全康環(huán)保:編者按：加強農村生活污水收集、處理與資源化設施建設，是我國鄉村振興戰略中新農村建設工作的重要內容。目前，國內全面啟動(dòng)了縣域農村生活污水處理規劃工作，但由于我國農村情況差異大，導致了生活污水處理工作的復雜性。國內眾多的關(guān)于農村污水處理的技術(shù)指導資料，也無(wú)法解決一些實(shí)際問(wèn)題。本文以黃土高原溝壑區縣域規劃為例，探討農村生活污水處理的一些關(guān)鍵問(wèn)題，為該項工作的實(shí)施提供技術(shù)指導，也可供國內同行參考。

第一作者簡(jiǎn)介：張莉紅（1988―），女，甘肅蘭州人，在讀博士，工程師，主要從事污水處理方面的研究。

通信作者：李杰 E-mail:wye@mail.lzjtu.cn

該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)項目（2016YFC0400705）資助。

目前，甘肅也和全國其它省份一樣，開(kāi)始了農村污水規劃與治理工作，但甘肅地域廣闊、農村自然及生活條件差異太大，這為農村生活污水規劃治理工作增加了難度。國內現有的一些農村生活污水處理技術(shù)指導資料與政策性的文件，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際工作需要。以甘肅黃土高原溝壑區典型縣域（秦安縣）為例，探討農村生活污水規劃處理中的一些實(shí)際問(wèn)題，希望為該地區相關(guān)工作的開(kāi)展提供技術(shù)支持。

01 地理氣候與水系特征

隴東隴中黃土溝壑區（圖1）主要涵蓋甘肅中東大部，該區域四季分明，氣候干旱少雨，冬季寒冷結冰，蒸發(fā)量較大。受降雨及地表徑流影響，被分割成大小不等的黃土階地和丘陵。區域水土流失嚴重，塬面切割破碎，溝壑縱橫，農田分布較廣，人口呈現“大分散、沿河川小集聚”的特征。

秦安縣位于甘肅省東南部，渭河支流葫蘆河下游，縣域內海拔在1120～2230m。據秦安縣1965年―2011年氣象資料統計，年平均氣溫10.4℃，最熱月（7月）平均22.7℃。最冷月（1月）平均-3.4℃，相對濕度67%，縣域內最大河流為葫蘆河（屬渭河北岸一級支流)，南北貫穿縣域，其主要支流有清水河、顯清河、南小河和西小河。秦安縣山區原始森林破壞殆盡，植被種類(lèi)較為貧乏。就分布面積來(lái)說(shuō)，以農作物植被為主。2020年，縣域戶(hù)籍人口為63萬(wàn)人，常住人口53.0萬(wàn)人，城鎮人口約～為24萬(wàn)人。2018年全縣實(shí)現地區生產(chǎn)總值561125萬(wàn)元。

02 水量水質(zhì)特征

農村居民生活用水量受生活條件、排水系統、水資源利用方式、生活習慣等因素的直接影響。根據《甘肅省農村生活污水治理技術(shù)指南》（試行）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指南》），結合調查當地居民的用水現狀、給水規劃、經(jīng)濟條件、發(fā)展潛力等情況，以及村民生活條件的改善，廚衛設施的改造、生活習慣的改變等因素，參照《指南》中農村居民日用水量參考值（見(jiàn)表1），確定秦安鄉域農村居民平均用水量取40L/（人?d）和60L/（人?d）。

污水排放量取決于生活用水量的大小。農村生活污水排放量應結合農村所在地域、住戶(hù)衛生設施水平、室內排水系統完善程度等因素，根據實(shí)地調查結果綜合確定。本規劃參考《指南》來(lái)確定農村居民污水排放系數，見(jiàn)表2。本規劃污水排放系數確定為75%。

經(jīng)調查分析，秦安縣農村生活污水的排放具有以下特征：

（1）農村生活污水包括洗滌、洗浴和炊飲污水及人、畜糞尿等，家禽養殖廢水很少,具有分散、污染物成分簡(jiǎn)單、有機污染物含量低、水量變化大等特點(diǎn)。多數村莊采用明渠或自然溝渠排放生活污水和雨水（圖2）。絕大多數住戶(hù)建有旱廁，黑水基本不外排，糞渣清掏后作為農家肥利用。在靠近縣城經(jīng)濟較發(fā)達的地區或者新農村建設村，建有化糞池。大多數化糞池沒(méi)有出水管，定期自行或者由專(zhuān)人抽吸外運，作為農家肥資源化利用。少數化糞池建有出水管，經(jīng)化糞池處理后的污水中含有大量的有機污染物，化糞池出水由明渠排放，或就近排入水體。

