農(nóng)村生活污水的水質(zhì)特征與治理策略探討
——以廈門農(nóng)村為例

徐佩林，朱木蘭，2，張志謙

(1.廈門理工學(xué)院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，福建 廈門 361024； 2.廈門市水資源利用與保護(hù)重點實驗室，福建 廈門 361024； 3.廈門市市政工程設(shè)計院有限公司，福建 廈門 361000)

1 研究背景

近年來，廈門及全國其他地方一直在積極推進(jìn)農(nóng)村生活污水的整治工作。2017年1月，環(huán)境保護(hù)部、財政部聯(lián)合印發(fā)《全國農(nóng)村環(huán)境綜合整治“十三五”規(guī)劃》要求到2020年農(nóng)村生活污水處理率達(dá)60%以上，2021年《廈門市全面推進(jìn)農(nóng)村生活污水高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)提升治理實施方案》要求力爭用一年的時間，與鄉(xiāng)村振興各項工作相結(jié)合，因地制宜推進(jìn)農(nóng)村生活污水提升治理。但鄉(xiāng)村地區(qū)居民居住分散、經(jīng)濟(jì)薄弱、人口眾多，環(huán)境污染治理難度大，照搬、套用城市的治理模式，難以滿足鄉(xiāng)村“綠色發(fā)展”的治理要求[1]。為此，與城市的集中式治理模式不同，目前廣泛采用分散式生活污水處理設(shè)施進(jìn)行農(nóng)村污水治理，而進(jìn)水水質(zhì)是分散式污水處理設(shè)施處理工藝流程設(shè)計的主要依據(jù)，實際進(jìn)水水質(zhì)資料的缺乏，易導(dǎo)致設(shè)施出水不達(dá)標(biāo)或設(shè)施功能得不到充分發(fā)揮，造成資源浪費(fèi)[2]。

為解決上述問題，越來越多的研究者針對各地農(nóng)村生活污水水質(zhì)情況開展了調(diào)查研究。高小平[3]指出福建地區(qū)的農(nóng)村污水各項指標(biāo)參考取值分別為COD(化學(xué)需氧量)為100～450 mg/L、BOD5(五日生化需氧量)為50～300 mg/L、pH值(酸堿度)為6.5～8.0、NH3-N(氨氮)為10～50 mg/L、TP(總磷)為2.0～6.5 mg/L。此外，高潔等[4]對武漢市新洲區(qū)生活污水進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)COD、BOD5、SS(固體懸浮物)、NH3-N、TP的濃度變化范圍分別是150～200、50～60、200～300、20～25、4.0～5.5 mg/L。周曉莉等[2]對江蘇20個農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的進(jìn)水進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)COD、TP、TN(總氮)的年均值分別為154.6、3.4、38.3 mg/L，隨季節(jié)變化規(guī)律明顯，夏季生活污水中污染物濃度低于冬季，春秋季污染物濃度介于兩者之間，且和當(dāng)?shù)氐挠盟?xí)慣有關(guān)。李越越等[5]對貴州省農(nóng)村污水進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)COD、BOD5、TP的濃度范圍分別為78.70～460、40～382、1.11～8.31 mg/L，其值的高低與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)民收入來源有關(guān)。關(guān)學(xué)斌等[6]對海南省農(nóng)村生活污水進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)海南省農(nóng)村生活污水濃度低、變化大，COD、TP、NH3-N濃度范圍分別為61～353、3.78～15.8、1.09～139 mg/L。此外，毛瑩[7]以廈門市翔安區(qū)為例對農(nóng)村污水治理技術(shù)進(jìn)行了探討，指出農(nóng)村生活污水一般BOD5≤250 mg/L、CODcr≤500 mg/L、pH值為6～8，但該研究缺少氮磷等重要水質(zhì)指標(biāo)的調(diào)查，且探討范圍局限于翔安區(qū)內(nèi)。目前針對廈門市各區(qū)包括氮磷等水質(zhì)指標(biāo)在內(nèi)的農(nóng)村生活污水水質(zhì)的調(diào)查結(jié)果鮮有報道。

