生态工程技术在池州市农村生活污水处理中的应用前景

贾　莉，荣慧芳

生态工程技术在池州市农村生活污水处理中的应用前景

贾莉，荣慧芳

（池州学院资源环境学院，安徽池州247000）

池州市农村生活污水排放在污水排放总量中的比例较大，其收集和处理一直是池州市农村环境保护的难点和薄弱环节，池州市农村生活污水亟需得到妥善处理。通过分析池州市农村生活污水排放现状，探讨了生态工程技术应用于农村生活污水处理的可行性和前提，分析了常用生态工程技术处理工艺，并对池州市农村生活污水治理的推进提出进一步的建议。

农村生活污水；生态工程技术；治理；工艺

DOI：10.13420/j.cnki.jczu.2015.06.021

池州市随着农村人口的增加，生活水平的提高，以及农民生活方式的转变和生产强度的加剧，生活污水排放量一直呈增加趋势，且在污水排放总量中所占的比例越来越大。但由于农村建设规划和管理缺位，基础设施建设滞后，农村生活污水排放分散，处理难度大等原因，池州市农村生活污水大部分直接排放到自然水体，导致许多农村地区饮水安全得不到保障，生活污染源污染加剧，农村水环境安全问题日益严峻，农村生活污水亟需得到妥善处理。

农村生活污水处理一直是农村环境保护的难题，随着国家对农村环境保护的重视，农村生活污水的处理成为专家、学者研究和实践的热点。生态工程技术是农村生活污水处理的主要技术，学者也纷纷进行了积极研究和探索，涌现出许多有特色的农村分散式生活污水生态处理模式，其中，氧化塘和人工湿地应用较多，相应的技术也比较成熟，且各有特点［1-3］。氧化塘技术处理效果较好，基建、管护、运行费用都适宜农村实施［4-5］；人工湿地处理技术对污水中的CODcr、BOD5、N、P等污染物去除效果较好，但污染物出水浓度和去除效率变化范围较大［6-8］。为克服单一生态处理技术的不足，现在大多采用组合式的工程技术对分散式的农村生活污水进行处理，应用较多的是厌氧-人工湿地组合系统、生物膜-稳定塘组合技术、稳定塘-人工湿地组合系统等处理技术［9-13］。生态工程技术在农村生活污水处理方面的应用越来越成熟，也可以在池州市农村生活污水处理中发挥重要的作用。

1　池州市农村生活污水污染现状

1.1污染特点

（1）农村生活污水大部分直排

池州市目前市县级污水处理厂已分别建成和运行、试运行，镇级污水处理厂选择重点建制镇进行规划和建设，但目前均未投入运行。长期以来绝大部分农村生活污水直接排放到河渠等水体中，另外，农村粪便无害化处理率也较低，有相当一部分村没有公厕或有公厕但未建有化粪池；农户的厕所也大都没有化粪池，尽管一些生态村农户已完成“一池三改”（沼气池、改厨、改厕、改圈）建设，但没有切实的手段进一步污水处理。

（2）生活污水水量、水质变化大

许多村庄规模不大，生活污水量较小，加上农村环保基础设施的不足，大部分没有污水收集管网；另外，由于农村生活规律的特点，致使水量水质白天和晚上、冬季和夏季变化明显，污水排放不连续，不同时段水质变化也比较明显；因此农村生活污水排放分散，水量、水质变化大，难于收集，处理难度大。

（3）农村生活污水来源多、量大

池州市村庄较多，但分布比较分散，生活污水来源广。另外，现在农村由于经济的发展和交通等的便利，农民生活水平提高较快，农村居民生活越来越城市化，现代的卫生间、厨房、洗衣机等，使得农村生活质量提升，随之而来的人畜污水、清洁污水、厨房污水等排放量的逐渐增加。池州市本身属于水资源丰富地区，节水意识不足，农村人均用水量相对水资源短缺地区较高，致使农村生活污水排放量增加显著。

