粤北某区农村生活污水治理问题研究

2023-12-14肖艳蕾

资源节约与环保 2023年10期

肖艳蕾

（梅州市梅县生态环境管理服务中心广东梅州 514700）

引言

农村生活污水来源于日常生活和生产中，主要包括厨房用水、洗涤用水、厕所水以及畜禽养殖废水等。农村生活污水虽然有害、有毒物质的含量较低，但含有大量氮、磷等物质，有机物浓度高，直接排入水体易造成水体富营养化，从而产生黑臭水体，严重影响水环境和周围土壤质量。而且，污水中含有大量的细菌虫卵，会威胁人体健康。因此，必须有效解决农村生活污水问题。

1 农村生活污水特点

农村生活污水具有分布较为分散、间歇产污且波动较大等特点[1]，具体可从水质特征和水量特征2 方面进行分析。

1.1 水质特征

首先，农村地区（特别是山区和丘陵地带）民居分散，污水排放源多且分布较分散，涉及范围广且随机性较强，加之管网收集系统不健全和粗放型排放，导致污水收集和污染防治非常困难；其次，农村生活污水具有浓度低但变化大的特点；最后，农村生活污水水质波动大，其中含有大量有机物质，具有较强的生化性。

1.2 水量特征

农村的生活污水量一般比较小，但变化系数大。这是由于村民产生的生活污水总量较小，但其生活规律相近，导致生活污水排放量早晚比白天大，水量变化明显。

2 农村生活污水治理工艺

当前，农村生活污水治理主要有集中处理和分散式处理2 种方式，大多数农村采用分散式处理。分散式处理工艺主要包括人工湿地工艺、A2/O 工艺、厌氧工艺及膜生物反应器技术等。

2.1 人工湿地工艺

人工湿地工艺是利用生态学原理处理农村生活污水的技术手段之一。通过模拟自然湿地，利用基质和生物的共同作用来工作。基质可为植物和微生物进行污水处理提供场所，还具有拦截、过滤营养成分和有机物的功能。植物主要吸附、拦截、过滤和富集污染物，微生物则主要作用于有机物和含氮化合物。人工湿地工艺因具有高效处理污水的优点而被广泛使用，又因其极容易受气候条件影响的特点，往往与厌氧工艺组合使用。

2.2 A2/O 工艺

A2/O 工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的组合，分为厌氧、缺氧、好氧3 个阶段。在厌氧阶段，其主要功能是释放磷，使磷的浓度升高，再通过微生物吸收水中溶解性有机物，去除部分氨氮；在缺氧阶段，反硝化菌将水中的有机物作为碳源，经过反硝化作用把大量硝酸盐和亚硝酸盐转化为氮气，释放到空气中，从而使水中硝酸盐浓度降低，达到脱氮的目的；在好氧阶段，有机物继续被生化降解，通过硝化作用氨化的有机氮继续被硝化为硝酸盐，水中的硝酸盐增多，从而使大量的磷被聚磷菌摄取，达到除磷的目的。

A2/O 工艺兼有去除有机物和脱氮除磷的功能，又有投资运行成本低、操作方便简单、水力停留时间短、活性污泥不易膨胀、剩余污泥可作肥料等优点，可实现良好的环境效益和经济效益。不过，A2/O 工艺也存在一些问题，以致较难取得理想的脱氮除磷效果。针对这种情况，可以采用一些改进方式，如可以通过减少厌氧阶段回流污泥量，进而减少厌氧阶段使用的硝酸盐，也可以取消消化池，把剩余污泥直接压缩为肥料，进而减少消化过程中磷的产生，还可以采取倒置A2/O工艺、双循环两相生物处理工艺等[2]。

2.3 厌氧工艺

厌氧工艺即在厌氧条件下，污水中的厌氧细菌分解、代谢、消化水中有机物，同时产生甲烷的一种污水处理方式。厌氧过程一般分为水解、酸化、产乙酸和产甲烷4 个阶段。水解阶段将复杂的聚合物转化为简单的单体或二聚体；酸化阶段利用酸化菌将溶解性有机物转为挥发性脂肪酸、醇类等；产乙酸阶段在产氢产乙酸菌的作用下，将挥发性脂肪酸转化为乙酸、氢气、碳酸；产甲烷阶段将乙酸、氢气、碳酸转化为甲烷和CO2。厌氧工艺具有能耗低、污泥产量低、可回收沼气的优点，跟其他工艺结合效果更佳。

