新時(shí)代下鎮(zhèn)村污水處理站的發(fā)展及挑戰(zhàn)
——以瀘州市鎮(zhèn)村污水處理站建設(shè)為例

白恒 馬騰飛 彭川 凌郡鴻 白欣玉

（1. 中國電建集團(tuán)北京勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100024；2. 瀘州市繁星環(huán)保發(fā)展有限公司，四川瀘州 646000；3. 上海海洋大學(xué)海洋生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，上海 201306）

1 引言

鎮(zhèn)村生活污水治理是鎮(zhèn)村人居環(huán)境整治的重要內(nèi)容，是國家實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措，新時(shí)代面臨新的發(fā)展與挑戰(zhàn)［1］。進(jìn)入21 世紀(jì)以來，我國積極推動(dòng)鎮(zhèn)村生活污水治理，并對(duì)改善鎮(zhèn)村生態(tài)環(huán)境提出了更高要求。到2020 年，中西部地區(qū)鎮(zhèn)村生活污水治理率明顯提高，鎮(zhèn)村生活污水亂排亂放得到有效管控，但仍需繼續(xù)改善鎮(zhèn)村污水治理措施，完善管護(hù)機(jī)制［2］。2016 年，為解決瀘州市鎮(zhèn)村污水治理工作的問題，瀘州市政府出臺(tái)《關(guān)于加強(qiáng)全市鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村污水處理設(shè)施建設(shè)的實(shí)施意見》（瀘市府發(fā)〔2016〕48號(hào)）。本文通過對(duì)鎮(zhèn)村污水治理的深入剖析，結(jié)合時(shí)代特點(diǎn)，以瀘州鎮(zhèn)村污水處理站的建設(shè)為例，探究了新時(shí)代下鎮(zhèn)村污水處理站的發(fā)展與挑戰(zhàn)。

2 我國鎮(zhèn)村污水治理的背景及現(xiàn)狀

2.1 鎮(zhèn)村污水治理背景

自2010 年環(huán)境保護(hù)部發(fā)布《農(nóng)村生活污染防治技術(shù)政策》明確提出農(nóng)村生活污染防治三條主要技術(shù)路線和原則起，我國鎮(zhèn)村污水治理開始了新的階段。隨著各項(xiàng)相關(guān)政策的出臺(tái)，我國鎮(zhèn)村污水治理力度逐步加大，直到2018 年12 月中央農(nóng)辦、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等18 個(gè)部門印發(fā)《農(nóng)村人居環(huán)境整治村莊清潔行動(dòng)方案》，開始在全國范圍內(nèi)集中組織開展農(nóng)村人居環(huán)境整治村莊清潔行動(dòng)，進(jìn)一步為鎮(zhèn)村環(huán)境整治工作提出了具體方案［3］。2019 年5 月，生態(tài)環(huán)境部正式印發(fā)《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放控制規(guī)范編制工作指南（試行）》，就農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)路線及格式要求、污染物排放控制總體要求、監(jiān)測要求及實(shí)施與監(jiān)督和地方排放標(biāo)準(zhǔn)編制說明的內(nèi)容與格式要求等進(jìn)行了詳細(xì)闡述，而此指南印發(fā)的一大目的便是補(bǔ)齊鎮(zhèn)村生活污水治理短板［4］。

2.2 鎮(zhèn)村污水治理現(xiàn)狀

2.2.1 鎮(zhèn)村污水治理工程復(fù)雜

鎮(zhèn)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)欠賬由來已久，因此很多鎮(zhèn)村污水治理工程項(xiàng)目不僅要建設(shè)室外排水設(shè)施（包括污水收集管道和污水處理設(shè)施），還會(huì)延伸到室內(nèi)的衛(wèi)生改造，其工程量大、結(jié)構(gòu)獨(dú)特、施工復(fù)雜，從而增加了鎮(zhèn)村污水治理的工程量。

2.2.2 鎮(zhèn)村污水治理成本高

鎮(zhèn)村多以村落為主要集聚形態(tài)，其人口規(guī)模與居住密度都大大低于城市，并且鎮(zhèn)村污水治理工程多是對(duì)現(xiàn)有村莊的改造，涉及對(duì)現(xiàn)有道路和綠化等設(shè)施的破壞與恢復(fù)，從而使工程整體投入大幅提升［5］?？傮w而言，按人均投入計(jì)算，鎮(zhèn)村污水治理的成本要高于城市污水治理的成本。

