通州區農村生活污水治理的思考與實踐

張運山

(中電建路橋集團有限公司，北京 100048)

1 工程概況

通州·北京城市副中心水環境治理(漷牛片區)PPP建設項目(以下簡稱通州項目)位于北京市通州區境內，片區面積約為139km2，包含22條溝、河，遍布85個村。通州項目旨在通過完善污水管網系統，加強水系循環連通、濱水生態岸線建設等，消除片區內水體黑臭，提高河道自凈能力，確保河道溝渠滿足防洪排澇要求，最終實現區域水清、岸綠、村美，增加副中心生態環境效益，助力北京副中心城市的建設。

2 農村生活污水治理存在的問題

近幾年來，通州區人口暴增，而城市基礎設施建設速度嚴重滯后，不能滿足城市污水收集和治理需求，鄉鎮和村莊大部分地區未建污水處理設施，排水管網不完善，大量污水得不到處理，直接排入河道，造成水體水質黑臭，對人民群眾生活環境產生極大影響。根據查閱相關資料結合本項目實際調研情況，平原地區農村生活污水普遍存在以下問題：

a.污水處理設施正常運行率較低。很多農村地區盡管建設了污水處理設施，但是由于各種原因運營困難，導致污水處理效果低下。

b.污水收集管線不完善，污水直排。由于北京郊區鄉鎮飛速城市化，鄉鎮前期規劃不夠系統，并且受經濟因素的制約，許多地方只建設重點區域的截污管線，而未建設覆蓋全區域的市政截污管網，導致未建設截污管網的村莊生活污水、工業廢水直接排入溝渠河道，造成溝渠水體污染，引發水體黑臭。

c.污水處理模式不清晰，工藝不適合。我國農村分布總體呈三類特點：單戶分散、鄉鎮村落集中分布和臨近城區分布。在這種社會環境下，農村生活污水處理模式也分為三種類型：分散處理模式、村落集中處理模式和納入城鎮排水管網模式[1]。對應的治理模式分別為單村建站模式、聯村建站模式和城鎮帶村模式。由于污水處理模式不清晰，導致一些污水處理站無法發揮效益。

d.長效管理機制缺失，亟須健全。農村地區生活污水處理設施穩定運行的長效機制還未最終形成。農村地區是我國環境保護的薄弱環節，基礎設施落后、監管力度不夠、不良傳統習慣和環保意識薄弱，使農村污染不能得到及時有效控制。

e.溝渠淤泥垃圾堆積，流水不暢。通州區處于平原地區，河道溝渠眾多，縱橫交錯，雖然大小河流和城市河道發達，但是河道溝渠缺乏維護，溝內淤泥淤積，生活垃圾、建筑垃圾隨意傾倒在溝渠中，導致溝渠排水不暢，部分溝段常年積水，水質黑臭。

3 農村生活污水治理實現綠色發展的思考與實踐

鑒于目前農村生活污水治理中存在的諸多問題，解決問題的關鍵在于在項目啟動時，應該全局把控項目的技術設計、施工質量，將技術與工程實施有機結合起來，堅持以綠色發展理念作為指導思想。

3.1 規劃設計階段

3.1.1 設計引領環保達標

設計工作對項目的引領作用除了項目建設期外，還表現在項目的運維階段。從全生命周期的角度開展設計，主要從村內收集管網、污水處理站建設及達標運行和聯村污水管網建設運行等方面綜合考慮，分析不同建設模式的經濟、技術合理性，同時考慮建設、運營難易程度等因素，對單村建站、聯村建站污水治理模式進行分析研究。由于片區未涉及城鎮帶村的治理模式，故在此不對其進行分析。

單村建站模式是將村莊污水通過污水管線接入一個或兩個污水處理站處理。該模式的優點是不需要建設聯村收集管線。其缺點是污水處理站數量多、污水站處理能力小、抗沖擊能力差、來水量變化大、管理難度大、噸水建設成本較高、運營成本相對較高。

聯村建站模式是將幾個村莊的污水通過污水管道收集到一個污水處理站處理。該模式的優點是幾個村莊只需建設一個污水處理站，處理水量有保障，污水處理站便于運行和管理，噸水建設成本較單村建站低，運行成本較低。缺點是需建設聯村管線，此方案適用于距離相對較近的村莊。

