對農村生活污水資源化處置利用的探索-以海南某鎮為例

摘 要：農村生活污水治理主要作為農村人居環境整治中水污染控制的工程舉措，也是全面推進鄉村振興、實現水環境改善的必要。而簡單照搬城鎮生活污水的治理模式應用在廣大農村地區，忽略了農村地區現實特點。本文以海南某鎮農村生活污水資源化處置利用為切入點，分析本底特點，詳細介紹了關于農村生活污水資源化利用的思路和途徑，簡要說明了工藝設計應用，總結了農村生活污水資源化利用的要點，并對資源化利用農村污水提出了建議，以期為類似工程提供一定的借鑒。

關鍵詞：農村生活污水；人居環境；資源化利用；水環境

中圖分類號：X703 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9655（2024）06-00-06

0 引言

長期以來，我國農村地區幾乎沒有完善的排水管網[1]，缺乏配套的污水處理設施，農村生活污水治理未受到充分重視[2]，大部分落后地區農村仍保持粗放型就近排放模式[3，4]。當前，農村生活污水治理作為農村人居環境整治的重要內容，也是實施鄉村振興戰略的重要舉措，不僅關系著廣大農村地區的生活質量，也關系著民生、關系著提升農民群眾獲得感幸福感。

對于農污的治理，日本、澳大利亞等國家開發出一系列小型污水處理設施，如日本的凈化槽技術、澳大利亞的“FILTER”污水處理及再利用技術，能夠去除75%以上的COD[5]；美國加州大學伯克利分校Oswald提出的“高效藻類塘”通過改進傳統穩定塘[6]，利用菌藻共生原理處理污染物。這些處理工藝普遍存在處理成本高、除磷作用效果甚微、應用范圍狹窄等缺點，受SS和溫度氣候等環境因素影響明顯。

自20世紀80年代以來，我國陸續開展農村生活污水治理，經歷了通過簡單下滲處理，收集制沼[7]，一體化集中式處置達標排放3個階段，綜合利用了厭氧發酵、穩定塘和土壤污水滲濾技術[8，9]，COD去除率可達75%以上。近年來，農村生活污水的處理往往采用集中管網收集+場站達標排放的工藝，然而，簡單將城鎮污水處理廠規模化、專業化管理的工藝簡單小型化，直接應用在廣大農村，是典型的只考慮了污水處理技術卻沒有考慮到廣大農村生活污水排放分散、不具備專業化人才管理的農村實際，存在嚴重的工藝應用水土不服。且農村由于污水水量少，居住密度低，管網坡降更大（城市的2倍左右，即6‰～8‰），導致管網造價昂貴，且不利于檢查井的布設和與處理設施的對接施工。另外，由于運維費用昂貴，當前政府財力難以承受，易形成“曬太陽工程、半拉子工程”，更容易造成點狀集中式的污染排放。這種處理方式浪費了農村房前屋后的綠地和菜地的消納能力[10]，忽略了農村具有豐富的土地資源以及農業生產對氮、磷營養鹽的強大需求和消納能力。針對這些特點，農村生活污水治理實現無害化和氮磷資源化利用具有廣泛適用空間。

2019年以來，各省陸續發布針對農村生活污水的排放標準，農村生活污水資源化本身起步較晚，關于資源化處置的模式、思路研究也較少，相關的資源化利用的方法、標準在行業內還處于空缺。以往的資源化利用要求較高出水標準，這與資源化利用方向相違背。海南省農村生活污水治理常通過規模不等的集成式一體化場站設備處理達標排放的方式，這與海南省農村特點不相適應。海南省大部分農村地區無工業廢水污染，生活污水成分簡單，一般無重金屬污染、無有毒有害物質[11]，并且具有豐富的土地資源，農業生產對氮、磷營養鹽的強大需求和消納能力，因此經處理的生活污水可利用污染凈化型農業，在處理單元中用經濟作物替代濕地植物，實現氮磷資源化利用的同時獲得一定經濟效益。另外，生活污水資源化處置利用能夠改良土壤結構、降低化肥施用量，進而提高種植業產量、增加農戶收入。

本文以海南某鎮農村生活污水資源化處理為例，針對海南省本底農村生活污水特點，介紹了集中式資源化和分散式資源化2種模式，并詳細介紹了這2種模式的工藝方法。針對集中資源化采用黑灰水不分離格柵+調節池+生物濾池處理型式，針對分散資源化采用黑灰水分離化糞池+滲透溝處理型式，造價低廉，處理效果穩定，運行費用較低，為海南省農村污水資源化利用方式提供借鑒，也為類似工程的設計提供經驗參考。

