对农村生活污水资源化处置利用的探索-以海南某镇为例

摘 要：农村生活污水治理主要作为农村人居环境整治中水污染控制的工程举措，也是全面推进乡村振兴、实现水环境改善的必要。而简单照搬城镇生活污水的治理模式应用在广大农村地区，忽略了农村地区现实特点。本文以海南某镇农村生活污水资源化处置利用为切入点，分析本底特点，详细介绍了关于农村生活污水资源化利用的思路和途径，简要说明了工艺设计应用，总结了农村生活污水资源化利用的要点，并对资源化利用农村污水提出了建议，以期为类似工程提供一定的借鉴。

关键词：农村生活污水；人居环境；资源化利用；水环境

中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1673-9655（2024）06-00-06

0 引言

长期以来，我国农村地区几乎没有完善的排水管网[1]，缺乏配套的污水处理设施，农村生活污水治理未受到充分重视[2]，大部分落后地区农村仍保持粗放型就近排放模式[3，4]。当前，农村生活污水治理作为农村人居环境整治的重要内容，也是实施乡村振兴战略的重要举措，不仅关系着广大农村地区的生活质量，也关系着民生、关系着提升农民群众获得感幸福感。

对于农污的治理，日本、澳大利亚等国家开发出一系列小型污水处理设施，如日本的净化槽技术、澳大利亚的“FILTER”污水处理及再利用技术，能够去除75%以上的COD[5]；美国加州大学伯克利分校Oswald提出的“高效藻类塘”通过改进传统稳定塘[6]，利用菌藻共生原理处理污染物。这些处理工艺普遍存在处理成本高、除磷作用效果甚微、应用范围狭窄等缺点，受SS和温度气候等环境因素影响明显。

自20世纪80年代以来，我国陆续开展农村生活污水治理，经历了通过简单下渗处理，收集制沼[7]，一体化集中式处置达标排放3个阶段，综合利用了厌氧发酵、稳定塘和土壤污水渗滤技术[8，9]，COD去除率可达75%以上。近年来，农村生活污水的处理往往采用集中管网收集+场站达标排放的工艺，然而，简单将城镇污水处理厂规模化、专业化管理的工艺简单小型化，直接应用在广大农村，是典型的只考虑了污水处理技术却没有考虑到广大农村生活污水排放分散、不具备专业化人才管理的农村实际，存在严重的工艺应用水土不服。且农村由于污水水量少，居住密度低，管网坡降更大（城市的2倍左右，即6‰～8‰），导致管网造价昂贵，且不利于检查井的布设和与处理设施的对接施工。另外，由于运维费用昂贵，当前政府财力难以承受，易形成“晒太阳工程、半拉子工程”，更容易造成点状集中式的污染排放。这种处理方式浪费了农村房前屋后的绿地和菜地的消纳能力[10]，忽略了农村具有丰富的土地资源以及农业生产对氮、磷营养盐的强大需求和消纳能力。针对这些特点，农村生活污水治理实现无害化和氮磷资源化利用具有广泛适用空间。

2019年以来，各省陆续发布针对农村生活污水的排放标准，农村生活污水资源化本身起步较晚，关于资源化处置的模式、思路研究也较少，相关的资源化利用的方法、标准在行业内还处于空缺。以往的资源化利用要求较高出水标准，这与资源化利用方向相违背。海南省农村生活污水治理常通过规模不等的集成式一体化场站设备处理达标排放的方式，这与海南省农村特点不相适应。海南省大部分农村地区无工业废水污染，生活污水成分简单，一般无重金属污染、无有毒有害物质[11]，并且具有丰富的土地资源，农业生产对氮、磷营养盐的强大需求和消纳能力，因此经处理的生活污水可利用污染净化型农业，在处理单元中用经济作物替代湿地植物，实现氮磷资源化利用的同时获得一定经济效益。另外，生活污水资源化处置利用能够改良土壤结构、降低化肥施用量，进而提高种植业产量、增加农户收入。

本文以海南某镇农村生活污水资源化处理为例，针对海南省本底农村生活污水特点，介绍了集中式资源化和分散式资源化2种模式，并详细介绍了这2种模式的工艺方法。针对集中资源化采用黑灰水不分离格栅+调节池+生物滤池处理型式，针对分散资源化采用黑灰水分离化粪池+渗透沟处理型式，造价低廉，处理效果稳定，运行费用较低，为海南省农村污水资源化利用方式提供借鉴，也为类似工程的设计提供经验参考。

1 海南某镇农污资源化应用的实践

1.1 农村生活污水的主要特点

海南某镇村庄产生的农污主要包含卫生间污水、厨房污水和洗涤污水，一些村庄同时也产生部分禽畜养殖废水，村庄基本都未建成完善的雨、污水排放系统，污水未经处理而直接排放。

