云南省農村污水處理現狀與技術模式

趙祥華，谷唯實，候 娟，張 凱

（云南省環境科學研究院，云南昆明650034）

云南省農村污水處理現狀與技術模式

趙祥華，谷唯實，候 娟，張 凱

（云南省環境科學研究院，云南昆明650034）

云南省農村具有獨特的村莊與人口特征、經濟社會特征。農村污水處理技術常用氧化塘處理系統、濕地處理系統、土壤處理系統、生物處理系統四類。詳細論述了各類技術模式的工藝原理、適用地區、適用進出水水質條件、工藝優缺點等，認為目前存在農村污水處理排放標準缺乏、重投入輕管理、農村生活污水處理項目運行保障機制不健全、社區參與引導不夠等問題。

農村污水處理；污水處理現狀；技術模式；云南

1 云南省農村基本情況

1.1云南省農村村莊與人口特征

云南省是一個農業大省，農業人口超過全省總人口的80%，全省超過一半的國民收入、財政收入、創匯收入和輕工業原料直接或間接來自農業。村莊與人口特征如下：

（1）村莊分布不均，規模大小不一

2013年全省共有1348個鄉鎮，13431個建制村和124206個自然村，平均每100km2內分布3個建制村和30個自然村，不到全國平均水平的一半。其中，壩區往往是建制村村委會和鄉鎮政府所在地，村莊密度較高，規模較大，一般有上百到幾百戶。河流兩岸、湖泊四周也是村莊比較密集的地方，如九湖流域1377個建制村中有近70%的村莊沿河圍湖分布。山區、半山區村莊則依山而建，小且散，稀疏分布，村莊規模由幾戶到幾十戶不等。此外，自然保護區、風景名勝區、城市集中式飲用水水源地等保護地內也有少量村莊分布。

（2）農村人口比重大，壩區較集中

截止2013年底，云南省總人口有4686.6萬人，其中農業人口3909.0萬人，超過全省總人口數的80%。全省農業人口主要集中分布在昆明市、曲靖市、昭通市、紅河州、文山州和大理州，六州市農業人口數量超過全省農業總人口的60%。全省農業人口平均99.0人／km2，其中人口密度超過250人／km2的縣 （市、區）主要集中在昆明、玉溪、通海、曲靖、陸良、昭魯、大理等壩子。

（3）少數民族多，局部集中

云南省是全國分布少數民族最多的省份，分布有彝族、白族、哈尼族、壯族、傣族、苗族、傈僳族和回族等25個少數民族，分散在全省各地。全省16個州市中一半屬于民族自治州，129個縣（市、區）中29個是民族自治縣，1247個鄉鎮中89個是民族鄉。2013年，全省民族自治地區土地面積為27.67 km2，占全省土地面積的70.2%。2013年，全省少數民族人口1277.76萬人，占全省總人口的27%。

1.2經濟社會特征

（1）農業經濟發展較快，地區發展不均衡

“十二五”期間，云南省農村經濟快速發展。2013年，云南省實現農業總產值3056.04元，比上年增加14%。但是，全省農產業發展地區不平衡。2013年，曲靖市農業總產值最高，達到492.93億元，怒江州、迪慶州農業總產值最低，不到40億元，兩者相差12倍。

（2）云南省農業產值比重大，產業結構以種植業和牧業為主

2013年，云南省實現農業總產值為3056.04億元，占全省生產總值26.07%，遠高于全國農業產值比重。全省農業總產值中，種植業貢獻最大，占農業總產值的53.64%，主要種植谷物、薯類、油料、豆類、糧料、蔬菜園藝作物、煙草等作物；其次是牧業，占農業總產值的31.50%，主要是牛、羊、生豬、家禽等；其他林業、漁業和農業服務業產值貢獻較小，只占農業總產值的15%。

（3）生態農業具有一定基礎，農產業現代化水平不高

據最新資料，云南省共有3551家企業，其中無公害農產品、綠色食品和有機食品認證累計達到972家企業2160個品種。4家申報“國家級有機食品生產基地”的生產企業通過環保部審查和篩選。但全省農業還處于現代化初級階段，仍以傳統家庭經營為主，規模化程度和設施農業水平不高，農業發展仍主要依賴資源投入。

（4）農民收入增長較快，貧困面依然較大

2013年，云南省農民人均純收入6141元，扣除價格上漲因素，比上年實際增長13.37%，與城鎮居民可支配收入增速相比，高出三個百分點。但云南省農民年人均純收入僅有全國農民人均收入水平的2／3。截止2013年底，全省有73個國家扶貧開發工作重點縣，7個省級扶貧開發工作重點縣。主要分布在烏蒙山區、石漠化地區、滇西邊境山區、藏區四大連片特殊困難地區，貧困人口占全省貧困人口的80%以上，深度貧困人口占90%以上，自我發展能力弱。

