廣東省以PPP模式推進(jìn)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)分析—以湛江市徐聞縣為例

陳棣明 中都工程設(shè)計(jì)有限公司華南分公司

1 前言

近年來(lái)，農(nóng)村生活污水無(wú)序排放的問(wèn)題日漸受到關(guān)注，并已經(jīng)成為中國(guó)環(huán)境管理面臨的新問(wèn)題[1]。大量未經(jīng)處理的污水直接排放不僅嚴(yán)重破壞了鄉(xiāng)村環(huán)境，而且成了農(nóng)村文明建設(shè)的阻礙，因此有效地控制和治理農(nóng)村生活污水亂排引起的環(huán)境污染問(wèn)題，有針對(duì)性地加快推進(jìn)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)進(jìn)程是廣東省社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的重要工作之一。本文根據(jù)廣東省徐聞縣以PPP模式整縣推進(jìn)生活污水處理設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，著重介紹了農(nóng)村污水的收集經(jīng)驗(yàn)、污水處理站的設(shè)置和布局及污水處理站的工藝選擇。

2 項(xiàng)目概況

2.1 現(xiàn)狀概況

徐聞縣屬于廣東省湛江市，位于中國(guó)大陸最南端，東經(jīng)109°52’～110°35’，北緯20°13’～20°43’，東、西、南三面環(huán)海，即東和東北臨南海，西瀕北部灣，南隔瓊州海峽，北接雷州市，面積為1979.6km2。全縣設(shè)12個(gè)鎮(zhèn)，總常住人口為68.79萬(wàn)人。

目前，徐聞縣只有部分村莊設(shè)有污水處理設(shè)施，大部分村莊的生活污水尚未統(tǒng)一治理，且這部分村莊既沒(méi)有完善的排水系統(tǒng)，也沒(méi)有任何污水處理設(shè)施。根據(jù)調(diào)查，其農(nóng)村生活污水排放方式主要有三種：一種是通過(guò)市政管網(wǎng)排入附近的城鎮(zhèn)污水處理廠；一種是通過(guò)村內(nèi)污水管網(wǎng)收集后排入附近水體；還有一種是散排，污水直接潑灑到地面。

2.2 項(xiàng)目運(yùn)作模式

項(xiàng)目由縣政府統(tǒng)籌，將村級(jí)污水處理設(shè)施及配套管網(wǎng)捆綁打包統(tǒng)一招商。項(xiàng)目由社會(huì)資本完成前期工作階段與后期建設(shè)運(yùn)營(yíng)階段，其中包括勘察設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、運(yùn)營(yíng)及移交等工作，即采用設(shè)計(jì)-建設(shè)-融資-經(jīng)營(yíng)-移交（DBFOT）模式。

3 設(shè)計(jì)原則

3.1 基本原則

靠近城鎮(zhèn)的村莊利用現(xiàn)有或新建污水管線(xiàn)將村內(nèi)污水收集至附近城鎮(zhèn)的污水處理廠；不靠近城鎮(zhèn)但密度相對(duì)集中的村莊可考慮將相近村莊的污水收集后送至污水處理站統(tǒng)一處理；既不近城鎮(zhèn)污水處理廠也無(wú)相近村莊的村莊在人口規(guī)模較大的情況下可單獨(dú)建設(shè)污水處理站。

3.2 收集處理模式

農(nóng)村生活污水治理主要是通過(guò)實(shí)現(xiàn)雨污分流來(lái)進(jìn)行源頭減量、控制污染與資源化利用[2]。農(nóng)村生活污水收集系統(tǒng)應(yīng)考慮村莊密度、人口數(shù)量以及地形地勢(shì)等，同時(shí)結(jié)合農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃和自然條件，按照實(shí)際情況因地制宜，采用多種污水收集處理模式。目前，農(nóng)村污水主要有以下三種收集處理模式。

（1）匯入城鎮(zhèn)集中處理。匯入城鎮(zhèn)集中處理是指將村莊內(nèi)所有污水經(jīng)市政污水管網(wǎng)收集后輸送至鄰近的城鎮(zhèn)污水廠進(jìn)行處理，即利用城鎮(zhèn)污水處理廠統(tǒng)一處理。該模式具有施工周期短、投資省、見(jiàn)效快和管理方便等特點(diǎn)，適用于人口密度大、地理?xiàng)l件便利和施工條件好能夠?qū)⑽鬯斔椭脸擎?zhèn)污水處理廠的村鎮(zhèn)。這種村莊污水匯入鎮(zhèn)區(qū)污水處理廠處理的處理方式稱(chēng)為“鎮(zhèn)帶村”處理模式；匯入城區(qū)污水處理廠處理的處理方式稱(chēng)為“城帶村”處理模式。

（2）農(nóng)村集中處理。農(nóng)村集中處理是指通過(guò)敷設(shè)污水管道將各戶(hù)排放的生活污水收集后排入農(nóng)村集中建設(shè)的污水處理設(shè)施進(jìn)行處理，即利用污水處理設(shè)施集中處理。該模式具有占地小、抗沖擊能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行成本較低等特點(diǎn)，適用于人口密集、污水量較大、相鄰村莊距離近。這種多個(gè)村莊污水分散收集后集中處理的處理方式稱(chēng)為“聯(lián)村”處理模式。