（2）秦安縣地形地貌復雜多樣，地域、特別是山川地勢與交通因素，造成不同地域間農村之間發(fā)展不平衡，最后造成了生活污水排放的巨大差異。經(jīng)濟越欠發(fā)達的村莊，人均污水排放量越少。農村污水流量主要集中在三餐前后，日變化系數一般為 3.0~5.0，間歇性排放明顯。春節前后，外出打工的人回家后，排水量最大，其余時(shí)間、特別是農閑期間，家里能外出打工的人員離家出走后，排水量最小，故季節性排放更為明顯。

（3）農村生活污水主要污染物為COD、氮磷、懸浮物及大腸桿菌等，水質(zhì)相對較穩定?！吨改稀诽峁┝吮?所示的甘肅省農村生活污水水質(zhì)參考范圍，調查發(fā)現秦安水質(zhì)大都在中等偏上的范圍內。

03 農村生活污水治理原則與模式

（1）治理順序

遵循：先大村后小村；先急后緩（改善環(huán)境迫切需要的優(yōu)先）；先易后難（優(yōu)先建施工難度小的川區平坦村莊；先近后遠（以縣城和中心鎮區為原點(diǎn)，先考慮較近的）；先川區后山區；先鎮后村；先聚集后分散。

（2）規劃重點(diǎn)

城市規劃區、城市建成區為重點(diǎn)，考慮沒(méi)有延伸到的盲區；建鎮中心村莊和鎮區為重點(diǎn)；圍繞葫蘆河及5條二級支流；其它山區的行政村和自然村。

（3）治理技術(shù)要求

與經(jīng)濟發(fā)展相適應，綜合考慮自然條件、環(huán)境承載能力與污水排放負荷之間的關(guān)系，充分利用近自然處理方式。

污水治理采用的模式如下：

（1）模式Ⅰ―村域收集集中處理

以村或自然村為收集區域，建設管網(wǎng)與小型污水處理站。由于秦安縣葫蘆河斷面水質(zhì)時(shí)有超標現象發(fā)生，所以沿河兩岸川區人口集中、各村相距較遠的大中型村莊多采用此模式，此外，山區鄉鎮府所在地等人口集中的村莊也采用此模式。

每戶(hù)修建三格式化糞池，將生活污水經(jīng)過(guò)管網(wǎng)收集后，收集到處理站統一處理。污水處理站出水水質(zhì)達到《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB 62/4014―2019）相關(guān)標準。

污水處理工藝主要規劃采用一體化污水設施+人工濕地、微動(dòng)力污水處理（太陽(yáng)能微動(dòng)力處理工藝或常規電力污水處理工藝）等出水水質(zhì)較好，節省占地面積，抗沖擊負荷能力較強，管理簡(jiǎn)單且能長(cháng)期安全有效的運行的工藝。鑒于運行穩定性與成本，盡量避免采用MBR工藝。

糞渣（污泥）有3種處理模式：①農戶(hù)自行收集-高溫堆肥，用于房前屋后果疏種植、林木綠化、肥土或改良士壤等；②吸糞車(chē)收運-高溫堆肥，用于規?；N植如苗木培育、林果種植、有機農作物種植等；③吸糞車(chē)收運到有機肥生產(chǎn)企業(yè)制作有機肥銷(xiāo)售。

（2）模式Ⅱ―單戶(hù)、聯(lián)戶(hù)分散治理

對于居住分散、人口密度小、地形條件復雜、施工難度較大、污水不易集中收集的村莊，采用相鄰農戶(hù)聯(lián)合或者單戶(hù)處理的模式。這是秦安葫蘆河沿岸川區給水水源豐富的村莊采用的主要模式。

相鄰住戶(hù)聯(lián)合或者獨戶(hù)修建三格式化糞池?；S池出水采用資源化利用方式，農戶(hù)自行取用，用于庭院綠化、農田灌溉如房前屋后果種植等、林地、山地或濕地等消納吸收利用。也可以建設植物隔離帶或通過(guò)建設人工濕地系統處理（必要時(shí)前面設置簡(jiǎn)單的預處理措施），達到進(jìn)一步利用與凈化的目的。糞渣（污泥）處理模式同模式Ⅰ。

（3）模式Ⅲ―資源化利用

針對偏遠、人口密度小、人口少、遠離環(huán)境敏感地域、傳統上采用旱廁的村莊，修建衛生廁所，糞渣（污泥）處理模式同第一種處理模式?；宜ú蛷N、洗滌、淋浴等水）不得進(jìn)入三格化糞池，可通過(guò)管道、溝渠等接入濕地等消納吸收。這是秦安山區村莊采用的主要模式。

