分散型村庄污水收集及处理模式探讨

王盈盈

（北京城建设计发展集团股份有限公司，北京 100045）

1 分散型农村污水处理特点

1.1 污水特点

农村污水的主要来源为村民及村中零星产业的生活洗涤污水、厨房污水、冲厕污水。农村生活污水的水质、水量受地域、季节、生活习俗影响较大，具有很大的波动性[北方低温地区农村分散式污水处理技术。水量及水质特点主要为：（1）工作日的早晚高峰及夏季污水排放量呈用水高峰，部分民俗旅游村庄在节假日也会出现大幅度增加现象；（2）污水的可生活性较好，污染物多为有机成分，基本不含有毒有害物质；（3）发展旅游的村庄，餐饮较为集中，含油废水较大，需考虑设置隔油池。

2 村庄特点

2.1 村庄分散

部分农村住户较为分散，呈点状分布，存在零星住户聚集的现象。一部分原因为村民靠山或沿河居住，因自然因素限制，呈现了分布态势。另一部分原因因为市道、国道、铁路等交通要道从村中穿过，将自然村划分为多个片区。大部分分散型村庄多远离市区及大市政管网，想要采用纳管排入市政管网，最终通过城镇污水处理厂处理的难度较大。

2.2 街道狭窄

分散型村庄分散原因主要因为面积受限而分散而居，因此很多现有村中街道多较为狭窄，2m宽胡同较为普遍。对于沿山而居的住户，由于山坡或者连山石的影响，部分街道可能不足1m。街道狭窄，给后续致使管管线工程基坑距离两侧房屋、院墙基础较近，带来了较大的施工风险。

2.3 地势起伏

部分分散型村庄位于山区，地势起伏较大，个别临近住户高程起伏较大，做大落差可达到近10m。村中地势落差造成整个村庄管网完全重力流汇入下游的难度较大。局部低洼地段需考虑增设污水提升泵站。

2.4 施工困难

由于沿河、沿山，地下水位较高且地质情况山石较为普遍，致使基坑开挖多需要碎石，降水。由于村中胡同较为狭窄，相关机械无法入场，部分需要采用人工碎石。

2.3 污水排放现状

多数村庄暂未采用污水处理设施。对于厕所形式，一些欠发达地区仍使用旱厕，部分较发达地区的村庄水冲厕所比例较大，冲厕废水多直接排入村民自建渗井或可渗漏的非标准化粪池中，对地下水存在严重污染。大多数村庄的污水排放模式为分散排放，个别村庄建有雨污合流管道，下游多排入就近河道。

3 分散型农村污水收集及处理模式比较

目前，分散型农村污水处理模式主要为集中式处理及分散式处理两种模式。集中处理模式是建设配套管网收集系统，将污水收集至污水处理站统一处理。分散处理模式是将农户污水进行联户或独户收集后单独处理。对于村庄规模小、布局分散、地形复杂、污水收集困难的村庄，多采用分散处理。

表1 污水收集及处理模式比较表

3.1 管线收集模式

3.1.1 重力流污水管线收集处理模式

图1 重力流污水收集流程图

常规的农村生活污水处理，将每户村民的生活污水排入化粪池后接入重力流污水检查井，若遇到局部地势低洼或下游接入管线高程受限，就需要增设提升泵站，对污水做一定提升后排入下游，最终进入调节池及污水处理站实现污水达标排放。

但对于地势起伏较大、地质情况不佳、村中胡同较窄的情况，可能无法实现全村污水管线重力流接入下游，且由于管道坡度的存在，致使管道埋深增加，造成村中较窄胡同中的管道两侧工作面较窄，管线基坑开挖难度及风险均较大。

3.1.2 真空排水污水管线收集处理模式

真空排水收集系统主要由收集箱、真空管道、真空罐、真空泵、排水泵和除臭生物滤池组成。

真空排水系统与重力流排水系统相比，排水管道管径小、埋深浅，不需要设置检查井，无渗漏，不影响周围环境，施工方便快捷，周期短等特点。适用于生活污废水排水点分散、排水距离较长、地势平坦、排水管道需要跨越障碍物、地下水位较高、人口密度低、水源保护区、临时排污点和由于地下管道施工可能影响交通等区域[1]。

表2 典型分散污水处理工艺的特点

图2 真空排水收集流程图

3.2 污水处理模式

3.2.1 无动力污水处理工艺

将农户污水进行联户或独户收集后单独处理，处理装置可选用无动力处理装置，即不需要依靠水泵等电动装置。无动力处理装置以厌氧为主、兼性生物滤池为辅的生活污水处理系统。首先在厌氧阶段，将不易降解的大分子有机物水解成小分子和可溶性化合物，使其更容易被微生物降解，并可减少污泥生成量。然后通过兼氧生物池进行过滤，依靠滤料及导流系统，使有机物在生物滤池内不断被截留，并通过滤池上的兼氧菌进行降解，对氨氮具有有效去除作用[2]。

无动力污水处理装置的主要工艺流程如下：

对高程落差较大的村庄可考虑采用无动力污水处理装置。无动力地埋式污水处理设备适用于污水处理量较小的情况，它的最大优点是：无动力消耗，基本上不需要管理，造价低，运行管理费用低。且该设备可一体化生产，全套设备埋在地下，不占空间位置，故不需要建房屋，不需要采暖保温措施。无臭味，对周围环境基本无影响[3]。

但无动力污水处理装置，由于不通电，无法曝气，缺少好氧环节，对有机物去除效果不佳。对于此工艺是否适用需结合国家及当地的农村生活污水排放标准及尾水用途综合考虑。

3.2.2 生化系统处理工艺

生化系统处理工艺可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理是通过动力给污水充氧，培养微生物菌种，利用微生物菌种分解、消耗吸收污水中的有机物、氮和磷。常用的有普通活性污泥法、AO法、生物转盘和SBR 法等。厌氧生物处理是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机污染物转化为无机物和少量的细胞物质，常用的有，接触厌氧法、厌氧滤池、UASB 升流式厌氧污泥床等 。典型分散污水处理工艺的特点见下表。

综合而言，厌氧技术比好氧技术节能，但同样污染物去除效果不理想，一般多用于高浓度废水的预处理，普通生活污水极少采用。好氧技术对污染物去除效果较好，但各种技术对于农村条件的适用性需要具体分析。接触氧化工艺处理效率低，占地面积大，填料堵塞，滋生蚊蝇，产生臭味，处理效果不稳定，与活性污泥法相比，更适用于污染负荷比较低的情况。氧化沟工艺占地面积大，建成地埋式系统的难度高，投资较多。

4 结语

选择合理的污水管线收集模式及污水处理工艺技术是十分重要的。只有选择得当，才能使污水处理工程的处理效果好，运行管理方便，节省投资成本和运行费用。污水管线收集模式，要根据村庄地势、村庄分布、地质条件、运维需求及投资造价综合比选。污水处理工艺的选择，首先需要适应污水进水水质、出水水质要求以及当地温度、工程地质、环境等条件，然后综合考虑工艺的可靠性、成熟性、适用性，因地制宜地选用高效节能的污水处理工艺，做到投资省、运行费低、技术可靠、运行稳定。充分考虑管理技术水平，选择先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的设备和控制系统。