生態(tài)工程技術在池州市農(nóng)村生活污水處理中的應用前景

賈　莉，榮慧芳

生態(tài)工程技術在池州市農(nóng)村生活污水處理中的應用前景

賈莉，榮慧芳

（池州學院資源環(huán)境學院，安徽池州247000）

池州市農(nóng)村生活污水排放在污水排放總量中的比例較大，其收集和處理一直是池州市農(nóng)村環(huán)境保護的難點和薄弱環(huán)節(jié)，池州市農(nóng)村生活污水亟需得到妥善處理。通過分析池州市農(nóng)村生活污水排放現(xiàn)狀，探討了生態(tài)工程技術應用于農(nóng)村生活污水處理的可行性和前提，分析了常用生態(tài)工程技術處理工藝，并對池州市農(nóng)村生活污水治理的推進提出進一步的建議。

農(nóng)村生活污水；生態(tài)工程技術；治理；工藝

DOI：10.13420/j.cnki.jczu.2015.06.021

池州市隨著農(nóng)村人口的增加，生活水平的提高，以及農(nóng)民生活方式的轉變和生產(chǎn)強度的加劇，生活污水排放量一直呈增加趨勢，且在污水排放總量中所占的比例越來越大。但由于農(nóng)村建設規(guī)劃和管理缺位，基礎設施建設滯后，農(nóng)村生活污水排放分散，處理難度大等原因，池州市農(nóng)村生活污水大部分直接排放到自然水體，導致許多農(nóng)村地區(qū)飲水安全得不到保障，生活污染源污染加劇，農(nóng)村水環(huán)境安全問題日益嚴峻，農(nóng)村生活污水亟需得到妥善處理。

農(nóng)村生活污水處理一直是農(nóng)村環(huán)境保護的難題，隨著國家對農(nóng)村環(huán)境保護的重視，農(nóng)村生活污水的處理成為專家、學者研究和實踐的熱點。生態(tài)工程技術是農(nóng)村生活污水處理的主要技術，學者也紛紛進行了積極研究和探索，涌現(xiàn)出許多有特色的農(nóng)村分散式生活污水生態(tài)處理模式，其中，氧化塘和人工濕地應用較多，相應的技術也比較成熟，且各有特點［1-3］。氧化塘技術處理效果較好，基建、管護、運行費用都適宜農(nóng)村實施［4-5］；人工濕地處理技術對污水中的CODcr、BOD5、N、P等污染物去除效果較好，但污染物出水濃度和去除效率變化范圍較大［6-8］。為克服單一生態(tài)處理技術的不足，現(xiàn)在大多采用組合式的工程技術對分散式的農(nóng)村生活污水進行處理，應用較多的是厭氧-人工濕地組合系統(tǒng)、生物膜-穩(wěn)定塘組合技術、穩(wěn)定塘-人工濕地組合系統(tǒng)等處理技術［9-13］。生態(tài)工程技術在農(nóng)村生活污水處理方面的應用越來越成熟，也可以在池州市農(nóng)村生活污水處理中發(fā)揮重要的作用。

1　池州市農(nóng)村生活污水污染現(xiàn)狀

1.1污染特點

（1）農(nóng)村生活污水大部分直排

池州市目前市縣級污水處理廠已分別建成和運行、試運行，鎮(zhèn)級污水處理廠選擇重點建制鎮(zhèn)進行規(guī)劃和建設，但目前均未投入運行。長期以來絕大部分農(nóng)村生活污水直接排放到河渠等水體中，另外，農(nóng)村糞便無害化處理率也較低，有相當一部分村沒有公廁或有公廁但未建有化糞池；農(nóng)戶的廁所也大都沒有化糞池，盡管一些生態(tài)村農(nóng)戶已完成“一池三改”（沼氣池、改廚、改廁、改圈）建設，但沒有切實的手段進一步污水處理。

（2）生活污水水量、水質變化大

許多村莊規(guī)模不大，生活污水量較小，加上農(nóng)村環(huán)?；A設施的不足，大部分沒有污水收集管網(wǎng)；另外，由于農(nóng)村生活規(guī)律的特點，致使水量水質白天和晚上、冬季和夏季變化明顯，污水排放不連續(xù)，不同時段水質變化也比較明顯；因此農(nóng)村生活污水排放分散，水量、水質變化大，難于收集，處理難度大。

