新时代下镇村污水处理站的发展及挑战<br/>——以泸州市镇村污水处理站建设为例

新时代下镇村污水处理站的发展及挑战
——以泸州市镇村污水处理站建设为例

2021-01-05白恒马腾飞彭川凌郡鸿白欣玉

环境保护与循环经济 2020年11期

白恒马腾飞彭川凌郡鸿白欣玉

（1. 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，北京 100024；2. 泸州市繁星环保发展有限公司，四川泸州 646000；3. 上海海洋大学海洋生态与环境学院，上海 201306）

1 引言

镇村生活污水治理是镇村人居环境整治的重要内容，是国家实施乡村振兴战略的重要举措，新时代面临新的发展与挑战［1］。进入21 世纪以来，我国积极推动镇村生活污水治理，并对改善镇村生态环境提出了更高要求。到2020 年，中西部地区镇村生活污水治理率明显提高，镇村生活污水乱排乱放得到有效管控，但仍需继续改善镇村污水治理措施，完善管护机制［2］。2016 年，为解决泸州市镇村污水治理工作的问题，泸州市政府出台《关于加强全市乡镇和农村污水处理设施建设的实施意见》（泸市府发〔2016〕48号）。本文通过对镇村污水治理的深入剖析，结合时代特点，以泸州镇村污水处理站的建设为例，探究了新时代下镇村污水处理站的发展与挑战。

2 我国镇村污水治理的背景及现状

2.1 镇村污水治理背景

自2010 年环境保护部发布《农村生活污染防治技术政策》明确提出农村生活污染防治三条主要技术路线和原则起，我国镇村污水治理开始了新的阶段。随着各项相关政策的出台，我国镇村污水治理力度逐步加大，直到2018 年12 月中央农办、农业农村部等18 个部门印发《农村人居环境整治村庄清洁行动方案》，开始在全国范围内集中组织开展农村人居环境整治村庄清洁行动，进一步为镇村环境整治工作提出了具体方案［3］。2019 年5 月，生态环境部正式印发《农村生活污水处理设施水污染物排放控制规范编制工作指南（试行）》，就农村生活污水排放标准制订技术路线及格式要求、污染物排放控制总体要求、监测要求及实施与监督和地方排放标准编制说明的内容与格式要求等进行了详细阐述，而此指南印发的一大目的便是补齐镇村生活污水治理短板［4］。

2.2 镇村污水治理现状

2.2.1 镇村污水治理工程复杂

镇村基础设施建设欠账由来已久，因此很多镇村污水治理工程项目不仅要建设室外排水设施（包括污水收集管道和污水处理设施），还会延伸到室内的卫生改造，其工程量大、结构独特、施工复杂，从而增加了镇村污水治理的工程量。

2.2.2 镇村污水治理成本高

镇村多以村落为主要集聚形态，其人口规模与居住密度都大大低于城市，并且镇村污水治理工程多是对现有村庄的改造，涉及对现有道路和绿化等设施的破坏与恢复，从而使工程整体投入大幅提升［5］。总体而言，按人均投入计算，镇村污水治理的成本要高于城市污水治理的成本。

2.2.3 镇村污水治理体制障碍

镇村污水治理体制障碍主要为：（1）镇村污水治理尚未形成完整有序的政府管理体系，同时存在条块分割、组织不力、监管缺位等现象。（2）行业管理体制缺失，现有的污水处理行业管理体制存在规划、监管与技术标准等缺失，严重制约了镇村污水治理的有效开展。

3 泸州典型镇村污水处理站剖析

3.1 镇村污水处理站的工艺繁杂性

目前镇村污水处理没有主流治理工艺，尚未形成具有区域特色的镇村污水治理技术模式和规程，许多地区在技术选择方面存在盲目性。不同地区镇村生活污水的排放特征大相径庭，不同镇村生活污水处理技术对水质指标的去除效率也不尽相同［6］。泸州镇村污水处理的工艺复杂多样，这也是目前各地普遍存在的情况。泸州镇村污水处理曾经采用了PASG、人工湿地、流化床、A2/O、A/O、硅藻精土、生物转盘等工艺。工艺统计结果见表1。