總體上，污水處理廠站規模越大，相應的工程建設投資、運維成本越低，常用治理模式分析比較見表1。

表1 常用農村污水治理模式分析比較

通州項目進場后，組織設計單位、施工單位開展了大量具體工作，包括對片區水質水量的分析，區域污水處理模式的調查等。經過調查發現，項目所在地區污水處理設施為單村建站，規模很小，且部分污水處理站進水極不穩定，運營困難。因此引入了全生命周期的評價模式，首先對每村污水治理工程進行全壽命周期經濟測算；其次在全生命周期情境下，建立含有技術可靠性、運營經濟指標、施工難易程度、管理難易程度、政府意愿、土地供應難易程度等多個指標的指標體系，由專家對上述各個指標進行打分，得到每個指標的權重；最后，建立模型對聯村和單村兩種模式進行分析和決策。

項目經濟測算應建立在全壽命周期成本有效性分析的基礎上，綜合考慮規劃設計、建設、運行維護直至最終報廢的整個壽命周期的全部成本。主要包括建設階段的安裝工程費、設備購置費、基本預備費；運維階段的能耗、維護費用、藥劑費用、人工費，以及更新改造產生的材料費、機械費、凈殘值等進行全生命周期費用分析。通過模型分析，聯村建站的污水處理模式充分利用了污水處理站的規模效應，能合理降低全生命周期成本，切實提高未來運維目標的可達性，確保運維目標的實現。綜上，采取聯村建站的污水處理模式開展農村生活污水治理，可以確保項目建設節約投資，項目建成后能夠持續正常運營，有效改善當地水環境質量，為當地經濟提供了可持續發展的空間。

3.1.2 片區統籌促銜接

通州項目覆蓋兩個鄉鎮，共含有4個子項目，分別為黑臭水體治理工程、農村生活污水治理工程、城南水網建設工程、港溝河治理工程。實際上，4個子項目就是外源截污、內源清淤、水質凈化、清水補給、生態修復的技術體現。其中農村生活污水治理工程、黑臭水體治理工程實施外源截污、內源清淤措施，城南水網工程、港溝河治理工程實施水質凈化、清水補給、生態修復技術措施。項目由于涉及的河道溝渠規模較小，可以借鑒小流域治理思路。在全面結合區域規劃的基礎上，合理布置各個子項目的建設內容，使之互相協調、互相促進，形成綜合的防治措施體系，有利于項目未來20多年的運營管理。

由片區統籌各個子項目的設計工作，有利于各項目之間的銜接，完整發揮功能，節約時間成本，避免重復勞動，保證工作效果，提高工作效率和經濟效益。如在河道清淤、截污管線建設后，為了河道的運行維護管理，在城南水網工程設計階段時，要求在河道上口處設計1.8m高的圍欄，一方面，讓居民產生明顯的界限感，結合宣傳能有效減少居民往河道扔垃圾雜物；另一方面，可以一定范圍內減少岸邊樹葉漂浮物入河，有效防止邊治理、邊污染的現象發生，保證河道治理效果。

基于片區139km2的區域，借鑒小流域治理的概念，統籌黑臭水體治理、河道溝渠整治及生態修復。在水量水質得到保證的前提下，進而逐步恢復植物和水生動物多樣性，營造近自然的河流環境，增強河流水生態系統功能，建立健康和諧的水生與河濱生態系統及宜人的河流水景觀，滿足周邊鎮區群眾對自然、舒適、和諧的生活環境的基本需求。

3.1.3 織網成片補短板

所謂“織網成片”，是基于整體把握片區項目的情況下，以逐步完善通州項目片區的管網體系為重點工作?！翱椌W成片”的出發點是基于對《北京市農村污水處理和再生水利用項目實施暫行辦法》的解讀，也是運維工作的提前布局。根據《北京市農村污水處理和再生水利用項目實施暫行辦法》，污水處理站的建設投資全部由社會資本出資，且有嚴格的達標考核；截污管線建設資金的30%由政府補貼。分析現有污水處理設施閑置的原因，主要是污水收集管網不完善、污水收水量不足導致不能持續運營，通州項目也存在該風險。解決該問題的關鍵在于完善管網。基于上述分析，片區提出“織網成片”的思路，建設“管網大體系”，建設集中的污水處理站。

