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北極星水處理網(wǎng)訊:江蘇省是我國較早開展了農(nóng)村生活污水治理示范的地區(qū)之一。目前，關(guān)于農(nóng)村生活污水治理的研究主要集中在污染源分析、污水治理技術(shù)研發(fā)等領(lǐng)域，對于現(xiàn)有設(shè)施的處理效果和治污績效評價的研究還比較少。鑒于此，作者實地調(diào)查了2008年—2010年最早建設(shè)的環(huán)太湖蘇州、無錫、常州地區(qū)共68個自然村的分散型生活污水處理設(shè)施狀況，并從設(shè)施規(guī)模、處理工藝、處理效果和投資運(yùn)行成本等多個方面進(jìn)行了回顧性評價，提出了相關(guān)對策建議，為太湖流域乃至全國農(nóng)村生活污水治理技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考。

1 研究區(qū)域

研究區(qū)域為蘇州、無錫、常州這3個地級市，如圖1所示。

圖1 研究區(qū)域

該地區(qū)的15條主要入湖河流中，有11條河流水質(zhì)符合Ⅲ類，占73.3%，其余4條河流水質(zhì)為Ⅳ類，占26.7%，是太湖水環(huán)境治理的重點區(qū)域。

根據(jù)對該區(qū)域68個自然村實地調(diào)查的數(shù)據(jù)，該研究區(qū)域農(nóng)村生活污水排放的主要污染因子為：氨氮(NH3-N)、總磷(TP)和總氮(TN)。

2 污水水質(zhì)

根據(jù)江蘇省農(nóng)村環(huán)境連片整治的管理規(guī)定，太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水排放的主要指標(biāo)(COD、NH3-N、TN、TP)按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級B標(biāo)準(zhǔn)的要求執(zhí)行。

各村農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)出水的實測結(jié)果(表1)表明，進(jìn)水COD、NH3-N、TN、TP已達(dá)到國家一級B標(biāo)準(zhǔn)的比例分別為37.7%、43.6%、64.1%和39.3%，可以看出進(jìn)水中廢水少，進(jìn)水濃度明顯偏低。分析其主要原因：一是農(nóng)村污水處理管線較長，施工質(zhì)量參差不齊，存在管網(wǎng)漏損和地下水入滲情況；二是農(nóng)村住房多自備化糞池，部分戶廁糞便還田，污染物并未全部進(jìn)入污水系統(tǒng)，實際污水收集率較低。COD、NH3-N、TN、TP濃度較低時去除率也降低，甚至為負(fù)，污水濃度偏低時處理設(shè)施生化培菌困難，系統(tǒng)生物量偏低，治污效率低下，沖擊負(fù)荷時污染物去除能力弱；設(shè)施管護(hù)不到位，部分設(shè)施間歇運(yùn)行，出水水質(zhì)波動較大；且設(shè)施排泥不及時，導(dǎo)致污水處理設(shè)施內(nèi)部經(jīng)常存在積泥現(xiàn)象，設(shè)施再啟動時出水中氮磷濃度經(jīng)常高于進(jìn)水。只有當(dāng)進(jìn)水濃度高于一級B排放標(biāo)準(zhǔn)時，處理設(shè)施才能正常運(yùn)行，主要污染物去除率較為顯著。設(shè)施出水的COD、NH3-N、TN、TP的達(dá)標(biāo)率分別為98.5%、94.2%、92.5%、91.2%，出水中TN、TP仍是主要的污染因子，去除率和達(dá)標(biāo)率偏低，脫氮除磷效果有待進(jìn)一步提高。

表1 調(diào)查區(qū)域污水水質(zhì)

3 處理工藝

太湖流域首批農(nóng)村分散型生活污水處理工藝類型復(fù)雜多樣，主要有生態(tài)凈化、MBR、SBR、生物接觸氧化、生物濾池、生物-物化、AO及其他工藝，所涉及的具體技術(shù)有KOT生物技術(shù)、脈沖多層復(fù)合濾料生物濾池等，如表2所示。

表2 農(nóng)村生活污水處理工藝分類

生態(tài)凈化是利用土壤過濾、生態(tài)塘、人工濕地等進(jìn)行自然凈化或強(qiáng)化凈化的污水處理工藝；MBR是利用MBR組器以固液分離的形式對出水進(jìn)行深度強(qiáng)化處理的活性污泥法處理工藝；SBR是間歇曝氣、間歇沉淀的活性污泥處理工藝，集反應(yīng)器、沉淀池于一體，占地少；生物-物化工藝指化學(xué)沉淀和生物處理相結(jié)合的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)，多用于蘇州吳江地區(qū)。此次調(diào)研中，SBR工藝采用率最高，AO和生物-物化工藝次之，其他工藝(技術(shù))采用率均低于12%(圖2)。對照占地、投資和運(yùn)行成本等因素，MBR、SBR、生化-物化等技術(shù)(工藝)因其污水處理程度高，占地少，但投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，主要應(yīng)用于城市近郊、經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)且土地資源缺乏地區(qū)。AO、生物濾池工藝、強(qiáng)化氧化塘、生物接觸氧化等工藝(技術(shù))，雖然占地面積較大，但運(yùn)營成本低，主要應(yīng)用于城市遠(yuǎn)郊、土地資源相對寬松的地區(qū)。

