川西高原地區農村污水現狀調查及處理模式探究

杜歡 曹楠 鄒渝

摘要：為了解川西高原地區農村生活污水產污特征，掌握該地區農村生活污水污染現狀，通過實地調查的方式，抽樣選擇了德格縣的3個行政村的21家農戶，對川西高原地區農村生活污水現狀進行了抽樣調查和監測，得到該地域農村生活污水產生量和污染物濃度數據。川西高原地區農村生活污水人均日產生量為27.7L/（人·d），COD、NH³.-N、TN、TP濃度分別為286.7、14.4、37.3和2.7mg/L，pH值為6.93，在實地調查并掌握基礎數據的基礎上，提出了兩種適合川西高原地區農村生活污水的處理模式。

關鍵詞：高寒地區;農村生活污水;水質水量;處理模式

中圖分類號：X321 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）14-0127-03

1引言

我國農村區域占國土面積的九成，農村環境質量的改善對于我國環境質量的保障至關重要。統計資料表明：目前我國年均農村生活污水排放量可達到約80000萬t，不經過處理直接進行排放的農村污水達到約96%，污染了地表水和地下水。全國農村人口約有6.74億人，生活污水產生量按21.74L/d估算，每天共有146.5萬t的農村生活污水產生。其污染物為有機物、懸浮物、N、P和致病微生物。我國污水處理技術多采用AAO法、SBR法、MBR法、氧化溝法、生物接觸氧化法、生物流化床等，這需要建設污水收集管網和污水處理廠，基建費用和運行費用都比較高，操作復雜需要專人維護，而且還會產生大量的剩余污泥造成二次污染，且在嚴寒低溫情況下的處理更是難上加難。有必要對高寒地區農村生活污水現狀進行調查，掌握清楚基本情況是研究和解決高寒農村生活污水問題的一個重要環節。此次調查研究以德格縣為例，對該區域的農村生活污水產生情況進行實地調查監測，因地制宜篩選適合高寒地區農村污水處理的技術，為川西高原農村生活污水處理提供技術參考。

2材料與方法

2.1調查區概況

德格縣地處四川省甘孜藏族自治州西北部，位于金沙、雅礱江上游，共有6個鎮，20個鄉，171個行政村，氣候為大陸性高原季風，常年溫度較低，冬季時間長，常年平均氣溫6.7℃，最低氣溫極值-20.7℃，降雪期早，日照較長，年均日照1966h。

2.2調查內容

本次調查時間為2018年8月和2018年11月，共涉及到該地區13個村：馬尼干戈鎮洞真村（編號A）、更慶鎮戈姑村（編號B）、柯洛洞鄉燃卡村（編號C）。本次調查共對21戶農戶進行，調查內容主要包括家庭人口數、家庭主要情況、污水排放量，并對此21戶的生活污水進行水質監測，監測指標監測指標是COD、NH³.-N、TN、TP和pH值。

2.3試驗方法

2.3.1生活污水水質

根據國家標準分析方法確定了5個水質指標：用重鉻酸鉀法測定COD;用納氏試劑分光光度法測定NH³.-N;用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定TN;通過鉬酸銨分光光度法測定TP;通過玻璃電極法測定pH值。

2.3.2計算公式

通過對每個村莊日常污水中每種污染物的濃度和日常生活污水進行加權，得出該村生活污水中每種污染物的日平均濃度。

3結果與分析

3.1生活污水水量特征

在夏冬兩季共計8d監測了3個村21家農戶每天的生活污水產生量，發現該區域農戶每天的人均生活污水產生量波動很大，所有監測數據中的最高值和最低值分別為3.0L/（人·d）和75.2 L/（人·d）。現場調查發現，各村基礎建設情況差異不大，人均污水產生量與經濟條件沒有關聯，影響生活污水產生量的因素主要有家庭人員結構、生活習俗以及節水用水意識3個方面。從每日調查數據來看，每個單戶人均生活污水產生量在一個較大范圍內波動，加權平均后波動明細減小，從表1可分析出，洞真村、戈姑村、燃卡村人均污水產生量分別為22.2 L/（人·d）、27.6L/（人·d）和33.3L/（人·d）。總體而言，德格縣地處高原山區，氣溫整體較低，經濟發展較為滯后，基礎設施不夠完善，再加之生活習俗習慣等原因，全域農村生活污水人均產生量偏低，為27.7L/（人·d），在西南地區農村生活污水排放量參考值范圍內。

3.2生活污水水質特征

在夏冬兩季攻訐8d監測3個村的生活污水水質，監測各村每天的COD、NH³.-N、TN、TP和pH值共5項指標。其中，3個村生活污水的pH值在6.02～7.92波動，均值為6.93，該值屬于正常范圍。洞真村（編號A）、戈姑村（編號B）、燃卡村（編號C）的生活污水水質其余四項監測指標見圖1～4。

