刘渊博 张璐
摘 要 在乡村振兴战略的时代背景下，农村生态环境和农村生活污水治理尤为重要。以陕西省安康市汉阴县月河流域农村污水治理工程为例，简要介绍汉阴县月河综合治理项目概况，分析污水治理面临的问题，提出了完善污水管网、完善项目区污水处理设施、完善垃圾收集处理系统等应对措施，并根据当地的经济发展状况，因地制宜地设计了进厂处理模式、村域自建集中型治理模式、村域自建联户型治理模式1、村域自建联户型治理模式2、村域自建分户型治理模式5种污水处理模式及工艺，使处理后的水质达到二级及以上的排放标准，实现了月河流域科学长效的污水治理模式及生态环境可持续发展目标。
关键词 农村污水；
治理模式；
陕西省汉阴县月河流域
中图分类号：TU991.2 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.18.070
月河是汉江的一级支流，其流域是国家南水北调中线工程丹江口水库上游的水质影响控制区。月河流域具有优越的水资源和农业条件，但随着流域内城镇化建设发展速度的加快，特别是沿河两岸城镇化规模逐渐扩大，工业园区建设速度加快，人口迅速聚集，生活生产用水量增加，河流来水量减少，排污量增加，河道纳污能力逐渐降低，导致部分河段水质恶化，已严重影响月河两岸居民的生活质量及南水北调中线水源地的水源安全。为此，根据区域经济和社会发展要求，汉阴县在政府领导下实施了防洪减灾、水污染治理、水环境提升及水生态保护等综合治理工程，并取得了一定成效，促进了月河流域地区经济社会的可持续发展。
1 项目区概况
1.1 项目区位现状
汉阴县整体呈“三山夹两川”的地势形态，本次汉阴县月河综合治理（西大桥至平梁集镇段）项目位于汉阴县月河川道地区，项目区位图如图1所示。
1.2 水污染现状
月河流域较大的集镇均沿河分布，工农业相对发达，人口相对较多，部分河段枯水期水质较差，甚至出现了Ⅴ类水。如表1所示，根据《陕西省水功能区划》（陕政办发〔2004〕100号），将月河干流划分为3个一级水功能区，为汉阴源头水保护区、汉阴保留区、汉阴开发利用区。根据月河2017年、2018年水质监测报告，月河干流污染物主要为氨氮、COD和BOD污染；
2017年和2018年水功能区水质监测结果显示，月河干流水功能区水质总体达标率较低，只有汉阴源头水保护区水质达标。
2 污水治理面临的问题
2.1 污水管网覆盖率低
项目区位于月河流域汉阴段，区域范围内农村分布多，污水管网覆盖率低，污水收集处理能力差。月河沿线河道内修建有一条管径为DN500～800 mm的污水干管，管网起点位于上游平梁集镇，下游接入汉阴县污水处理厂，管道内仅接入了汉阴县城区及沿线移民搬迁安置點的居民生活用水，其余沿河农村污水均未接入管网，使沿河农村生活污水直接排放入河道，导致河道污染严重、水质下降。同时，农村生活污水量小且分布不集中、部分农村地区排水设施不完善等问题，加剧了河道和水质污染情况。
2.2 污水处理设施不完善
1）项目区污水处理工艺单一，设备管理、维护不足，效率低。随着我国对农村环境的整治力度逐渐加大，汉阴县环保部门实施了部分农村污水治理工作，采用污水处理站的形式，应用格栅—沉砂池—厌氧池—人工湿地—排放工艺，极大地改善了当地卫生环境条件，减少了污水排放量。但由于农村地区技术力量薄弱，污水处理设施经多年使用产生的设备故障等问题无法得到及时有效处理，导致污水处理设施的出水质量不稳定，主要设备无法长期高效工作，出现了许多因管理不当而无法有效使用的污水处理设施。
2）项目区城镇雨污合流，影响污水处理效果，降低水处理能力。目前月河两岸工业园区内污水已进行集中收集和处理，但大部分管网未实现雨污分流，雨水汇集挤占了排污管网，既提高了污水处理成本，也影响了COD减排效果，导致污水处理厂处理能力降低，无法满足城镇发展要求。
2.3 垃圾收集处理能力不足
项目区域内尚未建立完善的垃圾收集处理转运体系，尤其是河道沿岸农村，沿河生活垃圾处理环节不健全，两岸生活垃圾直接倒入河道，严重污染河道，影响水体质量。
3 主要应对措施
3.1 完善污水管网
1）对治理段河道两岸进行污水截污，结合月河干流防洪工程及前进村移民安置点总体布局，在安置点东侧埋设污水管至月河左岸沿堤顶路，污水管接入污水检查井，排入下游污水主干管至污水处理厂。2）在镇区现存管网的基础上逐步完善镇区雨污水管网系统。3）结合项目区实际情况，完善农村污水排水系统，结合农村污水处理设施建立污水收集系统，实现污水的全部收集处理。