2.2.3 鎮(zhèn)村污水治理體制障礙

鎮(zhèn)村污水治理體制障礙主要為：（1）鎮(zhèn)村污水治理尚未形成完整有序的政府管理體系，同時(shí)存在條塊分割、組織不力、監(jiān)管缺位等現(xiàn)象。（2）行業(yè)管理體制缺失，現(xiàn)有的污水處理行業(yè)管理體制存在規(guī)劃、監(jiān)管與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等缺失，嚴(yán)重制約了鎮(zhèn)村污水治理的有效開展。

3 瀘州典型鎮(zhèn)村污水處理站剖析

3.1 鎮(zhèn)村污水處理站的工藝繁雜性

目前鎮(zhèn)村污水處理沒有主流治理工藝，尚未形成具有區(qū)域特色的鎮(zhèn)村污水治理技術(shù)模式和規(guī)程，許多地區(qū)在技術(shù)選擇方面存在盲目性。不同地區(qū)鎮(zhèn)村生活污水的排放特征大相徑庭，不同鎮(zhèn)村生活污水處理技術(shù)對(duì)水質(zhì)指標(biāo)的去除效率也不盡相同［6］。瀘州鎮(zhèn)村污水處理的工藝復(fù)雜多樣，這也是目前各地普遍存在的情況。瀘州鎮(zhèn)村污水處理曾經(jīng)采用了PASG、人工濕地、流化床、A2/O、A/O、硅藻精土、生物轉(zhuǎn)盤等工藝。工藝統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 工藝統(tǒng)計(jì)

從調(diào)查結(jié)果看，瀘州鎮(zhèn)村污水處理設(shè)施的主流工藝多選用A2/O 及人工濕地，兩者占比高達(dá)41.76%。除此之外，A/O，MBR 工藝占比分別在10%以上。除8 種頗具規(guī)模的工藝外，還有19 處設(shè)施采用了其他類型的小規(guī)模工藝措施，可見瀘州鎮(zhèn)村污水處理站的工藝種類繁多。由于各類工藝的特點(diǎn)及運(yùn)維要求不同，地方政府不具備根據(jù)污染物去除效率、成本控制及地理?xiàng)l件等綜合因素來確定工藝選型的技術(shù)力量，需要通過委托第三方建設(shè)、運(yùn)維的模式，以降低管理難度，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的運(yùn)維。

3.2 鎮(zhèn)村污水處理站的投資建設(shè)復(fù)雜性

鎮(zhèn)村污水處理站包括收集系統(tǒng)和終端處理系統(tǒng)，鎮(zhèn)村污水處理站建設(shè)程序的復(fù)雜性并不亞于城市污水處理廠，究其原因主要有：（1）前期鎮(zhèn)村污水治理基本由當(dāng)?shù)卣M(jìn)行招標(biāo)建設(shè)，施工企業(yè)只負(fù)責(zé)建設(shè)，建完后移交政府運(yùn)行，而政府缺少專業(yè)人員，對(duì)設(shè)備、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等欠缺評(píng)判，建設(shè)質(zhì)量難以保證。（2）資金投入較大。（3）建設(shè)程序復(fù)雜。（4）對(duì)地理?xiàng)l件限制的影響缺乏判斷。

3.3 鎮(zhèn)村污水處理站的運(yùn)維管理專業(yè)性

鎮(zhèn)村污水處理運(yùn)維主體主要分為戶內(nèi)處理設(shè)施和公共處理設(shè)施兩部分。鎮(zhèn)村家庭戶內(nèi)化糞池、隔油池、污水管道等處理設(shè)施屬于村民私人所有，村民就是運(yùn)維主體，但存在很多村民環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)、技能不具備、對(duì)于室內(nèi)處理設(shè)施的維護(hù)不到位的情況。鎮(zhèn)村家庭戶外污水管道、集中處理終端等公共處理設(shè)施屬于國家所有，由鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府或者縣（市、區(qū)）運(yùn)維主管部門代表國家行使所有權(quán)和管理權(quán)，作為運(yùn)維主體，但是運(yùn)維主管部門一般并不具備對(duì)公共處理設(shè)施運(yùn)行維護(hù)的專業(yè)人員和能力，無法確保廠站的正常運(yùn)行。

