上海市農村生活污水設施調查及處理工藝比較

(上海汀瀅環?？萍加邢薰?，上海 201707)

農村生活污水治理工作與廣大人民群眾的生活質量密切相關，并直接影響到水環境治理的成效，國家對此十分重視，2018年先后發布了《中共中央國務院關于實施鄉村振興戰略的意見》和《農村人居環境整治三年行動方案》，重點推進農村生活污水治理工作。上海市農村生活污水治理工作始于2007年，截至2018年底，全市共建成74萬戶農村生活污水處理設施(以下簡稱“農污處理設施”)，日收集處理農村生活污水約20萬m3，農村生活污水處理率約為75%，對改善農村水環境質量發揮了重要的作用。根據《上海市水污染防治行動計劃實施方案》要求，全市2020年基本消除喪失使用功能的地表水體，2030年水環境質量明顯改善，水生態系統功能全面恢復。農村生活污水治理是水污染防治行動計劃目標實現的重要保障，也是促進鄉村振興，實現人居環境改善的重要舉措。為適應水環境治理目標要求，2019年7月1日，上海市《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》(DB31/T 1163—2019)正式實施，替代原有的試行標準，具體排放標準限值見表1。

表1 水污染物排放標準限值

出水排入地表水Ⅲ類及以上水域的處理設施水污染物排放執行一級A標準，出水排入其他水域的執行一級B標準。

1 農污處理設施現狀調查

據統計，上海市單座農污處理設施規?；驹?00m3/d以下，常用的處理工藝主要有土壤滲濾、組合工藝(生物濾池-人工濕地)、A2O工藝(厭氧-缺氧-好氧法)、MBR(膜生物反應器)等。本次研究對上海青浦區郊區的426座農污處理設施進行了運行現狀調查和出水水質監測(農污處理設施各工藝數量統計見圖1)。

圖1 上海青浦區郊區農污處理設施工藝統計

2018年6月和11月，研究人員對上述426座農污處理設施的出水水質進行了兩次監測，對照原來的設計標準，第1次(2018年6月)水質監測合格率為80%，第2次(2018年11月)監測合格率為88%，超標污染物主要為總磷和氨氮。對照上海市2019年最新頒布的《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》(DB31/T 1163—2019)，對兩次監測的水質超標情況進行了統計，見圖2～圖5。

圖2 超標設施數量統計(第1次監測)

圖3 超標設施比例統計(第1次監測)

圖4 超標設施數量統計(第2次監測)

圖5 超標設施比例統計(第2次監測)

由統計結果可知，在426座農污處理設施中，總磷超標最為普遍，氨氮超標比例次之，COD超標比例相對較小。在采用的4種處理工藝中，土壤滲濾工藝的3項指標超標均比較普遍；A2O工藝在第1次監測中超標較少，但是第2次監測超標很普遍，運行穩定性較差；組合工藝第1次監測中超標較多，經過對設施設備進行調整后，第2次監測超標數量有了明顯下降。MBR工藝由于總數量較少，第1次監測中超標比例較高，但經過調整后，在第2次監測中超標數量為0。

2 農污處理設施出水水質超標原因分析

農村生活污水具有排水量少、變化系數大、間歇排放、水質相對不穩定的特點。經過歸類，農污處理設施出水水質超標的主要原因如下：

a.設計標準原因。 農污處理設施工程一部分設施建設時間較早，設計標準相對較低，已建污水處理設施運行時間長，處理工藝相對落后(如土壤滲濾)，是出水水質超標的主要原因。

b.管理養護原因。 由于養護隊伍素質參差不齊，對工藝了解程度不高，運行管理不專業，導致部分設施處于帶病運行狀態。如組合工藝處理站的生物濾池布水管未及時清洗、中間池回流管未開啟等；A2O工藝剩余污泥未及時清理、設備損壞填料流失、水泵堵塞等；MBR工藝膜箱未定期清洗、藥劑未及時補充、回流閥門未開啟、壓力傳感器損壞等。

c.其他原因。 由于鄉村撤并、社會發展等原因，農村人口數量變動較大，導致部分設施水量不足或超出處理量。此外，還存在部分設施由于管網破損導致地下水滲入，使得系統運轉不正常。