（3）農(nóng)村生活污水來源多、量大

池州市村莊較多，但分布比較分散，生活污水來源廣。另外，現(xiàn)在農(nóng)村由于經(jīng)濟的發(fā)展和交通等的便利，農(nóng)民生活水平提高較快，農(nóng)村居民生活越來越城市化，現(xiàn)代的衛(wèi)生間、廚房、洗衣機等，使得農(nóng)村生活質量提升，隨之而來的人畜污水、清潔污水、廚房污水等排放量的逐漸增加。池州市本身屬于水資源豐富地區(qū)，節(jié)水意識不足，農(nóng)村人均用水量相對水資源短缺地區(qū)較高，致使農(nóng)村生活污水排放量增加顯著。

1.2池州市農(nóng)村生活污水排放和污染現(xiàn)狀

池州市2013年末共587個行政村，農(nóng)村人口戶數(shù)共396677戶，鄉(xiāng)村人口共1368291人。根據(jù)池州市水資源豐富程度和農(nóng)村生活水平實際情況，按照安徽省環(huán)科院推薦取人均綜合用水量約為120升/人·日，生活污水人均產(chǎn)污系數(shù)采用張玉華［14-15］等人的研究成果和安徽省環(huán)科院推薦取為：COD60 g/人·d，TN7g/人·d，排放系數(shù)取0.8［16］。池州市農(nóng)村生活污水、COD、TN的排放量分別為4845萬t/a、23972t/a、2799t/a。農(nóng)村生活污水的排放量高于城鎮(zhèn)生活污水的排放總量，由于得不到有效處理，農(nóng)村生活污水不同程度地污染了農(nóng)村的水環(huán)境。目前，池州市農(nóng)村飲用水源主要是河水、山泉水、井水、水庫水等，除山泉水的水質優(yōu)外，河流水、水庫水和井水的大部分指標能達標，一般河流水中總磷等指標超標，井水和水庫水總磷超標且呈弱酸性，水體呈現(xiàn)不同程度的富營養(yǎng)化，農(nóng)村飲水安全受到一定程度的威脅。

2　生態(tài)工程技術處理池州市農(nóng)村生活污水的可行性分析

2.1人口密度不高

生態(tài)工程技術尤其是人工濕地處理工藝占地面積較大，與傳統(tǒng)的處理工藝相比，人工濕地處理單位體積的污水的用地面積為傳統(tǒng)工藝的2～3倍［17］。相對人口來講地多，池州人口密度低，為195人/km2，相對安徽省429人/km2的人口密度較小，尤其是石臺人口密度不足80人/km2，池州市尤其是農(nóng)村不存在人口密集土地緊張的問題，對于農(nóng)村的污水處理，生態(tài)處理技術是比較適合的。

2.2水資源量多

生態(tài)工程技術作為一種可以實現(xiàn)“水體水質凈化與生態(tài)修復”新型水處理技術，在我國污染河水治理中將發(fā)揮重要作用［18］。池州人均水資源4838.7立方米，屬地表水資源豐富地區(qū)，大量生活污水的排放對維持良好的水環(huán)境質量帶來一定的壓力，生態(tài)工程技術可以在河流水環(huán)境質量的改善中發(fā)揮一定的作用。除了疏浚工程、曝氣充氧等物理和生物技術，氧化塘、生態(tài)浮床、人工濕地等生態(tài)技術在清溪河、平天湖、青通河等水體凈化中發(fā)揮一定的作用，生態(tài)修復技術在河流水質的改善方面的應用未來會更多，技術容易成熟和推廣，“以水凈水”的生態(tài)工程技術在農(nóng)村生活污水處理方面也會發(fā)揮更大的作用。

2.3濕地、未利用土地多

池州市濕地資源非常豐富，濕地一直是池州市經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)建設的亮點和重要保證，僅8公頃以上的湖泊、沼澤、人工濕地和寬10米、長5千米以上的河流濕地面積達78萬畝，占國土面積的6.3%，另外還分布大量的小型自然濕地、次生濕地［19］，如淺水塘、河湖周圍的淺水域等；另外池州市未利用土地面積約為118510公頃，占土地總面積的14.12%［20］。穩(wěn)定塘或人工濕地等可充分利用現(xiàn)有的濕地、未利用土地等建造，利用方便，節(jié)約成本和資源，結構簡單易于建造。