從上述調(diào)查研究結(jié)果可知，由于各地經(jīng)濟(jì)水平、收入來源等不同，各個指標(biāo)的取值變動范圍在不同地區(qū)呈現(xiàn)出一定的差異性，現(xiàn)有研究成果大多數(shù)停留在簡單匯總農(nóng)村生活污水的各項水質(zhì)指標(biāo)的取值變化范圍，或局限于從季節(jié)、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平等來分析農(nóng)村生活污水的水質(zhì)變動情況，而對于一些與污水處理工藝流程設(shè)計緊密相關(guān)的農(nóng)村生活污水水質(zhì)特征，如影響生物脫氮除磷效果的碳氮比與碳磷比等卻鮮有分析計算。故現(xiàn)有研究成果難以為廈門乃至全國其他地方農(nóng)村選用合適的污水處理工藝提供直接的參考依據(jù)。

鑒于此，本項目針對廈門島外4個行政區(qū)即翔安區(qū)、同安區(qū)、集美區(qū)、海滄區(qū)進(jìn)行農(nóng)村生活污水水質(zhì)特征的調(diào)查研究。通過對該4個區(qū)的農(nóng)村生活污水進(jìn)行采樣和檢測，明確了調(diào)查區(qū)域6個水質(zhì)指標(biāo)COD、BOD5、TN、NH3-N、TP、pH值的取值變化范圍與平均值，分析計算了農(nóng)村生活污水的BOD5/COD、BOD5/TP、BOD5/TN(或BOD5/NH3-N)比值，最后基于農(nóng)村生活污水水質(zhì)特征的調(diào)查分析結(jié)果，探討了農(nóng)村生活污水的治理策略。

2 研究方法

2.1 采樣點的選取與采樣方法

廈門下設(shè)6個行政區(qū)，分別為島內(nèi)的思明區(qū)和湖里區(qū)2個行政區(qū)，以及島外的集美區(qū)、海滄區(qū)、同安區(qū)、翔安區(qū)4個行政區(qū)。目前廈門島內(nèi)已高度城市化，農(nóng)村主要分布在島外的集美區(qū)、海滄區(qū)、同安區(qū)、翔安區(qū)4個區(qū)。故本文選取島外4個區(qū)的農(nóng)村作為研究對象。

針對島外4個區(qū)，本研究共選取了12個采樣點作為農(nóng)村生活污水水質(zhì)調(diào)查對象。該些采樣點具有如下空間分布規(guī)律：①涵蓋島外4個行政區(qū)；②既有離城區(qū)近的人口密度較高的農(nóng)村，亦有遠(yuǎn)離城區(qū)的住戶稀少的山區(qū)農(nóng)村。此外，這些采樣點還具有如下幾個特征：①排污方式具有典型性，能代表該村的典型的排污方式。②排污量相對較大。③排出的污水依目測判斷相對較臟。④所在位置方便采樣。

所選取的各采樣點編號與所屬行政區(qū)、排污方式的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 采樣點概況

針對上述所選取的12個采樣點，為了減少偶然誤差，每個采樣點連續(xù)調(diào)查2次，每次調(diào)查采集兩瓶水樣，共采集48個水樣。該些采樣點的采樣時間分布在冬季的1—3月(No.4—No.9采樣點)與夏季的9—10月(No.1—No.3、No.10—No.12采樣點)。由于廈門地處東南沿海，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，年平均氣溫在21 ℃左右。故廈門農(nóng)村常年生活與用水習(xí)慣冬夏并不存在明顯差異。本文著眼于廈門農(nóng)村生活污水總體上平均的水質(zhì)特征調(diào)查，故采樣在空間上涵蓋各行政區(qū)各類農(nóng)村各類排污方式，在時間上涵蓋冬季與夏季。上述采樣均選擇晴天進(jìn)行以避免雨水影響，每次采樣時間固定在中午這個農(nóng)村用水與排水高峰的時間段。每瓶水樣的體積約為1.5 L，采樣瓶為大口圓形聚乙烯瓶。