3 農污處理設施提標改造建議

a.實施統一管理。遵循納管優先原則，對以前沒有納管條件而現在具備條件的，應納入市政污水管網。

b.因地制宜地開展設計。加強農污處理設施建設改造與鄉村發展規劃的銜接，對于近期將撤并的鄉鎮，不應納入建設改造計劃；保護型及重點保留型村莊、美麗鄉村及鄉村振興示范區內村莊應優先改造；對于發展鄉村旅游、農家樂的鄉村，應重新調研客流量和污水量，采取有針對性的設計。

c.考慮實際情況進行改造。位于飲用水水源保護區內的農村生活污水處理設施應優先改造，出水指標應滿足保護區排水要求。盡量利用現有設施，因地制宜地進行改造，盡量減少工程投資。對于可以通過加強日常養護管理實現水質達標的設施，則無須列入提標改造計劃。

d.提高處理工藝科技含量。對于需要更換處理工藝的站點，新工藝的選擇應充分考慮運維成本和管理難度。根據不同工藝特點，可考慮采用增加缺氧段、加大回流量、控制曝氣量、提高污泥負荷等方式增強脫氮效果；考慮采用增加厭氧段、后端加藥、增加污泥清理頻率、增設除磷填料等方式增強除磷效果。

4 常見處理工藝比較

土壤滲濾工藝在上海地區運用時間較早，根據多年來的使用情況，該工藝存在占地面積大、填料易堵塞和出水水質穩定性差的缺點，已經基本被淘汰。本文主要對組合工藝(生物濾池-人工濕地)、A2O工藝(厭氧-缺氧-好氧法)、MBR(膜生物反應器)、小型一體化凈化槽這4種工藝進行比較分析。

4.1 組合工藝(生物濾池-人工濕地)

組合工藝由生物濾池和人工濕地組成，該工藝采用了特殊的組合式結構設計和生物濾料，濾料的分層特性有效促進了生物膜和大氣的接觸，高效生物填料具有良好的結構穩定性和透氣性能，可保證系統長時間穩定運行。生物濾池出水經分配井分配后進入潛流人工濕地系統，進一步去除水中污染物，組合工藝流程見圖6。

圖6 組合工藝流程

4.2 A2O工藝

A2O工藝為目前最成熟的厭氧-缺氧-好氧-沉淀(A/A/O)工藝，在缺氧池和好氧池內添加懸浮生物填料截留微生物，提高污水處理效果。每個站由數臺一體化設備組合而成，一般采用地埋式，地上覆土綠化，安裝電控柜負責給設備提供好氧曝氣的氣源及水泵的電源。A2O工藝流程見圖7。

4.3 MBR(膜生物反應器)工藝

MBR(膜生物反應器)是將膜分離技術與生物處

圖7 A2O工藝流程

理單元相結合的水處理新技術。它以高效膜分離代替傳統活性污泥法工藝中的二沉池，省卻了傳統活性污泥法中二沉池濃縮后剩余污泥的回流。

在工程實際應用中，MBR 工藝根據膜的類型(平板膜、中空纖維膜、抽屜膜)和是否有缺氧段(MBR、AO-MBR、SBR-MBR)而衍生出不同的工藝形式，但均具有處理效果穩定、工藝簡潔、占地小、運行管理簡便、二次污染少的特點。MBR工藝流程見圖8。

圖8 MBR工藝流程

4.4 一體化凈化槽工藝

凈化槽主體生化部分采用A/O生化處理原理，集成了初沉、厭氧、好氧、二沉、消毒以及相關工藝；在凈化槽后增設一體化BP濾池，BP濾池主要作用為強化污水中磷、SS指標處理，最終出水可穩定達到一級A標準。一體化凈化槽工藝流程見圖9。

4.5 處理工藝特點比較

對上述4種農污處理工藝特點進行對比(見表2)可知，4種處理工藝各有特點，沒有絕對的優劣，在工程中需要因地制宜，根據實際情況，經經濟技術比較后加以采用。

圖9 一體化凈化槽工藝流程

表2 農污處理工藝特點對比情況

5 結 語

上海市將“管理監督常態化、維修養護專業化”作為長效管理目標，正在穩步推行長效管理鎮級管理模式。農村生活污水處理設施不同于城鎮污水廠，它具有分散性廣、運維費用低、專業人員缺乏的特點。工藝的先進性固然重要，但必須配套相應的專業管養，只有與當地經濟發展水平相適應的處理工藝才是最合適的工藝。

此外，雖然農村生活污水處理設施的污泥量較小，但必須加以重視，應選擇合適的處理方式及污泥穩定化處理工藝，避免二次污染。