探究上海地區農村生活污水處理形勢及關鍵技術

李陽忠

(上海市金山區水利管理所，上海 200540)

0 前言

農村生活污水處理設施建設是推動形成社會主義生態文明觀和城鄉一體化的一項重要舉措，通過鋪設管道收集農村地區生活污水，采用集中或分散處理模式，對其中的有害物質和污染環境的成分進行清除、降解，以達到改善農村人居環境的目標。美國、日本、德國等國家在該領域涉足較早[1]，通過對農村生活污水處理標準制定、處理技術創新、管理模式完善等一系列的研究探索，形成了較為完善的體系。

我國新時代農村在現代化進程中，隨著人居環境要求的提高，農村生活污水收集處理顯得愈發重要，然而，國內針對農村生活污水處理技術和管理方面的專項研究相對較少，大部分只停留在對國外工藝的借鑒層面，且不符合我國國情，相應的對策措施和可操作性不強[2]。因此，科學分析上海地區農村生活污水處理存在的根本問題，開展關鍵技術與管護模式的研究，對建設新時代農村和創建美麗鄉村具有長遠意義。

本文從上海地區農村生活污水處理標準、處理模式、處理設施生命周期、處理工藝及多種管理模式5個關鍵層面的現狀和研究內容方面進行了探究，以期為進一步深化研究和發展上海地區農村生活污水處理提供思路。

1 農村生活污水處理的背景

隨著社會主義新農村建設和城鄉一體化進程的不斷推進，我國各級政府逐步重視農村生活污水處理工作。追溯至20世紀50年代，社會主義新農村建設開始萌芽；21世紀初，在社會主義新農村建設物質發展和精神文明要求提出的基礎上，國務院格外重視農村基礎設施建設和改善農村人居衛生環境；2007年黨的十七大提出要統籌城鄉發展。農業部為深入貫徹黨中央文件要求和會議精神，進一步推進生態文明和美麗中國建設。

上海市委、市政府為積極開展本市社會主義新農村建設，出臺了相關文件并構建了有效制度。2006年出臺了《關于推進社會主義新農村建設實施意見》，完善和提升了農村生產生活設施；之后相繼提出了《關于開展本市農村自然村落綜合整治試點工作的若干意見》，根據郊區(縣)經濟負擔能力和村落布局形態，污水處理模式可靈活選擇，或采用集中納入市政污水管網進行統一處理，或采用工藝相對簡化、投資小、管理簡便、占地少的污水處理工藝與設施。

2007～2017年，結合村莊改造工作，上海市進行了農村生活污水處理設施配套建設的試點工作，基礎設施投入城郊比為7∶3。近年來，市級財力在該方面安排郊區(縣)的專項資金達幾十億元，提高了農村生活污水處理設施配套率，改善了鎮村級河道的水環境，居民對生活和生產的環境滿意度以及獲得感日益提升。2014年，為貫徹落實中央開展農村人居環境整治行動要求，出臺了《關于本市推進美麗鄉村建設工作意見》，進一步明確要因地制宜配套好農村生活污水處理設施，優化農村人居環境。2015年，又印發了促進城鄉一體化的相關文件，提出至2020年本市城鄉發展一體化的總體目標，加強農村污染源頭控制和治理，完善新農村配套設施和生態文明環境面貌。上海作為國際化大都市，農村人居環境和生態環境提升既是經濟發達地區率先實現設施完善的必然要求，也是城鄉一體化發展的必然使命。

2 上海地區農村生活污水分布和排放的基本特征

2.1 上海郊區農村村莊布局特征

上海屬于典型的平原河網地區，從實施城鄉一體化政策以來，上海郊區鄉村的整體風貌發生了巨大的改變，農村村落布局形態主要呈現以下特征。

2.1.1 房屋多臨水而建 由于河網水系密布，居民傳統生活習慣臨水而居、枕河而立，從而形成了當地的農村房屋布局特點。因為布局特征，農村地區生活污水多直接通過排水管，未經任何預處理措施，直接排放到周邊河道，部分郊區河道由于平原地區特點，水動力不足、河道較窄、河道不暢通，從而導致水質不斷變差，呈現出水體發黑和散發惡臭的情況。

2.1.2 房屋多為獨立式住宅 作為國際化大都市的上海，分享著改革開放的成果，鄉村居民的生活質量不斷提高，郊區農村住宅多以獨立式磚瓦房為主，而且室內設施齊全，舒適美觀。隨著生活水平的提高，鄉村居民日排污水量與日俱增。

2.1.3 房屋聚合不規則 郊區村莊分布不規則，有些自然村中居民點可能相對較為集中，有些自然村與自然村之間相距甚遠，或一個自然村中居住點之間又相隔較遠，這與人口集聚程度高、居民點聚合的市區存在較大差別。因此，郊區生活污水收集和處理存在一定難度。

