德阳市农村生活污水综合治理技术及对策研究

刘洁岭 郭 娜*

（四川建筑职业技术学院 四川省城市污泥资源化工程技术研究中心 四川德阳 618000）

引言

为了实现乡村振兴，中共中央、国务院印发了《乡村振兴战略规划（2018-2022 年）》，明确指出以乡村环境容貌为突破口，主要包括农村人畜粪便垃圾、河湖水、生活污水治理，以及村容村貌建设与更新，逐步展开农村人居环境绿色行动，将农村生活污水处理工作划为农村人居环境治理的重点工作。2018 年，四川省提出了“推进绿色发展建设美丽四川”的重大决策部署，先后编制了《四川省农村生活污水治理五年实施方案》《“美丽四川·宜居乡村”推进方案（2018-2020 年）》等文件对四川省农村污水治理提出目标和要求。针对农村污水治理问题，四川省德阳市人民政府于2019 年制定了《德阳市农村生活污水治理五年实施方案（2018-2022 年）》，从建立污水处理设施及污水处理设施家庭化、资源化，以及加强管理、监督工作等多方面建立可行、有效、长期的保障机制，形成有特点的农村生活污水治理路径和模式，促进乡村振兴，建设美丽乡村。2019 年，夯实基础，步步推进污水治理“千村示范工程”建设，完成26 个“百镇建设行动”试点镇所辖行政村、692 个幸福美丽新村农村生活污水处理设施建设，实现德阳市超过半数的行政村具备生活污水处理能力。2021 年，全方位铺开德阳市农村生活污水处理设施建设，实现德阳市九成以上的行政村具备生活污水处理能力，提高农村居民环保意识，建立监测与评估体系。2022 年，进一步完善和巩固农村生活污水治理成果，总结推广先进经验，确保德阳市1417 个行政村基本实现生活污水处理设施全面覆盖，技术创新，管理优化，资源整合，确保工程有效性和可持续性。

由于德阳市农村地区自然地理条件、资源环境特征及社会经济状况的空间差异性较大，农村生活污水处理技术的应用和推广必须因地制宜、分类指导。因此，关于开展德阳市农村污水处理现状以及最佳可行技术甄选研究的工作具有重要意义。本文通过对国内外农村污水主流治理技术的研究，结合德阳市农村污水排放现状及地区特征，甄选适合德阳市农村污水的“处理技术+管理模式”，同时提供切实可行的政策保障措施，为德阳市落实农村污水处理设施推广工作提供理论依据。

1 德阳市农村生活污水排放特征

德阳市现辖旌阳、罗江、广汉、什邡、绵竹、中江六区（市、县）和国家级德阳经济技术开发区、国家级德阳高新技术产业开发区，共有71 个乡镇。根据德阳市《德阳统计年鉴2021》的统计数据，截止到2020年德阳市乡村人口数量248.3897万。农村生活污水是指农村居民在日常生活中产生的污水，包括洗涤、沐浴、厨房、厕所等产生的废水。这些污水中含有大量的有机物、氮、磷等营养物质，以及细菌、病毒等微生物。具有来源广泛、水质复杂、处理难度大、资源利用潜力大等特点[1]。四川省农村生活污水的特点是单户污水量少、排放分散、水质水量波动大[2]。农村的排水系统包括农村污水、雨水排除系统，可分为分流制和合流制2 种，德阳市农村地区大部分采用雨污合流制排水方式。

根据住房和城乡建设部发布的《西南地区农村生活污水处理技术指南（试行）》中西南地区农村居民生活用水量参考值，取80（L/人.d），农村居民排水量按照60%取值，则德阳市农村排水量为248.3897×80×365×60%≈4352 万t。西南地区农村居民生活用水量参考取值详见表1。

表1 西南地区农村居民生活用水量参考取值

2 国内外农村生活污水处理技术研究

目前，国内外研究比较多的农村生活污水处理技术主要有2 种，即单一工艺处理技术，如人工湿地、稳定塘系统、三格化粪池、沼气池等；组合式工艺处理技术，如生物滤池-人工湿地-稳定塘组合生态处理系统、厌氧池-人工湿地技术、一体化污水处理装置等。以下对各种工艺的特征和优缺点分别作出介绍。