（5）農村基礎設施有較大改善，環境設施相對滯后

2013年底，全省99.56%的建制村通汽車，96.02%的村通自來水，98.76%的村通電話，農村用電量為82.37億kWh。但是，農村生活垃圾和生活污水收集處理設施普及率不高，其中僅約1／3的鎮建有垃圾處理站；生活污水處理設施普及率更低；衛生廁所普及率不足60%。

2 云南省農村污水處理現狀

隨著農村人口增加和生活水平提高，農村生活污水產生量大幅增加。根據《2013年云南省水資源公報》，全省農村人均生活用水量為73 L／d，比2012年人均用水量增加1.4%。以人均生活用水量的80%估算，全省農村年產生生活污水8.0億t，相當于城市生活污水產生量的79.8%。其中，紅河、昆明、曲靖、大理等州市生活污水排放量較大。目前，大部分村莊污水收集處理系統不完善，生活污水隨意排放，大多經簡易溝渠或自然溝渠直接排入附近河道、坑塘和農田，還有的自然蒸發或土壤滲濾，污染周圍環境。同時，由于管理跟不上，村莊排污溝渠常常出現堵塞，致使溝渠污水發黑發臭，極大影響村莊人居環境。根據衛生廳2013年抽樣調查結果，900個抽查村莊中，一半以上村莊的生活污水隨意排放或進入明溝，超過60%的農村污水最終匯入河流和坑塘，僅有2%的村莊污水最終進入污水處理廠。

自2008年以來，農村環境綜合整治項目共建設接入城市污水處理廠管網31.3km，分散式處理設施272套，集中式處理設施92套，配套污水收集管網209.56km，運行設施330套，設施運行率為90.6%。一些已建村莊污水處理設施由于設計不合理、運行維護費用不到位等原因，未能達到治污減排的預期效果。

3 云南省農村污水處理技術模式

農村生活污水排放分散、水質和水量波動大，農村污水處理模式主要遵循 “因地制宜、生態處理技術為主、污水資源化利用”的原則。云南省農村生活污水處理常用工藝根據技術原理、特點以及耗能模式劃分成四個類別：

（1）氧化塘處理系統。

（2）濕地處理系統：表面流人工濕地工藝。

（3）土壤處理系統：土壤滲濾工藝；生態溝污水處理工藝。

（4）生物處理系統：庭院式一體化處理裝置，AO污水處理工藝。

3.1 氧化塘處理系統

3.1.1 工藝簡介

氧化塘法是利用水塘中的微生物和藻類對污水和有機廢水進行需氧生物處理的方法。按其生物性質，可分為好氧塘、厭氧塘和兼性塘。在氧化塘中，廢水中有機物主要是通過菌藻共生作用去除的，異養微生物，即好氧細菌和真菌，將有機物氧化降解而產生能量，合成新的細胞，藻類通過光合作用固定二氧化碳并攝取氮、磷等營養物質和有機物，以合成新的細胞并釋放出氧。

3.1.2 適用地區

如有可利用的天然養魚塘、天然廢塘等條件，且地處排放標準不是很嚴格的地區，可優先考慮采用該工藝。氧化塘處理適合云南省山區、半山區及干旱地區，可以單獨使用，并聯使用，也可多塘串聯使用。在滇東北 （迪慶州）和滇西北 （昭通市）海拔高、氣溫低的地區不宜采用。