因此，要想實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)村污水的經(jīng)濟(jì)技術(shù)投入以及持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，需要委托第三方進(jìn)行投資、建設(shè)、運(yùn)營一體化管理，以更快更有效地推動(dòng)鎮(zhèn)村污水治理。

3.4 瀘州鎮(zhèn)村污水處理站水質(zhì)水量分析

3.4.1 進(jìn)水水質(zhì)分析

根據(jù)近2 年的實(shí)測調(diào)研數(shù)據(jù)，鎮(zhèn)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)水COD 濃度為22～751 mg/L（平均值258.79 mg/L，生活污水值≤350 mg/L），氨氮濃度6～117 mg/L（平均值30.36 mg/L，生活污水值≤25 mg/L），總磷濃度1.1～12.8 mg/L（平均值3.82 mg/L，生活污水值≤4 mg/L）。由于配套管網(wǎng)不完善、“散亂污”企業(yè)偷亂排等影響，進(jìn)水水質(zhì)上下限之間變動(dòng)幅度較大。進(jìn)水水質(zhì)的不穩(wěn)定造成工藝調(diào)整頻繁、運(yùn)維工作難度加大，同時(shí)增加了建設(shè)設(shè)計(jì)難度。

正常情況下，進(jìn)水水質(zhì)平均值與生活污水經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)相近。但受季節(jié)、管網(wǎng)、企業(yè)排污等因素影響，進(jìn)水水質(zhì)變動(dòng)幅度較大，COD 最大值超4.57 倍、氨氮最大值超3.68 倍、總磷最大值超2.25倍。

3.4.2 進(jìn)水水質(zhì)設(shè)計(jì)

鎮(zhèn)村污水處理站的進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)在全國范圍內(nèi)并沒有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范，一般在確定進(jìn)水設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)多采用理論計(jì)算和實(shí)際測量2 種方式，但是由于很多鎮(zhèn)村管網(wǎng)不配套、受季節(jié)影響水質(zhì)變化很大等，進(jìn)水水質(zhì)很難確定，因而用于參考的進(jìn)水水質(zhì)設(shè)計(jì)的依據(jù)不足。

進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)設(shè)計(jì)過低，影響污水處理質(zhì)量；進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)設(shè)計(jì)過高，會(huì)增加投資及運(yùn)行成本。因此，在確定進(jìn)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)結(jié)合多種方式，多實(shí)地考察，力求得到最優(yōu)、最實(shí)際的進(jìn)水設(shè)計(jì)指標(biāo)。

3.4.3 進(jìn)水水量分析

瀘州鎮(zhèn)村污水處理站處理負(fù)荷率見圖1?？傮w趨勢呈現(xiàn)為“凸”型，共出現(xiàn)3 次極大值點(diǎn)，分別為2月、6 月、11 月。污水處理站日處理量與負(fù)荷率成正比，在6—7 月達(dá)到最高峰?？梢娫谟昙臼苕?zhèn)村雨污分流及居民取灌水的影響，污水處理站的工作負(fù)荷率產(chǎn)生較大波動(dòng)。受地區(qū)特殊氣候因素的影響，瀘州鎮(zhèn)村污水處理在不同月份應(yīng)進(jìn)行針對(duì)性的管理和調(diào)控，進(jìn)一步提升污水處理效果。

圖1 污水處理負(fù)荷率分布

3.4.4 出水水質(zhì)分析

2019 年12 月9 日四川省發(fā)布《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 51/2626—2019），瀘州地區(qū)處于長江流域上游，對(duì)水質(zhì)的監(jiān)管更為嚴(yán)格，所有站點(diǎn)出水標(biāo)準(zhǔn)均執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A 及以上標(biāo)準(zhǔn)。而實(shí)際上，小規(guī)模鎮(zhèn)村污水處理站由于進(jìn)水水質(zhì)水量不穩(wěn)定，特別是進(jìn)水水質(zhì)水量突變導(dǎo)致來不及做出工藝調(diào)整，出水很難穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A 等較高的出水標(biāo)準(zhǔn)。2019 年500 t/d 以下污水處理廠站總計(jì)達(dá)標(biāo)率約58%，各廠站達(dá)標(biāo)率情況見表2。