（4）模式Ⅳ―集中納管入廠(chǎng)處理

主要針對近期市政排水管網(wǎng)能到達的村莊，重點(diǎn)進(jìn)行管網(wǎng)完善建設，深化村內雨污分流工作，保證條件成熟時(shí)順利接入城鎮污水收集管網(wǎng)，進(jìn)入城鎮污水處理廠(chǎng)進(jìn)行集中處理（稱(chēng)為納管）。

每戶(hù)修建三格式化糞池，出水進(jìn)入城鎮污水處理廠(chǎng)進(jìn)行集中處理。糞渣（污泥）處理模式同模式Ⅰ。

具備實(shí)現農村生活污水處理由“分散治污”向“集中治污、集中控制”轉變條件的農村地區采用。

04 規劃投資估算

規劃中支管、支干管的設計水量按照村莊的遠期流量Q遠期乘以（4～5）（變化系數）設計；主干管的水量按照連接村莊遠期流量總和Q遠期總乘以2（變化系數）設計；重點(diǎn)發(fā)展鄉鎮依據縣城總體規劃，污水處理廠(chǎng)水量計算按照遠期流量Q遠期乘以1.5（人口放大系數）設計。

處理模式Ⅰ管道長(cháng)度根據實(shí)際地形測量或者按照每戶(hù)村民平均支管長(cháng)11.35m、支干管長(cháng)3.79m估算；處理模式Ⅱ按照處理模式Ⅰ管道長(cháng)度的1/4估算。處理模式Ⅲ未估算管道長(cháng)度。處理模式Ⅳ主要為管道工程，長(cháng)度根據實(shí)際測量。污水提升泵房按照每座50萬(wàn)元估算；管道建設綜合費（包括檢查井等附屬設施與管溝開(kāi)挖回填等工程費用）依據DN200～400不同的管徑，按照500～700元估算；廁所改造每戶(hù)2500元，化糞池每戶(hù)500元。污水處理站建設費用按處理水量1萬(wàn)元/m³估算；污水處理運險費按照1元/m³，污泥處理按照處理水量0.2元/m³計。投資估算結果見(jiàn)表4。

相比周?chē)骺h規劃，秦安縣規劃投資偏大。分析原因：（1）秦安縣葫蘆河省控斷面要求，迫使針對主要人口聚集發(fā)展區修建蓮花、郭嘉、安伏污水處理廠(chǎng)，并對沿河敏感區域村莊采用投資成本高的模式Ⅰ治理方式；（2）秦安屬人口大縣；三是本次規劃估算參數取自實(shí)測，比估算值偏大一些。

05 重點(diǎn)問(wèn)題討論

（1）農村人口是規劃的主要參數。一般規劃中，都按照0.7%左右的人口增長(cháng)率進(jìn)行遠期規劃。但隨著(zhù)我國農村經(jīng)濟與生活水平的提高，有些條件差的偏遠村莊人口在減少，而有些靠近交通便利等條件區域的村莊人口會(huì )加速增加。

本規劃中，除蓮花污水處理廠(chǎng)、魏店污水處理廠(chǎng)、安伏污水處理廠(chǎng)、郭嘉污水處理廠(chǎng)和納入縣城污水處理廠(chǎng)（葉堡、南小河、西小河）涉及的村鎮屬將來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)村域，污水處理廠(chǎng)水量計算考慮約1.5的人口放大系數外，其余村鎮人口按照目前實(shí)際調研數據計算。

（2）農村人均排水量，會(huì )隨著(zhù)不同地區氣候、經(jīng)濟發(fā)展水平與生活習慣的變化而變化。甘肅省環(huán)科院組織幾家高校對甘肅隴東、中部、河西等不同地區的城鎮污水處理廠(chǎng)進(jìn)行調查，核算出的農村人均排水量約為35L/（人? d），近遠期排水量分別為37.5L/（人? d）和42L/（人? d）。

針對甘肅農村進(jìn)行的生活污水水質(zhì)調查發(fā)現，各地的水質(zhì)差異很大。根據秦安縣及其周邊地區已建成運行的農村污水處理設施的進(jìn)水水質(zhì)，本規劃采用表2中的中值高限。

（3）農村生活污水處理模式，是我國進(jìn)行農村污水處理的核心問(wèn)題，不僅直接影響著(zhù)我國該項工程的投資、成效與進(jìn)展，更體現出我國環(huán)保理念的實(shí)施水平?？傮w來(lái)說(shuō)，西北地區地廣人稀，土地貧瘠，資源化利用與近自然處理是首選模式，只有在有可能影響飲用水源保護區或者自然保護區、風(fēng)景名勝區等環(huán)境敏感點(diǎn)的村莊，才要根據實(shí)際需要進(jìn)行污水的集中處理。