（1）农户家中基本已修建化粪池，但存在破损问题，大部分村庄无完善的排水体系，雨水和污水混同沿道路边沟或路面排至就近水体。

（2）村庄产生污水量较小，且污水排放呈不连续状态，变化系数大。

（3）污水浓度低，基本不含重金属及其他有毒有害物质，可生化性较好。

1.2 污水收集方式

收集范围包括厕所（化粪池）排水、卫生间洗浴排水、厨房排水以及衣物洗涤等庭院散水。厕所排水仅在采用集中收集模式村组进行收集处理，分散模式不再新建管网和污水设施处理厕所排水。如农户已建设有水冲厕所及化粪池，则收集污水应从化粪池出水管接出。

农户的其他生活污水如洗衣废水、洗浴废水等应纳入散水集水槽内。接户管采用DN110UPVC管，灰水收集后由接户井接入管网，最后汇入资源化处理设施进行集中处理。

1.3 工艺模式的选择与设计

1.3.1 集中资源化模式

针对居住集中度高、常住人口，其村庄周围常常具有大片农田和林地，可用以消纳农村生活污水，污水经处理后可用于周边林地、农田的灌溉，采用“提篮格栅+调节池+高效生态组合滤池”工艺，出水达DB 46/483—2019三级标准 [12]，

总HRT设计为5～7 d，尾水处理滤池水力负荷为0.5～0.8 m3/m2/d，通过滤池填料吸附转化氮磷指标，经资源化处理设施处理的尾水通过生态沟或穿孔管渗透沟的型式进行灌溉等资源化利用。

尾水通过穿孔管渗透沟后，随着水流往下，尾水不断下渗进入灌溉区域，也可在布水管上加装阀门，通过不同时间段的阀门切换，达到轮流灌溉的效果，以弥补海南当地水资源不足问题，节约化肥使用。

1.3.2 分散资源化利用模式

针对远郊自然村落和散居农户，这类村庄通常位于山区丘陵地区，村庄农户居住集中程度相对不高，门前屋后相对空旷，村落周边果园、菜园、林地、农田等土地资源充足。

分散资源化利用以农户淋浴、洗涤等灰水为主，厕所黑水依托现状化粪池等现有途径处理或利用（自然渗滤、农户自行取粪水浇灌菜地），通过对灰水进行收集，经布水管、生态沟渠进行土地自然处理从而得到净化与资源化利用。

生活污水（灰水）经小型处理装置处理后，采用“提篮格栅+小型处理装置（厌氧池）”工艺，出水达DB 46/483—2019三级标准，尾水排放去向为村庄周边或农户门前屋后的农田、橡胶林、花园、菜园等生态系统的灌溉或灌溉沟渠。加强化粪池管理处理黑水，化粪池出水和粪渣可进行就地肥田利用。

鉴于“分散资源化利用”模式处理水量较小，一般在2 m3/d以下，单户水量一般在0.5 m3/d以下，可直接通过新建布水管、生态沟渠实现农户生活灰水的资源化利用。

1.3.3 处理方案的创新点

在收集模式方面，采用黑灰水不分离模式，适用于海南农村污水污染物浓度较低，且本地条件土地资源具有丰富橡胶林、椰树林、槟榔林等大片农田和林地，满足种植业肥水需求的同时解决了农污排放问题。在分散模式方面，采用黑灰水分离模式，一些居住较分散的农户污水纳入治理范围，充分利用门前屋后周边果园、菜园等消纳灰水，黑水通过农户自身沼液回田方式处置。

在尾水灌溉利用输送上，采用生态沟渠的方式，充分利用土壤渗滤，而不采用管材点状排放方式，避免尾水集中排放影响空气环境。

1.3.4 处理效益分析

在工艺处理效果方面，COD、SS和NH3-N的去除率分别可达35%、43%和20%左右，NH3-N出水浓度约为20 mg/L，TP出水浓度约为3 mg/L，稳定达到DB 46/483—2019海南地标三级标准。

在建设和运营成本方面，通过GB 18918—2002一级A排放，一体化场站设备处理，户均投资达到2.0～2.4万元/户（按每户3～4人，用水定额70～80 L/人·d，300 L/户·d计算），包括处理设施和片区管网集中建设，吨水投资达到6.5～8.0万元/t。

而通过资源化利用处置模式，户均造价降低到

1.5万元/户，人均＜5000元，吨水造价＜5万元/t。资源化处置方式主要通过重力流排放，运营成本主要体现在一部分提升泵消耗的电费及植物收割费用，吨水运行费约为0.15～0.35元，远低于集中场站式污水处理运行成本。

