西北地區農村污水治理提升路徑探討

摘要：文章通過對西北地區農村污水排放特征及現狀進行分析，積極探索適合農村實際的低成本、免運維的污水資源化利用和可持續治理新工藝，提出納入市政污水廠、單村村村集中治理、分散式資源化治理三種治理模式，并針對西北地區高寒、干旱的特點提出幾種合適的工藝，以期提升污水治理率，解決當下農村污水痛點問題，為西北地區的農村污水治理貢獻力量。

關鍵詞：西北地區；農村污水治理；環境保護

文章編號：1674-7437（2024）05-0246-03 中國圖書分類號：D422.6；F812.8 文章標識碼：A

西北地區常被稱為“西北五省”，包含陜西省、甘肅省、寧夏回族自治區、青海省和新疆維吾爾自治區。氣候特征屬于內陸干旱半干旱區，年平均降水量少，蒸發量大，除陜西省外，其他各省區的年降雨量均低于全國平均水平[1]。西北地區土地總面積占全國總面積的32%，而人口總量不到全國人口總量的8%，截至2023年10月，全國農村污水治理率達到31%左右，西北地區污水治理率較全國水平偏低[2]。受生活習慣影響，西北地區農村居民生活用水量較少，大部分村莊仍使用旱廁，缺乏排水管網收集系統。這導致雨污不分流，使得污水處理設施由于進水負荷較低而難以正常運行。農村污水得不到妥善處理，極易導致土壤、地下水及地表水受到污染，臭氣熏人，滋生蚊蠅，引起疾病傳播，對村內的衛生環境和村民的身體健康造成影響；污水進入水體，容易引起水體溶解氧消耗殆盡，進而導致水體變黑變臭。因此，對農村聚居點生活污水因地制宜地進行治理，徹底改變農村環境臟、村貌亂、設施差的任務迫在眉睫。

1 西北地區農村污水排放特點

農村生活污水主要指農村居民在生活過程中產生的排放水。西北地區農村人均排水量及排水水質受當地居民經濟條件、用水現狀、用水習慣等影響，其污水排放主要有以下特點。一是農村生活污水主要包括洗浴排水、洗滌排水、餐飲排水以及人、畜糞尿等，具有排放點分散，水質、水量變化大等特點。二是農村居民生活污水量受到給排水條件（給水系統、衛生器具完善程度、水資源利用方式等）、居民生活習慣等因素的直接影響，經濟越發達的地區人均污水排放量越大，污水間歇性排放、季節性排放明顯。三是農村生活污水污染物成分單一、相對穩定，以CODcr、TP、NH3-N、TN、動植物油等為主要污染物，可生化性較強，重金屬等有毒有害物質較少。四是農村生活污水晝夜排放量波動明顯，在早上、中午、下午和晚上會出現幾次峰值，凌晨污水量很少；在用水峰值期間，污水量瞬間波動較大。五是西北地區農村污水治理率受經濟水平、自然條件等因素影響差異較大，陜西、寧夏、新疆、甘肅、青海的農村污水治理率分別為32%、31.6%、23.3%、22.6%、15.7%[3]。

2 西北地區農村污水治理現狀

西北農村生活污水具有排放點分散、水質水量波動大等特點。農村居民居住分散，收集難度大；農村生活污水水質、水量波動大；農村生活污水資源化利用率低；缺乏專業運行管理人員及運維資金是西北農村污水治理的現狀。

2.1農村居民居住分散，收集難度大

西北地區多處于高海拔地區，地廣人稀，人口居住分散，生活污水排放較為分散，且排放系統不完善，管網敷設僅在人口密度大的集鎮地區，其他村、組污水管網接入率較低[4]。此外，西北農村居民長期以來形成了生活污水隨意潑灑、任其蒸發的生活習慣；再加上管網投資建設費用高，村民不愿投資建設庭院內污水收集管網，這也是農村污水收集率低的原因。

2.2農村生活污水水質、水量波動大

農村生活污水水質、水量波動大，無法準確統計排放量，農村生活污水水量時變化與日變化系數大，通常是傍晚多、白天少，夜間排水量極少。西北地區農村生活污水水量波動大的主要原因是農村人口流動量大，年初大量人口外出打工，導致用水量和排水量減少；節假日尤其是春節期間回鄉人數增加，致使用水量和排水量也急劇增加。因此，農村生活污水水量變化明顯，水質也隨之波動較大，季節特征明顯，夏季排放量比冬季大[5]。