2.2 上海地區農村生活污水排放特征

農村生活污水主要包括農戶的廚房、洗浴和衛生間等廢水，未經處理直排河道是導致鎮村級河道黑臭的主要原因之一，其具有總體量大、排放面廣、水量變化大、水質差異大的特征。

2.2.1 水量特點

2.2.1.1 總體水量大 隨著新農村建設和美麗鄉村創建開展以來，上海郊區農村居民生活水平不斷提升，農村廚房、淋浴間等區域設施不斷完善，這些區域的廢水量不斷增加，與城鎮居民污水排放量差距逐漸縮小。根據《上海市農村生活污水處理建設規劃》，農村生活污水處理共涉及34萬余戶，污水總量約13.6萬m3/d，生活污水若未經處理直排河道將造成全市中小河道水質持續惡化。

2.2.1.2 排放面廣 主要來源為鄉村居民污水和鄉村公廁污水。上海市農村地區廚房、洗浴間和衛生間的設施較為完善，多鋪設了排水管道，較易進行收集處理，但部分洗滌污水呈現多種形態，可通過自來水、井水和河水進行洗滌，此類無序排放的污水，由于收集難度大，基本無處理措施。隨著“美麗鄉村”創建活動的開展，農村地區出現了一定數量的公廁，這部分污水污染物含量高，目前還尚未得到有效處理。

2.2.1.3 水量變化大 以單戶性排放為主，呈現明顯的早、中、晚3個排水量高峰，日變化系數達到3.5～5.0[1]，同時受氣候、季節、種植結構等因素的影響，同一農村區域不同季節排污量不同，不同農村區域同一季節排污量也不同[2]。

2.2.2 水質特點 上海地區農村生活污水成分以有機物為主，主要有COD、NH3-N、TP等。根據國家住建部出臺的《東南地區農村生活污水處理技術指南(試行)》文件，經檢測上海地區農村生活污水水質波動范圍較大，詳見表1。

表1 上海地區農村生活污水出水水質檢測表

3 上海地區農村生活污水處理的現狀

根據《上海市農村生活污水建設規劃》，2011～2015年上海地區按計劃開始實施試點工作，全市共有98.54萬農村居民，化糞池改建已經基本完成，其中農村生活污水處理率達到了42.7%，配套處理設施約3000座，污水收集管道建設約7000 km。

農村生活污水處理主要有2種模式，即納入市政污水處理系統和采用簡化工藝就地處理。在采用就地處理系統中，小型處理站工藝的選擇是處理效果的關鍵所在。2013年《上海市農村生活污水處理項目技術評估研究報告》，對上海地區2008～2011年試點期間采用就地處理系統的工藝進行了比較分析。報告指出，就地處理系統中采用的較為普遍的工藝主要有：生物濾池、土壤滲濾、人工濕地、生物濾床+人工濕地、接觸氧化+人工濕地、自流增氧人工生態床、一體化膜法A2/O、MBR等。

經過多年實施，對上海地區農村生活污水中NH3-N、TP等污染物起到了一定的消減作用，處理工作目前已取得初步成效，但是仍然存在處理標準不合理、處理模式選擇存在問題、設施生命周期短、處理工藝選擇不合理、管理養護不到位等問題，制約了農村生活污水處理建管模式的優化和美麗鄉村的創建。

4 上海地區農村生活污水處理的關鍵技術探究

4.1 處理出水水質標準研究

上海地區農村生活污水處理出水水質標準是在《污水綜合排放標準》(DB 31/199—2009)和《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)的基礎上[3]，按照《上海市農村生活污水處理設施出水水質規定(試行)》文件執行，對出水的感官指標和水質指標作出了要求，分為一級A和一級B標準，檢測指標為CODCr、NH3-N、TP、TN、SS、LAS和動植物油7項。其制定的依據是大中型城市的污水排放情況和經濟基礎，與農村生活污水排污特點和處理成本有本質的差別。上海地區農村生活污水處理涉及9個區縣，在調查9個區縣農村生活污水的進出水水質和重要河湖水功能區水質目標的基礎上，推動農村生活污水處理和市政污水處理廠出水水質標準相互銜接，根據各個區縣地理位置差異、鄉村經濟條件和文化習俗等差別，提出能適應各區域的出水水質標準，并結合城鄉發展一體化和新型城鎮化進行近、遠期分析，制定近、遠期結合規劃，從橫向和縱向角度構建完善的上海地區農村生活污水出水水質標準體系。

4.2 處理模式的選擇

根據上海市水務“十三五”規劃和第七輪環保3年行動的目標要求，結合村莊改造和美麗鄉村創建工作，繼續加快推進農村生活污水處理，到2020年末，全市的農村生活污水處理率達到75%以上。《上海市農村生活污水處理建設規劃》數據顯示，目前已實施的處理戶數中，納入市政污水處理系統比例僅僅為20%左右。上海市作為國際化大都市，可以預見下個10年或者20年，將逐步實現城鎮化，農村居民將實現集中安置，如在供水方面實現了一網供水，污水處理最終將會全部納入市政污水管網，不再區分農村和城鎮區域，把現有的過渡性質的污水處理設施大量廢棄。農村生活污水處理建設，要依托于農村城鎮化進程的規劃，在完善各區縣的農村村莊保護和布點規劃的基礎上，分配好就地處理和納入市政污水處理系統2種處理模式的比例，并且對污水管道和處理站等布局和規格進行合理選擇，做好近遠期方案的結合。

