出水的各污染物指標(biāo)達(dá)到了相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

目前，我國(guó)的農(nóng)村污水處理率還不高，而隨著國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的出臺(tái)，農(nóng)村污水治理已經(jīng)成為我國(guó)農(nóng)村人居環(huán)境整治的重點(diǎn)。因此，總結(jié)回顧2018年溧陽(yáng)市農(nóng)村生活污水綜合治理工程的PPP項(xiàng)目模式、治理的技術(shù)路線和核心處理工藝，分析溧陽(yáng)市農(nóng)村生活污水處理工程建設(shè)和管理中存在的問(wèn)題，歸納總結(jié)溧陽(yáng)市農(nóng)村生活污水治理的工作經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，為其他地方的農(nóng)村污水治理工作提供借鑒，為政府管理部門(mén)的相關(guān)決策提供依據(jù)。

1 溧陽(yáng)市村莊概括及污水治理需求

1.1 村莊概況

溧陽(yáng)市位于江蘇省西南部，下轄1個(gè)街道10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，共2 615個(gè)自然村，其中706個(gè)為規(guī)劃發(fā)展村，1 909個(gè)為一般村。2018年末全市戶籍人口79.04萬(wàn)，其中農(nóng)村戶籍人口約21萬(wàn)戶，城鎮(zhèn)化率60.41%。

溧陽(yáng)市地形復(fù)雜，境內(nèi)有低山、丘陵、平原圩區(qū)等多種地貌類(lèi)型，不同區(qū)域的村莊自然地理?xiàng)l件存在差異。昆侖街道、溧城鎮(zhèn)、埭頭鎮(zhèn)、南渡鎮(zhèn)、別橋鎮(zhèn)片區(qū)以圩區(qū)為主，村莊布局相對(duì)集中，周?chē)r(nóng)田、魚(yú)塘較多，生活污水多排入農(nóng)田溝渠及附近池塘或河道；上黃鎮(zhèn)、上興鎮(zhèn)、竹簀鎮(zhèn)、社渚鎮(zhèn)、天目湖鎮(zhèn)、戴埠鎮(zhèn)片區(qū)以丘陵山區(qū)為主，村莊布局分散，周?chē)搅州^多，生活污水多排入山間澗溝及附近河道。

1.2 村莊生活污水治理需求

溧陽(yáng)市屬太湖上游湖西水網(wǎng)區(qū)，境內(nèi)河網(wǎng)縱橫，庫(kù)塘星羅棋布。干河有南河、中河、北河、丹金溧漕河、溧戴河、竹簀河、趙村河等，最終均流入太湖。水庫(kù)有庫(kù)容量1億m3以上的大型水庫(kù)2座，其水質(zhì)一直保持國(guó)家II級(jí)飲用水標(biāo)準(zhǔn)。因此為了保護(hù)本地飲用水水源安全和下游太湖的水質(zhì)安全，溧陽(yáng)村莊規(guī)模較大的規(guī)劃發(fā)展村、水源地上游的一般自然村、太湖流域保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的一般自然村具有開(kāi)展生活污水治理的迫切需求。

2 溧陽(yáng)市農(nóng)村生活污水的特征及治理要求

2.1 村莊生活污水特征

村莊的大小，農(nóng)村居民的用水習(xí)慣等，會(huì)影響到農(nóng)村生活污水的水質(zhì)水量和設(shè)計(jì)規(guī)模，因此盡可能實(shí)地調(diào)研，以獲取相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

1) 農(nóng)村居民的人均排水量。

根據(jù)溧陽(yáng)市公共供水企業(yè)提供數(shù)據(jù)顯示，溧陽(yáng)市農(nóng)村地區(qū)年供水量約1286.9萬(wàn)t，日均供水量約3.5萬(wàn)t，服務(wù)人口約40萬(wàn)人，人均用水量87.5 L/d。按照90%的轉(zhuǎn)化率計(jì)，則人均排水量為78.8 L/d。