2.3農村生活污水資源化利用率低

西北地區農村污水資源化利用率低。我國農村污水治理起步較晚，對污水資源化利用認識不足，過度追求達標排放。西北地區農村居民居住分散，年輕勞動力大多選擇進城務工，導致農村地區缺少足夠的勞動力參與糞污回田等勞動強度較大的工作；再加上污水處理站缺少對回用設施的配套建設，資源化利用項目難以落地。

2.4缺乏專業運行管理人員及運維資金

農村生活污水處理面臨數量多、分布散、規模小、施工工況復雜且對運行管理人員的技術要求較高等挑戰。許多農村污水站建而不管，已建設的污水處理站點無法正常運轉，難以發揮其對污染物的處理效能。此外，西北地區面臨普遍財政困難，且缺乏有效的資金籌措手段，難以穩定持續地為污水處理運維設施提供資金支持。

3 西北地區農村污水治理提升路徑探討

根據《關于推進農村生活污水治理的指導意見》中“山川有別、因地制宜，實事求是、注重實效，分區治理、分類推進，就地就近、利用為先，建管并重、效果長遠”的基本思路，西北地區相關政府部門均按照當地實際情況，分區歸類推進農村生活污水治理：對靠近城鎮的村莊排水可協調納入城鎮污水處理廠，就近排入市政管網；對于人口規模大、居住較集中、環境要求較高的地區可采用管道收集—集中處理途徑；對于居住分散、人口規模小、干旱缺水且非環境敏感的區域，鼓勵采用分散式資源化利用途徑，配套農村廁所改革，將生活污水就地處理或就地資源化利用。

3.1納入市政污水處理廠的途徑

納入市政污水處理廠的途徑適用于距離城市較近、市政管網可覆蓋的農村地區。該地區無須單獨建設污水處理設施，可敷設生活污水收集管網，納入污水處理廠站統一處理。這樣既節省了污水處理設施投資費用及建設用地，又節約了運行成本。

3.2集中處理途徑

集中處理途徑適用于相對獨立、距離鄉鎮太遠且居住較為集中的重點建設村（中心村）。采用自建集中式處理設施進行生活污水處理，原則上單村常住戶排水量≥100m3/d，多村常住戶排水量≥200m3/d。集中式處理設施需配套分流制污水收集管網，將農戶產生的生活污水集中輸送至污水處理站進行統一處理。

3.3分散式資源化利用途徑

分散式資源化利用途徑適用于布局分散、人口規模小、干旱缺水的非環境敏感農村地區。將各戶或小范圍居民點的生活污水通過簡易、小型化的處理設施獨立處理，如家庭一體化污水處理器、小型人工濕地等。這些設施能在源頭上實現污水減量化和凈化作用，同時結合本地農業、林業需求，將處理后的中水用于農田灌溉、林地補水或景觀用水等，達到水資源循環利用的目的。這樣既解決了環境污染問題，又實現了節水目標。

4 西北地區農村污水治理提升路徑研究

根據西北地區農村污水排放特點及農村污水治理現狀可知，分散污水資源化利用模式是處理西北地區農村污水治理問題的最佳治理模式。對于西北地區村莊居住分散、人口規模小、干旱缺水的非環境敏感區域，建議采用分散式污水資源化利用模式。通過保留N、P等營養元素，處理后的污水可以作為水肥就地資源化利用。

4.1降低管網建設成本

分散式污水資源化利用模式能夠解決人口居住相對分散、污水收集難度大的問題。分散式污水資源化利用模式采用就地產生就地處理的污水處理辦法，無須建設大量收集管網，就能夠大幅降低污水管網的建設成本。

4.2降低污水負荷對設施的影響

分散式污水資源化利用模式能夠解決農村污水負荷變化頻繁的問題。分散式設施體量小，可間歇運行，可以在生活污水水質水量充分混合后再進行工藝處理。

4.3提升農村污水資源化利用率

分散式污水資源化利用模式能夠解決農村污水資源化利用率低的問題。進行分散式資源化處理后，配套回用設施可將處理后的污水就地回用于房前屋后的小菜園、小果園，降低水資源消耗。