表2 廠站達(dá)標(biāo)率

由表2 可知，受外部進(jìn)水、技術(shù)條件、運(yùn)維管理等綜合因素的影響，小規(guī)模廠站難以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)100%的達(dá)標(biāo)率，500 m3/d 的廠站能夠?qū)崿F(xiàn)80%以上的達(dá)標(biāo)率，而100 m3/d 以下的廠站達(dá)標(biāo)率均較低。可見污水處理規(guī)模較小的村鎮(zhèn)，廠站出水達(dá)標(biāo)難度明顯加大。因而對(duì)于廣大鎮(zhèn)村污水處理的出水質(zhì)量要求應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)情合理變動(dòng)，隨著更貼近實(shí)情的四川省鎮(zhèn)村污水排放標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，瀘州鎮(zhèn)村污水處理進(jìn)出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的問題會(huì)逐步得到解決。

3.4.5 以況場街道污水處理站為例定點(diǎn)分析

以況場街道污水處理站為例，對(duì)瀘州鎮(zhèn)村污水處理站進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行定點(diǎn)分析。該污水處理站設(shè)計(jì)規(guī)模為750 t/d，采用3 套250 m3/d 一體化MBR設(shè)備，工藝流程為生活污水—格柵沉砂池—調(diào)節(jié)池—FMBR 一體化污水處理設(shè)備—出水池—達(dá)標(biāo)排放或回用。該污水處理站2019 年進(jìn)水水質(zhì)情況見圖2。

圖2 況場街道污水處理站2019 年進(jìn)水水質(zhì)情況

況場街道污水處理站2019 年出水水質(zhì)情況見圖3。

圖3 況場街道污水處理站2019 年出水水質(zhì)情況

由圖2 可見，該污水處理站各項(xiàng)指標(biāo)均存在超過設(shè)計(jì)上限的情況。其中，NH3－N，TN 含量普遍超過設(shè)計(jì)上限，TP，CODCr存在少數(shù)超標(biāo)情況。因而加強(qiáng)對(duì)氮的去除成為該污水處理站接下來提升的重要方向。通過投加碳源控制C/N（控制＞5）、提高M(jìn)LSS（由8 000 mg/L 提高至12 000 mg/L）、調(diào)整曝氣量（氣水比由25∶1 提高到45∶1）等工藝調(diào)整，實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)。除CODCr全部達(dá)標(biāo)外，其他指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)只有少數(shù)超標(biāo)情況。

在瀘州鎮(zhèn)村污水處理中均存在高氮高磷的處理需求，而已建成的鎮(zhèn)村污水處理站在采取多種工藝提升措施之后，均已最大限度進(jìn)行了污水的治理。在新的四川省農(nóng)村污水排放標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之后，還需因地制宜科學(xué)實(shí)際地制定出水標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)針對(duì)小規(guī)模廠站運(yùn)維實(shí)際困難進(jìn)行監(jiān)管模式的優(yōu)化，而非直接照搬城市污水處理廠的管理模式，對(duì)瀘州鎮(zhèn)村污水進(jìn)行更合理更貼近當(dāng)?shù)貙?shí)情的運(yùn)維監(jiān)管方式。

4 鎮(zhèn)村污水處理站的持續(xù)探索及規(guī)范化發(fā)展

4.1 鎮(zhèn)村污水處理的特色投資模式

若要解決我國各地鎮(zhèn)村污水處理存在的后期管理問題，需對(duì)項(xiàng)目前期的投資與建設(shè)進(jìn)行整體優(yōu)化。以瀘州鎮(zhèn)村污水處理投資模式為例，該模式很好地將特許經(jīng)營的優(yōu)點(diǎn)在鎮(zhèn)村這一特殊環(huán)境中體現(xiàn)出來。瀘州市鎮(zhèn)村污水處理采用特許經(jīng)營模式，由區(qū)縣政府與企業(yè)簽訂特許經(jīng)營協(xié)議，授予公司特許經(jīng)營權(quán)，將整個(gè)區(qū)縣的鎮(zhèn)村污水處理站交由第三方進(jìn)行投資、建設(shè)、運(yùn)營，政府分期支付服務(wù)費(fèi)用確保企業(yè)的合理利潤，而第三方公司則通過貸款、融資等方式籌集資金更快形成生產(chǎn)力。通過這種模式既能緩解政府資金壓力，又能調(diào)動(dòng)第三方的積極性，既讓專業(yè)的公司做專業(yè)的事，又通過考核機(jī)制推動(dòng)工作，使得鎮(zhèn)村“只管建不管運(yùn)，質(zhì)量難保證”“建設(shè)資金需求量大”等問題得到解決。