圖2 農(nóng)村生活污水處理工藝

4 設(shè)施規(guī)模

農(nóng)村分散型生活污水處理設(shè)施占地、處理能力情況如圖3～圖4所示。由圖3可知：處理設(shè)施占地指標(biāo)差異較大，其中噸水處理能力占地面積在0～0.5、0.5～1、1～2、2～5、5～10 m2/(m3·d)和>10 m2/(m3·d)的設(shè)施占比分別為10.8%、18.9%、18.9%、21.6%、18.9%、10.8%。經(jīng)分析，占地指標(biāo)5 m2/(m3·d)的處理設(shè)施其工藝多采用生物接觸氧化和生態(tài)凈化。處理設(shè)施的占地面積與處理工藝類型、處理量相關(guān)，相較于AO及生物-物化工藝，SBR、MBR布局集中，占地較少。生物接觸工藝由于多配套尾水人工濕地建設(shè)，總的占地面積偏大。

圖3 處理設(shè)施占地情況

圖4 處理設(shè)施日處理能力

大多數(shù)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施日處理量在80 t以下，其中20～40 t占比為26.0%，40～80 t占比為20.6%，120 t以上占比為26%。設(shè)施處理量與所服務(wù)人口數(shù)和農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相關(guān)，有養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)家樂的農(nóng)村污水產(chǎn)生量較大。調(diào)查范圍內(nèi)有部分處理設(shè)施污水收集量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計處理量，因此，在設(shè)計處理量時應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)厍闆r，以適應(yīng)農(nóng)村污水的周期性變化。

5 設(shè)施投資

農(nóng)村分散型生活污水處理設(shè)施建設(shè)投資及年運(yùn)行成本情況如圖5～圖6所示。由圖5可知：設(shè)施建設(shè)成本多在2萬元/(m3·d)以下，占比為87.5%，其中73.4%的處理設(shè)施建設(shè)成本在0.5萬～2萬元/(m3·d)，同時3.1%的處理設(shè)施建設(shè)成本>3萬元/(m3·d)，分析其原因應(yīng)是管線鋪設(shè)費(fèi)用較高。處理設(shè)施的建設(shè)成本與占地面積、處理工藝類型、所需鋪設(shè)管線長度相關(guān)，一般來說，工藝復(fù)雜、居住分散的村莊建設(shè)成本較高。

圖5 處理設(shè)施建設(shè)投資

圖6 處理設(shè)施年運(yùn)行成本

設(shè)施運(yùn)行成本的調(diào)查通過發(fā)放相關(guān)調(diào)查表，由當(dāng)?shù)剡\(yùn)管人員統(tǒng)計填報來完成，填報范圍包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、污泥處置費(fèi)、植物種植費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用。調(diào)查范圍內(nèi)設(shè)施運(yùn)行成本大多在2元/m3以下，其中運(yùn)行成本2元/m3。其中，采用AO、SBR、MBR和生物接觸氧化工藝的處理設(shè)施平均運(yùn)行成本分別為0.4、0.7、0.9元/m3和0.9元/m3，采用AO、生物接觸氧化、MBR和SBR工藝的處理設(shè)施平均處理規(guī)模分別為150、51.8、37.5、35 m3/d。對比可知，采用AO工藝的處理設(shè)施平均規(guī)模最大，因此，單位運(yùn)行成本較低。采用生物生態(tài)組合凈化工藝的處理設(shè)施平均運(yùn)行成本為1.3元/m3，包括植物種植費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、電費(fèi)和污泥處置費(fèi)；采用立體循環(huán)一體化處理裝置的平均運(yùn)行成本為2.2元/m3，包括人工費(fèi)、電費(fèi)和藥劑費(fèi)。運(yùn)行成本與所采用的處理工藝和處理量有關(guān)，相較于AO、SBR工藝，同樣處理量的設(shè)施若采用MBR、生物接觸氧化工藝，其運(yùn)行成本一般較高。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，部分設(shè)施處于停運(yùn)狀態(tài)，原因主要是配套的管理機(jī)制不健全，運(yùn)行經(jīng)費(fèi)到位率低，缺乏專人管護(hù)。

6 結(jié)論

(1)太湖流域農(nóng)村生活污水處理設(shè)施普遍存在進(jìn)水濃度偏低情況，處理效果不佳。農(nóng)村污水的收集管網(wǎng)是現(xiàn)有設(shè)施建設(shè)的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)處理設(shè)施施工質(zhì)量，強(qiáng)化施工監(jiān)理，做好防滲防漏，切實保障污水的有效收集。

(2)江蘇環(huán)太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施普遍規(guī)模較小，日處理能力10 m2/(m3·d)。其主要原因是，農(nóng)村污水處理工藝差異較大，生物處理和生態(tài)凈化工藝需要的占地面積存在顯著差異。此外，農(nóng)村生活污水處理設(shè)施普遍規(guī)模小，噸水投資顯著高于城鎮(zhèn)污水處理廠，但運(yùn)行費(fèi)用和城鎮(zhèn)污水處理廠接近。

(3)現(xiàn)有設(shè)施處理技術(shù)多樣，其中SBR、AO和生物-物化工藝采用率較高。農(nóng)村生活污水處理應(yīng)因地制宜、結(jié)合農(nóng)村土地現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃，選取不同工藝來滿足當(dāng)?shù)匦枨?，同時應(yīng)重視尾水回用技術(shù)的研發(fā)，實現(xiàn)農(nóng)村水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

原標(biāo)題:凈水技術(shù) | 太湖地區(qū)首批農(nóng)村生活污水處理設(shè)施回顧性調(diào)查

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