4個區(qū)的采樣點分布詳情如圖1所示，圖1中紅色標(biāo)點為各區(qū)采樣點所集中的區(qū)域(一些采樣點由于相距較近，難以在地圖上逐一標(biāo)明)。

圖1 采樣點分布Fig.1 Distribution of sampling points

2.2 水質(zhì)檢測指標(biāo)與分析方法

水質(zhì)檢測項目參考廈門農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的水質(zhì)考核指標(biāo)，選取6個水質(zhì)指標(biāo)即COD、BOD5、TN、NH3-N、TP、pH值進(jìn)行檢測。

水質(zhì)檢測所采用的分析方法具體如下：COD測定采用重鉻酸鉀消解分光光度法，BOD5測定采用稀釋與接種法，TN測定采用燃燒氧化-化學(xué)發(fā)光法，NH3-N測定采用納氏試劑分光光度法，TP測定采用鉬銻抗分光光度法，pH值測定采用玻璃電極法。

3 結(jié)果與分析

3.1 調(diào)查結(jié)果

各區(qū)采樣點的COD、BOD5、TN、NH3-N、TP、pH 值6個水質(zhì)指標(biāo)濃度變化情況如圖2所示，箱形圖的上邊緣和下邊緣分別代表水質(zhì)指標(biāo)最大值和最小值，箱形的頂部與底部分別代表上下四分位數(shù)，箱形內(nèi)的橫線代表中位數(shù)。此外，12個采樣點的水質(zhì)調(diào)查結(jié)果如表2所示，表中各采樣點COD、BOD5、TN、NH3-N、TP、pH 值6個水質(zhì)指標(biāo)值為4個水樣的檢測結(jié)果總體平均值，表中在最后列出了48個樣本檢測結(jié)果的最大值與最小值。

圖2 各區(qū)采樣點污水水質(zhì)波動Fig.2 Fluctuation of sewage quality at sampling points in each district

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 各水質(zhì)指標(biāo)值的變化范圍以及與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的對比

從圖2可見，6個水質(zhì)指標(biāo)中，各區(qū)pH值、TP波動小，而COD、BOD5、TN、NH3-N波動性較大。4個行政區(qū)中，水質(zhì)指標(biāo)波動性最大和較大的分別是翔安區(qū)與海滄區(qū)，波動性較小和最小的分別是集美區(qū)與同安區(qū)。翔安區(qū)與集美區(qū)的調(diào)查時間在夏季，而海滄區(qū)與同安區(qū)的調(diào)查時間是在冬季。可見，季節(jié)不是影響水質(zhì)指標(biāo)波動性的主因。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，翔安區(qū)No.10、No.11采樣點排污方式為土溝渠排放，而No.12采樣點為PVC排放，排放方式的不同導(dǎo)致各采樣點之間的水質(zhì)相差較大。而同安區(qū)各采樣點水質(zhì)指標(biāo)波動在4區(qū)中最小，乃因該區(qū)各采樣點排污方式均為土溝渠排放。

表2 12個采樣點污水水質(zhì)情況

從表2可知，廈門市農(nóng)村生活污水水質(zhì)指標(biāo)值中COD總體平均值為188 mg/L，變化范圍在46～408 mg/L；BOD5總體平均值為66.5 mg/L，變化范圍在4.9～188 mg/L；TN的總體平均值為21.2 mg/L，變化范圍在7.30～66.7 mg/L；NH3-N的總體平均值為11.8 mg/L，變化范圍在1.50～49.1 mg/L；TP總體平均值為1.78 mg/L，變化范圍0.44～3.56 mg/L；pH值總體平均值為7.69，變化范圍在6.82～8.51。該調(diào)查結(jié)果與第1節(jié)中所指出的福建、武漢、江蘇、貴州等各地的農(nóng)村污水水質(zhì)指標(biāo)具有較高的相似性，如COD最大值<460 mg/L，平均值<200 mg/L。另一方面，與城市生活污水水質(zhì)相比，農(nóng)村生活污水中的有機(jī)污染物含量明顯低于城市生活污水，如孫迎雪等[8]對昆明市的城市污水進(jìn)行分析，結(jié)果表明其COD可高達(dá)1 100 mg/L。

