宣城市农村生活污水处理模式及效益分析

摘要 当前农村产业快速发展，农民生活水平不断提高，农村生活污水问题日益突出。通过对宣城市农村生活污水处理5种主要模式，即太阳能微动力、多级氧化塘、人工湿地、接入城镇污水管网以及毛细管渗滤法的实例研究，介绍其具体工艺，列举其优势与不足，从投入和产出方面分析了经济效益、能源效益、环境效益和社会效益。

关键词 农村生活污水；处理模式；效益；安徽宣城

中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）17-0243-02

随着农民生活水平的不断提高，特别是农村畜禽、水产养殖、农副产品深加工等产业的快速发展，农村生活污水产生量与日俱增。除美好乡村示范点实施了农村生活污水处理外，绝大部分乡村的污水处理率极低，严重污染了农村生态环境，直接威胁村民身体健康，影响农村经济社会发展[1-2]。对宣城市美好乡村示范点农村的生活污水处理情况进行实地调研，阐述其优势与不足，并对其效益进行分析。

1 农村生活污水处理主要模式

1.1 太阳能微动力污水处理模式

安徽省皖南、沿江地区太阳能微动力污水处理系统主要由浙江大学水利系研制，是采用“厌氧+缺氧+好氧”工艺为基础的新型污水处理技术。以太阳能为动力，加速污水中营养物质的氧化，经过处理的污水氮、磷含量大大降低；再辅以湿地系统的吸收，处理后可以达到一级B类标准。该模式可适用于农村污水收集量较少、水量水质不稳定，地势相对平坦，基础设施较好的中心村或自然村[3-4]。

优势：一是运行成本低。主要运行成本为5～6年更新一次蓄电池，每次费用为数百元。二是系统结构紧凑。污水处理池等主体工程在地下，地上主要是太阳能光伏板和曝气机，占地面积小，节省土地资源。三是绿色无污染能源。采用太阳能绿色能源，系统蓄电池能量充满后，可在连续7 d阴雨的情况下保证系统的正常运行（长期阴雨的地区，可配置二次供电设备），比传统的微动力污水处理技术节能35%以上。四是出水水质稳定达标。经环保部门监测，出水满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B类标准要求，可实现达标排放或用于农田灌溉[5]。

不足：一是一次性投资较大。以日处理40 t污水的工程计算，其主体工程投资一般在30万元以内，不包括地下管网以及每家每户管网。但较同等规模的城镇二级污水处理工艺省70%以上。二是后续设备需要具备相关技术的专业人员进行维护，否则1～2年后难以正常发挥作用。三是遇到连续阴雨7 d以上，或在日照少的山区难以发挥作用。

典型案例：宁国市河沥街道坞村建成安徽省农村首个太阳能微动力生活污水处理系统，日处理生活污水100 t。该工程总投资97万元，其中土建工程 33万元、管材和设备89万元。污水处理范围为河沥街道坞村，共计203户，1 082人，处理能力100 t/d，日运行成本约20元，主要是管理人员工资和2台小型电动机所需电费。工程建设了3道污水净化池、1座变电房、120 m栅栏和附属绿化，并按照河沥街道总体规划，结合河沥街道地形地貌特点，在充分利用河沥街道坞村原有污水管网的基础上，沿主要街道和河流重新设计了坞村污水管网走向，新建污水管道3.5 km，实现了坞村生活污水的收集与流通。

1.2 多级氧化塘污水处理模式

氧化塘又称稳定塘处理工艺，是一种经过人工修理而且设有围堤和防渗漏的池塘，其主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化。根据池塘内占优势的微生物及水的深浅，可分为好氧塘、兼氧塘、厌氧塘、曝气塘4种类型。在设计多级串联塘时确定合适的串联级数，找到最佳的容积分配比特别重要。采用“厌氧塘―兼性塘―好氧塘”的组合对农村生活污水处理效果较明显。该模式可适应水网密集圩区以及难以集中收集污水的地区，如果有天然养鱼塘、天然废弃塘等条件，可优先考虑采用此技术[6-7]。

优势：一是运行成本低，管理维护方便，出水水质稳定，适合于处理饮用水源，污水处理成本低于0.1元/t。二是无能耗，这种技术已经成为提高大型水体水质的有效方法，如太湖环境整治。三是结合景观设计，种植观赏植物来改善水质状况，具有美化环境与污水处理的双赢效果。

不足：一是一次性投资成本大，占地面积大。二是净化效果受气温、日照指数、微生物等自然因素影响大，尤其是冬季难以保证出水稳定达标排放。

典型案例：绩溪县仁里村农民生活污水采取了氧化塘处理模式，该工程累计投资150万元。项目于2008年10月申报，2009年6月底全部竣工投入使用。日处理污水60 t，村内污水收集率和处理率达80%以上，污水处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918―2002）一级B标准。该项目把绿化、景观与污水处理融为一体，既美化了环境，又有效地处理了生活污水[8]。

1.3 人工湿地污水处理模式

人工湿地原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化（图1）。

这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中，由细砂、黏土、碎石和微生物做成填料床，并在床体表面种植具有处理性能好、耐水性好、适应能力强、根系发达、生长周期长而且美观的植物，如菖蒲、茭白、美人蕉等，并以升流式与降流式进行组合，通过生物处理和人工生态系统中植物、微生物的协作作用，有效降解有机污染物，从而实现污水的净化处理。该模式主要适用于具有自然坡度且有丰富土地资源的村庄、山区、小城镇等，是一种适宜皖南、皖西农村山区的污水处理技术。