4.2 鎮(zhèn)村污水處理的優(yōu)化運(yùn)維模式

我國鎮(zhèn)村生活污水量大面廣，治理?xiàng)l件復(fù)雜，在進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)的同時(shí)，更應(yīng)把長效運(yùn)維作為工作的重點(diǎn)。新時(shí)代下鎮(zhèn)村污水處理站的運(yùn)維應(yīng)當(dāng)以“高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)”為目標(biāo)，而瀘州鎮(zhèn)村污水處理設(shè)施便采用集中監(jiān)控與分散處置相結(jié)合的原則，提出了ISE（互聯(lián)網(wǎng)智慧管理＋標(biāo)準(zhǔn)化＋應(yīng)急處置）的運(yùn)維模式。該模式通過互聯(lián)網(wǎng)智慧管理監(jiān)控平臺(tái)對(duì)分散的站點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān)控，建立標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)維管理制度和流程，專業(yè)運(yùn)維人員按照標(biāo)準(zhǔn)制度流程進(jìn)行定期的巡檢、維修維保、工藝調(diào)整工作，梳理制定鎮(zhèn)村特有的異常情況處理清單（進(jìn)水異常、設(shè)備故障、居民投訴等），制定異常應(yīng)急預(yù)案并及時(shí)響應(yīng)。這種運(yùn)維處置模式固定，能夠及時(shí)將故障排除，降低了人才的需求門檻，提高了鎮(zhèn)村污水設(shè)施的運(yùn)行效率。

4.3 鎮(zhèn)村污水處理的合理監(jiān)管方式

鎮(zhèn)村污水處理的核心問題在于設(shè)施能否正常運(yùn)行，其監(jiān)管的合理性尤為重要。對(duì)于鎮(zhèn)村污水處理的監(jiān)管考核標(biāo)準(zhǔn)不能“一刀切”，要因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)情，在政府引導(dǎo)下進(jìn)行合理調(diào)整。瀘州鎮(zhèn)村污水處理的監(jiān)管模式應(yīng)當(dāng)根據(jù)其特殊的地理氣候環(huán)境及處理現(xiàn)狀進(jìn)行科學(xué)改進(jìn)，其考核標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)率的設(shè)置應(yīng)當(dāng)?shù)陀诔鞘兴骄€，并根據(jù)四川省農(nóng)村污水排放標(biāo)準(zhǔn)，在政府指引下進(jìn)行更為合理的監(jiān)管。

5 結(jié)論

（1）由于鎮(zhèn)村污水處理工作的專業(yè)性和復(fù)雜性，針對(duì)污水處理站的建設(shè)和運(yùn)行管理，應(yīng)通過打捆委托第三方專業(yè)單位，采用遠(yuǎn)程集中監(jiān)控、分散管理的模式統(tǒng)一進(jìn)行建設(shè)運(yùn)維。

（2）受管網(wǎng)不配套、雨污合流、“散亂污”企業(yè)偷亂排等影響，污水處理站進(jìn)水水質(zhì)變動(dòng)幅度大，廠站沖擊負(fù)荷頻發(fā)，處理規(guī)模越小影響越大，對(duì)此不宜照搬大型城市污水處理廠的監(jiān)管模式，應(yīng)根據(jù)鎮(zhèn)村的實(shí)際條件與困難，科學(xué)制定合理的監(jiān)管模式。

（3）“一刀切”的“高標(biāo)準(zhǔn)”并不符合鎮(zhèn)村污水治理實(shí)際，隨著更貼近實(shí)情的四川省農(nóng)村污水排放標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，政府部門可以因地制宜，對(duì)不同地域、不同要求的廠站區(qū)分執(zhí)行排水標(biāo)準(zhǔn)，既能實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益，又能降低運(yùn)維成本。