該地區生活污水中的COD濃度變化受季節影響不大，夏季和冬季沒有明顯差異，由圖1可知，調查的村莊每天生活污水COD濃度在一定范圍內波動，洞真村、戈姑村、燃卡村生活污水中的COD濃度分別為190～366、98～358、98～387mg/L。3個村生活污水中的COD濃度日均值分別為：洞真村288.2 mg/L、戈姑村270.O mg/L、燃卡村300.6mg/L。由公式（2）算出調查區域農村生活污水的COD濃度為286.7mg/L，可見德格縣農村生活污水COD濃度與我國城鎮污水COD濃度差異不大，且在西南地區農村生活污水水質COD參考濃度值150～400mg/L范圍內。

由圖2可知，3個村每天生活污水NH³.-N濃度波動范圍均較大，洞真村、戈姑村、燃卡村的生活污水NH3一N濃度分別為2.5～33.2、5.8～36.5、3.9～35.9mg/L，3個村生活污水中的NH³.-N濃度日均值分別是洞真村16.2 mg/L、戈姑村14.9mg/L、燃卡村12.9mg/L，由公式（2）算出調查區域農村生活污水中的NH³.-N濃度為14.4mg/L，該值與城鎮生活污水中的NH³.-N濃度相當，較西南地區農村生活污水水質NH³.-N參考濃度值20～50mg/L偏低。

由圖3和圖4可知，洞真村、戈姑村、燃卡村的生活污水TN濃度和TP濃度為7～84、16～67、1l～66mg/L和2.12～4.13、0.53～4.58、1.70～4.88mg/L，TN和TP數值在一定范圍波動，該范圍未超出合理區間;3個村TN濃度日均值較為接近，分別是洞真村42.3mg/L、戈姑村37.8mg/L、燃卡村33.7mg/L，由公式（2）算出調查區域農村生活污水中的TN濃度為37.3mg/L;3個村TP濃度日均值也較為接近，分別是洞真村3.1mg/L戈姑村2.2 mg/L、燃卡村2.9mg/L，由公式（2）算出調查區域農村生活污水中的TP濃度為2.7mg/L。

3.3川西高原地區農村污水處理技術推薦

川西高原地區多為山區，地形條件較為惡劣，冬季寒冷，常見的污水處理方式并不適應低溫地區。根據德格縣的地形、氣候、人口等條件，結合實地監測的生活污水水質水量數據，筆者認為適合該地區污水處理的工藝應為一體化污水處理技術。一體式污水處理裝置是指在同一反應堆中完成不同生物、物理和化學過程的處理設備，此類設備具有經濟實用、占地面積小、操作管理簡單方便的優點，同時在水量沖擊和反應器耐受水質方面表現出的較強的能力，可較好的去除氮磷。結合川西高原地區冬季低溫，且持續時間較長的特點，常規的一體化設備達不到長期穩定運行的效果，結合當地氣候、地形等特點，建議采用兩種改進的綜合污水處理設備處理川西高原農村生活污水。

3.3.1太陽能膜生物反應器

該地區日照充足，太陽能豐富，將太陽能合理利用并轉化為熱能為一體式膜生物反應器保溫加熱將解決膜生物反應器冬季低溫運行問題。一集成膜生物反應器的膜分離設備取代了傳統的二次沉淀池，將泥水分離，最后剩余的污泥很小，具有管理、投資、技術和占地等綜合優勢，因為不需要污泥回流，與膜外型相比，它具有能耗低的優點，并且比傳統的活性污泥法更強，可以大大改善出水的水質。太陽能膜生物反應器還能根據不同處理規模設計單戶或者幾戶共用的一體化設備，是較為適合川西高原地區使用的一種生活污水處理設備。

3.3.2一體化污水土地處理設備

污水土地處理技術是污染物進行一系列物理、化學和生物凈化過程，所采用的機制為土壤一微生物一植物生態系統的自我調控及人工調控，待處理的污染物可以在凈化過程中被去除和轉化，并且是一個穩定、無害的生態系統項目。結合污水土地處理系統的特點，將該系統預制成一體化設備，可快速方便的將其埋人地下，這樣既節約了土地資源，也減少了投資運行成本，還能適應不同規模的生活污水處理。目前，污水土地處理技術已在北京昌平、沈陽等較為寒冷地區成功運行。

4結論

通過對德格縣農村生活污水產污特征進行抽樣調查和監測，得出以下結論。

（1）川西高原地區農村生活污水人均日產生量為27.7L/（人·d），生活污水COD濃度286。7mg/L，NH³.-N濃度為14.4mg/L，TN濃度為37.3mg/L，TP濃度為2.7mg/L，pH值為6.93。對川西高原地區農村生活污水處理工藝的選擇除應遵循低投資、小規模、耐低溫等原則。

（2）結合地形、氣候、規模等條件，川西高原地區農村生活污水處理工藝推薦選擇太陽能膜生物反應器和一體化污水土地處理設備。