2.4費用低、技術要求不高

生態(tài)工程技術如氧化塘、人工濕地等治理農(nóng)村生活污染比較符合農(nóng)村環(huán)保的現(xiàn)狀，即成本和技術均不太高。相對于其它污水處理方法，生態(tài)技術優(yōu)點明顯：投資成本不高，運行費用低，后期維護技術要求也不高；且人工濕地組合形式多樣，運行也比較穩(wěn)定［21］。這些優(yōu)點對于池州市農(nóng)村的現(xiàn)實情況比較貼切，容易獲得地方和農(nóng)民的支持。

3　生態(tài)工程技術處理池州市農(nóng)村生活污水的前提

3.1先試點，再普及

結合池州市環(huán)保局農(nóng)村生活污水治理項目和農(nóng)村環(huán)境綜合整治項目，優(yōu)先選擇人口比較集中的村莊，新農(nóng)村建設規(guī)劃保留的村莊，以及經(jīng)濟實力較強的行政村進行試點示范工程。建設代表性的生態(tài)工程示范點，達到好的處理效果，得到各級政府和農(nóng)民的重視和支持，從而以點帶面，進一步推廣生態(tài)工程技術污水處理的理念和技術方法。

3.2水源保護地作為首選

目前池州市飲用水源地保護的生態(tài)方法主要是進行生態(tài)林建設，以涵養(yǎng)水源來保障水源地的用水安全，但是對污水實施截流和處理才是根本。切實的水源地保護要以村莊生活污水處理為出發(fā)點，利用生態(tài)塘、人工濕地等項目，對村民的生活污水進行收集處理，處理后的水達到排放或農(nóng)灌標準，再輔以生態(tài)林建設，這樣才能切實保護水源地。

3.3選擇現(xiàn)有濕地、未利用或低產(chǎn)田土地改造

生態(tài)工程技術往往占地面積較大，需要占用大量的土地資源，在利用生態(tài)工藝處理污水時，應盡量選擇自然濕地、洼地、未利用土地或低產(chǎn)田依資源進行建設，一方面減少施工量，降低投資，另一方面防止資源浪費和避免對周圍環(huán)境的影響。

4　生態(tài)工程技術處理農(nóng)村生活污水工藝的選擇分析

4.1工藝選擇

池州市農(nóng)村人口密度相對較低，污水排放量和水質變化大，排放不連續(xù)。因此，所選污水生態(tài)處理工藝首先考慮水量、就近和抗沖擊負荷能力，然后考慮成本和運行?？舍槍π缘牟扇〔煌姆绞竭M行處理，結合“一氣三改”生活污水凈化沼氣工程項目，后續(xù)利用人工濕地、氧化塘、厭氧+濕地組合處理等生態(tài)技術處理農(nóng)村生活污水?？刹捎靡韵鹿に?。見圖1。

圖1　生態(tài)技術處理農(nóng)村生活污水主要工藝流程

4.2工藝分析

工藝（1）適合處理水質要求不是太高，水量不大的農(nóng)村生活污水，污水經(jīng)化糞池、格柵、初沉池或其它預處理后進入表面流或水平潛流人工濕地，經(jīng)由植物莖和根部的吸收，少量由水中微生物進行凈化作用。工藝（2）是氧化塘和人工濕地組合技術，根據(jù)水量大小、水質要求人工濕地可以表面流、水平流和垂直流多級組合，此工藝出水水質比較穩(wěn)定，污水量大小均適應。工藝（3）、（4）由生物處理加人工濕地串聯(lián)組成，由分解、吸附、吸收等作用來完成凈化，這兩種工藝一般有較強的抗沖擊負荷能力，適合污水量多，且水量變化比較大的農(nóng)村生活污水處理。工藝（5）適合處理對水質要求比較高的農(nóng)村污水，借助土地滲濾凈化技術進行深度處理，綜合利用植物的吸附、降解作用，土壤的過濾、吸附和微生物降解作用，使污水逐級沉淀降解、層層凈化。各種工藝可以根據(jù)實際情況靈活組合，考慮水力負荷，設備的技術性等，可以整合多種生物處理單元和生態(tài)工程技術，以土地處理技術作為最后的處理單元，這也是農(nóng)村生活污水處理技術發(fā)展的重點方向。

