浙江省饮用水库上游农村污水处理现状及防控技术

杜鹏飞，郝晓伟

(浙江省水利科技推广与发展中心，浙江 杭州 310012)

1 问题的提出

浙江省水资源较为丰富，但是随着经济的发展，水环境承受着越来越大的压力。为了实现可持续发展，浙江省委第十三届四次全会上做出了“五水共治”的决定，即治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水。五水共治，治污先行。水库水源地大多数位于农村，近几年，浙江省多座水库发生藻类爆发现象，如绍兴汤浦、台州长潭、德清对河口、苍南桥墩等供水水库，主要是水库水源地上游农村生活污水和面源污染造成入库污染负荷加大，严重影响了供水安全。因此，加强饮用水库上游农村污水防治工作迫在眉睫。

本文针对浙江省水库水源地上游农村污水治理存在的问题，开展水源库区上游农村污水处理及利用技术调研，对农村污水处理及利用情况进行总结和分析，提出保障库区农村污水治理技术对策，构建库区上游面源污染综合防治体系，为水源地面源污染防治和水源地保护提供切实可行的技术。

2 饮用水库上游农村污水特点

浙江省供水水库上游农村污水的来源主要为居民生活污水和农业面源污水。农村污水特点表现为规模小且分散、水质水量变化系数大、氮磷含量高、可生化性强等。以老石坎水库和汤浦水库为例进行分析说明。

深溪小流域位于安吉县重要饮用水源地—老石坎水库上游，流域内有报福镇深溪、洪家2个行政村，农户1003户，3272人。由于水土流失、农村生活污水直接排放、生活垃圾直接向河道倾倒、农业面源污染等原因，导致河道水质变差，河道水流直接进入老石坎水库。监测结果显示，总磷指标为Ⅳ类，总氮指标为Ⅲ类，水体季节性富营养化程度为中度［1］。

汤浦水库位于绍兴市境内，是绍兴市区及所辖上虞市、绍兴县近200万人的唯一饮用水源，水库流域上游有5个乡镇、82个行政村。汤浦水库面临流域上游11万多人口的生产、生活产生的化肥、农药、生活污水、垃圾等污染威胁，氮、磷等营养盐类污染物主要来源于双江溪和王化溪等入库径流。各类污染使水库水质总氮含量偏高，在IV～V类，总磷略微偏高;在I～II类，水库水质存在富营养化威胁。根据2002—2005年的监测数据统计，汤浦水库的水质处于中度富营养化状态，汤浦水库流域污染源汇总表见表 1［2］。

表1 汤浦水库流域污染源汇总表

3 水库上游农村污水治理方式及存在问题

3.1 饮用水库上游农村污水治理方式

浙江省应用的农村污水处理技术种类较多，大多数根据当地的实际选择有效的处理工艺。总体上，采取一次性投资低、能耗低、运行费用低、运行稳定、维护管理方便的实用技术是解决水源库区上游污染防控问题的主要途径。

浙江省水库水源地上游的农村面源污染治理主要采用了源头控制和末端治理相结合的方式。源头控制主要通过实施测土配方施肥、发展生态农业以减少化肥、农药进入水库的量。末端治理主要采用在库尾设置稳定塘、人工湿地等生态工程以削减污染负荷，防止水体向富营养化发展。通过调查，浙江省水库型水源地上游农村面源污染治理技术的核心处理单元主要有植物缓冲带、人工湿地、氧化塘［3］。

浙江省水库型水源地上游的生活污水污染治理中，治理技术形式多样，处理效果差异明显。三格化粪池、无动力厌氧、微动力厌氧、人工湿地、净化沼气池、氧化塘及组合技术是农村生活污水处理的主要技术。净化沼气池、人工湿地在某些大型水库上游的农村应用较为广泛，少数农村地区则采用了一体化处理设备。近年来，农村生活污水的处理设施建设取得了长足发展，但设施处理效果及长期运行状况仍需进一步完善。通过调查，浙江省水库型水源地上游生活污水治理技术的核心处理单元主要有人工湿地、净化沼气池、厌氧池等。

浙江省水库型水源地上游的畜禽养殖污染，主要采用堆肥和厌氧发酵的方式对养殖污水和畜禽粪便进行资源化利用，这2种方式在浙江省应用前景广泛。通过调查，浙江省水库型水源地上游畜禽养殖污染治理技术的核心处理单元主要有堆肥池和厌氧发酵池。