從表2還可知，與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)的一級A標(biāo)準(zhǔn)及《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn))(GB 5084—2021)相比，農(nóng)村生活污水的pH值無需經(jīng)任何處理，即可滿足一級A的6～9限值；也基本滿足農(nóng)田灌溉標(biāo)準(zhǔn)的5.5～8.5限值。但其他5個水質(zhì)指標(biāo)即COD、BOD5、TN、NH3-N、TP均值都無法滿足一級A標(biāo)準(zhǔn)限值即COD≤50 mg/L、BOD5≤10 mg/L、TN≤15 mg/L、NH3-N≤5 mg/L、TP≤ 0.5 mg/L的限值。此外，與農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB 5084—2005)相比，pH值同樣無需經(jīng)任何處理，即可基本上滿足農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(后簡稱為農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn))所要求的5.5～8.5限值；此外，TN、NH3-N、TP這3個反映營養(yǎng)物質(zhì)含量的指標(biāo)，農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)不存在任何限值，因為對農(nóng)作物而言，氮磷都是植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)。但反映有機(jī)污染程度的COD、BOD5這兩個指標(biāo)，即使農(nóng)村生活污水未經(jīng)處理，其各自的均值188 mg/L與66.5 mg/L已能滿足農(nóng)灌旱作標(biāo)準(zhǔn)(COD≤200 mg/L、BOD5≤100 mg/L)。雖然農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)(GB 5084—2005)中的旱作標(biāo)準(zhǔn)有16項指標(biāo)要求，其中5個指標(biāo)是重金屬方面的指標(biāo)。但在實際農(nóng)村污水處理設(shè)施考評中，由于財力和精力有限，通常只能抽檢若干個重要指標(biāo)，本研究所選用的COD、BOD5、TN、NH3-N、TP、pH值6項指標(biāo)是目前各地考評污水處理設(shè)施常用的重要指標(biāo)，其他指標(biāo)有待今后進(jìn)一步調(diào)查研究。但有文獻(xiàn)指出，農(nóng)村生活污水中基本不含重金屬和有毒有害物質(zhì)[7]，農(nóng)村作為非工業(yè)區(qū)，其污水有關(guān)重金屬方面的水質(zhì)指標(biāo)通常不會存在問題[9]。

可見，農(nóng)村生活污水分散式處理設(shè)施若以一級A標(biāo)準(zhǔn)為出水水質(zhì)考核目標(biāo)，則常用的6個考核指標(biāo)中有5個指標(biāo)即COD、BOD5、TN、NH3-N、TP需要進(jìn)一步處理；而如果以農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)(GB 5084—2005)中的旱作標(biāo)準(zhǔn)為考核目標(biāo)，可能有一大半的農(nóng)村生活污水無需處理就已達(dá)標(biāo)。

3.2.2 各水質(zhì)指標(biāo)值的分布特征分析

COD、BOD5、TN、NH3-N、TP在不同地點(采樣點)的變化情況如圖3所示。

圖3 不同采樣點各水質(zhì)指標(biāo)變化Fig.3 Changes in concentrations of water quality indices at different sampling points