4.3 處理設施生命周期的研究

上海地區農村生活污水處理投入不斷攀升，從最初戶均投資1萬元上漲到2萬元，市區鎮各級財政壓力都大幅增加，且根據上海市水務“十三五”規劃，至2020年末全市農村生活污水處理率達到75%以上，下階段的工作體量無疑是前所未有的，開展對農村生活污水處理設施生命周期的成本分析[4]尤為重要，即對處理的前期成本、實施成本、處理成本和其他成本等進行評估，研究近、遠期人口變化和管理模式不同等要素[5]對處理成本的影響，并以此為根據完善農村生活污水處理模式的決策機制，使工程投資符合區域經濟承受能力，確保資金的效益最大化。

4.4 處理工藝的選擇

農村生活污水處理應按照“因地制宜、簡易實用、水質穩定、經濟可行”的原則，結合實地情況和出水標準，充分進行技術經濟比選，合理選用適宜的工藝技術。但上海市在處理工藝的選擇上，由于經濟、區域等多種因素制約，部分處理工藝已不能滿足出水水質要求，特別是TP、TN的達標情況較差。

以金山區為例，該區2007年試點建設采用土壤滲濾污水處理工藝，后期陸續增加了組合型污水處理工藝、一體化微動力SBR工藝和MBR膜生物反應器工藝[6]。經過幾年的應用，目前以穩定的組合型工藝為主，試點MBR新工藝，經過對4種工藝的經濟效益、建設實施、運行效果和養護管理四大方面的分析評價，每種工藝各有利弊，綜合評價好的是組合型和MBR工藝，現階段的工藝選擇是較為合理的，但伴隨著農村污水排放標準的提高，舊工藝被淘汰，新工藝被引入，將在推陳出新的過程中找到最適合當前農村環境的污水處理工藝。以目前現有的技術工藝為基礎，在出水水質標準體系加以完善后，結合近、遠期城鎮規劃，研究更新合適近、遠期處理工藝的標準，并構建處理工藝選擇庫，防止同類型處理工藝變相競爭。

4.5 管理多種模式的探討

長期以來，農村生活污水管理缺乏有效的體制和模式，上海各區雖然已初步落實處理設施運維的資金，實現了處理設施從失管到全部落實管理變化，但是常效和常態方面仍然有很大差距，處理站不能正常運行、管道冒溢等情況仍然不能杜絕。根據上海市農村生活污水處理設施建設、運行管理情況，以及農村城鎮化推進的情況，借鑒國外分級分類型管理的模式[7]，探索和形成合適的管理養護模式，以期推進管理養護制度化。由市區聯合制定并明確管理養護體系，明確責任和權利；推進管理模式差別化，根據設施管理養護的難易程度，分級分類型選擇管理養護模式；推進管理養護信息化，確保處理設施運行正常，保障出水水質達標，管理養護及時有效。

5 結語

本文針對服務于美麗鄉村創建的農村生活污水處理設施建設和管養工作，以構建完善的出水水質標準體系、合理選擇處理模式、完善決策機制、更新處理工藝、完善管理養護模式為重點，對農村生活污水處理的五層面關鍵技術進行了探究，闡明了需要重點研究的關鍵點。包括區縣農村生活污水排污調查，農村生活污水和市政污水處理廠出水水質標準相互銜接研究，區域差別化，近、遠期水質標準完善的研究；區縣的農村村莊保護和布點規劃制定，優化處理模式的比例研究，處理設施近、遠期結合利用的研究；農村生活污水處理的前期成本、實施成本、處理成本和其他成本等評估研究，處理模式的決策機制完善研究；處理工藝選擇庫構建研究，近、遠期的處理工藝的標準更新研究；制度化、差別化和互聯網+的管理模式體系研究。

綜合考慮上海地區農村生活污水處理發展現狀，結合村莊規劃的需求，圍繞創建美麗鄉村發展戰略的目標，配套完善與美麗鄉村發展相適應的，處理達標、運行正常、管護到位的農村生活污水處理體系，促進區域社會經濟的持續發展。

參考文獻：

[1] 聶秋月,彭元富,顧熠澐,等.農村生活污水處理工藝與管理措施探討[J].中國農村水利水電,2012(4):38-40.

[2] 劉俊新.因地制宜,構建適宜的農村污水治理體系[J].給水排水,2017，53(6):1-3.

[3] 丁紹蘭,劉澤航,郭雪松,等.關于中國農村生活污水排放標準制定的探討[J].環境污染與防治,2012，34(6):82-85.

[4] 劉平養,沈哲.農村生活污水處理的成本有效性研究:問題及展望[J].復旦學報：自然科學版,2015，54(1):91-97.

[5] 劉平養,沈哲.基于生命周期的農村生活污水處理的成本有效性研究：以浙江省白石鎮為例[J].資源科學,2014，36(12):2604-2610.

[6] 趙湘龍.農村生活污水處理的工藝選擇[J].給水排水,2012，48(S2):101-103.

[7] 田澤源,吳德禮,張亞雷.美國分散型生活污水治理的經驗與啟示[J].給水排水,2017，53(5):52-57.