2.4 膜生物反应器技术

膜生物反应器（MBR）技术是水处理领域的一种新型处理手段。MBR 由膜处理组件和生物反应器组成，一般有固液分离、曝气和萃取3 种类型。固液分离MBR 相当于二沉池和过滤器，对污水进行固液分离；曝气MBR 在好氧阶段可通过曝气充分注入溶解氧；萃取MBR 使污水中的有机物一部分被膜吸附，一部分被附着在膜上的微生物分解，从而实现污水净化的效果。MBR技术具有固液分离率高、占地面积少、负荷高、剩余污泥量少、出水水质好、脱氮效果佳等优点，在农村生活污水治理方面有很大的应用前景。

3 粤北某区农村生活污水治理现状

3.1 治理总体情况

粤北某区共有19 个镇（高管会、办事处），355 个行政村，1386 个自然村。目前，已建成农村生活污水一体化处理设施220 座，其中各个乡镇自主实施建设150 座，第三方建设70 座，累计完成718 个自然村生活污水治理工作，农村生活污水治理率为51.8%。

3.2 治理目标任务

按照《实施“百县千镇万村高质量发展工程”推进城乡生活污水治理提质增效工作方案（2023—2025 年）》的要求，该区2023 年需完成119 个自然村生活污水治理任务（包括8个省民生实事），全区农村生活污水治理率需达到60%。

3.3 存在的问题

3.3.1 农村生活污水治理设施规划不合理

近年来，国家对于农村生态环境问题越来越关注，生态环境部和广东省相关文件要求各县(市、区)编制农村生活污水专项治理规划/方案，或者将农村生活污水治理写入农村人居环境整治规划/方案中[3]。有部分地区为了完成任务而敷衍了事，缺乏统筹规划，没有对其所在区域的真实情况进行摸底调查便随意建设，存在“一拥而上”的建设情况，未把农村生活污水治理与农村宜居环境建设的其他工作（道路硬化、改厕工作）结合起来[4]。

3.3.2 未因地制宜选择治理模式和治理工艺

该区有些人口众多、居住密集的村庄没有按照需要建设污水处理设施，仅仅依靠自然消纳，使得水环境因容量不足被污染而产生黑臭现象，严重影响农村环境和人居质量。而有些人口稀少、居住分散的自然村照搬照套其他村镇的治理模式，花费巨资建设大量设施，将村庄污水统一收集处理，却不考虑自然资源利用化模式的自然消纳。上述2 种情况均未因地制宜选择治理模式，严重制约着农村生活污水治理。

治理工艺方面的问题主要有3 点，即①一体化污水治理设施的处理规模通常按照户籍人口进行设计，由于缺少对于农村人口流动因素的考虑，往往出现进水水量小于设计水量的情况，减弱了污水治理效果；②污水处理工艺主要采用A2/O、A2/O+MBR、厌氧池、厌氧-生物滤池，根据刘洪国[5]的研究可知，厌氧池和厌氧-生物滤池因工艺简单、资金投入少、运行成本低等优点被很多村庄采用，但其出水水质并不能达到政府相关要求，其治理效果还有待进一步研究优化；③一些投标实施的打包项目，由于供应商能提供的设备有限，往往按照统一的规模和工艺进行施工，这就使得一些村庄的设计施工标准远高于其所需，造成资金浪费的同时也加重了后续运营维护成本。

3.3.3 资金投入不足

资金匮乏是农村生活污水治理的一大难题。农村生活污水治理经费主要依靠政府财政支持，但政府支持的资金有限，在实际工作中往往只够用于治理设施的前期建设，而运行维护费用则需要村委会负责。由于村里财政紧张，无固定收入等原因，往往导致设施停止运行或闲置。