4.3效益及成本分析

生態(tài)工程污水處理技術是治理分散式農(nóng)村生活污水的適用技術，成本較低，而效益明顯。依據(jù)財政部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)和黃天寅等對已運行的農(nóng)村生活污水處理工程投資和運行的統(tǒng)計數(shù)據(jù)［22］，考慮成本的增加，管網(wǎng)的配套建設等因素，按2000元/人進行投資建設，運行按2萬元/（萬t·a），按照村莊人口規(guī)模把村莊分為小、中、大，小村莊代表有三甲村、大山村等，中等村莊代表有河西村、六房村等，大村莊代表有七都村、太勝村等，按人口規(guī)模估算污水處理設施的效益和成本。詳見表1。

表1　池州市農(nóng)村生活污水處理效益和成本分析

5　結語

生態(tài)工程技術在農(nóng)村生活污水處理方面的研究和應用已較多，并且已取得一定的成果。也會是以后池州市農(nóng)村生活污水處理的主要方法。但是生態(tài)工程技術的影響因素也較多，不同系統(tǒng)之間的差異性大；況且在池州市農(nóng)村污水處理中的應用極少，本地無成功的經(jīng)驗可以借鑒，在池州農(nóng)村污水處理方面任重道遠。

（1）對農(nóng)村環(huán)境保護的規(guī)劃要有前瞻性。結合農(nóng)村環(huán)境和各景區(qū)環(huán)境綜合整治工程，如對各自然保護區(qū)如升金湖保護區(qū)、仙寓山景區(qū)、大歷山景區(qū)、天臺山景區(qū)內村莊的生活污水進行治理；結合池州市各縣區(qū)村莊規(guī)劃、生態(tài)村建設、新農(nóng)村建設，引導農(nóng)村居民向城鎮(zhèn)、規(guī)劃的重點村、大村集中居住，部分解決村莊小、居住分散的問題，在規(guī)劃和建設村莊時環(huán)境保護的內容要作為重點之一，配套建設生活污水防治設施，逐步推進各重點村污水處理設施的規(guī)劃、建設和管理。

（2）在實際的應用中，不同的生態(tài)工程技術及其組合系統(tǒng)，如生物膜和濕地組合系統(tǒng)、多水塘組合系統(tǒng)等，在選擇時需要注意，系統(tǒng)與系統(tǒng)之間組合的形式、順序等對進水要求及系統(tǒng)的出水水質的影響，組合處理系統(tǒng)在選擇和應用時一定要有成熟的經(jīng)驗參數(shù)和運行數(shù)據(jù)。究竟選擇何種工藝形式更加符合本區(qū)域的環(huán)境特征成為了規(guī)劃者、決策者和建設者們需要慎重考慮的問題。

（3）生態(tài)工程技術后期還是需要一定的維護和雖然只需作簡單的定期維護，如植物殘體的收割、栽培，氧化塘底泥的清理與打撈等；但是想要維持良好的效益，必須切合池州農(nóng)村環(huán)境實際和具體條件，有切實可行的農(nóng)村環(huán)境綜合整治方案。而不是僅僅有規(guī)劃無實施方案，建設要系統(tǒng)化、設備化，管理要規(guī)范化，成本要低等。

（4）目前，池州市農(nóng)村生活污水治理尚處于起步階段，在進行實地調查，科學規(guī)劃，建立健全相關制度，探索、研究相關農(nóng)村污水處理技術，加強農(nóng)村民眾環(huán)境保護意識等方面亟需進一步的完善和不斷的總結。這樣，農(nóng)村生活污水的處理才能推進，降低對池州市地表水環(huán)境的污染，保障飲水安全，改善農(nóng)村居住環(huán)境。

［1］李松，單勝道，曾林慧，等.人工濕地/穩(wěn)定塘工藝處理農(nóng)村生活污水［J］.中國給水排水，2008，24（10）：67-69.