3.1.3 適用進出水水質條件

適用于收集系統為雨污合流制，進水濃度不是很高，污水量不是很穩定的農村地區。該工藝具有一定的污染物去除效果，出水可用于農田灌溉。

3.1.4 工藝優缺點

優點：

（1）適用不同的處理規模，基建費用低。處理構筑物由各種天然塘系統或經簡單修建而成，沒有復雜的機械設備，工程十分簡易。

（2）運行費用低，系統基本不耗能。塘系統依地勢而建，污水可自流。

（3）管理十分簡單，維護容易。

（4）可實現污水資源化利用。

缺點：

（1）占地大：有機負荷低，占地面積大。

（2）受溫度影響大：處理效果受氣候條件影響大，懸浮藻類使出水的COD高。

3.1.5 管理與維護

冬季對植物進行收割，一定時期清理塘內淤泥，淤泥可墊田。

3.1.6 成本分析

投資成本：800～1000元／m3。

運行成本：0.05～0.10元／m3·d。

3.1.7 植物選擇

以沉水植物或浮葉植物為主，沉水植物包括金魚藻、紅線草、苦草、眼子菜等；浮葉植物包括荷花、睡蓮、荇菜、菱角等；漂浮植物包括鳳眼蓮等。對于臨近湖泊地區，鳳眼蓮慎用。

3.1.8 工藝應用

可單獨使用，也可多塘串聯，或者用在表流濕地的前端或后端，也可根據實際情況與其他工藝組合應用。

3.2 濕地系統

濕地系統可分為潛流濕地和表面流濕地，由于潛流濕地易堵塞，更換填料成本高，在云南農村主要以表面流濕地應用為主。人工濕地的設計可參考《HJ 2005－2010人工濕地污水處理技術規范》、《DB53／T306－2010高原湖泊區域人工濕地技術規范》來進行。應根據當地的地質、地貌、氣候等自然條件選擇合適的人工濕地類型及參數進行設計。設計內容主要包括污染負荷、濕地面積、濕地床結構、基質材料選擇、植被選擇等。

3.2.1 表面流人工濕地工藝技術簡介

表面流人工濕地在處理過程中主要通過植物莖葉的攔截、土壤的吸附過濾和污染物的自然沉降來達到去除污染物的目的。表面流人工濕地是人工設計、調控和監督管理的濕地系統，去污效果要優于自然濕地系統，這種類型的人工濕地具有投資少、操作簡單、運行費用低等優點，但占地面積大，水力負荷較小，去污能力有限。表面流人工濕地去污能力約為：COD 50%～60%；BOD555%～65%；SS 85%～90%；TN 35%～45%；TP 40%～55%。

3.2.2 表面流人工濕地適用地區

土地面積有限的區域，不適合采用表面流人工濕地技術。表面流人工濕地的水力負荷不大，對BOD、COD、SS、重金屬等污染指標的去除效果好，不存在填料堵塞問題，且很少有惡臭和孳生蚊蠅現象，適用于云南省大部分農村地區，滇東北和滇西北受海拔和溫度的影響不宜采用。

3.2.3 表面流人工濕地適用進出水水質條件

表面流人工濕地適用于收集系統為雨污合流制，進水濃度不是很高，污水量不是很穩定的農村地區，處理效果可達《GB18918－2002城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的二級標準。

3.2.4 表面流人工濕地工藝優缺點

優點：人工濕地系統處理構筑物由各種天然生態系統或經簡單修建而成，沒有復雜的機械設備，其最大的優勢在于簡單性，適合不同的處理規模，基建費用低廉，易于運行維護與管理。對BOD、COD、SS、重金屬等污染指標的去除效果好，且很少有惡臭和孳生蚊蠅現象。

缺點：首先，人工濕地的占地面積遠比傳統的處理工藝高得多，其次，季節因素的變化，如溫度、降雨量等也限制了濕地的發展，表面流人工濕地控制相對復雜，脫磷、除氮的效果有限。

3.2.5 表面流人工濕地管理與維護

冬季對植物進行收割，一定時期清前置塘內淤泥，淤泥可墊田。

3.2.6 表面流人工濕地成本分析

投資成本：1500～2000元／m3。

運行成本：0.1～0.2元／m3·d。

3.2.7 表面流人工濕地植物選擇

主要以挺水植物為主，如蘆葦、香蒲、菖蒲等。

3.3 土壤處理系統

3.3.1 技術簡介

土壤滲濾系統是一種利用土壤滲濾性能和土壤表面植物處理污水的土地處理工藝類型。污水經過沉淀、厭氧等預處理后，有控制地通過布水分流入各土壤滲濾管中，管中流出的污水均勻地向土壤厭氧濾層滲濾，再通過表面張力作用上升，越過厭氧濾層出口堰后，通過虹吸現象連續地向上層好氧濾層滲透。污水在滲濾過程中一部分被土壤介質截獲，一部分被植物吸收，一部分被蒸發，通過土壤－微生物－植物系統的生物氧化、硝化、反硝化、轉化、降解、過濾、沉淀、氧化還原等一系列綜合作用使污水達到處理利用要求。土壤滲濾系統對污水中污染物的去除率高，出水水質好，可常年運行，是土地處理技術中經濟效益最大、對水和營養成分利用最高的一種類型。土壤滲濾系統通常采用淹水、干化交替的運行方式，以便使滲濾池表面在干化期間得到恢復再生，也有利于水的下滲、排除和累積污染物質的分解。該系統去污效率為：COD 70%～80%；BOD580%～90%；SS 90%～95%；TN 60%～70%；TP 80%～90%。

