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北極星水處理網(wǎng)訊:江蘇省是我國較早開展了農(nóng)村生活污水治理示范的地區(qū)之一。目前，關于農(nóng)村生活污水治理的研究主要集中在污染源分析、污水治理技術研發(fā)等領域，對于現(xiàn)有設施的處理效果和治污績效評價的研究還比較少。鑒于此，作者實地調(diào)查了2008年—2010年最早建設的環(huán)太湖蘇州、無錫、常州地區(qū)共68個自然村的分散型生活污水處理設施狀況，并從設施規(guī)模、處理工藝、處理效果和投資運行成本等多個方面進行了回顧性評價，提出了相關對策建議，為太湖流域乃至全國農(nóng)村生活污水治理技術的推廣應用提供參考。

1 研究區(qū)域

研究區(qū)域為蘇州、無錫、常州這3個地級市，如圖1所示。

圖1 研究區(qū)域

該地區(qū)的15條主要入湖河流中，有11條河流水質(zhì)符合Ⅲ類，占73.3%，其余4條河流水質(zhì)為Ⅳ類，占26.7%，是太湖水環(huán)境治理的重點區(qū)域。

根據(jù)對該區(qū)域68個自然村實地調(diào)查的數(shù)據(jù)，該研究區(qū)域農(nóng)村生活污水排放的主要污染因子為：氨氮(NH3-N)、總磷(TP)和總氮(TN)。

2 污水水質(zhì)

根據(jù)江蘇省農(nóng)村環(huán)境連片整治的管理規(guī)定，太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水排放的主要指標(COD、NH3-N、TN、TP)按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級B標準的要求執(zhí)行。

各村農(nóng)村生活污水處理設施進出水的實測結果(表1)表明，進水COD、NH3-N、TN、TP已達到國家一級B標準的比例分別為37.7%、43.6%、64.1%和39.3%，可以看出進水中廢水少，進水濃度明顯偏低。分析其主要原因：一是農(nóng)村污水處理管線較長，施工質(zhì)量參差不齊，存在管網(wǎng)漏損和地下水入滲情況；二是農(nóng)村住房多自備化糞池，部分戶廁糞便還田，污染物并未全部進入污水系統(tǒng)，實際污水收集率較低。COD、NH3-N、TN、TP濃度較低時去除率也降低，甚至為負，污水濃度偏低時處理設施生化培菌困難，系統(tǒng)生物量偏低，治污效率低下，沖擊負荷時污染物去除能力弱；設施管護不到位，部分設施間歇運行，出水水質(zhì)波動較大；且設施排泥不及時，導致污水處理設施內(nèi)部經(jīng)常存在積泥現(xiàn)象，設施再啟動時出水中氮磷濃度經(jīng)常高于進水。只有當進水濃度高于一級B排放標準時，處理設施才能正常運行，主要污染物去除率較為顯著。設施出水的COD、NH3-N、TN、TP的達標率分別為98.5%、94.2%、92.5%、91.2%，出水中TN、TP仍是主要的污染因子，去除率和達標率偏低，脫氮除磷效果有待進一步提高。

表1 調(diào)查區(qū)域污水水質(zhì)

3 處理工藝

太湖流域首批農(nóng)村分散型生活污水處理工藝類型復雜多樣，主要有生態(tài)凈化、MBR、SBR、生物接觸氧化、生物濾池、生物-物化、AO及其他工藝，所涉及的具體技術有KOT生物技術、脈沖多層復合濾料生物濾池等，如表2所示。

表2 農(nóng)村生活污水處理工藝分類

生態(tài)凈化是利用土壤過濾、生態(tài)塘、人工濕地等進行自然凈化或強化凈化的污水處理工藝；MBR是利用MBR組器以固液分離的形式對出水進行深度強化處理的活性污泥法處理工藝；SBR是間歇曝氣、間歇沉淀的活性污泥處理工藝，集反應器、沉淀池于一體，占地少；生物-物化工藝指化學沉淀和生物處理相結合的農(nóng)村生活污水處理技術，多用于蘇州吳江地區(qū)。此次調(diào)研中，SBR工藝采用率最高，AO和生物-物化工藝次之，其他工藝(技術)采用率均低于12%(圖2)。對照占地、投資和運行成本等因素，MBR、SBR、生化-物化等技術(工藝)因其污水處理程度高，占地少，但投資和運行費用較高，主要應用于城市近郊、經(jīng)濟高度發(fā)達且土地資源缺乏地區(qū)。AO、生物濾池工藝、強化氧化塘、生物接觸氧化等工藝(技術)，雖然占地面積較大，但運營成本低，主要應用于城市遠郊、土地資源相對寬松的地區(qū)。

