合肥市兆河流域农村生活污水处理浅析

李保建 余 俊

（中国电建集团江西省电力设计院有限公司 江西南昌 330096）

引言

近年来，合肥市在促进新型城镇化建设方面强调城乡一体、统筹发展，在新农村建设以及美丽乡村建设等很多方面做出了很多努力，较大地改善了乡村面貌，明显地提升了居住环境，村民幸福指数进一步提高，社会经济发展向好。农村生活污水的直接排放，使自然水体遭受污染，使当地居民的生活质量降低，同时威胁着广大农民群众的身体健康，制约了农村经济的健康发展[1～6]。为了进一步提高人民生活水平、保护环境质量，治理农村生活污水迫在眉睫。

本次研究通过分析合肥市典型农村的生活污水特点，选择合适的处理工艺，进而改善农村污水无组织排放，构建兆河流域农村污水收集处理系统，根据环巢湖流域环境保护规划确定项目的特定目标，从根本上提高兆河流域水环境质量，为建设“美丽乡村”助力，最终为实现环巢湖流域建设的终极目标添砖加瓦。

1 排水现状及问题

1.1 排水现状

兆河流域农村生活污水主要来源于日常生活中的卫生间污水、厨房洗刷污水以及洗浴洗衣污水。村庄分布较分散、排放面源污染范围较大，同时各村给水及排水设施不同，农村生活污水在水质、水量以及排水方式有其自身的特点。

（1）水质特点

农村生活污水污染物浓度低、变化大，污染物中含有一定量的氮和磷，基本不含重金属、有毒有害物质，同时具有水质波动较大、可生化性好的特点。

（2）水量特性

农村人口居住较为分散，人口数量相对较少，因此污水量相对较小，水量变化比较明显。农村污水日变化系数一般在3.0～5.0 范围内，在某些变化较大的情形下可达10.0 以上。农村污水排放量和居民生活规律相近，夜间污水量小，白天比早晚小，农村污水一般在上午、中午、下午各存在一个高峰时段，夜间排水量通常较小，有时还会出现断流的情况，因此农村污水排放有不连续性的特点。

（3）排水形式

兆河流域农村排水设施尚不完善，2013 年-2017 年中心村已建设污水系统，2018 年-2020 年大部分自然村污水为散排，具体排放形式有以下3 类：（1）2013 年-2017 年中心村中靠近市政管网的中心村，污水接入市政管网，但存在雨污合流问题。（2）2013 年-2017 年中心村中的其余中心村均敷设污水管道，污水通过管网收集至已建污水处理站，由于缺乏定期的维护管理，污水处理站及管网均存在不同程度的问题。（3）其余中心村及村庄道路旁有排水暗渠或明渠，村庄周边有坑塘，村民通过自行修建排水管将住户家里的厨房、卫生间及洗浴室的污水直接排入排水渠、灌溉渠、坑塘或田地，对村内环境造成严重影响，同时影响了村庄整体的环境和卫生状况，不能满足村庄污水排放要求。

1.2 存在问题

（1）污水收集系统和污水处理系统不完善，污水收集率低、处理率低。区域内大部分村庄尚未建设污水收集系统和污水处理站，生活污水未经处理，直接排放，对村庄周边环境造成污染，影响地下水水质。

（2）存在雨污合流现象，不利于后期污水处理。区域内部分村庄现状已建污水收集系统为雨污合流制，不但对村庄环境造成不利影响，同时也不利于对污水的进一步处理，影响污水处理站的正常运行。

（3）现状污水排水管（渠）道存在不同程度的损坏、堵塞现象，造成污水排放不畅。无法收集处理，污染地下水，不能满足环境保护要求。

（4）区域面积大，地形复杂，不利于污水的统一收集处理。农村地区区域面积大，区域内地形地貌复杂，不同地区村庄布局特点、居民生活习惯和用水设施条件差异较大，特别是自然村分布十分分散，不利于污水的统一收集和处理。

（5）已建成污水处理设施，工艺多样，标准不一，处理效果参差不齐。部分中心村已建成一定数量的污水处理设施，但工艺多样、标准不一、工程质量、处理效果参差不齐，同时由于配套管网不完善，进水浓度低，大大降低了污水处理设施的工程效益。

（6）建设时缺乏统一规划，后期运营管理能力不足，造成资源浪费。农村地区缺乏专业的技术人员，运营管理能力不足，排水设施有人建无人管，运行成本高、管理复杂，造成一定程度的资源浪费。

2 处理工艺的选择

2.1 进出水水质

2.1.1 进水水质预测

本次研究中，污水处理厂进水水质均为生活污水，根据排放地点、水质特点等，排水类型可分为厕所污水、洗浴污水以及厨房废水。同时，根据实际调查以及监测结果可以发现，厕所排水COD 浓度最高，同时伴有臭味；洗衣、厨房排水COD 浓度也很高；洗浴排水COD 浓度相对较低，其他指标值也较低。居民生活污水水质应根据调查资料确定，或参照临近城镇、类似居住区的水质确定。由于缺乏各镇的实际排放污水水质资料，本工程生活污水水质无法由调查资料确定，本次污水水质的预测采用参照对比方法，确定生活污水水质。根据各乡镇镇区地形地貌、人口规模、发展速度、工业企业分布等现状特点，参考典型农村生活污水水质以及部分实测资料，作为进水水质取值依据。

