探究上海地区农村生活污水处理形势及关键技术

李阳忠

(上海市金山区水利管理所，上海 200540)

0 前言

农村生活污水处理设施建设是推动形成社会主义生态文明观和城乡一体化的一项重要举措，通过铺设管道收集农村地区生活污水，采用集中或分散处理模式，对其中的有害物质和污染环境的成分进行清除、降解，以达到改善农村人居环境的目标。美国、日本、德国等国家在该领域涉足较早[1]，通过对农村生活污水处理标准制定、处理技术创新、管理模式完善等一系列的研究探索，形成了较为完善的体系。

我国新时代农村在现代化进程中，随着人居环境要求的提高，农村生活污水收集处理显得愈发重要，然而，国内针对农村生活污水处理技术和管理方面的专项研究相对较少，大部分只停留在对国外工艺的借鉴层面，且不符合我国国情，相应的对策措施和可操作性不强[2]。因此，科学分析上海地区农村生活污水处理存在的根本问题，开展关键技术与管护模式的研究，对建设新时代农村和创建美丽乡村具有长远意义。

本文从上海地区农村生活污水处理标准、处理模式、处理设施生命周期、处理工艺及多种管理模式5个关键层面的现状和研究内容方面进行了探究，以期为进一步深化研究和发展上海地区农村生活污水处理提供思路。

1 农村生活污水处理的背景

随着社会主义新农村建设和城乡一体化进程的不断推进，我国各级政府逐步重视农村生活污水处理工作。追溯至20世纪50年代，社会主义新农村建设开始萌芽；21世纪初，在社会主义新农村建设物质发展和精神文明要求提出的基础上，国务院格外重视农村基础设施建设和改善农村人居卫生环境；2007年党的十七大提出要统筹城乡发展。农业部为深入贯彻党中央文件要求和会议精神，进一步推进生态文明和美丽中国建设。

上海市委、市政府为积极开展本市社会主义新农村建设，出台了相关文件并构建了有效制度。2006年出台了《关于推进社会主义新农村建设实施意见》，完善和提升了农村生产生活设施；之后相继提出了《关于开展本市农村自然村落综合整治试点工作的若干意见》，根据郊区(县)经济负担能力和村落布局形态，污水处理模式可灵活选择，或采用集中纳入市政污水管网进行统一处理，或采用工艺相对简化、投资小、管理简便、占地少的污水处理工艺与设施。

2007～2017年，结合村庄改造工作，上海市进行了农村生活污水处理设施配套建设的试点工作，基础设施投入城郊比为7∶3。近年来，市级财力在该方面安排郊区(县)的专项资金达几十亿元，提高了农村生活污水处理设施配套率，改善了镇村级河道的水环境，居民对生活和生产的环境满意度以及获得感日益提升。2014年，为贯彻落实中央开展农村人居环境整治行动要求，出台了《关于本市推进美丽乡村建设工作意见》，进一步明确要因地制宜配套好农村生活污水处理设施，优化农村人居环境。2015年，又印发了促进城乡一体化的相关文件，提出至2020年本市城乡发展一体化的总体目标，加强农村污染源头控制和治理，完善新农村配套设施和生态文明环境面貌。上海作为国际化大都市，农村人居环境和生态环境提升既是经济发达地区率先实现设施完善的必然要求，也是城乡一体化发展的必然使命。

2 上海地区农村生活污水分布和排放的基本特征

2.1 上海郊区农村村庄布局特征

上海属于典型的平原河网地区，从实施城乡一体化政策以来，上海郊区乡村的整体风貌发生了巨大的改变，农村村落布局形态主要呈现以下特征。

2.1.1 房屋多临水而建 由于河网水系密布，居民传统生活习惯临水而居、枕河而立，从而形成了当地的农村房屋布局特点。因为布局特征，农村地区生活污水多直接通过排水管，未经任何预处理措施，直接排放到周边河道，部分郊区河道由于平原地区特点，水动力不足、河道较窄、河道不畅通，从而导致水质不断变差，呈现出水体发黑和散发恶臭的情况。

2.1.2 房屋多为独立式住宅 作为国际化大都市的上海，分享着改革开放的成果，乡村居民的生活质量不断提高，郊区农村住宅多以独立式砖瓦房为主，而且室内设施齐全，舒适美观。随着生活水平的提高，乡村居民日排污水量与日俱增。

2.1.3 房屋聚合不规则 郊区村庄分布不规则，有些自然村中居民点可能相对较为集中，有些自然村与自然村之间相距甚远，或一个自然村中居住点之间又相隔较远，这与人口集聚程度高、居民点聚合的市区存在较大差别。因此，郊区生活污水收集和处理存在一定难度。