2) 農(nóng)村生活污水水質(zhì)。

溧陽(yáng)市農(nóng)村生活污水的來(lái)源主要是廚房、洗滌間、衛(wèi)生間排水，對(duì)這三股水堅(jiān)持應(yīng)收盡收原則。溧陽(yáng)市對(duì)已建成的村莊生活污水處理設(shè)施的進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行了抽樣檢測(cè)，結(jié)果如表1所示。

表1 溧陽(yáng)市村莊生活污水處理站進(jìn)水水質(zhì)抽樣檢測(cè)結(jié)果

3)村莊污水設(shè)計(jì)規(guī)模。

按照80%的污水收集率計(jì)，則溧陽(yáng)市村莊生活污水的集中處理設(shè)計(jì)規(guī)模為人口數(shù)、人均排水量與收集率的乘積取整，結(jié)果如圖1所示。設(shè)計(jì)規(guī)模占比排在第一、第二和第三的分別為10～20 t/d、5～10 t/d、20～30 t/d，這三種規(guī)模合計(jì)占到83%，說(shuō)明溧陽(yáng)市大部分村莊生活污水的處理規(guī)模都比較小，適合采用地埋式一體化處理裝置。

2.2 治理要求

對(duì)于做接管處理的村莊，尾水執(zhí)行與城鎮(zhèn)污水廠相同的排放標(biāo)準(zhǔn)。分散式處理工程的尾水則根據(jù)排放去向，執(zhí)行江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《村莊生活污水治理水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB32/T 3462—2018)規(guī)定的相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)，生態(tài)敏感度高、處理規(guī)模較大的區(qū)域，排放標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)提高：太湖流域二級(jí)保護(hù)區(qū)、水源地保護(hù)區(qū)以及生態(tài)紅線管控區(qū)內(nèi)的村莊執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，其他地區(qū)的村莊執(zhí)行一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)[3]。

3 縣域整體推進(jìn)的PPP模式與污水治理路線

3.1 整體推進(jìn)的PPP模式

2018年，溧陽(yáng)市水利局統(tǒng)籌實(shí)施了溧陽(yáng)市農(nóng)村生活污水綜合治理(含部分村莊污水處理設(shè)施提升改造)項(xiàng)目，計(jì)劃投資12.5億元新建735個(gè)自然村治理工作，涉及整個(gè)縣域范圍，治理原則為城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)行、統(tǒng)一管理，以實(shí)現(xiàn)區(qū)域治污一體化，并突出以保護(hù)太湖、滆湖等重要水源地和環(huán)境敏感區(qū)為實(shí)施重點(diǎn)。

表2 基本控制項(xiàng)目排放限值 單位：mg/L

鑒于該項(xiàng)目一次性投資大、治理范圍廣、村莊數(shù)量多、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，項(xiàng)目采用了PPP模式，該模式適用于政府負(fù)有提供責(zé)任又適宜市場(chǎng)化運(yùn)作的公共服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施類(lèi)項(xiàng)目[4]。PPP模式下，政府和企業(yè)共同融資，優(yōu)化資源的配置，收益共享；同時(shí)共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，在項(xiàng)目每一階段做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管控，可保證工作高效高質(zhì)地完成[5]。PPP模式還確保了運(yùn)行維護(hù)的專(zhuān)業(yè)化和監(jiān)管的具體化，明確了農(nóng)戶、政府和企業(yè)各自的義務(wù)，有利于縣域村莊生活污水治理工作的整體推進(jìn)。

采用PPP模式一年后，以2019年6月底的數(shù)據(jù)為例，溧陽(yáng)市建成了617套污水處理設(shè)施(5～60 t/d)、571套凈化槽(1～2 t/d)，完成63個(gè)村莊污水接管工程，新增污水處理能力10 320 t/d，共完成投資約10億元。