（3）單村分散處理。單村分散處理是指單個(gè)村莊產(chǎn)生的污水通過(guò)收集系統(tǒng)收集后再進(jìn)行處理，即利用中小型污水處理設(shè)施或生態(tài)處理等單獨(dú)處理。該模式具有布局靈活、管理方便等特點(diǎn)，適用于布局相對(duì)分散、人口規(guī)模相對(duì)較大以及地形相對(duì)復(fù)雜的村莊。這種既不具備“城帶村”“鎮(zhèn)帶村”建設(shè)條件也不具備“聯(lián)村”建設(shè)條件的村莊只能單獨(dú)建設(shè)污水收集系統(tǒng)和污水處理設(shè)施來(lái)進(jìn)行處理，其稱(chēng)為“單村”處理模式。

3.3 站點(diǎn)選址原則

農(nóng)村污水處理站選址一般需遵循以下原則：位于村鎮(zhèn)水體的下游；處理后出水能夠回用和安全排放；處于夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；具備良好的工程地質(zhì)條件；盡量少拆遷，少占地且不占農(nóng)田；避開(kāi)在雨季易受水淹的低洼處；保證與周邊居民有一定的衛(wèi)生防護(hù)距離；具備擴(kuò)建的外部條件；運(yùn)營(yíng)管理、交通、運(yùn)輸和供水供電等較方便。此外，當(dāng)采用“聯(lián)村”處理模式時(shí)，應(yīng)將污水處理站選在中心位置處的村莊，且污水處理設(shè)施占地不超過(guò)3.0m2/(m3·d)。

總之，農(nóng)村污水處理站布置應(yīng)首先考慮建設(shè)現(xiàn)狀、地形特點(diǎn)以及附近受納水體污染狀態(tài)等實(shí)際情況，再因地制宜、合理規(guī)劃、合理布置。

4 污水處理站工藝選擇

農(nóng)村生活污水處理效果的關(guān)鍵在于處理工藝的合理選擇，生活污水處理工藝的不同所產(chǎn)生的出水水質(zhì)、維護(hù)管理的要求以及運(yùn)營(yíng)成本也存在較大的差異[3]。農(nóng)村生活污水的處理主要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是生物處理，常用的有AO法、AAO法、厭氧接觸法、SBR法、MBR法等；一類(lèi)是生態(tài)處理，常用的有人工濕地處理、穩(wěn)定塘和土壤滲濾系統(tǒng)等。目前農(nóng)村生活污水處理將生物處理技術(shù)和生態(tài)處理技術(shù)聯(lián)用較為常見(jiàn)。

4.1 厭氧+強(qiáng)化人工濕地

該工藝由厭氧水解池和人工濕地兩個(gè)處理單元串聯(lián)組成。生活污水進(jìn)入?yún)捬跛獬兀亓舸蟛糠钟袡C(jī)物，并在厭氧水解作用下，被分解成小分子有機(jī)物，小分子有機(jī)物和部分富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在人工濕地內(nèi)土壤、微生物和生物組成的系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，通過(guò)過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等作用得以去除，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化[4]。

該技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、無(wú)動(dòng)力消耗且管理維護(hù)方便，抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，能與周邊生態(tài)環(huán)境相適應(yīng)，適合于有地勢(shì)差、對(duì)氮磷去除要求較高的農(nóng)村。但由于缺乏好氧單元，脫氮能力較差，需要對(duì)人工濕地進(jìn)行好氧強(qiáng)化，提高脫氮除磷效果。

4.2 厭氧+生態(tài)溝/穩(wěn)定塘

該工藝由厭氧水解池和生態(tài)溝組成，生活污水進(jìn)入?yún)捬跛獬兀亓舸蟛糠钟袡C(jī)物，并在厭氧水解作用下，被分解成小分子有機(jī)物和穩(wěn)定的沉渣。厭氧水解池出水進(jìn)入生態(tài)溝/穩(wěn)定塘利用水生植物的生長(zhǎng)，吸收氮磷，降低有機(jī)物含量。

該工藝采用生物和生態(tài)結(jié)合技術(shù)，可根據(jù)村莊條件因勢(shì)而建。生態(tài)溝可利用溝渠改建，穩(wěn)定塘可利用河塘或閑置洼池改建。該工藝適用于擁有自然河塘和閑置溝渠且規(guī)模適中（不大于50m3/d）的村莊。但由于缺乏好氧單元，脫氮能力較差，需要對(duì)生態(tài)溝/穩(wěn)定塘進(jìn)行好氧強(qiáng)化，提高脫氮除磷效果。