1.2池州市农村生活污水排放和污染现状

池州市2013年末共587个行政村，农村人口户数共396677户，乡村人口共1368291人。根据池州市水资源丰富程度和农村生活水平实际情况，按照安徽省环科院推荐取人均综合用水量约为120升/人·日，生活污水人均产污系数采用张玉华［14-15］等人的研究成果和安徽省环科院推荐取为：COD60 g/人·d，TN7g/人·d，排放系数取0.8［16］。池州市农村生活污水、COD、TN的排放量分别为4845万t/a、23972t/a、2799t/a。农村生活污水的排放量高于城镇生活污水的排放总量，由于得不到有效处理，农村生活污水不同程度地污染了农村的水环境。目前，池州市农村饮用水源主要是河水、山泉水、井水、水库水等，除山泉水的水质优外，河流水、水库水和井水的大部分指标能达标，一般河流水中总磷等指标超标，井水和水库水总磷超标且呈弱酸性，水体呈现不同程度的富营养化，农村饮水安全受到一定程度的威胁。

2　生态工程技术处理池州市农村生活污水的可行性分析

2.1人口密度不高

生态工程技术尤其是人工湿地处理工艺占地面积较大，与传统的处理工艺相比，人工湿地处理单位体积的污水的用地面积为传统工艺的2～3倍［17］。相对人口来讲地多，池州人口密度低，为195人/km2，相对安徽省429人/km2的人口密度较小，尤其是石台人口密度不足80人/km2，池州市尤其是农村不存在人口密集土地紧张的问题，对于农村的污水处理，生态处理技术是比较适合的。

2.2水资源量多

生态工程技术作为一种可以实现“水体水质净化与生态修复”新型水处理技术，在我国污染河水治理中将发挥重要作用［18］。池州人均水资源4838.7立方米，属地表水资源丰富地区，大量生活污水的排放对维持良好的水环境质量带来一定的压力，生态工程技术可以在河流水环境质量的改善中发挥一定的作用。除了疏浚工程、曝气充氧等物理和生物技术，氧化塘、生态浮床、人工湿地等生态技术在清溪河、平天湖、青通河等水体净化中发挥一定的作用，生态修复技术在河流水质的改善方面的应用未来会更多，技术容易成熟和推广，“以水净水”的生态工程技术在农村生活污水处理方面也会发挥更大的作用。

2.3湿地、未利用土地多

池州市湿地资源非常丰富，湿地一直是池州市经济社会可持续发展和生态建设的亮点和重要保证，仅8公顷以上的湖泊、沼泽、人工湿地和宽10米、长5千米以上的河流湿地面积达78万亩，占国土面积的6.3%，另外还分布大量的小型自然湿地、次生湿地［19］，如浅水塘、河湖周围的浅水域等；另外池州市未利用土地面积约为118510公顷，占土地总面积的14.12%［20］。稳定塘或人工湿地等可充分利用现有的湿地、未利用土地等建造，利用方便，节约成本和资源，结构简单易于建造。

2.4费用低、技术要求不高

生态工程技术如氧化塘、人工湿地等治理农村生活污染比较符合农村环保的现状，即成本和技术均不太高。相对于其它污水处理方法，生态技术优点明显：投资成本不高，运行费用低，后期维护技术要求也不高；且人工湿地组合形式多样，运行也比较稳定［21］。这些优点对于池州市农村的现实情况比较贴切，容易获得地方和农民的支持。

3　生态工程技术处理池州市农村生活污水的前提

3.1先试点，再普及

结合池州市环保局农村生活污水治理项目和农村环境综合整治项目，优先选择人口比较集中的村庄，新农村建设规划保留的村庄，以及经济实力较强的行政村进行试点示范工程。建设代表性的生态工程示范点，达到好的处理效果，得到各级政府和农民的重视和支持，从而以点带面，进一步推广生态工程技术污水处理的理念和技术方法。

3.2水源保护地作为首选

目前池州市饮用水源地保护的生态方法主要是进行生态林建设，以涵养水源来保障水源地的用水安全，但是对污水实施截流和处理才是根本。切实的水源地保护要以村庄生活污水处理为出发点，利用生态塘、人工湿地等项目，对村民的生活污水进行收集处理，处理后的水达到排放或农灌标准，再辅以生态林建设，这样才能切实保护水源地。

3.3选择现有湿地、未利用或低产田土地改造

生态工程技术往往占地面积较大，需要占用大量的土地资源，在利用生态工艺处理污水时，应尽量选择自然湿地、洼地、未利用土地或低产田依资源进行建设，一方面减少施工量，降低投资，另一方面防止资源浪费和避免对周围环境的影响。