3.2 完善项目区污水处理设施
3.2.1 水平流潜流湿地污水处理
参考陕西省分散式农村污水处理实例，结合项目区农村污水水量、水质实际情况及生活污水的主要污染物，可选择人工湿地、氧化塘等处理模式，该模式适用于经济条件和管理水平不高的中小城镇山区污水处理、山区农村集中或分散式污水处理。
项目区污水来源主要是镇区居民生活污水，主要污染物有BOD、COD、SS、氨氮，排水量较小，同时项目区水量不稳定，时变化系数较大，且污水管网尚不健全，旱季污水和雨季污水水量、水质差距较大，无法较为准确地获得实际污水水质参数值。如表2所示，可结合项目区域发展水平及《西部小城镇污水处理设施建设技术指南》对污水水质进行初步预测[1]。综合生活污水水质中BOD5按每人18 g·d-1计算，SS按每人23 g·d-1计算，BOD5/CODCr按0.6，TN按每人6 g·d-1计算，NH3-N（氨氮含量指标）为TN的0.7，TP按每人0.5 g·d-1计算，同时参考附近区域其他以生活污水为主的农村污水水质综合数据后，确定项目区域农村生活水质。根据污水水质预测数据，确定适合汉阴县月河流域的污水处理模式。
水平流潜流人工湿地系统的优点：1）充分利用湿地空间，发挥不同系统（植物、微生物、基质）间的协同作用；
2）水力负荷和污染物处理量较大；
3）占地面积小，效率高；
4）在地下流动，保温性能较好，适合寒冷地区；
5）卫生条件好，无臭味，应用广泛[2]。人工湿地系统成熟后，填料表面和植物根系将由于大量微生物生长形成生物膜，实现深度处理的目的[3]。
3.2.2 污水处理模式
如表3所示，结合汉阴县月河流域污水治理面临的问题，根据川道区人口、自然、地形地貌、村庄分布及产业发展等因素，提出5种污水处理模式。
1）进厂处理模式。对直接排入月河的排污口进行截污纳管、分类收集，其中，满足排放标准的污水经收集后进入月河管网；
对距月河污水干管较近的集镇或农村（一般在2 km范围内），可将农村污水经管网集中收集后统一接入月河主干管，送入污水处理厂处理。该方式具有投资少、施工周期短、管理便捷的优势，具有良好的污水治理效果及管理运行保障。要求污水处理厂处理后的水质要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A的标准。进厂处理模式的工艺流程：生活污水—化粪池—污水管网—污水处理厂—达标排放。
2）村域自建集中型治理模式。对不具备接入污水主干管条件的沿岸集中居住的中心村、集居区或人口较多的自然村，可由村庄内统一建设污水管网与一体化污水处理设备等污水处理工艺，以达到有效治理村庄生活污水的目标[4]。
一体化处理工艺以传统的A2/O（Anaerobic-Anoxic-Oxic）工艺为基础，可利用太阳能光伏板光电转换技术，为污水处理中的曝气、回流等提供动力。设备可实现运行管理智能化，通过远程通信技术，实现设备的实时在线监控，达到远程控制目的。要求一体化处理后水质要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A的标准。其工艺流程：生活污水—化粪池—一体化处理设备—人工湿地—出水井—达标排放。
3）村域自建联户型治理模式1。对距河道较远、村庄相对分散、生活污水统一收集难度较大的区域，可将农村污水进行分区收集。污水经收集后采用A/O+人工湿地或A2/O+人工湿地处理工艺的模式处理污水。该模式施工简单，不需要投入处理设备，便于农村管理，且大部分污水经处理后可作为农田灌溉用水。对排放至农田的污水，要求污水处理后水质要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）二级标准，但必须预留一级B标准处理设施的位置，分期达到一级B标准。A/O+人工湿地工艺流程：生活污水—集水井—厌氧池—人工湿地—出水井—达标排放。A2/O+人工湿地工艺流程：生活污水—集水井—厌氧池—好氧池—人工湿地—出水井—达标排放。