4.3 膜生物反應(yīng)器（MBR）+吸附除磷裝置

膜生物反應(yīng)器是一種由膜分離單元與生物處理工藝相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)，其以膜組件取代活性污泥法中的二沉池，提高出水水質(zhì)的同時(shí)，使生物反應(yīng)中保持較高的污泥濃度，從而減少了處理設(shè)施占地面積，并且保持低污泥負(fù)荷，減少污泥產(chǎn)量。

該工藝對(duì)污染物的去除率高，效果穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷，占地少，控制靈活。但是該工藝成本高，自動(dòng)化程度要求高，整體運(yùn)行費(fèi)用高。

4.4 一體化設(shè)備

一體化設(shè)備是一種將初沉池、接觸氧化池、二沉池、污泥池集中一體的設(shè)備。當(dāng)前一體化設(shè)備常見(jiàn)工藝主要有A/O工藝、SBR工藝和MBR工藝等。

該設(shè)備處理投資及運(yùn)行費(fèi)用少、處理效果明顯、占地小、操作管理簡(jiǎn)單，適用性和應(yīng)用性更強(qiáng)，尤其適用于農(nóng)村分散式污染源。但該設(shè)備不利于維修，處理規(guī)模較小，容易被腐蝕。

以上處理工藝各具優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、地形等因素，因地制宜地選取合適的處理工藝。本工程優(yōu)先推薦“厭氧生物處理+人工濕地”“”“一體化設(shè)備”的處理模式對(duì)徐聞縣農(nóng)村生活污水進(jìn)行治理。

5 工程內(nèi)容

徐聞縣共15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村，總服務(wù)人口約56萬(wàn)人。盡管角尾鄉(xiāng)、和安鎮(zhèn)、新寮鎮(zhèn)、錦和鎮(zhèn)、下洋鎮(zhèn)、前山鎮(zhèn)、曲界鎮(zhèn)等7座鎮(zhèn)區(qū)已建污水處理廠，南山鎮(zhèn)邁熟村、邁陳鎮(zhèn)北街下村、龍?zhí)伶?zhèn)符宅村、下橋鎮(zhèn)下洋子村以及下橋鎮(zhèn)陂塘新村、榮宅村等5座村莊已有污水處理設(shè)施，但剩余部分仍需進(jìn)行污水治理，因此，本項(xiàng)目徐聞縣合計(jì)新建5座污水處理廠，980座農(nóng)村污水處理設(shè)施。

5.1“鎮(zhèn)帶村”處理模式典型村

邁陳鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)新建污一座污水處理廠，設(shè)計(jì)規(guī)模為1500t/d，服務(wù)范圍主要包括邁市社區(qū)的東城街、英菲村、市尾村、中大興街、東成街、西寧街、南安街、前進(jìn)街，邁陳村委會(huì)的上村、下村，打銀村委會(huì)的打銀村、本宮村以及邁糖社區(qū)、機(jī)關(guān)單位，總服務(wù)面積約5.29km2，總服務(wù)人口約14179人。

本工程利用邁陳鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)已建污水管網(wǎng)（DN600鋼筋混凝土管）8.6km和新增不少于15.2km的配套主次干管（DN300～DN600）以及不少于8.0km的支管將鎮(zhèn)區(qū)和周邊村莊的污水收集后匯入新建的污水處理廠進(jìn)行處理。

5.2“聯(lián)村”處理模式典型村

南山鎮(zhèn)海聯(lián)村、海上村、海西村和海東村四個(gè)村莊距離很近、規(guī)模較小，四個(gè)村莊總服務(wù)面積約0.35km2，總服務(wù)人口約2493人。

本工程總共新建污水管網(wǎng)（DN200～DN300HDPE雙壁波紋管）9.6km，新建一座200m3/d一體化預(yù)處理池和一座200m3/d地上式AO一體化設(shè)備。

5.3“單村”處理模式典型村

前山鎮(zhèn)科家村村內(nèi)占地約0.14km2，常住人口約1395人，是鎮(zhèn)域內(nèi)規(guī)模較大的村莊。由于該村人口相對(duì)密集且規(guī)模較大，適合單獨(dú)建設(shè)污水收集系統(tǒng)和污水處理設(shè)施來(lái)處理。

本工程利用現(xiàn)狀污水管線(xiàn)，并在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上新建、完善村內(nèi)的污水管網(wǎng)，統(tǒng)一收集后采用“厭氧生物處理+人工濕地”處理。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前，廣東省正在有序地推進(jìn)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)，但由于村莊數(shù)量多、水量小、集聚散、地形復(fù)雜等原因，農(nóng)村生活污水收集和處理均面臨一定的困難。因此，農(nóng)村污水處理應(yīng)遵循“優(yōu)先匯入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，污水處理設(shè)施建設(shè)‘集中式’和‘分散式’靈活運(yùn)用”的原則，結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的區(qū)域特征，因地制宜地選擇簡(jiǎn)單、易行、合理、經(jīng)濟(jì)有效的污水收集方式和處理工藝，系統(tǒng)且有效地解決當(dāng)前農(nóng)村污水處理面臨的問(wèn)題，從而大力推進(jìn)美麗、清潔、生態(tài)鄉(xiāng)村的建設(shè)。