從圖3(a)可知不同采樣點COD與BOD5差異很大，但兩者的變化趨勢在空間上呈現(xiàn)一定的正相關(guān)關(guān)系，即COD高的采樣點，BOD5也顯示出較高的濃度；其次，從圖3(b)可知NH3-N和TN也存在同樣的現(xiàn)象，即NH3-N和TN不同采樣點濃度變化也較大，且兩者存在相似的變化趨勢，但TP隨地點(采樣點)變化不大，僅在0.44～3.56 mg/L這個小范圍波動。此外，對比圖3(a)與圖3(b)可知，COD、BOD5的變化規(guī)律與NH3-N、TN并不同步，采樣點No.1—No.4、No.12 中有機(jī)污染物指標(biāo)COD、BOD5含量高，但營養(yǎng)物質(zhì)氮含量指標(biāo)NH3-N和TN反而很低；而采樣點No.6—No.11中，有機(jī)物污染物含量較低，但營養(yǎng)物質(zhì)氮含量較高。這種有機(jī)污染物與營養(yǎng)物質(zhì)氮含量變化的不一致性勢必給農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的生物脫氮效果帶來極大的挑戰(zhàn)，因為生物脫氮需要碳源，氮含量越高，脫氮所需的碳源就越多，即需要BOD5越高。從上述初步分析可知，應(yīng)用傳統(tǒng)的生物處理工藝如活性污泥法、生物膜法治理農(nóng)村生活污水時，很多時候會遇到碳源不足、反硝化反應(yīng)不完全導(dǎo)致難以脫氮的問題。

3.2.3 基于BOD5/COD、BOD5/TP與BOD5/TN指標(biāo)的水質(zhì)特征分析

為了進(jìn)一步定量評價農(nóng)村生活污水的可生化性、生物除磷與生物脫氮的可行性，本文進(jìn)一步分析計算了3個表示污水水質(zhì)特征的指標(biāo)即BOD5/COD、BOD5/TP、BOD5/TN。其中BOD5/COD指標(biāo)表示污水中可生物降解的有機(jī)物占總有機(jī)物量的比值，通過該比值可以推斷出污水的生物降解能力，當(dāng)BOD5/COD<0.1時，不適合進(jìn)行生物處理，當(dāng)0.20.4說明污水可生化性較好[10]。而BOD5/TP與BOD5/TN指標(biāo)則用來判斷生物除磷與生物脫氮的可行性，通常當(dāng)BOD5/TP>20時符合生物除磷要求[10]，當(dāng)BOD5/TN>4即可認(rèn)為污水有足夠的碳源供反硝化菌利用，反硝化反應(yīng)將進(jìn)行得較完全[4]。

12個采樣點的3個指標(biāo)BOD5/COD、BOD5/TP與BOD5/TN的分析計算結(jié)果如表3所示。

表3 12個采樣點的BOD5/COD、BOD5/TP與BOD5/TN比值

從表3可知，12個采樣點的BOD5/COD比值變化范圍為0.22～0.68，均>0.2；其中位于0.2～0.4的有8個點，占67%；BOD5/COD比值≥0.4的有4個點，占33%，說明農(nóng)村生活污水都具備了一定的可生化性，且約1/3的污水還具備了較好的可生化性?？梢?，農(nóng)村生活污水具備生物降解有機(jī)污染物的水質(zhì)條件。其次，BOD5/TP比值變化范圍為14.6～86.4，雖然大部分采樣點均>20，但仍有No.9 采樣點的BOD5/TP比值僅14.6，說明了農(nóng)村生活污水有時也存在難以生物除磷的問題。再者，BOD5/TN比值的變化范圍為0.7～12.1，其中No.6—No.11共6個采樣點的BOD5/TN比值<4，50%的采樣點污水存在碳氮比不足，難以進(jìn)行生物脫氮；且從表1可知，BOD5/TN比值小于4的采樣點排污方式均為土溝渠排放，而污水在土溝渠內(nèi)緩慢的流動過程也是一種有機(jī)污染物降解的過程[9]。這就容易導(dǎo)致碳源不足。