4）村域自建联户型治理模式2。对距河道较远、村庄相对较为分散、生活污水统一收集难度较大的区域，可将农村污水进行分区收集。针对项目区农村污水水质及处理后的水质要求，结合污水收集规模等情况，选择稳定塘+潜流人工湿地处理工艺。稳定塘+潜流人工湿地处理工艺的流程：生活污水—格栅—集水井—沉砂池—厌氧塘—兼性塘—好养塘—好养塘—潜流人工湿地—达标排放。
稳定塘主要由前处理部分（主要用于去除垃圾、杂质、砂石等）及生物处理部分（主要用于去除可溶的、不可降解的有机物，营养物质和其他污染物等）构成，前處理设施包括格栅、沉砂池；
人工湿地主要是通过利用基质的吸附沉淀作用、植物的吸收作用及微生物的转化作用达到除磷的效果[5]。本项目区域内有可利用的废弃塘，适宜选择稳定塘+潜流人工湿地处理工艺，可降低投资运行成本。
为保证稳定塘正常运行，采用枯贮丰排的运行机制，同时通过人工强化好氧塘出水的回流作用，减少冬季对污水处理效果的影响；
在厌氧塘顶部布置太阳能收集罩，既避免厌氧塘产生臭味滋生蚊虫，还可利用太阳光线对污水进行有效加热和保温，保证氧气传递；
兼性塘普遍存在由于水力短流、分层导致的深层污水无法得到处理和表层藻类过度集中等问题，可在兼性塘中增加功率适中的搅拌器以提高处理效果。
5）村域自建分户型治理模式。对流域内居住更为分散、地形更为复杂、污水更不易集中收集的农户，可将农户联户后进行污水处理，充分利用农户临近的废弃池塘或荒地，形成人工湿地或氧化塘，经处理后的污水可作为农田灌溉用水。污水处理后水质要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）二级标准。工艺流程：生活污水—化粪池—人工湿地—出水井—达标排放。
3.3 完善垃圾收集处理系统
1）项目区积极探索“户集、村收、乡转运、县处理”的农村生活垃圾治理新模式。2）恢复河道岸坡生态缓冲功能。河道岸坡缓冲带是对污染物、沉积物和洪水具有一定缓冲功能的水陆生态系统交错带，是截留陆域面源污染物、改善河道水质和生态环境的有效手段。通过合理的林草系统配置和设计，增加水土截留量，同时利用缓冲带中土壤的吸附作用、植被根系的吸收作用及微生物降解作用，减少氮、磷等污染物进入河流水体。3）修建亲水平台及慢行步道，满足周边居民亲水及健身需求，通过景观设计美化两岸边坡及滩地，提升人居环境，为城市发展提供良好的环境基础。
4 结语
1）月河流域为典型的川道区，除城镇外，农村生活污水量小且分散，地形起伏较大，管道铺设收集进厂难度较大，因此需充分考虑污水分布、地形地貌及当地经济条件，因地制宜、科学合理地选择污水处理模式和工艺，减少工程投资及后期管理运行成本，实现村镇污水治理科学长效发展。
2）由于农村地区资金匮乏，技术力量薄弱，需政府发挥宏观调控作用，帮助农村解决资金及技术问题，并在农村建立完善的、长效的污水处理及后期管理运行机制，全面支持农村生态环境综合治理工作。
3）针对项目地区发展特点，对污水水质进行调查预测，选择符合城镇发展的水处理工艺，提出集中处理、分散处理等5种处理方案，使技术本身的特征与当地实际情况相匹配，实现成本最小化和效用最大化。
4）本项目具有广泛的经济、社会、生态效益。工程建成后，提出切合实际的污水收集处理系统，经济效益明显；
提高周边生态环境，保障周边居民安居乐业，促进周边旅游及观光农业的发展；
促进周边区域美丽乡村建设和乡村振兴，对建设社会主义新农村具有积极意义。
参考文献：
[1] 何强，姜文超，龙腾锐.西部小城镇污水处理设施建设技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[2] 住房和城乡建设部标准定额研究所.人工湿地污水处理技术导则[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[3] 人工湿地污水处理技术工程规范[J].上海建材，2011（1）：1-5.
[4] 蒋涛，李亚，盛安志，等.农村生活污水治理模式与技术研究综述[J].环境与可持续发展，2018，43（4）：79-83.
[5] 万金保，兰新怡，汤爱萍，等.多级表面流人工湿地氧化塘工艺处理微污染原水[J]. 中国给水排水，2011，27（21）：11-14.
（责任编辑：张春雨）
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