談 帥
(中建水務環保有限公司,北京100037)
農村水環境已經成為事關我國社會經濟可持續性的重大問題,受到政府和社會各界的廣泛關注。隨著農村城鎮化的進程和生活方式轉變,農村生活污水的產生量增加而且未經處理直接排放,使得農村水環境污染問題日益加劇,產生地表水富營養化、地下水質惡化等問題,威脅廣大農民的健康和安全。農村生活污水的無序排放已經成為農村水環境惡化的重要原因。近年來,隨著國家鄉村振興戰略的提出和推進,農村生活污水治理已經上升到影響國家戰略的重點工程。本文針對如東地區農村污水治理實施過程中遇到的問題展開探討。
農村生活污水治理的關鍵因素是污水收集問題,而污水收集管網的建設成本占工程總投資的絕大部分,據統計其占整個工程建設成本的70%以上。如何處理選擇農村生活污水收集方式,往往影響到整個工程的成本和效能。農村污水的收集方式主要分為集中收集處理模式和分散處理模式,具體表現為集中收集處理、分片區收集處理和就地收集處理。
集中收集處理的方式為將一個村的污水集中收集到一個污水處理站點處理,或集中收集后納入附近的鎮區市政污水管網,適用于地形條件有利于生活污水依靠重力流匯集、聚集程度很高的村莊。一般污水量大于20 m3/d,服務人口200人以上,服務家庭戶數50戶以上。污水提升泵站布置在村落中,在單戶收集系統基礎上,將各戶的污水用管道提升至污水主管網中,統一送至污水處理站點處理。
分片區收集處理的方式為將一個村按相對聚居的住戶分為幾個片區收集污水,每個收集片區分別單獨設置污水處理站點,適用于受地形等條件限制,相對聚居的幾戶農家組成的小型獨立收集系統,或聚集程度相對較高,但受較大河道、溝壑和山地阻隔等地形條件限制,以片區為單位的收集系統。一般污水量為2~20 m3/d,服務人口20~200人,服務家庭戶數5~50戶,污水處理設施布置在村落中;在單戶收集系統基礎上,將各戶的污水用管道引入各片區的污水處理設施。
就地收集處理的方式為將單戶或相鄰農戶的污水直接就地收集處理,適用于較為偏僻的單戶或相鄰農戶的污水收集,一般污水量不大于2 m3/d,服務人口6~20人左右,服務家庭戶數1~5戶。在單戶收集系統基礎上,將1~5戶的污水用管道或溝渠引入小型污水處理設施內。
相對于將一個村的污水全部集中處理的模式,分片區收集處理和就地收集處理稱之為分散處理模式。集中處理的優點是具有規模效應,在污水處理環節成本低、運行維護簡便,但管網投資大,污水處理要求高,再生水回用困難。分散處理的優點是管網投資小(尤其是就地收集處理),便于處理后水的就近排放或利用,缺點是建設與運行缺乏規模效應,需要精心組織、精心管理。
以筆者所處如東農村生活污水治理項目為例,對農村污水收集處理方案的兩種模式(集中處理和分散處理)分別做了經濟性分析,涉及106個村莊,集中收集處理和分散處理的方案對比如下。

表1 集中收集與分散處理模式工程量對比
分散處理需安裝大量的污水處理設施,相對比之下,集中收集處理大大減少了污水處理設施的個數,但增加了鋪設管網的長度,以及遠距離輸送污水所必需的提升泵站。

表2 集中收集與分散處理模式的指標對比分析
分散處理模式受地形影響較小,較為偏遠的住戶也可以就地收集處理,因此每個村可以收集處理更多住戶的污水;集中收集處理由于靠管網長距離輸送污水,收集偏遠單戶的污水不經濟,因此每個村收集處理的戶數相比分散處理模式要少。以戶均單價指標分析,結果可知分散處理模式更為經濟。
集中收集處理模式需要鋪設較多的管網以收集污水,我國絕大多數既有村莊都沒有建設完善的下水管道,但在開展污水治理前村莊綠化和道路硬化等工程基本上都已完成,因此,管道施工需要大量的破路修復以及綠化恢復工作,使得修建管網的成本增加,而占用道路及居民用地也存在大量的協調工作。根據如東項目前期集中收集模式的實施經驗,方案推進難度較大,管網路由因涉及破路事宜難以確定,集中收集模式的污水處理設施因處理量較大,設備安裝所需占地面積一般在300 m2左右,需協調用地。
分散處理模式的管網施工量相對較少,但需要安裝大量的污水處理設施。需要注意的是,分散處理模式的污水處理設備規模都比較小,如5 t/d的小型污水處理設施、凈化槽,占地面積在50 m2以下,協調難度較小,易于施工,實際施工中靈活性較高,遇到有協調難度的施工點不影響整個村的實施進度。
在如東地區,農村住戶的集聚性不高,水網密布,集中收集模式因長距離鋪管,存在大量的管道過河段,增加了施工難度和成本;分散處理模式很少有過河段,各片區就近設置污水處理設施,施工進度推進較快。
集中收集處理和分散處理模式的處理工藝一致,污水進入處理設施后經過水解酸化和好氧處理等環節,有機物被分解,最后經過濾凈化后排放至就近水體,處理效果均能達到國家一級B排放標準。
集中收集處理模式由于設備量較少,后期運營維護簡便,分散處理模式由于設備量多,點多面廣,后期運營維護較為復雜,運維成本較高。針對如東項目,這兩種方案的運營維護對比結果如表3所示。

表3 集中收集和分散處理模式運營維護對比
從經濟對比結果來看,建設期分散處理模式要優于集中式;從施工層面來說,分散處理模式更易于施工;集中收集處理模式由于其規模效應,更加易于運營維護。但在實際工程中,受主客觀因素限制,在規劃階段對管網及污水處理設施建設與運行成本的預測并不準確,導致農村污水治理過程中收集模式選擇不當的問題。管理部門一般偏好于集中收集處理模式,導致農污治理投資過高,尤其在發達地區較為常見。當前分散處理的方式更加符合如東農村實際,但在建設運行的管理與組織實施上對管理者提出了更加精細化的管理要求。因而,針對農村地區住戶散、排水點多的特征,需根據工程所在地具體情況,從工程建設成本、施工難度及后期運營等多維度評估,因地制宜地選擇農村污水收集處理模式。