2.1 单一工艺处理技术

2.1.1 人工湿地

人工湿地是一种经过设计的污水系统，主要由湿地植物、土壤媒介和相关的微生物群落组成[3～5]。根据结构不同，人工湿地主要分为表面流人工湿地（SFCW）、水平潜流人工湿地（HFCW）、垂直流人工湿地（VFCW）及复合流人工湿地[6]。人工湿地对污水中COD、BOD、TSS、粪便指示菌、病原体、营养物质和重金属等均具有较高的去除效率，同时也适用于处理一些含有农药、洗洁精、化妆品等物质的污水。由于人工湿地具有污水处理效率高、便于运行和维护、成本低等优点，能够辅助维持区域水平衡、涵养水资源，同时还能为野生动物提供良好的栖息场所，因此被认为是一种有效实现可持续性污水管理的措施。

2.1.2 稳定塘系统

稳定塘处理是一种天然或半天然的生物处理工艺，其处理效率对自然环境因素的依赖较大，处理过程中污水缓慢流入塘内并长时间停留以进行充分地生物降解[7]，污水中的氮素经塘中水生植物吸附、微生物硝化/反硝化和氨氧化作用去除，通过沉积物吸附/解吸、扩散、水生植物吸附/利用及其他化学反应，污水中的磷也能得到有效去除。稳定塘系统运行维护方便且费用较低，仅需定期打捞固体垃圾、清理底泥、收割和补种植物即可，因此在发展中国家的农村地区被广泛应用[8][9]。

2.1.3 三格化粪池

化粪池是农村地区应用最广泛的污水处理方式之一，利用沉淀和厌氧发酵对污水进行处理，造价低廉，工艺简单，能够满足分散度较高的村庄需求[10]。目前绝大多数处理技术将化粪池处理作为生活污水收集和预处理模块，与生物滤器、厌氧活性污泥、人工湿地等处理方法联用，以保证处理效果[11]。

2.1.4 沼气池

沼气池适用于一家一户或联户农村畜禽养殖污水的初级处理，经沼气池处理后的沼液可直接还田农用[12]。处理系统几乎不耗能，沼气回收还可产生一定的经济效益。但沼气池的运行维护至关重要，沼气池是“三分建，七分管”，由于农村居民管理知识匮乏，不能长期稳定地使用，往往会造成一定的浪费[13]。

2.2 组合式处理工艺

2.2.1 生物滤池-人工湿地-稳定塘组合生态处理系统

该工艺适用于拥有自然池塘或闲置沟渠且规模适中的村庄处理分散式生活污水和养殖污水[14]。生活污水依次经过水平流生活滤池和垂直流生物滤池，通过填料的吸附和微生物转化作用去除氮、磷等污染物；随后污水流过一级表面流人工湿地去除氮、磷、COD；最后通过稳定塘达标排放。在系统运行方面，工艺因势利导，利用山地自然地形地貌形成落差，生物和生态双结合，减少消耗；在系统维护方面，需定期对杂物和植物进行清理及管理，生物滤池每年清掏1 次。

2.2.2 厌氧池-人工湿地技术

该技术适用于以一产为主、经济条件有限和对氮磷去除要求不高的村庄。赵兵等[15]、高鹏等[16]将厌氧发酵-人工湿地系统和“无动力厌氧+人工湿地”组合工艺用于四川省农村生活污水的综合治理。其主要工艺流程为生物污水通过厌氧池，对污水中的COD、BOD 等有机污染物进行处理，处理后的污水进入人工湿地做进一步的处理。厌氧池可利用现有三格式化粪池、净化沼气池改建。