表1 工艺统计

从调查结果看，泸州镇村污水处理设施的主流工艺多选用A2/O 及人工湿地，两者占比高达41.76%。除此之外，A/O，MBR 工艺占比分别在10%以上。除8 种颇具规模的工艺外，还有19 处设施采用了其他类型的小规模工艺措施，可见泸州镇村污水处理站的工艺种类繁多。由于各类工艺的特点及运维要求不同，地方政府不具备根据污染物去除效率、成本控制及地理条件等综合因素来确定工艺选型的技术力量，需要通过委托第三方建设、运维的模式，以降低管理难度，实现可持续的运维。

3.2 镇村污水处理站的投资建设复杂性

镇村污水处理站包括收集系统和终端处理系统，镇村污水处理站建设程序的复杂性并不亚于城市污水处理厂，究其原因主要有：（1）前期镇村污水治理基本由当地政府进行招标建设，施工企业只负责建设，建完后移交政府运行，而政府缺少专业人员，对设备、验收标准等欠缺评判，建设质量难以保证。（2）资金投入较大。（3）建设程序复杂。（4）对地理条件限制的影响缺乏判断。

3.3 镇村污水处理站的运维管理专业性

镇村污水处理运维主体主要分为户内处理设施和公共处理设施两部分。镇村家庭户内化粪池、隔油池、污水管道等处理设施属于村民私人所有，村民就是运维主体，但存在很多村民环保意识不强、技能不具备、对于室内处理设施的维护不到位的情况。镇村家庭户外污水管道、集中处理终端等公共处理设施属于国家所有，由乡镇政府或者县（市、区）运维主管部门代表国家行使所有权和管理权，作为运维主体，但是运维主管部门一般并不具备对公共处理设施运行维护的专业人员和能力，无法确保厂站的正常运行。

因此，要想实现镇村污水的经济技术投入以及持续稳定运行，需要委托第三方进行投资、建设、运营一体化管理，以更快更有效地推动镇村污水治理。

3.4 泸州镇村污水处理站水质水量分析

3.4.1 进水水质分析

根据近2 年的实测调研数据，镇村生活污水处理设施进水COD 浓度为22～751 mg/L（平均值258.79 mg/L，生活污水值≤350 mg/L），氨氮浓度6～117 mg/L（平均值30.36 mg/L，生活污水值≤25 mg/L），总磷浓度1.1～12.8 mg/L（平均值3.82 mg/L，生活污水值≤4 mg/L）。由于配套管网不完善、“散乱污”企业偷乱排等影响，进水水质上下限之间变动幅度较大。进水水质的不稳定造成工艺调整频繁、运维工作难度加大，同时增加了建设设计难度。

正常情况下，进水水质平均值与生活污水经验数据相近。但受季节、管网、企业排污等因素影响，进水水质变动幅度较大，COD 最大值超4.57 倍、氨氮最大值超3.68 倍、总磷最大值超2.25倍。

3.4.2 进水水质设计

镇村污水处理站的进水标准在全国范围内并没有一个统一的规范，一般在确定进水设计指标时多采用理论计算和实际测量2 种方式，但是由于很多镇村管网不配套、受季节影响水质变化很大等，进水水质很难确定，因而用于参考的进水水质设计的依据不足。

进水水质指标设计过低，影响污水处理质量；进水水质指标设计过高，会增加投资及运行成本。因此，在确定进水水质标准时，应结合多种方式，多实地考察，力求得到最优、最实际的进水设计指标。

3.4.3 进水水量分析

泸州镇村污水处理站处理负荷率见图1。总体趋势呈现为“凸”型，共出现3 次极大值点，分别为2月、6 月、11 月。污水处理站日处理量与负荷率成正比，在6—7 月达到最高峰。可见在雨季受镇村雨污分流及居民取灌水的影响，污水处理站的工作负荷率产生较大波动。受地区特殊气候因素的影响，泸州镇村污水处理在不同月份应进行针对性的管理和调控，进一步提升污水处理效果。

图1 污水处理负荷率分布

3.4.4 出水水质分析

2019 年12 月9 日四川省发布《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》（DB 51/2626—2019），泸州地区处于长江流域上游，对水质的监管更为严格，所有站点出水标准均执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A 及以上标准。而实际上，小规模镇村污水处理站由于进水水质水量不稳定，特别是进水水质水量突变导致来不及做出工艺调整，出水很难稳定达到一级A 等较高的出水标准。2019 年500 t/d 以下污水处理厂站总计达标率约58%，各厂站达标率情况见表2。