圖2 農(nóng)村生活污水處理工藝

4 設施規(guī)模

農(nóng)村分散型生活污水處理設施占地、處理能力情況如圖3～圖4所示。由圖3可知：處理設施占地指標差異較大，其中噸水處理能力占地面積在0～0.5、0.5～1、1～2、2～5、5～10 m2/(m3·d)和>10 m2/(m3·d)的設施占比分別為10.8%、18.9%、18.9%、21.6%、18.9%、10.8%。經(jīng)分析，占地指標5 m2/(m3·d)的處理設施其工藝多采用生物接觸氧化和生態(tài)凈化。處理設施的占地面積與處理工藝類型、處理量相關，相較于AO及生物-物化工藝，SBR、MBR布局集中，占地較少。生物接觸工藝由于多配套尾水人工濕地建設，總的占地面積偏大。

圖3 處理設施占地情況

圖4 處理設施日處理能力

大多數(shù)農(nóng)村生活污水處理設施日處理量在80 t以下，其中20～40 t占比為26.0%，40～80 t占比為20.6%，120 t以上占比為26%。設施處理量與所服務人口數(shù)和農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結構相關，有養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)家樂的農(nóng)村污水產(chǎn)生量較大。調(diào)查范圍內(nèi)有部分處理設施污水收集量遠遠低于設計處理量，因此，在設計處理量時應充分考慮當?shù)厍闆r，以適應農(nóng)村污水的周期性變化。

5 設施投資

農(nóng)村分散型生活污水處理設施建設投資及年運行成本情況如圖5～圖6所示。由圖5可知：設施建設成本多在2萬元/(m3·d)以下，占比為87.5%，其中73.4%的處理設施建設成本在0.5萬～2萬元/(m3·d)，同時3.1%的處理設施建設成本>3萬元/(m3·d)，分析其原因應是管線鋪設費用較高。處理設施的建設成本與占地面積、處理工藝類型、所需鋪設管線長度相關，一般來說，工藝復雜、居住分散的村莊建設成本較高。

圖5 處理設施建設投資

圖6 處理設施年運行成本

設施運行成本的調(diào)查通過發(fā)放相關調(diào)查表，由當?shù)剡\管人員統(tǒng)計填報來完成，填報范圍包括電費、藥劑費、人工費、污泥處置費、植物種植費和維護費用。調(diào)查范圍內(nèi)設施運行成本大多在2元/m3以下，其中運行成本2元/m3。其中，采用AO、SBR、MBR和生物接觸氧化工藝的處理設施平均運行成本分別為0.4、0.7、0.9元/m3和0.9元/m3，采用AO、生物接觸氧化、MBR和SBR工藝的處理設施平均處理規(guī)模分別為150、51.8、37.5、35 m3/d。對比可知，采用AO工藝的處理設施平均規(guī)模最大，因此，單位運行成本較低。采用生物生態(tài)組合凈化工藝的處理設施平均運行成本為1.3元/m3，包括植物種植費、藥劑費、人工費、電費和污泥處置費；采用立體循環(huán)一體化處理裝置的平均運行成本為2.2元/m3，包括人工費、電費和藥劑費。運行成本與所采用的處理工藝和處理量有關，相較于AO、SBR工藝，同樣處理量的設施若采用MBR、生物接觸氧化工藝，其運行成本一般較高。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，部分設施處于停運狀態(tài)，原因主要是配套的管理機制不健全，運行經(jīng)費到位率低，缺乏專人管護。

6 結論

(1)太湖流域農(nóng)村生活污水處理設施普遍存在進水濃度偏低情況，處理效果不佳。農(nóng)村污水的收集管網(wǎng)是現(xiàn)有設施建設的薄弱環(huán)節(jié)，應進一步加強處理設施施工質(zhì)量，強化施工監(jiān)理，做好防滲防漏，切實保障污水的有效收集。

(2)江蘇環(huán)太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水處理設施普遍規(guī)模較小，日處理能力10 m2/(m3·d)。其主要原因是，農(nóng)村污水處理工藝差異較大，生物處理和生態(tài)凈化工藝需要的占地面積存在顯著差異。此外，農(nóng)村生活污水處理設施普遍規(guī)模小，噸水投資顯著高于城鎮(zhèn)污水處理廠，但運行費用和城鎮(zhèn)污水處理廠接近。

(3)現(xiàn)有設施處理技術多樣，其中SBR、AO和生物-物化工藝采用率較高。農(nóng)村生活污水處理應因地制宜、結合農(nóng)村土地現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃，選取不同工藝來滿足當?shù)匦枨?，同時應重視尾水回用技術的研發(fā)，實現(xiàn)農(nóng)村水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

原標題:凈水技術 | 太湖地區(qū)首批農(nóng)村生活污水處理設施回顧性調(diào)查

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