3.3.2 適用地區

土壤滲濾技術特別適合云南省農村經濟發展水平的實際。該技術的應用對于農村地區來說，不僅不占用土地，還能節省其他污水生物處理技術的占地。

3.3.3 適用進出水水質條件

適用于收集系統為雨污分流制，進水濃度高，污水量很穩定的農村地區，處理效果可達《GB18918－2002城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的一級B標準。

3.3.4 工藝優缺點

優點：土壤滲濾系統技術利用土壤的自然凈化功能，具有基建投資低、運轉費用少、抗沖擊負荷強、系統穩定性好、操作管理簡便等優點，同時，還能夠利用水中的水肥資源，使污水處理與綠化結合，美化和改善區域生態環境。

缺點：占地面積相對較大，填料有堵塞的風險。

3.3.5 管理與維護

冬季對植物進行收割，填料堵塞后需更換。

3.3.6 成本分析

投資成本：6000～8000元／m3。

運行成本：0.2～0.3元／m3·d。

3.4 生態溝污水處理工藝

3.4.1 技術簡介

生態溝是仿自然環境中的濕地形態，用土壤和填料 （細沙、鵝卵石、綠豆石等）混合組成，使污水在溝渠的填料縫隙中流動或在溝渠表面流動，并在溝渠表面種植性能好、成活率高、抗水性強、生長周期長、美觀及具有經濟價值的水生植物（如蘆葦、蒲草等）形成一個獨特的生物生態體系，從而使污水得到處理的一種生態處理技術。生態溝渠對污水中污染物的去除率為：COD 50%～70%；TN 30%～40%；TP 35%～45%。

3.4.2 適用地區

生態溝渠適用于云南省廣大農村地區，若該區域已有天然河道或溝渠，可在原有河道或溝渠的基礎上，稍作修整改造后建成生態溝渠。具有處理效果好、投資成本低等特點。

3.4.3 適用進出水水質條件

適用于收集系統為雨污合流制，進水濃度不是很高，污水量不穩定的農村地區，具有一定的去除效果。

3.4.4 工藝優缺點

優點：生態溝渠污水處理工藝適用于云南省廣大農村地區，對原有河道、溝渠進行改造后即可進行污水處理，不占用額外土地；生態溝渠處理效果好，受污染沖擊負荷較大，污水處理不耗能，基本不產生處理成本。

缺點：受氣候因素影響較大，在滇東北、滇西北等冬天較為寒冷的地區，生態溝渠技術使用較少。

3.4.5 管理與維護

冬季對植物進行收割。

3.4.6 成本分析

投資成本：500～800元／m3。

運行成本：0.1～0.2元／m3·d。

3.5 生物處理系統

3.5.1 庭院式一體化處理裝置

3.5.1.1 技術簡介

農村庭院式一體化處理裝置是分散、便捷處理污水的一種行之有效的形式。受地形限制，云南省內很多自然村雖然隸屬于同一個行政村，但其地理位置分布較為零散，這些自然村內的農戶生活污水很難做到集中收集處理。農村庭院式污水處理設施具有自身簡單、靈活、方便、有效等特點，成為農戶分散的生活污水高效的收集處理裝置。農戶的生活污水首先通過下水道或者排水渠進入庭院式一體化污水處理裝置，在其中經過物理和生物作用后大部分污染物得以去除，之后再進入小塊人工濕地（可選），剩余污染物通過濕地基質的過濾吸收、濕地植物根系的吸收、好氧與厭氧生物菌群的分散作用被進一步去除，從而使污水得到凈化。庭院式一體化污水處理裝置COD去除率為50%，TN去除率為25%，TP去除率為30%。

3.5.1.2 適用地區

庭院式一體化污水處理工藝適用于經濟條件較好、區域較小、用地較為緊張的農村地區，特別適用于一家一戶的污水處理單元使用。庭院式一體化污水處理設備受氣候影響因素較小，適用于云南省廣大地區，目前大理洱海流域應用較多。

3.5.1.3 適用進出水水質條件

適用于居住分散，已建水沖廁和化糞池，戶內收集系統為雨污分流制，進水濃度高，污水量穩定的農村地區。出水可達《GB18918－2002城鎮污水處理廠污染物排放標準》中二級標準。