具體做法是，在黑臭水體治理工程中，將片區整體主干管建立完畢，并在農村生活污水治理工程中，進一步完善該體系，再通過農村生活污水治理工程(第二批)將污水收集管網更進一步深入村莊，加強對污水的有效收集。根據目前通州區的整體規劃，下一步就是各鄉鎮開展美麗鄉村建設，進村入戶的支管系統也將逐步建設，最終匯入項目所建設的主干管線，減少了未來通州項目所建設的污水處理設施因為水量不足產生的風險。因此，“織網成片”有效降低了未來運維風險，彌補了水量可能不足的短板。

3.2 施工階段

施工階段質量控制是未來運維的重要支撐，在此階段運維管理也應該加以重視，自始至終關注施工質量，有利于未來運維工作的統一部署[2]。施工質量控制要點主要為排污口的調查和接駁、嚴格按照規范開展功能性試驗，并根據施工過程信息建立運營管理的重點難點臺賬。

3.2.1 排污口溯源反復查

眾所周知，河道溝渠受污染主要是工業企業污水和生活污水違法排放進入河道溝渠所致。通過近期的環保督察可以看出，排污口的治理是水環境治理的關鍵一環[3]。所以針對河道溝渠的排污口進行追蹤溯源，建立排污口監測系統尤為重要。

通州項目在不同季節開展了排污口大調查。在設計階段，監測系統組織設計院對片區23條現有河道、溝渠反復踏勘，統計、定位排污口，對排污口水質、水量、流態等進行詳細記錄，形成約910個排污口的信息數據，并在設計階段納入施工圖紙中，有效幫助后續施工過程中高效接駁，將污水匯入污水處理站處理達標后排放，符合綠色發展相關要求。在施工階段，根據排污口臺賬逐條溝渠進行調查，要求將排污口接入污水管線。在截污管線驗收前，各部門根據臺賬進一步開展檢查工作，以防排污口遺漏。只有詳細掌握排污口的分布情況，才能做到有的放矢，加強管理。

3.2.2 嚴格規范功能性試驗

在水環境治理項目中，功能性試驗涉及的結構部位主要包括截污管線、檢查井、提升泵站、污水處理站等。嚴格按照規范開展管道水壓試驗、閉水試驗、水池滿水試驗、設備單機試車、聯動試車等，把控好各個環節質量。

3.2.3 運維重難點建臺賬

運維工作應該從設計階段開始介入，針對施工圖的情況，提出有利于運維管理的意見和建議。根據現場施工環境條件，逐步建立項目運維管理臺賬，統計項目運維過程中可能的重點難點。

水環境治理項目運維管理的重點是污水處理站達標運維，這也是風險點所在。另外，針對河道上游來水、區域的重點排污企業、倒虹井、沉泥井、截流井、支流匯入處、提升泵站等設置重要監測點，實時監控重要監測點的水質水量等情況，制定應急預案。經過一定時間運營后，逐步完善重難點臺賬及相應的應急預案。

4 農村污水單村和聯村治理模式選擇案例分析

4.1 村莊基本情況介紹

本案例選取通州區A莊、B莊、C莊、D莊、E莊、F村6個村作為典型村莊進行建設運營成本核算，村莊人口及戶數情況見表2。

表2 村莊人口統計

4.2 村莊治理模式比選

結合實地測繪勘察和走訪調研，從村內收集管網、污水處理站建設運行和聯村污水管網建設運行等方面綜合考慮，以A莊等6個村莊單村建站方案和聯村建站方案進行分析。

4.2.1 單村建站設計方案

按每村建1座污水處理站考慮，根據村莊人口及供水定額計算6個村污水處理站建設規模，其中A村建設150t/d，B村建設100t/d，C村建設250t/d，D村建設250t/d，E村建設150t/d，F村建設150t/d，設計總規模為1050t/d。為實現上述6個村莊的污水不橫流，需建設村內管線64.5km，建設村外管線1.8km。