1 海南某鎮農污資源化應用的實踐

1.1 農村生活污水的主要特點

海南某鎮村莊產生的農污主要包含衛生間污水、廚房污水和洗滌污水，一些村莊同時也產生部分禽畜養殖廢水，村莊基本都未建成完善的雨、污水排放系統，污水未經處理而直接排放。

（1）農戶家中基本已修建化糞池，但存在破損問題，大部分村莊無完善的排水體系，雨水和污水混同沿道路邊溝或路面排至就近水體。

（2）村莊產生污水量較小，且污水排放呈不連續狀態，變化系數大。

（3）污水濃度低，基本不含重金屬及其他有毒有害物質，可生化性較好。

1.2 污水收集方式

收集范圍包括廁所（化糞池）排水、衛生間洗浴排水、廚房排水以及衣物洗滌等庭院散水。廁所排水僅在采用集中收集模式村組進行收集處理，分散模式不再新建管網和污水設施處理廁所排水。如農戶已建設有水沖廁所及化糞池，則收集污水應從化糞池出水管接出。

農戶的其他生活污水如洗衣廢水、洗浴廢水等應納入散水集水槽內。接戶管采用DN110UPVC管，灰水收集后由接戶井接入管網，最后匯入資源化處理設施進行集中處理。

1.3 工藝模式的選擇與設計

1.3.1 集中資源化模式

針對居住集中度高、常住人口，其村莊周圍常常具有大片農田和林地，可用以消納農村生活污水，污水經處理后可用于周邊林地、農田的灌溉，采用“提籃格柵+調節池+高效生態組合濾池”工藝，出水達DB 46/483—2019三級標準 [12]，

總HRT設計為5～7 d，尾水處理濾池水力負荷為0.5～0.8 m3/m2/d，通過濾池填料吸附轉化氮磷指標，經資源化處理設施處理的尾水通過生態溝或穿孔管滲透溝的型式進行灌溉等資源化利用。

尾水通過穿孔管滲透溝后，隨著水流往下，尾水不斷下滲進入灌溉區域，也可在布水管上加裝閥門，通過不同時間段的閥門切換，達到輪流灌溉的效果，以彌補海南當地水資源不足問題，節約化肥使用。

1.3.2 分散資源化利用模式

針對遠郊自然村落和散居農戶，這類村莊通常位于山區丘陵地區，村莊農戶居住集中程度相對不高，門前屋后相對空曠，村落周邊果園、菜園、林地、農田等土地資源充足。

分散資源化利用以農戶淋浴、洗滌等灰水為主，廁所黑水依托現狀化糞池等現有途徑處理或利用（自然滲濾、農戶自行取糞水澆灌菜地），通過對灰水進行收集，經布水管、生態溝渠進行土地自然處理從而得到凈化與資源化利用。

生活污水（灰水）經小型處理裝置處理后，采用“提籃格柵+小型處理裝置（厭氧池）”工藝，出水達DB 46/483—2019三級標準，尾水排放去向為村莊周邊或農戶門前屋后的農田、橡膠林、花園、菜園等生態系統的灌溉或灌溉溝渠。加強化糞池管理處理黑水，化糞池出水和糞渣可進行就地肥田利用。

鑒于“分散資源化利用”模式處理水量較小，一般在2 m3/d以下，單戶水量一般在0.5 m3/d以下，可直接通過新建布水管、生態溝渠實現農戶生活灰水的資源化利用。

1.3.3 處理方案的創新點

在收集模式方面，采用黑灰水不分離模式，適用于海南農村污水污染物濃度較低，且本地條件土地資源具有豐富橡膠林、椰樹林、檳榔林等大片農田和林地，滿足種植業肥水需求的同時解決了農污排放問題。在分散模式方面，采用黑灰水分離模式，一些居住較分散的農戶污水納入治理范圍，充分利用門前屋后周邊果園、菜園等消納灰水，黑水通過農戶自身沼液回田方式處置。

在尾水灌溉利用輸送上，采用生態溝渠的方式，充分利用土壤滲濾，而不采用管材點狀排放方式，避免尾水集中排放影響空氣環境。

1.3.4 處理效益分析

在工藝處理效果方面，COD、SS和NH3-N的去除率分別可達35%、43%和20%左右，NH3-N出水濃度約為20 mg/L，TP出水濃度約為3 mg/L，穩定達到DB 46/483—2019海南地標三級標準。

在建設和運營成本方面，通過GB 18918—2002一級A排放，一體化場站設備處理，戶均投資達到2.0～2.4萬元/戶（按每戶3～4人，用水定額70～80 L/人·d，300 L/戶·d計算），包括處理設施和片區管網集中建設，噸水投資達到6.5～8.0萬元/t。

而通過資源化利用處置模式，戶均造價降低到

1.5萬元/戶，人均＜5000元，噸水造價＜5萬元/t。資源化處置方式主要通過重力流排放，運營成本主要體現在一部分提升泵消耗的電費及植物收割費用，噸水運行費約為0.15～0.35元，遠低于集中場站式污水處理運行成本。