优势：一是建设简单、基建投资低，吨水建设投资约为二级污水处理厂的1/4～1/3。二是运行费用低，运行成本约为0.05元/t。三是工艺简单，运行管理要求低，出水水质稳定。四是采用潜流人工湿地，不会产生恶臭和滋生蚊蝇。五是污水处理工程与生态环境综合治理有机结合，环境景观效益高。六是生活污水处理效率高、设备设施简单，易于管理和维护。

不足：一是人工湿地处理生活污水属于深度治理，受季节性影响大，不同季节处理污水的能力和处理量不同，但是每天排放的污水量相同，尤其冬季气温低，微生物活性差，处理效果相对较差，其在皖北地区应用受到一定限制。二是如果进水悬浮物较多，容易堵塞，需要定期对人工湿地进水口的杂物进行清理，同时防治人工湿地的杂草、病虫害，及时收割换茬。三是对地势有要求，一般需要一定坡度。

典型案例：绩溪县金沙镇草节湾村已使用多年，效果良好。村民的生活污水通过管网（UPVC管，DN100）收集，经由隔栅栏和净化池之后通过厌氧处理到达人工湿地进行净化。与表面流人工湿地相比，填料层加深，保温性能较好，受气候影响较小，且不易滋生蚊蝇，是目前应用最为广泛的一种农村生活污水处理模式。该项目按180 t/d处理规模设计，采用潜流式人工湿地处理农村生活污水，其处理程度见表1。CODCr去除量为40.43 kg/d，BOD5去除量为25.99 kg/d。

1.4 接入城镇污水管网统一处理模式

该工艺是利用定向控制的曝气和搅动装置，使活性污泥与污水充分混合，通过污泥中的微生物在厌氧、缺氧、好氧的环境中降解污水的有机、无机成分，达到净化水质的目的。该工艺处理效果显著，出水稳定达标。主要适用于人口相对集中，污水收集率高的城镇或靠近城区、镇区，以及满足城镇污水收集管网接入要求的村庄，宜优先纳入城区、镇区污水收集系统，送入到污水处理厂集中处理。目前安徽省建制镇、县城、开发区周边示范中心村（5 km以内）基本与城镇污水管网无缝对接。

优势：一是运行规范，管理完善，污水处理的运行较为经济，处理效果更有保障。二是处理污水功能强，可集中处理1 000 t以上。

不足：一是占地面积大，一次性投资高，污泥处理困难。二是运行耗电量较大，成本相对较高，污水处理成本为0.2～0.4元/t。

1.5 毛细管渗滤法处理模式

其工艺采用地下土壤过滤，充分利用土壤―植物―微生物陆地生态系统的自我调控机制对污水的综合净化功能。适用2～7户分散式农户生活污水处理。

优势：一是基本不需要运行费用，维护成本极低。二是装置置于地下，不改变地表土壤原有功能。

不足：一是单体处理废水量较小。二是对污水管材质量要求高，塑料管应选择UPVC管、PVC管、HDPE管、PE管等质量好的管材，不建议用混凝土管。

2 投入与产出经济效益分析

2.1 工程投资

一是集中处理系统的投资。污水处理费用随处理方法的不同而不同。接入城镇污水管网统一处理模式和太阳能微动力污水处理模式的工程投资以及运行费用一般较高，人工湿地系统、毛细管渗滤沟处理系统和多级氧化塘系统工程投资与运行费用相对较低。污水深度处理的工程费主要与要求的出水水质有关。二是分散处理系统的投资。如沼气净化池处理系统的工程投资，因用户人口、养殖畜禽多少不同而不同。建造600～900 m3大型沼气池，需投资300万～400万元不等，主要是养殖企业，而一家一户小型沼气池投资较低。

2.2 效益

一是经济效益。污水处理的直接经济效益与当地水资源的短缺程度密切相关。处理后的生活污水可作为灌溉水或其他用途使用，从而节约淡水资源。同时，农村地区环境条件的改善可降低与污染有关疾病的传播，减少由此引起的经济损失。二是能源效益。接入城镇污水处理厂模式需要一定的能源消耗，而太阳能微动力、人工湿地系统、多级氧化塘系统、沼气净化池处理系统一般不需要消耗能源或耗能极少。三是环境效益。农村生活污水处理的最直接效果是环境条件的改善，特别是采用人工湿地处理技术、多级氧化塘处理技术，可综合治理农村生态环境。四是社会效益。宁国市“人畜粪便、生活污水―沼气渣―养鱼（或经果林、水稻田）”循环利用模式，既可提高水资源的重复利用率、促进农业生产的发展、改善农村地区的生态环境，又可大大降低对河流湖泊水体污染和乡村环境污染的治理成本，有利于促进美好乡村环境整治的健康持续发展。

3 参考文献

[1] 杨华平.关于长丰县农村环境保护工作调研与思考[J].商场现代化，2012（26）：284.

[2] 宋文华.农村城镇化建设中的环境保护――以天津市示范小城镇建设为例[J].宁夏农林科技，2012（8）：117-118.

[3] 冷建飞，李璐.农村水资源管理的核心问题及管理模式研究[J].求索，2012（2）：11-13.

[4] 潘敏.复合治理模式对农田径流中氮磷的调控[J].现代农业科技，2010（11）：276-278.

[5] 汪殿蓓，冯国刚，杜安静.不同种植模式的人工湿地对生活污水的净化效果[J].江西农业学报，2010（9）：140-142.

[6] 李贵兵，任树梅，杨培岭，等.新农村建设中污水处理系统研究[J].中国农村水利水电，2009（6）：29-31.

[7] 刘洪喜.农村生活污水处理技术的探讨[J].污染防治技术，2009（3）：34-35，82.

[8] 顾华.北京市农村污水处理成效及经验探讨[J].中国建设信息：水工业市场，2009（6）：23-25.