綜上，可知農(nóng)村生活污水一般具備可生化性，但因有機(jī)污染物含量通常較低，容易出現(xiàn)難以進(jìn)行生物脫氮的問題，有時也會出現(xiàn)難以進(jìn)行生物除磷的問題。為了進(jìn)一步驗證該現(xiàn)象并非偶然，本研究進(jìn)一步選取了海滄區(qū)2個生活污水分散式處理試點進(jìn)行為期2年的農(nóng)村水質(zhì)跟蹤調(diào)查，結(jié)果表明其農(nóng)村生活污水的BOD5/ COD、BOD5/TP、BOD5/NH3-N比值變化范圍分別為0.44～0.61、3.6～36、0.4～4.1。其中BOD5/COD比值均>0.2，且91.7%的比值甚至還>0.4；但BOD5/NH3-N比值有87.5%的水樣<4；BOD5/TP比值有62.5%的水樣<20；再次驗證了農(nóng)村生活污水具備可生化性，但由于有機(jī)污染物含量較低，容易發(fā)生碳氮比不足，導(dǎo)致生物脫氮除磷難以進(jìn)行，有時也會存在碳磷比不足難以生物除磷的問題。

4 廈門農(nóng)村生活污水治理策略探討

目前農(nóng)村主要可分為兩大類：第一類是人口密度高、耕地與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本消失的城鎮(zhèn)化農(nóng)村，這類農(nóng)村建議建設(shè)管網(wǎng)收集污水并入已有的城鎮(zhèn)污水廠或新建小型污水廠進(jìn)行集中處理；第二類農(nóng)村則是人口密度低、耕地面積多、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)的非城鎮(zhèn)化農(nóng)村，這類農(nóng)村建議采用分散式處理措施進(jìn)行污水治理與農(nóng)田回用。而對于分散式處理設(shè)施，目前在農(nóng)村廣泛采用的處理工藝可分為兩大類：一類是無動力處理工藝，如三化池+氧化塘、三化池+人工濕地、厭氧池+滲濾系統(tǒng)+人工濕地等；另一類是有動力處理工藝，如A2O，AO+MBR，AO+MBBR，AO+人工濕地等。出水水質(zhì)考核標(biāo)準(zhǔn)主要有兩類，一類是農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)，另一類是一級A標(biāo)準(zhǔn)。

從上述所分析的廈門農(nóng)村生活污水水質(zhì)特征可知，農(nóng)村生活污水雖然具備可生化，但生物除磷脫氮方面、特別是生物脫氮上容易因碳源不足而難以進(jìn)行，氮磷指標(biāo)難以達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。因此，對于人口密度低、耕地面積多、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)的第二類農(nóng)村的分散式生活污水處理設(shè)施，不建議簡單套用城市污水廠常采用的AO+MBR、A2O等處理工藝將污水處理至一級A標(biāo)準(zhǔn)后直接排入受納水體。否則，為了達(dá)標(biāo)，常需要人工添加碳源。筆者團(tuán)隊在實際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，一些運(yùn)維公司為了使分散式污水處理設(shè)施的出水水質(zhì)能夠達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，在實際運(yùn)行中不得不添加甲醇[11]或乙酸鈉[12]等來增加碳源，而這不僅增加了運(yùn)行成本，也容易帶來藥品管理風(fēng)險與二次污染。

另一方面，眾所周知，污水中的氮磷本是良好的農(nóng)作物肥料，若采用有動力處理工藝進(jìn)行深度脫氮除磷后排入地表水，反而是一種資源浪費(fèi)。2018年9月生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)了《關(guān)于加快制定地方農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)的通知》，該通知鼓勵采用生態(tài)處理工藝，要求加強(qiáng)生活污水源頭減量和尾水回收利用。所以針對第二類農(nóng)村，農(nóng)田灌溉就是一種十分適合于污水回收利用方式[9]。此外，從上述廈門農(nóng)村生活污水水質(zhì)特征分析亦可知，約占一半的農(nóng)村生活污水COD與BOD5水質(zhì)指標(biāo)未經(jīng)任何處理即可滿足農(nóng)灌旱作標(biāo)準(zhǔn)，而pH值則完全滿足農(nóng)灌旱作標(biāo)準(zhǔn)，表明農(nóng)村生活污水有望經(jīng)過簡單處理即可回用于農(nóng)田。因此，建議對于廈門周邊農(nóng)村地區(qū)中人口密度低、耕地多、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)的第二類農(nóng)村，充分利用村莊內(nèi)現(xiàn)有的排水溝渠，將其改建成具有“滲、蓄、滯、凈、排”功能的LID型排水溝渠[9，13]，使污水在溝渠中邊排放邊得到凈化，最后出水回灌于農(nóng)田。筆者團(tuán)隊已有的研究成果表明，該種LID型排水溝渠出水水質(zhì)可達(dá)到農(nóng)灌旱作與水作標(biāo)準(zhǔn)[14]。此外，亦可將農(nóng)村的一些荒地改建成人工濕地[15]、人工快滲系統(tǒng)[16]等生態(tài)處理設(shè)施，將污水處理至農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)后全部回用于農(nóng)田。