2.2 上海地区农村生活污水排放特征

农村生活污水主要包括农户的厨房、洗浴和卫生间等废水，未经处理直排河道是导致镇村级河道黑臭的主要原因之一，其具有总体量大、排放面广、水量变化大、水质差异大的特征。

2.2.1 水量特点

2.2.1.1 总体水量大 随着新农村建设和美丽乡村创建开展以来，上海郊区农村居民生活水平不断提升，农村厨房、淋浴间等区域设施不断完善，这些区域的废水量不断增加，与城镇居民污水排放量差距逐渐缩小。根据《上海市农村生活污水处理建设规划》，农村生活污水处理共涉及34万余户，污水总量约13.6万m3/d，生活污水若未经处理直排河道将造成全市中小河道水质持续恶化。

2.2.1.2 排放面广 主要来源为乡村居民污水和乡村公厕污水。上海市农村地区厨房、洗浴间和卫生间的设施较为完善，多铺设了排水管道，较易进行收集处理，但部分洗涤污水呈现多种形态，可通过自来水、井水和河水进行洗涤，此类无序排放的污水，由于收集难度大，基本无处理措施。随着“美丽乡村”创建活动的开展，农村地区出现了一定数量的公厕，这部分污水污染物含量高，目前还尚未得到有效处理。

2.2.1.3 水量变化大 以单户性排放为主，呈现明显的早、中、晚3个排水量高峰，日变化系数达到3.5～5.0[1]，同时受气候、季节、种植结构等因素的影响，同一农村区域不同季节排污量不同，不同农村区域同一季节排污量也不同[2]。

2.2.2 水质特点 上海地区农村生活污水成分以有机物为主，主要有COD、NH3-N、TP等。根据国家住建部出台的《东南地区农村生活污水处理技术指南(试行)》文件，经检测上海地区农村生活污水水质波动范围较大，详见表1。

表1 上海地区农村生活污水出水水质检测表

3 上海地区农村生活污水处理的现状

根据《上海市农村生活污水建设规划》，2011～2015年上海地区按计划开始实施试点工作，全市共有98.54万农村居民，化粪池改建已经基本完成，其中农村生活污水处理率达到了42.7%，配套处理设施约3000座，污水收集管道建设约7000 km。

农村生活污水处理主要有2种模式，即纳入市政污水处理系统和采用简化工艺就地处理。在采用就地处理系统中，小型处理站工艺的选择是处理效果的关键所在。2013年《上海市农村生活污水处理项目技术评估研究报告》，对上海地区2008～2011年试点期间采用就地处理系统的工艺进行了比较分析。报告指出，就地处理系统中采用的较为普遍的工艺主要有：生物滤池、土壤渗滤、人工湿地、生物滤床+人工湿地、接触氧化+人工湿地、自流增氧人工生态床、一体化膜法A2/O、MBR等。

经过多年实施，对上海地区农村生活污水中NH3-N、TP等污染物起到了一定的消减作用，处理工作目前已取得初步成效，但是仍然存在处理标准不合理、处理模式选择存在问题、设施生命周期短、处理工艺选择不合理、管理养护不到位等问题，制约了农村生活污水处理建管模式的优化和美丽乡村的创建。

4 上海地区农村生活污水处理的关键技术探究

4.1 处理出水水质标准研究

上海地区农村生活污水处理出水水质标准是在《污水综合排放标准》(DB 31/199—2009)和《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的基础上[3]，按照《上海市农村生活污水处理设施出水水质规定(试行)》文件执行，对出水的感官指标和水质指标作出了要求，分为一级A和一级B标准，检测指标为CODCr、NH3-N、TP、TN、SS、LAS和动植物油7项。其制定的依据是大中型城市的污水排放情况和经济基础，与农村生活污水排污特点和处理成本有本质的差别。上海地区农村生活污水处理涉及9个区县，在调查9个区县农村生活污水的进出水水质和重要河湖水功能区水质目标的基础上，推动农村生活污水处理和市政污水处理厂出水水质标准相互衔接，根据各个区县地理位置差异、乡村经济条件和文化习俗等差别，提出能适应各区域的出水水质标准，并结合城乡发展一体化和新型城镇化进行近、远期分析，制定近、远期结合规划，从横向和纵向角度构建完善的上海地区农村生活污水出水水质标准体系。

4.2 处理模式的选择

根据上海市水务“十三五”规划和第七轮环保3年行动的目标要求，结合村庄改造和美丽乡村创建工作，继续加快推进农村生活污水处理，到2020年末，全市的农村生活污水处理率达到75%以上。《上海市农村生活污水处理建设规划》数据显示，目前已实施的处理户数中，纳入市政污水处理系统比例仅仅为20%左右。上海市作为国际化大都市，可以预见下个10年或者20年，将逐步实现城镇化，农村居民将实现集中安置，如在供水方面实现了一网供水，污水处理最终将会全部纳入市政污水管网，不再区分农村和城镇区域，把现有的过渡性质的污水处理设施大量废弃。农村生活污水处理建设，要依托于农村城镇化进程的规划，在完善各区县的农村村庄保护和布点规划的基础上，分配好就地处理和纳入市政污水处理系统2种处理模式的比例，并且对污水管道和处理站等布局和规格进行合理选择，做好近远期方案的结合。