2.2.3 一体化污水处理装置

该处理装置一般包括收集预处理、生物处理、沉淀、消毒等处理流程[17]，主体工艺包括A/O（厌氧/好氧活性污泥法）处理系统[18]、A2/O（厌氧/缺氧/好氧活性污泥法）处理系统[19]、MBR（膜生物反应器）处理系统[20]等。该套系统具有投资低、能耗少、管理方便、处理效率高、占地面积小、运行成本低等优势，特别适用于农村地区生活污水治理使用。但值得注意的是，该套系统的适应性、占地面积、造价和运行成本会因主体工艺不同而存在一定的差异。

3 国内农村生活污水处理设施管理模式

农村生活污水处理设施的运行维护是决定生活污水处理设施能否正常运行的关键因素，由于农村污水处理制度不足、管理水平不高、处理费用有限等因素，严重影响处理效率。当前，农村生活污水处理设施的管理模式有业主自主模式（村集体和村民自主维护模式）、维护合同模式、集中运营模式等。

3.1 业主自主模式

业主自主模式分为村集体管理或村民自主管理2 种模式，适用于维护简单的分散处理系统，其主要责任人为村民或者村集体，基本无运维费用或费用极低。由于我国农村发展落后，经济条件差，加之村民环保意识薄弱，相关负责人不具备专业的技术管理能力，而且缺乏必要的配套支持，直接导致大量设施损坏、停运。但由于该管理模式几乎不产生管理费用，适合散户或经济条件较差的村庄使用，因此该模式仍是我国农村地区污水处理设施的主要管理模式之一。

3.2 维护合同模式

户主和有资质的运维公司签订维护合同，由运维公司对系统进行定期维护。该模式适用于较为复杂的分散处理系统，运行集中化程度较高，但其基本运维费用高，且大部分由用户承担，因此对经济条件落后的农村并不适用。

3.3 集中运营模式

集中运营模式包括建设企业负责制和专业服务企业管理2 种模式。其中,建设企业负责制模式的优点在于建设企业熟知技术要点和维护关键点，能够最大限度地对设施进行养护，运维效率高，但该模式的缺点也比较明显，由于设施建设任务被打包进入了合同之中，因此建设企业往往会倾向于使用本公司生产的处理设备，而一定程度上忽视了设备的适用性。专业服务企业管理模式适合环境极为敏感区域，由政府机构统一对处理设施进行运维，运维效率极高，但由于该模式需要政府机构组织专门人员管理污水处理设施，因此大多用于管理村镇中小型集中式污水处理厂（站）。

综合来看，针对规模较大、工艺复杂的污水处理设施和有需求、有条件的农村地区，采用第三方集中运行管理模式能够取得比较理想的效果。

4 德阳市农村生活污水处理建议及对策

4.1 因地制宜开展农村生活污水治理

各村镇应因地制宜开展农村生活污水治理。一是对靠近城镇的村庄，可采取以城带乡的方式，优先考虑将村庄生活污水纳入城镇污水收集管网。二是对居住比较集中、人口较多，又不能纳入城镇污水收集管网的村庄，可结合实际建设雨污分流收集管网，利用污水处理站、生物氧化塘、一体化污水处理设施、人工湿地等集中式处理设施对生活污水进行处理。三是对居住相对分散，生活污水难以统一收集的村庄，可采用分散式处理模式，结合疏浚沟渠收集生活污水，利用三格式化粪池、沼气池等无害化处理设施，同时通过卫生厕所、厕污共治、单户式人工湿地、小型人工湿地、稳定塘等处理方式，因势利导，就地回用。

4.2 综合选择生活污水处理设施管理模式

在生活污水处理设施管理模式的选择上应综合考虑各村镇经济发展条件和村民文化素质。对于经济基础较差的农村地区宜采用业主自主模式，并定期邀请专业公司提供技术培训；对于环境敏感程度较高或经济环境较好的村镇，宜采用集中运营模式。

结语

农村生活污水治理是当前中国乡村建设和环境保护的重点任务及重要课题，是实现乡村振兴，增强农村竞争力的必由之路。在农村生活污水处理设施的设计、运行和管理过程中，务必要保证因地制宜地开展工作。同时，要加大环保理念在农村地区的推广力度，做好生活污水治理技术相关培训，保障农村生活污水处理设施的正常运行。