表2 厂站达标率

由表2 可知，受外部进水、技术条件、运维管理等综合因素的影响，小规模厂站难以稳定实现100%的达标率，500 m3/d 的厂站能够实现80%以上的达标率，而100 m3/d 以下的厂站达标率均较低。可见污水处理规模较小的村镇，厂站出水达标难度明显加大。因而对于广大镇村污水处理的出水质量要求应当根据实情合理变动，随着更贴近实情的四川省镇村污水排放标准的执行，泸州镇村污水处理进出水质标准的问题会逐步得到解决。

3.4.5 以况场街道污水处理站为例定点分析

以况场街道污水处理站为例，对泸州镇村污水处理站进出水水质进行定点分析。该污水处理站设计规模为750 t/d，采用3 套250 m3/d 一体化MBR设备，工艺流程为生活污水—格栅沉砂池—调节池—FMBR 一体化污水处理设备—出水池—达标排放或回用。该污水处理站2019 年进水水质情况见图2。

图2 况场街道污水处理站2019 年进水水质情况

况场街道污水处理站2019 年出水水质情况见图3。

图3 况场街道污水处理站2019 年出水水质情况

由图2 可见，该污水处理站各项指标均存在超过设计上限的情况。其中，NH3－N，TN 含量普遍超过设计上限，TP，CODCr存在少数超标情况。因而加强对氮的去除成为该污水处理站接下来提升的重要方向。通过投加碳源控制C/N（控制＞5）、提高MLSS（由8 000 mg/L 提高至12 000 mg/L）、调整曝气量（气水比由25∶1 提高到45∶1）等工艺调整，实现出水达标。除CODCr全部达标外，其他指数标准只有少数超标情况。

在泸州镇村污水处理中均存在高氮高磷的处理需求，而已建成的镇村污水处理站在采取多种工艺提升措施之后，均已最大限度进行了污水的治理。在新的四川省农村污水排放标准发布之后，还需因地制宜科学实际地制定出水标准，同时针对小规模厂站运维实际困难进行监管模式的优化，而非直接照搬城市污水处理厂的管理模式，对泸州镇村污水进行更合理更贴近当地实情的运维监管方式。

4 镇村污水处理站的持续探索及规范化发展

4.1 镇村污水处理的特色投资模式

若要解决我国各地镇村污水处理存在的后期管理问题，需对项目前期的投资与建设进行整体优化。以泸州镇村污水处理投资模式为例，该模式很好地将特许经营的优点在镇村这一特殊环境中体现出来。泸州市镇村污水处理采用特许经营模式，由区县政府与企业签订特许经营协议，授予公司特许经营权，将整个区县的镇村污水处理站交由第三方进行投资、建设、运营，政府分期支付服务费用确保企业的合理利润，而第三方公司则通过贷款、融资等方式筹集资金更快形成生产力。通过这种模式既能缓解政府资金压力，又能调动第三方的积极性，既让专业的公司做专业的事，又通过考核机制推动工作，使得镇村“只管建不管运，质量难保证”“建设资金需求量大”等问题得到解决。

4.2 镇村污水处理的优化运维模式

我国镇村生活污水量大面广，治理条件复杂，在进行大规模建设的同时，更应把长效运维作为工作的重点。新时代下镇村污水处理站的运维应当以“高效、稳定、经济”为目标，而泸州镇村污水处理设施便采用集中监控与分散处置相结合的原则，提出了ISE（互联网智慧管理＋标准化＋应急处置）的运维模式。该模式通过互联网智慧管理监控平台对分散的站点运行状态进行集中监控，建立标准化的运维管理制度和流程，专业运维人员按照标准制度流程进行定期的巡检、维修维保、工艺调整工作，梳理制定镇村特有的异常情况处理清单（进水异常、设备故障、居民投诉等），制定异常应急预案并及时响应。这种运维处置模式固定，能够及时将故障排除，降低了人才的需求门槛，提高了镇村污水设施的运行效率。

4.3 镇村污水处理的合理监管方式

镇村污水处理的核心问题在于设施能否正常运行，其监管的合理性尤为重要。对于镇村污水处理的监管考核标准不能“一刀切”，要因地制宜，根据当地实情，在政府引导下进行合理调整。泸州镇村污水处理的监管模式应当根据其特殊的地理气候环境及处理现状进行科学改进，其考核标准达标率的设置应当低于城市水平线，并根据四川省农村污水排放标准，在政府指引下进行更为合理的监管。