3.2 農(nóng)村污水治理技術(shù)路線

溧陽(yáng)市農(nóng)村生活污水的治理，從施工周期、經(jīng)濟(jì)效益、智能化管理、生態(tài)田園造型等方面綜合考慮，實(shí)行了農(nóng)村污水納管處理，按村相對(duì)集中處理與按戶就地處理相結(jié)合的技術(shù)路線。農(nóng)村污水納管處理，是指按村鋪設(shè)管道收集污水后，送至附近的鄉(xiāng)鎮(zhèn)或區(qū)域集中污水處理廠處理，在有納管條件的地區(qū)，為優(yōu)先考慮的路線；農(nóng)村污水按村相對(duì)集中處理，是指按村鋪設(shè)管道收集污水后，送至新建的地埋式一體化設(shè)備處理；農(nóng)村污水按戶就地處理，是指村莊鋪設(shè)管道存在施工困難等不利于集中收集的情況下，可按單戶、多戶組合就地新建家用凈化槽對(duì)其生活污水進(jìn)行處理?？偟募夹g(shù)路線如圖2所示。

圖2 溧陽(yáng)市農(nóng)村生活污水治理總技術(shù)路線

3.2.1污水收集與尾水排放

(1) 農(nóng)戶庭院內(nèi)的戶用污水收集系統(tǒng)

場(chǎng)院內(nèi)的生活污水排放點(diǎn)主要是廚房、衛(wèi)生間和洗滌間，采取應(yīng)收盡收原則收集。根據(jù)排放點(diǎn)實(shí)際情況選擇接戶管管材、管徑，并配套建設(shè)廚房清掃井與化糞池。項(xiàng)目采用塑料廚房清掃井，所帶提籃可攔截廚房污水中夾帶的油垢、雜物等，緩解下游污水處理壓力；化糞池改造采用一次注塑成型成品塑料或玻璃鋼化糞池。

(2)農(nóng)戶庭院外的污水收集系統(tǒng)

庭院外的污水收集系統(tǒng)根據(jù)村內(nèi)污水收集主管網(wǎng)設(shè)計(jì)管道布置，管材采用HDPE雙壁波管，一般為主管DN150、DN200、DN300污水管道；管道埋深方面，生活污水接戶管起端埋深不小于0.45 m，主管起端埋深不小于0.7 m，村內(nèi)主管道埋深不超過(guò)2.0 m，否則增設(shè)提升泵站減小管道埋深，村外或道路較寬處埋深可適當(dāng)增加。

(3) 農(nóng)戶庭院外的污水處理設(shè)施出水排放系統(tǒng)

污水設(shè)施處理后的尾水分2種情況處理：附近有農(nóng)田、溝渠的，考慮就近排入溝渠或農(nóng)田回用；對(duì)于村莊采用集中式處理又沒(méi)有受納水體的，建設(shè)人工濕地統(tǒng)一處理,見(jiàn)圖3。

圖3 溧陽(yáng)市農(nóng)村生活污水處理流程

3.2.2主要的污水處理工藝

根據(jù)我國(guó)農(nóng)村水環(huán)境修復(fù)工藝選擇的原則，即高效、低耗、低投資、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定[6]，項(xiàng)目的污水處理設(shè)施主要選取了3種污水處理工藝，即多級(jí)AO生物接觸氧化工藝、MBBR工藝和MBR工藝。

(1) 多級(jí)AO接觸氧化工藝

多級(jí)AO工藝可充分利用碳源，具有有機(jī)物去除率高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行管理靈活的優(yōu)點(diǎn)，是近期農(nóng)村生活污水處理的常見(jiàn)工藝[7-9]。本項(xiàng)目采用的桑德生態(tài)公司多級(jí)生物接觸氧化技術(shù)在傳統(tǒng)生物接觸氧化法的基礎(chǔ)上將反應(yīng)單元設(shè)計(jì)成多級(jí)形式，使得原單級(jí)或二級(jí)反應(yīng)器中的混合菌群在多級(jí)反應(yīng)器中形成優(yōu)勢(shì)菌自然分化，最大程度地發(fā)揮各級(jí)優(yōu)勢(shì)菌群功能，提高處理效率。該工藝的流程圖如圖4所示。