3.3.4 运行效果不稳定

相对于市镇水质净化厂来说，农村的一体化污水治理设施运行不太稳定。造成这种情况有2 个方面的原因，即一方面农村生活污水水质波动大，直接影响着微生物的活性；另一方面农村生活污水水量日变化和季节变化大，受气候条件影响，旱季与雨季的差异更大。通常情况下，农村一体化污水处理设施的设计处理污水规模比较小，介于20t/d～500t/d 之间，调节池容积过小甚至直接缺失，加之系统的耐冲击负荷能力低，从而造成系统运行效果不理想，稳定性差。

3.3.5 运行维护管理不到位

该区的农村生活污水治理设施通常交由第三方公司进行维护管理，由于没有健全的运行维护监督机制，加之部分地区地处偏远，人口稀少，存在运行维护不足的现象。后由于资金紧缺，第三方公司停止运行维护，只能移交由村委会负责维护管理。然而，村里大部分是农民，缺少专业技术人员，缺乏专业知识，导致污水处理设施因出现故障无人维修而停止运行。

3.3.6 群众环保意识不够

村民接受教育程度普遍不高，缺乏环保概念，有的村民认为环保是政府的事，与自己无关；有的村民认为建设农村生活污水治理设施劳民伤财，多此一举；有的村民在涉及自身利益时不配合工作甚至阻扰治理工作的开展，破坏污水治理设施。此外，村民长期以来习惯了随用随排的生活方式，一时难以转变，加上缺乏有力的宣传引导，导致村民的环保意识不足，对农村生活污水治理产生的长远利益未能正确认识，对相关治理工作的主动性不够、认可度低。

4 治理措施与建议

4.1 因地制宜选择治理模式

按照广东省生态环境厅、农业农村厅、住建厅、水利厅联合印发的《广东省农村生活污水资源化利用技术指南（试行）》，农村生活污水治理需因地制宜选取治理模式和规模，尽量采取资源化利用的方式。靠近市区的农村地区生活污水直接纳入市镇水质净化厂处理，人口多且分布集中的乡村可设置单个或多个污水治理设施，而人口少、民居分散的乡村可选择资源化利用或自然消纳方式。资源化利用模式主要分为零散户资源化利用、聚居片资源化利用。

零散户资源化利用主要适用于村民居住相对分散，房前屋后有充足消纳土地，以单户为单元进行的资源化利用。村民把黑水经无害化处理后和灰水直接接入自家房前屋后的小花园、小菜园、小果园，或者农田、林地、草地等生态系统利用和消纳。在这个过程中，村民可根据需要配套桶、罐等储存利用设施，将生活污水收集起来浇灌菜地、果园等。

聚居片资源化利用适用于村民居住相对集中，周边有丰富消纳土地，以聚居片为单元进行的资源化利用。将生活污水根据走向收集后接入周边受纳体，有条件的可分多个路径进入，当污水量接入较大时，需要强化预处理设施的污染物削减能力，可设置湿地及滤池等成本低、维护少的预处理设施，采用布水设施对预处理出水进行分散布水，强化资源化利用端利用措施。

4.2 加大资金投入

农村生活污水治理不能仅依靠政府财政的支持，还应让社会各界和村民都参与进来。首先，政府应加大资金支持力度；其次，为了建设宜居生态家园，可发动社会热心人士或者乡贤进行资金支持，也可鼓励村民自愿出资，积极主动地参与农村生活污水治理工作；最后，探索农村污水处理收费制度，强化农村污水处理设施运维支持[3]。

4.3 加强专业技能指导和专业人才队伍建设

专业技术人员不足、专业技能欠缺等问题，严重制约着农村生活污水治理工作。建议，一方面组织村干部和村民通过培训班、交流会、视频会议等多种方式学习专业技能，掌握一定的专业理论知识，顺利推进农村生活污水治理工作；另一方面邀请省市级专家到实地进行培训指导，理论与实践相结合，以更利于掌握专业技能。同时，要注重环保专业技术人员队伍建设，有条件的可以招录环境保护相关专业人才，为后续农村污水治理设施运行维护提供有利的技术支持。