4　生态工程技术处理农村生活污水工艺的选择分析

4.1工艺选择

池州市农村人口密度相对较低，污水排放量和水质变化大，排放不连续。因此，所选污水生态处理工艺首先考虑水量、就近和抗冲击负荷能力，然后考虑成本和运行。可针对性的采取不同的方式进行处理，结合“一气三改”生活污水净化沼气工程项目，后续利用人工湿地、氧化塘、厌氧+湿地组合处理等生态技术处理农村生活污水。可采用以下工艺。见图1。

图1　生态技术处理农村生活污水主要工艺流程

4.2工艺分析

工艺（1）适合处理水质要求不是太高，水量不大的农村生活污水，污水经化粪池、格栅、初沉池或其它预处理后进入表面流或水平潜流人工湿地，经由植物茎和根部的吸收，少量由水中微生物进行净化作用。工艺（2）是氧化塘和人工湿地组合技术，根据水量大小、水质要求人工湿地可以表面流、水平流和垂直流多级组合，此工艺出水水质比较稳定，污水量大小均适应。工艺（3）、（4）由生物处理加人工湿地串联组成，由分解、吸附、吸收等作用来完成净化，这两种工艺一般有较强的抗冲击负荷能力，适合污水量多，且水量变化比较大的农村生活污水处理。工艺（5）适合处理对水质要求比较高的农村污水，借助土地渗滤净化技术进行深度处理，综合利用植物的吸附、降解作用，土壤的过滤、吸附和微生物降解作用，使污水逐级沉淀降解、层层净化。各种工艺可以根据实际情况灵活组合，考虑水力负荷，设备的技术性等，可以整合多种生物处理单元和生态工程技术，以土地处理技术作为最后的处理单元，这也是农村生活污水处理技术发展的重点方向。

4.3效益及成本分析

生态工程污水处理技术是治理分散式农村生活污水的适用技术，成本较低，而效益明显。依据财政部门统计数据和黄天寅等对已运行的农村生活污水处理工程投资和运行的统计数据［22］，考虑成本的增加，管网的配套建设等因素，按2000元/人进行投资建设，运行按2万元/（万t·a），按照村庄人口规模把村庄分为小、中、大，小村庄代表有三甲村、大山村等，中等村庄代表有河西村、六房村等，大村庄代表有七都村、太胜村等，按人口规模估算污水处理设施的效益和成本。详见表1。

表1　池州市农村生活污水处理效益和成本分析

5　结语

生态工程技术在农村生活污水处理方面的研究和应用已较多，并且已取得一定的成果。也会是以后池州市农村生活污水处理的主要方法。但是生态工程技术的影响因素也较多，不同系统之间的差异性大；况且在池州市农村污水处理中的应用极少，本地无成功的经验可以借鉴，在池州农村污水处理方面任重道远。

（1）对农村环境保护的规划要有前瞻性。结合农村环境和各景区环境综合整治工程，如对各自然保护区如升金湖保护区、仙寓山景区、大历山景区、天台山景区内村庄的生活污水进行治理；结合池州市各县区村庄规划、生态村建设、新农村建设，引导农村居民向城镇、规划的重点村、大村集中居住，部分解决村庄小、居住分散的问题，在规划和建设村庄时环境保护的内容要作为重点之一，配套建设生活污水防治设施，逐步推进各重点村污水处理设施的规划、建设和管理。

（2）在实际的应用中，不同的生态工程技术及其组合系统，如生物膜和湿地组合系统、多水塘组合系统等，在选择时需要注意，系统与系统之间组合的形式、顺序等对进水要求及系统的出水水质的影响，组合处理系统在选择和应用时一定要有成熟的经验参数和运行数据。究竟选择何种工艺形式更加符合本区域的环境特征成为了规划者、决策者和建设者们需要慎重考虑的问题。

（3）生态工程技术后期还是需要一定的维护和虽然只需作简单的定期维护，如植物残体的收割、栽培，氧化塘底泥的清理与打捞等；但是想要维持良好的效益，必须切合池州农村环境实际和具体条件，有切实可行的农村环境综合整治方案。而不是仅仅有规划无实施方案，建设要系统化、设备化，管理要规范化，成本要低等。

（4）目前，池州市农村生活污水治理尚处于起步阶段，在进行实地调查，科学规划，建立健全相关制度，探索、研究相关农村污水处理技术，加强农村民众环境保护意识等方面亟需进一步的完善和不断的总结。这样，农村生活污水的处理才能推进，降低对池州市地表水环境的污染，保障饮水安全，改善农村居住环境。

［1］李松，单胜道，曾林慧，等.人工湿地/稳定塘工艺处理农村生活污水［J］.中国给水排水，2008，24（10）：67-69.