［2］李曉東，郎咸明，師曉春.不同人工濕地組合凈化生活污水效果研究［J］，環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟，2009（7）：23-27.

［3］苑丹丹，付為國，李萍萍.不同配置人工濕地系統(tǒng)農(nóng)村生活污水處理效果［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2010，36（8）：1-7.

［4］李旭東，周琪，黃翔峰，等.高效藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水水處理技術［J］.水處理技術，2006，32（6）：61-64.

［5］吉祝美，李通林，呂錫武，等.生態(tài)塘處理農(nóng)村生活污水的效果分析［J］.2007，20（5）：39-41.

［6］宋志文，王仁卿，席俊秀，等.人工濕地對氮、磷的去除效率與動態(tài)特征［J］.生態(tài)學雜志，2005，24（6）：648-651.

［7］秦怡，李勇，金龍，等.人工濕地中常用填料和植物對污染物去除效果的比較［J］.江蘇環(huán)境科技，2006，19（5）：46-48.

［8］郭杏妹，劉素娥，張秋云，等.三種人工濕地植物處理農(nóng)村生活污水的凈化效果［J］.華南師范大學學報：自然科學版，2010（1）：105-110.

［9］唐晶，呂錫武，吳琦平，等.生物、生態(tài)組合技術處理農(nóng)村生活污水研究［J］.中國給水排水，2010，24（17）：1-4.

［10］李軍幸，張克強，張洪生，等.厭氧/人工濕地組合系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水的效能［J］.中國給水排水，2011，27（23）：18-21.

［11］吳召富，王琳，楊杰軍.淹沒式生物膜-穩(wěn)定塘組合技術處理農(nóng)村生活污水研究［J］.環(huán)境工程，2013，31（4）：29-31.

［12］劉曉璐，牛宏斌，閆海，等.農(nóng)村生活污水生態(tài)處理工藝研究與應用［J］.農(nóng)業(yè)工程學報，2013，29（9）：184-190.

［13］俞旭鋒，徐君冉，張樂為.厭氧池+人工濕地在農(nóng)村生活污水治理中的應用［J］.水科學與工程技術，2014（2）：73-75.

［14］張玉華，劉東生，徐哲，等.重點流域農(nóng)村生活源產(chǎn)排污系數(shù)監(jiān)測方法研究與實踐［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2010，29（4）：785-789.

［15］尹微琴，王小治，王愛禮.太湖流域農(nóng)村生活污水污染物排放系數(shù)研究-以昆山為例［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2010，29（7）：1369-1373.

［16］安徽省環(huán)保局，安徽省環(huán)科院.安徽省地表水容量核定技術報告［R］.合肥：安徽省環(huán)境科學研究院，2004.

［17］楊瓊，陳章和.人工濕地污水處理的應用現(xiàn)狀及前景展望［J］.生態(tài)科學，2002，21（4）：357-360.

［18］鐘林，鄭蕾，丁愛中，等.人工濕地在我國污染河水治理中的應用及去除效果統(tǒng)計分析［J］.北京師范大學學報：自然科學版，2012，48（01）：66-73.

［19］邱彭華，徐頌軍，謝跟蹤，等.自然濕地、人工次生濕地與人工濕地比較分析［J］.海南師范大學學報：自然科學版，2010，23（2）：209-215.

［20］池州市國土資源局.池州市土地利用規(guī)劃總體規(guī)劃［EB/ OL］.（2011-12-07）［2015-03-23］.http：//www.czgtj.gov.cn/viewnews_cp. asp？id=1796.

［21］陳曉東，人工濕地在沈陽市農(nóng)村生活污水處理中的適用性分析［J］.環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟，2011（11）：43-46.

［22］黃天寅，馬奕，吳瑋，等.蘇州地區(qū)農(nóng)村生活污水治理研究［J］.中國給水排水，2012，28（4）：11-15.

［責任編輯：余義兵］

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A

1674-1102（2015）06-0068-04

2015-04-09

池州市生態(tài)經(jīng)濟與旅游發(fā)展研究中心項目（XKY201407）；安徽省社科規(guī)劃項目（AHSK2015D24）。

賈莉（1979-），女，安徽蕭縣人，池州學院資源環(huán)境學院講師，碩士，研究方向為環(huán)境管理和污染控制。