3.5.1.4 工藝優缺點

優點：

（1）成本低：每單戶建設成本低，采用多戶處理的形式時，成本更可以大幅降低。

（2）施工快捷：靈活方便，無滲漏。占地面積小，可根據不同的環境條件選擇相應的型號。

（3）無能耗：不用電，易管理。平時不需要專人維護，內部構件更換容易。

缺點：不適合集中收集、集中處理模式。

3.5.1.5 管理與維護

管理方便，定期收割植物。

3.5.1.6 成本分析

投資成本：1500～2000元／m3。

運行成本：0.1～0.2元／m3·d。

3.5.2 一體化AO法污水處理工藝

3.5.2.1 技術簡介

一體化污水處理是將調節池、厭氧池、好氧池、二沉池、污泥池集于一體的設備，并在氧化池中進行鼓風曝氣，使得污水處理效果進一步提高。一體化污水處理工藝COD去除率為70%，TN去除率為50%，TP去除率為70%。

3.5.2.2 適用地區

一體化污水處理工藝適用于經濟條件較好、區域較小、用地較為緊張，同時對污水排放要求高的農村地區。一體化污水處理設備受氣候影響因素較小，適用于云南省九湖流域地區。

3.5.2.3 適用進出水水質條件

適用于經濟發達，已建水沖廁和化糞池，收集系統為雨污分流制，進水濃度高，污水量穩定的農村地區。出水可達《GB18918－2002城鎮污水處理廠污染物排放標準》中一級B標準。

表1 農村污水處理技術選擇參照表

3.5.2.4 工藝優缺點

優點：占地面積少，污水處理效率比不耗能的污水處理工藝較高，處理效果較良好。

缺點：單位投資高，運行成本高。

3.5.2.5 管理與維護

自動化程度高，管理方便。管理人員須培訓。

3.5.2.6 成本分析

投資成本：6000～7000元／m3。運行成本：0.5～0.6元／m3·d。

4 農村污水處理技術選擇 （表1）

5 存在問題

（1）農村污水處理排放標準缺乏

目前農村污水處理排放標準僅有浙江、寧夏等少數省份出臺，云南省還未出臺，因此在污水排放標準上主要參照 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》確定，導致為了達標，而采用投資大、能耗較高的生物處理工藝，這些工藝處理效果好，但是運行成本偏高，最后運行不了。因此應結合云南的特征，盡快出臺云南省農村污水處理排放標準。

（2）重投入輕管理

云南省地方財政情況普遍不好，農村環境整治資金大部分依托申請中央資金，要項目仍然是首要任務。中央財政資金的引導效益仍未體現，地方政府的主人翁意識和治理積極性不高。此外資金整合力度不夠，集中投入、捆綁使用效果不佳，資金使用分散導致農村環保效益、片區治理效益不明顯。

（3）農村生活污水處理項目運行保障機制不健全

農村環保投入主要以各級地方政府為主，生活污水處理的環保產業化鏈條尚未形成，治污設施運行維護的管理主體、資金來源、管護人員、規章制度還不明確，影響污染治理設施長效穩定運行，污染治理設施運行維護機制有待完善。

（4）社區參與引導不夠

農村環境整治的最大受益者是當地居民，但項目的構思、設計、實施及運行管理，還是以政府為主導，當地群眾的參與度還不夠。

［1］尹澄清，毛戰坡.用生態工程技術控制農村非點源水污染［J］.應用生態學報，2002，13（2）：229－232.

［2］楊佘維，謝可軍，趙婷，等.植物－土壤滲濾法對農村生活污水的處理工藝研究［J］.安全與環境工程，2009，16（1）：51－53，57.

［3］王艷，李學術.關于云南農村人工濕地污水處理技術推廣情況的調研報告［J］.云南科技管理，2008（2）：85－88.

［4］張瑞，王靜，胡琥，劉艷慧.云南新農村生態保護建設關鍵技術研究——以農村污水處理集成技術為例 ［J］.云南農業大學學報，2013，7（S2）：166－168.

［5］常冬，甘祖兵.云南撫仙湖流域農村生活污水處理技術研究［J］.農村實用技術，2015（3）.

Present Status of Rural Sewage Treatment Technologies in Yunnan

ZHAO Xiang－hua，GUWei－shi，HOU Juan，ZHANG Kai
（Yunnan Institute of Environmental Science，Kunming Yunnan 650034，China）

Yunnan has unique characteristics of population and economy and society.Currently，the widely used rural sewage treatment technologies cover oxidation pond system，man－made wetland system，soil treatment system，and biological treatment system.The engineering theories，application of technologies fitting in various regions，the requirements ofwastewater at the inlet and outlet，and the advantages and disadvantages of each technology were presented in detail.However，the shortage of rural sewage discharge standard，the neglect ofmanagement after investingmuchmoney to build the installation，aswell as the absence of community participation have resulted in problems of operating the installation properly.

rural sewage treatment；present status of sewage treatment；technology pattern；Yunnan

X703

：A

：1673－9655（2015）06－0063－06

2015－07－01