［2］李晓东，郎咸明，师晓春.不同人工湿地组合净化生活污水效果研究［J］，环境保护与循环经济，2009（7）：23-27.

［3］苑丹丹，付为国，李萍萍.不同配置人工湿地系统农村生活污水处理效果［J］.工业安全与环保，2010，36（8）：1-7.

［4］李旭东，周琪，黄翔峰，等.高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水水处理技术［J］.水处理技术，2006，32（6）：61-64.

［5］吉祝美，李通林，吕锡武，等.生态塘处理农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.人工湿地对氮、磷的去除效率与动态特征［J］.生态学杂志，2005，24（6）：648-651.

［7］秦怡，李勇，金龙，等.人工湿地中常用填料和植物对污染物去除效果的比较［J］.江苏环境科技，2006，19（5）：46-48.

［8］郭杏妹，刘素娥，张秋云，等.三种人工湿地植物处理农村生活污水的净化效果［J］.华南师范大学学报：自然科学版，2010（1）：105-110.

［9］唐晶，吕锡武，吴琦平，等.生物、生态组合技术处理农村生活污水研究［J］.中国给水排水，2010，24（17）：1-4.

［10］李军幸，张克强，张洪生，等.厌氧/人工湿地组合系统处理农村生活污水的效能［J］.中国给水排水，2011，27（23）：18-21.

［11］吴召富，王琳，杨杰军.淹没式生物膜-稳定塘组合技术处理农村生活污水研究［J］.环境工程，2013，31（4）：29-31.

［12］刘晓璐，牛宏斌，闫海，等.农村生活污水生态处理工艺研究与应用［J］.农业工程学报，2013，29（9）：184-190.

［13］俞旭锋，徐君冉，张乐为.厌氧池+人工湿地在农村生活污水治理中的应用［J］.水科学与工程技术，2014（2）：73-75.

［14］张玉华，刘东生，徐哲，等.重点流域农村生活源产排污系数监测方法研究与实践［J］.农业环境科学学报，2010，29（4）：785-789.

［15］尹微琴，王小治，王爱礼.太湖流域农村生活污水污染物排放系数研究-以昆山为例［J］.农业环境科学学报，2010，29（7）：1369-1373.

［16］安徽省环保局，安徽省环科院.安徽省地表水容量核定技术报告［R］.合肥：安徽省环境科学研究院，2004.

［17］杨琼，陈章和.人工湿地污水处理的应用现状及前景展望［J］.生态科学，2002，21（4）：357-360.

［18］钟林，郑蕾，丁爱中，等.人工湿地在我国污染河水治理中的应用及去除效果统计分析［J］.北京师范大学学报：自然科学版，2012，48（01）：66-73.

［19］邱彭华，徐颂军，谢跟踪，等.自然湿地、人工次生湿地与人工湿地比较分析［J］.海南师范大学学报：自然科学版，2010，23（2）：209-215.

［20］池州市国土资源局.池州市土地利用规划总体规划［EB/ OL］.（2011-12-07）［2015-03-23］.http：//www.czgtj.gov.cn/viewnews_cp. asp？id=1796.

［21］陈晓东，人工湿地在沈阳市农村生活污水处理中的适用性分析［J］.环境保护与循环经济，2011（11）：43-46.

［22］黄天寅，马奕，吴玮，等.苏州地区农村生活污水治理研究［J］.中国给水排水，2012，28（4）：11-15.

［责任编辑：余义兵］

X703

A

1674-1102（2015）06-0068-04

2015-04-09

池州市生态经济与旅游发展研究中心项目（XKY201407）；安徽省社科规划项目（AHSK2015D24）。

贾莉（1979-），女，安徽萧县人，池州学院资源环境学院讲师，硕士，研究方向为环境管理和污染控制。