4.3 处理设施生命周期的研究

上海地区农村生活污水处理投入不断攀升，从最初户均投资1万元上涨到2万元，市区镇各级财政压力都大幅增加，且根据上海市水务“十三五”规划，至2020年末全市农村生活污水处理率达到75%以上，下阶段的工作体量无疑是前所未有的，开展对农村生活污水处理设施生命周期的成本分析[4]尤为重要，即对处理的前期成本、实施成本、处理成本和其他成本等进行评估，研究近、远期人口变化和管理模式不同等要素[5]对处理成本的影响，并以此为根据完善农村生活污水处理模式的决策机制，使工程投资符合区域经济承受能力，确保资金的效益最大化。

4.4 处理工艺的选择

农村生活污水处理应按照“因地制宜、简易实用、水质稳定、经济可行”的原则，结合实地情况和出水标准，充分进行技术经济比选，合理选用适宜的工艺技术。但上海市在处理工艺的选择上，由于经济、区域等多种因素制约，部分处理工艺已不能满足出水水质要求，特别是TP、TN的达标情况较差。

以金山区为例，该区2007年试点建设采用土壤渗滤污水处理工艺，后期陆续增加了组合型污水处理工艺、一体化微动力SBR工艺和MBR膜生物反应器工艺[6]。经过几年的应用，目前以稳定的组合型工艺为主，试点MBR新工艺，经过对4种工艺的经济效益、建设实施、运行效果和养护管理四大方面的分析评价，每种工艺各有利弊，综合评价好的是组合型和MBR工艺，现阶段的工艺选择是较为合理的，但伴随着农村污水排放标准的提高，旧工艺被淘汰，新工艺被引入，将在推陈出新的过程中找到最适合当前农村环境的污水处理工艺。以目前现有的技术工艺为基础，在出水水质标准体系加以完善后，结合近、远期城镇规划，研究更新合适近、远期处理工艺的标准，并构建处理工艺选择库，防止同类型处理工艺变相竞争。

4.5 管理多种模式的探讨

长期以来，农村生活污水管理缺乏有效的体制和模式，上海各区虽然已初步落实处理设施运维的资金，实现了处理设施从失管到全部落实管理变化，但是常效和常态方面仍然有很大差距，处理站不能正常运行、管道冒溢等情况仍然不能杜绝。根据上海市农村生活污水处理设施建设、运行管理情况，以及农村城镇化推进的情况，借鉴国外分级分类型管理的模式[7]，探索和形成合适的管理养护模式，以期推进管理养护制度化。由市区联合制定并明确管理养护体系，明确责任和权利；推进管理模式差别化，根据设施管理养护的难易程度，分级分类型选择管理养护模式；推进管理养护信息化，确保处理设施运行正常，保障出水水质达标，管理养护及时有效。

5 结语

本文针对服务于美丽乡村创建的农村生活污水处理设施建设和管养工作，以构建完善的出水水质标准体系、合理选择处理模式、完善决策机制、更新处理工艺、完善管理养护模式为重点，对农村生活污水处理的五层面关键技术进行了探究，阐明了需要重点研究的关键点。包括区县农村生活污水排污调查，农村生活污水和市政污水处理厂出水水质标准相互衔接研究，区域差别化，近、远期水质标准完善的研究；区县的农村村庄保护和布点规划制定，优化处理模式的比例研究，处理设施近、远期结合利用的研究；农村生活污水处理的前期成本、实施成本、处理成本和其他成本等评估研究，处理模式的决策机制完善研究；处理工艺选择库构建研究，近、远期的处理工艺的标准更新研究；制度化、差别化和互联网+的管理模式体系研究。

综合考虑上海地区农村生活污水处理发展现状，结合村庄规划的需求，围绕创建美丽乡村发展战略的目标，配套完善与美丽乡村发展相适应的，处理达标、运行正常、管护到位的农村生活污水处理体系，促进区域社会经济的持续发展。

参考文献：

[1] 聂秋月,彭元富,顾熠澐,等.农村生活污水处理工艺与管理措施探讨[J].中国农村水利水电,2012(4):38-40.

[2] 刘俊新.因地制宜,构建适宜的农村污水治理体系[J].给水排水,2017，53(6):1-3.

[3] 丁绍兰,刘泽航,郭雪松,等.关于中国农村生活污水排放标准制定的探讨[J].环境污染与防治,2012，34(6):82-85.

[4] 刘平养,沈哲.农村生活污水处理的成本有效性研究:问题及展望[J].复旦学报：自然科学版,2015，54(1):91-97.

[5] 刘平养,沈哲.基于生命周期的农村生活污水处理的成本有效性研究：以浙江省白石镇为例[J].资源科学,2014，36(12):2604-2610.

[6] 赵湘龙.农村生活污水处理的工艺选择[J].给水排水,2012，48(S2):101-103.

[7] 田泽源,吴德礼,张亚雷.美国分散型生活污水治理的经验与启示[J].给水排水,2017，53(5):52-57.