2 总结与展望

2.1 总结

（1）关于治理思路

要充分识别当地农业农村的特征与背景，边界特征。根据居住密度、居住集中程度、污水特征、土地消纳资源等，因地制宜选择集中或分散资源化利用治理模式，尽量降低管网建设长度、污水处理设施建设造价，最大程度降低管理运维技术、经济成本，降低化肥施用量的同时，提升区域农业种植产量。

（2）关于治理目标和处理规模

生态环境部《关于进一步推进农村生活污水治理的指导意见》中指出，农村生活污水的治理要基本实现“三不到”，即看不到污水横流，无污水直排环境水体；闻不到臭味，不在公共空间或房前屋后形成黑臭水体；听不到村民怨言，治理成效为群众认可。在设计出水指标时要慎重选择出水标准，不能过高求全，不切实际且运维困难。

在处理规模的确定上，要慎重考虑当地人口流动、生活用水习惯，多方面考虑污水规模计算参数。过去依据户籍人口、全口径计算生活污水量，用水定额通常取100～150 L/（人·d），这与农村实际情况相差较大，导致污水收集和处理系统设施过度建设，处理设施运行和处理效果不佳。应避免“一刀切”，将所有村庄采用同一个用水定额、取一个变化系数。实际上往往都是设计规模偏大，处理设施没有尾水排放的情况。

（3）关于处理工艺的选择

农村居住分布广且分散，同时多数情况下居民区又具有紧邻耕地、林地、低洼地、水塘和废弃地等特点，因此农村生活污水处理资源化要考虑集中还是分散的问题，只要不排入敏感水体，资源化标准不应设计过高，而导致工艺成本增加。本文中工艺的选择以“就近处理、低能耗或无能耗”的原则，解决农污不乱排散排，尾水生态沟渠为农村提供生态景观化功能，为种植业提供氮磷营养资源，具有推广价值，得到农户的满意支持。

（4）关于施工质量

农村生活污水的施工往往散乱且范围广，一些资源化处理设施在晴天正常运行，但是在雨天，雨水混同污水一同进入资源化设施，导致设施处理能力不够，冒溢情况时有发生，充分说明了施工质量的问题。另外，普遍存在入户收集管建设欠缺问题，导致污水不能有效收集。由此可见，农村污水管道混错接、堵塞、破损等问题比城市污水管网更为突出，好的设计还需要好的施工质量做保证。

2.2 展望

农田灌溉资源化利用是农污处置后资源化利用的主要途径之一，但是现实情况在作为灌溉利用的时候，往往并非直接排入灌溉渠道，更切合实际的排入具有灌溉储水用途的荒塘等小微水体，这种方式也是生态塘稳定化污水的方式，不应因为怕造成新的黑臭点而背离资源化应用方向，更不能因于此提高排放标准。

另外，根据《GB 5084农田灌溉水质标准》的要求，农污尾水要满足此要求才可灌溉，卫生指标粪大肠杆菌群数的约束是40000个/L。农污尾水实际排放粪大肠杆菌群数量在20000～100000个/L

（消毒后可以达到100～1000个/L），也就是说不经过消毒处理，就阻碍了农污灌溉的利用，消毒后的出水含有残存消毒剂和氯化衍生物，实质上显然不利于农作资源化利用。农污处理装置出水直接灌溉并不存在安全风险，放宽粪大肠杆菌群的规定，会促进农污处理出水实现就地消纳，这也是迫切需要解决的问题之一。

参考文献

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Exploration on the Recycling of Rural Domestic Sewage—a Case Study in One Township in Hainan

LIU Liang， TAO Jia-lin， LIU Zhuo， WANG Bo-wen， ZHU Quan-liang， HU Ling， ZHANG Zong-wei

（CEWUD Group Company Limited， Wuhan Hubei 430072， China）

Abstract： Rural domestic sewage treatment is the engineering measurement of rural living environment improvement， which is also necessary to comprehensively promote rural revitalization and achieve water environment improvement. The simple copy of urban sewage treatment mode in rural area has neglected the real facts of the rural region. The idea and process of recycling rural domestic sewage in one township of Hainan province were presented. The processing design was narrated. The key note of recycling process was summarized. The suggestions on how to adopt the process were put forward， which would provide the reference for the similar projects.

Key words： rural domestic sewage; human settlement environment; recycling; water environment

收稿日期：2024-08-15

作者简介：刘亮，男，工程师，环境工程专业，硕士研究生，主要从事自然水体的水环境综合整治与水生态修复、农污资源化、生态水利等方面工作。