2 總結與展望

2.1 總結

（1）關于治理思路

要充分識別當地農業農村的特征與背景，邊界特征。根據居住密度、居住集中程度、污水特征、土地消納資源等，因地制宜選擇集中或分散資源化利用治理模式，盡量降低管網建設長度、污水處理設施建設造價，最大程度降低管理運維技術、經濟成本，降低化肥施用量的同時，提升區域農業種植產量。

（2）關于治理目標和處理規模

生態環境部《關于進一步推進農村生活污水治理的指導意見》中指出，農村生活污水的治理要基本實現“三不到”，即看不到污水橫流，無污水直排環境水體；聞不到臭味，不在公共空間或房前屋后形成黑臭水體；聽不到村民怨言，治理成效為群眾認可。在設計出水指標時要慎重選擇出水標準，不能過高求全，不切實際且運維困難。

在處理規模的確定上，要慎重考慮當地人口流動、生活用水習慣，多方面考慮污水規模計算參數。過去依據戶籍人口、全口徑計算生活污水量，用水定額通常取100～150 L/（人·d），這與農村實際情況相差較大，導致污水收集和處理系統設施過度建設，處理設施運行和處理效果不佳。應避免“一刀切”，將所有村莊采用同一個用水定額、取一個變化系數。實際上往往都是設計規模偏大，處理設施沒有尾水排放的情況。

（3）關于處理工藝的選擇

農村居住分布廣且分散，同時多數情況下居民區又具有緊鄰耕地、林地、低洼地、水塘和廢棄地等特點，因此農村生活污水處理資源化要考慮集中還是分散的問題，只要不排入敏感水體，資源化標準不應設計過高，而導致工藝成本增加。本文中工藝的選擇以“就近處理、低能耗或無能耗”的原則，解決農污不亂排散排，尾水生態溝渠為農村提供生態景觀化功能，為種植業提供氮磷營養資源，具有推廣價值，得到農戶的滿意支持。

（4）關于施工質量

農村生活污水的施工往往散亂且范圍廣，一些資源化處理設施在晴天正常運行，但是在雨天，雨水混同污水一同進入資源化設施，導致設施處理能力不夠，冒溢情況時有發生，充分說明了施工質量的問題。另外，普遍存在入戶收集管建設欠缺問題，導致污水不能有效收集。由此可見，農村污水管道混錯接、堵塞、破損等問題比城市污水管網更為突出，好的設計還需要好的施工質量做保證。

2.2 展望

農田灌溉資源化利用是農污處置后資源化利用的主要途徑之一，但是現實情況在作為灌溉利用的時候，往往并非直接排入灌溉渠道，更切合實際的排入具有灌溉儲水用途的荒塘等小微水體，這種方式也是生態塘穩定化污水的方式，不應因為怕造成新的黑臭點而背離資源化應用方向，更不能因于此提高排放標準。

另外，根據《GB 5084農田灌溉水質標準》的要求，農污尾水要滿足此要求才可灌溉，衛生指標糞大腸桿菌群數的約束是40000個/L。農污尾水實際排放糞大腸桿菌群數量在20000～100000個/L

（消毒后可以達到100～1000個/L），也就是說不經過消毒處理，就阻礙了農污灌溉的利用，消毒后的出水含有殘存消毒劑和氯化衍生物，實質上顯然不利于農作資源化利用。農污處理裝置出水直接灌溉并不存在安全風險，放寬糞大腸桿菌群的規定，會促進農污處理出水實現就地消納，這也是迫切需要解決的問題之一。

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Exploration on the Recycling of Rural Domestic Sewage—a Case Study in One Township in Hainan

LIU Liang， TAO Jia-lin， LIU Zhuo， WANG Bo-wen， ZHU Quan-liang， HU Ling， ZHANG Zong-wei

（CEWUD Group Company Limited， Wuhan Hubei 430072， China）

Abstract： Rural domestic sewage treatment is the engineering measurement of rural living environment improvement， which is also necessary to comprehensively promote rural revitalization and achieve water environment improvement. The simple copy of urban sewage treatment mode in rural area has neglected the real facts of the rural region. The idea and process of recycling rural domestic sewage in one township of Hainan province were presented. The processing design was narrated. The key note of recycling process was summarized. The suggestions on how to adopt the process were put forward， which would provide the reference for the similar projects.

Key words： rural domestic sewage; human settlement environment; recycling; water environment

收稿日期：2024-08-15

作者簡介：劉亮，男，工程師，環境工程專業，碩士研究生，主要從事自然水體的水環境綜合整治與水生態修復、農污資源化、生態水利等方面工作。