4.4降低運行成本，易于操作與維護

分散污水資源化利用模式能夠有效優化運行管理人員配置，降低運行成本。分散式處理設施處理量一般為0.3-1m3/d，設備體量較小，運行簡便易操作，農戶可自行運行，減少了人員維護配置，降低了運行維護成本。

5 污水治理推薦工藝

分散式污水資源化利用的主要目標是去除水中的有機污染物，保留污水中的N、P等營養物質，以便出水可直接進行資源化回用。對處理工藝的選擇需考慮保留N、P等營養元素，還需重點考慮污水站建成后的運行維護成本及運行難易程度，因此，選擇適宜的農村污水處理工藝至關重要。針對適用于西北地區高寒、干旱地區的常用污水處理工藝優缺點對比如表1所示。

對于農村生活污水處理的工藝選擇，應優先選擇無須大規模收集管網配置、抗沖擊負荷能力強、運行費用低、可資源化回用的處理工藝。經過對比，無動力凈化罐具有就地資源化利用、節能環保、操作簡便、抗沖擊負荷能力強的優勢，可以更好地解決西北農村生活污水問題。

無動力凈化罐包括兩個生物填料層和一個通風層（通風層位于兩個過濾層中間）。當污水通過布水管滴濾在第一層生物層時，其中的污染物質被燒結體填料上生長的生物膜降解；同時，污水中細小的殘留物質也被截留，并逐步被消化分解。經過第一層生物層后，污水流經通風層，與氧氣充分接觸，再滲透到第二層生物層，以得到進一步凈化。經過生物層和通風層的處理后，廢水通過重力排放。由于通風層位于罐體中間，再加上燒結體上生物膜的分布，罐內能夠交替發生厭氧、缺氧及好氧多級反應，還能實現對COD、BOD、氨氮和SS等的有效去除。

無動力凈化罐其獨特、專業的罐體設計可適應于各種安裝與運行環境，如嚴寒地區、山地、林區、河邊、高地下水位地區等。罐體基于生物膜法設計，罐內的填料采用納米蜂窩燒結體，為微生物提供了理想的生長環境，可以進一步提高水質凈化效果。此外，無動力凈化罐又兼具過濾和吸附作用。

無動力凈化罐具有如下特點：

（1）自然通風曝氣，系統運行無須動力，運行成本為0；

（2）系統啟動速度快，無須額外添加污泥菌，無須專業人員調試；

（3）對于水質、水量大幅變化的農村污水，設備耐沖擊負荷強，出水水質穩定達標，并可接受長時間無原水停機；

（4）設備罐體12mm—14mm厚的HDPE材質，可適應各種嚴苛的高海拔、高嚴寒、有腐蝕性的極端安裝環境；

（5）系統免巡檢，無須配備專業技術人員進行設備巡檢。

無動力凈化罐適合安裝于西北地勢起伏較大的山地和丘陵地區。農村生活污水通過化糞池處理后，可以自流進入無動力凈化罐，如此水質會得到明顯改善，達到國家排放標準要求。詳見圖1。

6 結束語

通過對西北地區農村污水排放特征及現狀進行分析可知，農村污水治理可以采用分散式資源化利用模式，無須管道敷設就近處理，從而降低了建設成本，減少了對環境的影響。針對西北農村地理位置高寒干旱、居住空間離散且地形復雜的特點，選擇適合的污水處理工藝尤為重要。在這一背景下，對多種農村污水處理工藝進行對比可知，無動力消耗、免維護、占地面積較小的無動力凈化罐處理工藝優勢明顯，可以助力西北地區的農村污水治理，提升污水治理率，解決當下痛點問題，降低農村污水運行成本及運維難度，促進污水的可資源化利用。

參考文獻：

[1]李丹丹，唐璐，張劍，等.我國分散式農村生活污水處理技術應用現狀及發展趨勢[J].農村·農業·農民（B版），2023（08）：54-56.

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[3]趙兵，王玉云，楊平，等.農村生活污水治理的現狀、難點及對策研究——以四川省雅安市為例[J].環境與可持續發展，2021，46（06）：91-97.

[4]劉金昊.農村生活污水治理的現狀、問題及審計對策[J].審計觀察，2023（04）：76-81.

[5]劉艷霞.光譜與呼吸圖譜聯用判定河流污染狀態與自凈能力[D].西安：西安建筑科技大學，2019.