5 結(jié) 論

本文以廈門島外4個行政區(qū)的農(nóng)村為研究對象，選取12個采樣點進(jìn)行農(nóng)村生活污水水質(zhì)調(diào)查分析，并基于調(diào)查分析結(jié)果探討了農(nóng)村生活污水治理策略。主要結(jié)論如下：

(1)廈門島外4個區(qū)的12個農(nóng)村采樣點COD總體平均值為188 mg/L，變化范圍在46～408 mg/L；BOD5總體平均值為66.5 mg/L，變化范圍在4.9～188 mg/L；TN的總體平均值為21.2 mg/L，變化范圍在7.30～66.7 mg/L；NH3-N的總體平均值為11.8 mg/L，變化范圍在1.50～49.1 mg/L；TP總體平均值為1.78 mg/L，變化范圍0.44～3.56 mg/L；pH值總體平均值為7.69，變化范圍在6.82～8.51，滿足一級A排放標(biāo)準(zhǔn)的6～9范圍，也基本滿足農(nóng)田灌溉標(biāo)準(zhǔn)的5.5～8.5。

(2)廈門島外4個區(qū)的12個農(nóng)村采樣點BOD5/COD、BOD5/TP、BOD5/TN比值變化范圍分別為0.22～0.68、14.6～86.4、0.7～12.1。BOD5/COD比值全部>0.2，其中超過1/3的采樣點還>0.4；此外，有一半的采樣點BOD5/TN比值<4，有1個采樣點的BOD5/TP比值<20；可見，農(nóng)村生活污水雖然具備可生化性，但由于有機(jī)污染物含量低，容易出現(xiàn)低碳氮比，有時也存在低碳磷比的水質(zhì)特征。雖然擴(kuò)大調(diào)查范圍與監(jiān)測時長，3個比值的變化范圍會有所變化，但本研究進(jìn)一步針對海滄2個農(nóng)村所進(jìn)行的長達(dá)2 a的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果也揭示了相似的水質(zhì)特征。

(3)基于上述農(nóng)村生活污水pH值基本滿足農(nóng)田灌溉標(biāo)準(zhǔn)、有機(jī)污染物含量不高(污水未經(jīng)處理，COD與BOD5均值188 mg/L與66.5 mg/L均已小于農(nóng)田灌溉旱作標(biāo)準(zhǔn)的限值200 mg/L與100 mg/L)、大多具有低碳氮比即BOD5/TN比值<4的水質(zhì)特征，建議對于廈門周邊農(nóng)村地區(qū)中人口密度低、耕地面積多、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)的非城鎮(zhèn)化的第二類農(nóng)村，生活污水治理不宜簡單套用城市污水廠處理工藝以及一級A的處理標(biāo)準(zhǔn)，否則為了達(dá)標(biāo)需人工添加碳源而增加處理成本與風(fēng)險；建議廈門周邊農(nóng)村地區(qū)中第二類農(nóng)村以農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)為處理目標(biāo)，簡單采用LID型排水溝渠、人工快滲系統(tǒng)、人工濕地等生態(tài)措施進(jìn)行生態(tài)處理后回灌于農(nóng)田。