調查發(fā)現，已經(jīng)建成的農村污水處理工程，處于“曬太陽(yáng)”狀態(tài)的居多。主要原因：(1)由于絕大多數農民外出打工，村莊僅剩老人小孩，污水排量太小導致設備無(wú)法正常運行；(2)設備運行費用太高，地方政府無(wú)力承擔；(3)設計缺陷（如原水調節不夠）、管網(wǎng)不完善（大量泥土混入污水管網(wǎng)）、技術(shù)人員短缺等其他原因。

農村改廁有水沖式與衛生旱廁兩類(lèi)，在水源充足的地區，應該提倡水沖式廁所，但要注意冬季給水系統保溫。出水經(jīng)過(guò)厭氧化糞池消化處理后，抽吸還田資源化利用。采用衛生旱廁（具體分為尿糞混合與分離式）的農戶(hù)，尿液與糞渣經(jīng)過(guò)厭氧處理后，均可還田資源化利用。上述情況下農戶(hù)家庭排出的灰水，要提倡修建房前屋后的土地處理系統進(jìn)行處理，避免倒入雨水收集排放系統?？傊?，筆者認為，建立在資源化利用基礎上的農村改廁行動(dòng)，是有效解決農村生活污水治理的主要途徑，解決問(wèn)題的關(guān)鍵是便于實(shí)際使用的低成本廁所技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)，以及農戶(hù)環(huán)保意識的提高。

甘肅省頒布了《甘肅省農村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB 62/4014―2019），為農村生活污水、特別是小規模分散農村生活污水處理創(chuàng )造了條件。

（4）本規劃實(shí)際調研（圖3）過(guò)程中，針對模式Ⅰ，測量了88個(gè)村莊的地形、范圍與高程，布置了排水支管與支干管，并按照地形坡度進(jìn)行了簡(jiǎn)單的管道設計計算，最后將88個(gè)村莊的總管長(cháng)除以總村民戶(hù)數。得出每戶(hù)村民平均支管長(cháng)度11.35m，支干管長(cháng)度3.79m。

模式中相鄰村莊合建一個(gè)污水處理站的問(wèn)題，有些技術(shù)指導書(shū)中給出相距5km范圍內的村莊可以考慮合建一個(gè)污水處理站。筆者認為，第一，鑒于農村污水收集水量小、變化系數大、技術(shù)人員缺乏等因素，首先盡量合并；第二，合并要充分考慮實(shí)際地形導致的管道工程的復雜性，如村莊彼此高差大、中間隔有溝壑，管道穿越濕陷性黃土溝壑時(shí)工程造價(jià)極高，此時(shí)距離再近也不好合并建站，相反，在一些相對平坦的沿公路或河岸分布的村莊，這些村莊往往是將后發(fā)展擴大的重點(diǎn)，此時(shí)相距遠一些，也可以考慮合并建站。

（5）秦安規劃中，不同治理模式的戶(hù)均、人均投資見(jiàn)表5。從表5可見(jiàn)，戶(hù)均投資大小順序為模式Ⅰ>模式Ⅳ>模式Ⅱ>模式Ⅲ，而采用廁所改造突出資源化利用模式Ⅱ、Ⅲ村莊的比例接近70%。從治理模式發(fā)布看，規劃的合理性較高，但在這種情況下，投資遠高于秦安縣財政的承擔能力，充分說(shuō)明西北地區農村生活污水治理工作面臨的實(shí)質(zhì)問(wèn)題還是比較嚴重。

（6）為使農村生活污水設施實(shí)現建設規范、設施完好、管理有序、水質(zhì)達標的目標，甘肅省也和其它省份一樣，建立了完善的針對處理模式Ⅰ的運行管理制度，內容涉及管理體系、職責分工、排放要求、運維模式機制與監測、制度保障等內容。但由于絕大多數設施處于“曬太陽(yáng)”狀態(tài)，運行管理效果很差。對于絕大多數的模式Ⅱ和Ⅲ的管理制度，全國基本處于空白狀態(tài)。

06 結語(yǔ)

加強農村生活污水收集、處理與資源化設施建設，是我國鄉村振興戰略中新農村建設工作的重要內容。我國農村情況差異大，導致了生活污水處理工作的復雜性。目前只針對集中農村生活污水處理站建設管理的做法太狹窄。針對農村生活污水處理特征，結合農村改廁行動(dòng)，強化資源化利用為主導的治理思路；完善污水收集-處理-利用的技術(shù)體系；研發(fā)性能更好的廁所與運行成本低便于管理的近自然處理工藝，是當務(wù)之急。