（1）住房城乡建设部2017 年4 月颁布了《农村生活污水处理设施技术规程》（征求意见稿），技术规程推荐农村生活污水水质取值范围如表1 所示：

表1 农村居民生活污水水质参考取值（单位：mg/L）

（2）中南地区推荐的村镇污水水质指标

住房城乡建设部于2010 年9 月发布了关于《中南地区农村生活污水处理技术指南》，汇总了中南地区多地村镇的污水水质资料后推荐的水质如表2 所示：

表2 村镇生活污水水质参考取值（单位：mg/L）

（3）安徽省住房和城乡建设厅2013 年9 月颁布的《安徽省农村污水处理适用技术（试行）》，其中推荐农村生活污水水质取值范围如表3 所示：

表3 安徽地区农村生活污水水质范围参考取值（单位：mg/L）

（4）白湖监狱管理分局、盛桥镇等实测生活污水水质数据，如表4 所示：

表4 实测现状乡镇生活污水水质（单位：mg/L）

综合以上几种污水水质预测方法，参照白湖监狱管理分局、盛桥镇等实测生活污水水质数据，确定兆河流域农村生活污水的进水水质指标如表5：

表5 兆河流域农村生活污水进水水质（单位：mg/L）

2.1.2 出水水质标准

农村生活污水治理排放标准应按照当地环境保护行政主管部门或行业主管部门规定的生活污水排放标准执行，在没有排放要求的农村地区，应按受纳水体环境功能分区、村庄类型、设施类型、规模以及污水处理模式，确定出水控制标准。根据合肥市该区域总体规划及兆河水功能规划要求，兆河水质应达到《地面水环境质量标准》中Ⅲ类水体，针对兆河流域农村实际情况，污染物排放浓度控制标准如下：

（1）纳入乡镇集中污水处理厂治理的村庄，污水排放执行《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962-2015）。

（2）对于采取集中治理模式，建议处理后出水再经过湿地、沟渠以及水塘等，进一步处理后排入收纳水体，兆河中心村集中采用《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级A 标准，其余均采用一级B 标准。

（3）对于采取分散治理模式，处理后出水直接排入自然水体时，出水水质要达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级或二级标准；处理后出水用于农用灌溉时，污水出水出水水质要达到《农田灌溉水质标准》（BG5084-2005）。

2.2 处理工艺选择

2.2.1 集中污水处理工艺

为达到污水处理厂站高效稳定运行和基建投资省、运行费用低的目的，因地制宜的结合当地自然、土地条件等，优化组合处理工艺，同时考虑厂站运行管理方便，运转方式灵活，可根据不同的进水水质，调整运行参数和工况，目前国内农村常用的污水一体化设施基本为多种工艺模块组合，结合安徽及合肥市该区域农村地区的现场调查情况，通过对各种工艺进行比选，在保证水质达标的要求下，使污水处理设施占地面积、投资均较小，且生物脱氮除磷效果好，最终确定采用A2O+人工湿地污水处理系统。

A2O 生物池总水力停留时间10h～16h，其中厌氧池停留时间1.5h～2.5h，缺氧池停留时间2h～4h，好氧池停留时间6.5h～9.5h；有效水深4.0m～6.0m；池内污泥浓度2500mg/L～4500mg/L；二沉池的表面水力负荷＜1.0m3/（m2·h）。

2.2.2 分散污水处理工艺

（1）化粪池

化粪池是一种小型污水初级处理构筑物，利用沉淀、厌氧微生物发酵原理，主要作用是去除粪便污水或其他生活污水中的悬浮物、有机物以及病原微生物。化粪池的沉淀作用可去除大部分悬浮物，而微生物的厌氧发酵作用能有效地降解部分有机物，池底沉积的污泥可进一步利用为有机肥料。污水经过化粪池，不但能很好地防止污水管道被堵塞，同时可降低后续污水处理单元的有机污染负荷。但需要注意的是，化粪池结构简单、处理效果有限，出水不能直接排放自然水体，一般需经后续生物处理单元进一步处理后才能排放。

（2）人工湿地

人工湿地根据自然湿地模拟的人工生态系统，利用自然生态系统中的物理、化学以及生物的三重协同作用来实现对污水的净化，是一种由人工制造和监督控制的、类似沼泽的地面。按水流方式可分为水平潜流湿地、垂直潜流湿地、表面流人工湿地，人工湿地技术可作为农村生活污水处理后的深度处理技术使用。结合当地的进水水质、出水水质要求以及可用场地面积，本此研究采用水平潜流，水平潜流水力负荷选用0.25 m3/m2·d，长宽比在3:1 以内。

结语

本次研究中，分散式污水处理模式采用化粪池+人工湿地处理后排放，污水处理效果有限，尽量不要采用。集中式污水处理模式可去除水中污染物，但部分处理设施投资偏大且后续运营维护管理存在问题较多，有条件的地区应尽可能完善城镇排水管网，以便于周边的农村污水接入，统一进入城镇污水处理厂处理。

随着我国人民环境意识逐步增强，农村生活污水处理问题逐步走入了公众视野，通过农村污水治理工程的建设，从而改善村容村貌，扎实推进美丽乡村建设，创建良好的人居环境。农村污水的治理难度较大，在治理过程中，要综合考虑地域特点，从农村的实际特点出发，进行技术经济分析和比较，选择简单、经济、有效的处理工艺。同时，工程验收合格的污水处理设施，应对其出水水质进行后续监测，对其实际处理效果做出有效评估，以便进行后续的技术推广及应用。