圖4 多級(jí)AO接觸氧化工藝

(2)MBBR工藝

MBBR是一種微動(dòng)力、低能耗的技術(shù)[10]，兼具活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)需調(diào)試復(fù)雜的工藝參數(shù)，適合于水量波動(dòng)大、排放不均勻的農(nóng)村生活污水處理[11]。填料是該工藝的核心，多用聚乙烯、聚丙烯等特性塑料或樹(shù)脂制成，設(shè)備整體價(jià)格高。本項(xiàng)目采用合續(xù)環(huán)境公司自有專(zhuān)利的MBBR工藝，使用可再生的優(yōu)質(zhì)PP和玻璃纖維，工藝為熱熔擠出纏繞制造，強(qiáng)度和耐腐蝕性能較好。該設(shè)備集生化、沉淀、消毒等單元于一體，可實(shí)現(xiàn)污水模塊化處理，是裝備化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化的工業(yè)化產(chǎn)品。

(3) MBR工藝

MBR是一種新興的高效污水處理法，已在農(nóng)村污水處理領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[12-13]。但其運(yùn)行中容易堵塞，核心部件膜片需定期清洗。項(xiàng)目采用上海稀沃公司的ezMBR集裝式平片膜，將膜單元設(shè)計(jì)成較小的面積，單元之間通過(guò)自鎖式互聯(lián)形成產(chǎn)水匯總流道，無(wú)需軟管連接。不但具有組裝成型、管道連接、多組疊加、人工搬運(yùn)、現(xiàn)場(chǎng)安裝靈活方便的特點(diǎn)，還能克服現(xiàn)場(chǎng)尺寸和水位高度的限制，滿足膜組件的大堆積率。

4 治理效果

該P(yáng)PP項(xiàng)目的實(shí)施單位、完成的村莊數(shù)量、采用的處理設(shè)施類(lèi)型如表3所示，建成后各工藝的處理效果如表4所示。

表3 溧陽(yáng)市農(nóng)村生活污水綜合治理項(xiàng)目建設(shè)概況

表4 溧陽(yáng)市村莊生活污水處理工藝出水情況對(duì)比

可見(jiàn)實(shí)際運(yùn)行中3種工藝去除率順序?yàn)椋憾嗉?jí)AO接觸氧化工藝>MBBR工藝>MBR工藝。水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，多級(jí)AO接觸氧化工藝最貼近目前溧陽(yáng)市村莊生活污水處理實(shí)際，工藝COD去除率74.73%、氨氮去除率96.82%、總氮去除率82.11%、總磷去除率80.84%，總體平均去除率達(dá)83.63%，出水各污染物指標(biāo)符合相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)論與建議

溧陽(yáng)實(shí)施的農(nóng)村生活污水綜合治理工程項(xiàng)目采用PPP模式，走城鄉(xiāng)污水統(tǒng)籌的一體化道路，結(jié)合溧陽(yáng)市農(nóng)村水環(huán)境的實(shí)際情況和主要問(wèn)題，從收集和處理兩個(gè)方面綜合整治污水，不僅保證了污染物的去除，而且最大程度地節(jié)省了資源、節(jié)約了成本。治理工程取得了良好的效果，可為各地農(nóng)村生活污水治理提供借鑒。

實(shí)際建設(shè)中，盡管PPP項(xiàng)目的參與單位較多，但是溧陽(yáng)市堅(jiān)持統(tǒng)籌施治，在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工、污水處理工藝及智能化運(yùn)行監(jiān)管上統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，明確農(nóng)廁所污水以及盥洗、廚房污水全收集，因地制宜采取納管處理優(yōu)先，按村相對(duì)集中處理與按戶就地處理相結(jié)合的處理模式，處理后出水穩(wěn)定達(dá)到江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。

建議在此運(yùn)行管理水平的基礎(chǔ)上鼓勵(lì)資源化利用，因地制宜與當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)行污水的綜合利用，在污水原位消納的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)資源化利用，走可持續(xù)發(fā)展道路。