4.2.2 聯村建站設計方案

按6個村共建1個污水處理站考慮，污水通過重力流聯村截污管線收集到地勢較低的地方，建設聯村污水處理站，設計規模1050t/d，需建設村內管線64.5km，建設村外管線3.3km。與單村建站相比，建設的污水處理站少，一個片區只需建設一個污水處理站，減少了建設成本，節約了建設時間，處理水量有保障，運行成本較低，有利于長期穩定運行和管理，保證了現在和未來的治理效果，有利于改善當地環境，促進當地經濟可持續發展。

4.2.3 建設運營成本分析

以23年運營期對單村方案和聯村方案的建設運營成本進行分析，單村方案建設總成本8685萬元，運營總成本16285萬元，總計24970萬元。聯村方案建設總成本8732萬元，設計運營總成本15221萬元，總計23953萬元，相比單村建站，節約成本1017萬元，有效提高了經濟效益。

4.3 治理模式比選結果

經過經濟、技術分析比較，A、B、C、D、E、F村適宜采用聯村建站的模式開展農村生活污水治理。目前，已經根據聯村方案，建設完成污水處理站。

根據以上6個村的單村治理模式與聯村治理模式建設運營成本分析，聯村治理模式的建設運營總成本遠低于單村治理模式的建設運營總成本，故在平原地區村莊人口相對密集地區聯村治理模式更為經濟合理。

5 污水治理聯村建站模式下效益分析

5.1 生態環境有極大改善

通過河道溝渠清淤工程、截污管線工程以及聯村建設污水處理站的實施，極大地增加了區域的生態環境效益。

首先，清淤工程有效削減因生活垃圾排放、污水排放、人畜糞便、河道底泥、農田固廢、農田徑流、水土流失等產生的污染負荷，片區溝渠水質狀況將明顯好轉。其次，“聯網成片”后的污水收集管網，將區域內村莊外圍及溝渠沿線的排污口產生的污水接駁進入管網，最終進入到聯村的污水處理站中得到有效處理。截污管線攔截了進入河道的污染物，凈化了水質，控制斷面的COD、TN、TP等污染物負荷都得到大幅消減，水生生物生境逐步恢復，極大地改善了區域的生態環境，生態效益得到體現。

5.2 社會和經濟效益增加

本項目農村生活污水治理工程的實施，直接和間接地增加了區域的社會和經濟效益。

在直接效益方面，通過完善管網建設，采取聯村的污水處理站，能直接有效地恢復區域內水體的生態功能，改善水質。再配合后續城南水網建設工程的實施，能美化周邊環境，提高河道溝渠的生態景觀效果，為流域水資源的綜合開發利用、人與自然和諧統一，以及流域內各區域國民經濟的可持續發展，提供了有力保證。在一定程度上緩解了流域污染現狀，根除了流域污染存在的隱患，減輕了流域水環境容量對國民經濟可持續發展的制約，為加快城市化進程和中心城區的產業轉移提供了良好的生態條件，有效地增加了區域內的社會和經濟效益。

在間接效益方面，其表現形式如下：

a.可減少各工業企業分散進行污水處理所增加的投資和運行管理費，減輕企業負擔，有效改善營商環境。

b.通過污泥成分分析，根據污泥的不同特征將污泥進行堆肥、制造水泥、制磚等，充分對資源進行循環利用。

c.水污染可能造成糧食作物、畜產品、水產品的產量及質量下降，造成經濟損失，而對污水有效處理之后，減少了該部分損失。

d.水污染會造成人的發病率上升，醫療保健費用增加，勞動生產率下降等。通過聯村建設污水處理站，完善區域管網體系，減輕河道污染負荷，也將極大地改善人居環境。

5.3 區域水資源得到補充

通過“織網成片”完善區域管線，同時聯村建設污水處理站，能集中有效地對區域內污水進行處理，并且污水處理站中水可對溝渠進行補水，增加區域內部水資源的循環利用能力，使片區增加供水量，保證河道溝渠的生態景觀需求。而且，“織網成片”有效降低了未來運維風險，彌補了水量可能不足的短板。截至目前，污水處理站對溝渠河道補水水量可達到6000m3/d。

6 結 語

加強農村地區排水管網及污水處理設施建設，減少污水直接排入河道，是治理農村黑臭水體的重要方式。在設計階段及施工階段要理清工作思路和控制要點，對單村建站和聯村建站進行詳細的經濟、技術比選，選擇較優的建站模式才能取得良好的生態環境效益、社會效益和經濟效益。