3.2 治理现状

2003 年以来，浙江省各地深入实施“千村示范万村整治”工程，农村面貌和生产生活条件有了很大改善。截至2013年底，浙江省28653个建制村中农村生活污水治理农户受益率在80%以上的建制村仅3527个，占总村数的12.31%;已开展生活污水治理但农户受益率在80%以下的建制村12707个，占总村数的44.35%，农村生活污水治理任重道远。2014年起，围绕“中国梦想·美丽浙江”总目标，各地农村生活污水治理工作全面展开，力争使浙江省绝大多数村庄的环境得到较好整治，因地制宜地采用多种模式，运用不同处理技术，积极开展污水治理。根据各重大供水水库水源地的水质监测数据显示，库区上游的污染负荷防控对于库区水质的保持发挥了重大作用。

3.3 存在的问题和不足

近年来，浙江省在水库水源地上游农村污水处理方面取得了一些成绩，但还存在一些问题。

3.3.1 生活污水面广量大

随着农村生活水平的提高以及农村生活方式的转变，生活污水的产生量也随之增长，但村庄面广、分布分散的特征造成排污点分散，呈现面状排放。由于农村地区的人数较多，生活污水排放总量较大，长期的排放会给库区水体带来一定程度的污染负荷。

3.3.2 库区上游农田面源污染未从根本上得到有效控制

浙江省多数水库型饮用水源地上游有相对集约化的农事活动，农业产量的提高主要依靠提高复种指数、增加化肥施用量，大部分的肥料属于速溶性肥料，会随水土流失进入饮用水源地。

3.3.3 库区上游畜禽养殖污水的处理尚不完善

畜禽养殖排放废水的污染物浓度高，排放量大，处理不当的排放会造成很高的氮、磷营养盐类污染负荷，容易引起库区水体的富营养化。

3.3.4 污水收集困难，处理率偏低

农村广大地区布设管网难度较大，建设成本高，将分散的农户污水统一收集较为困难。现有农村污水处理设施的建设跟不上，运行经费落实不到位、维护管理不善等导致部分污水处理设施运行效率偏低，甚至出现运行一段时间后不能正常运行的现象。据2002年调查，浙江省畜禽养殖污水排放量达8.68亿t，化学需氧量排放量为20.10万t，相当于全省工业废水排放量的64.0%和化学需氧量的59.0%，而处理率仅为2.8%。浙江全省年生活污水排放量约为8.56亿t，处理率约为2.5%。

4 治理技术及措施

饮用水库上游农村污水处理坚持以源头污染控制为主，末端治理为辅，两者相结合的原则。治理措施按污染源类型划分可分为农田、林地面源污染防治工程，生活污水防治工程和畜禽养殖污水防治工程3类。针对不同来源的面源污染，应采取相应的技术措施，同时注重不同技术的联合，构建库区上游面源污染综合防治体系，加强入库河道生态治理，实现点面结合，整体推进。通过农村污水治理技术方案的对比和综合性能分析，提出针对不同污染类型的技术对策。

4.1 农田、林地面源污染防治工程

在山地区建立具有蓄水保土、增加径流入渗时间、减缓流速作用的坡面工程和具有截、蓄、导、排等功能的生态沟道工程，减少流域土壤侵蚀。另外在水土流失区建造水土涵养林和水土保持林，以恢复植被、控制水土流失，减少水土流失面积，减少进入受纳水体的营养物质。在水库水源地林地开展清水涵养林工程，逐步在饮用水源地周围建立一个稳定、高质、高效的森林生态系统，促进水体净化、水质提升。

在平原区构建植被缓冲带，设置适当的人工溪沟、湿地、沙层过滤带及植被缓冲区，同时选择耐低温与耐高温植物相结合的配置方式，有效地减少农田地表和地下径流给水库带来的化肥非点源污染［4］。

积极推广成熟的平衡施肥、施药技术，提高化肥和农药的利用效率，从源头降低上游排污对库区水质的影响，这是目前保护库区水质的最有成效的技术措施，对平原区和山地区均适用。

4.2 生活污水防治生态工程

农村的主要特点是居住相对分散，自然和经济条件千差万别，采取一种统一的污水治理模式十分困难，应因地制宜地选择和发展生活污水分散式就地处理技术。污水的分散处理技术 (DecentralizedSanitationandReuse，DESAR)，以其布局灵活、施工简单和管理方便等特点，在世界各地，尤其是村镇地区广泛应用，已经成为国内外农村生活污水处理的首选技术。

目前国内外对农村分散型污水处理所采取的工艺技术在原理上通常可分为厌氧生物处理技术、好氧生物处理技术和生态处理系统3大类。厌氧生物处理技术主要包括:化粪池、沼气池等;好氧生物处理技术主要包括氧化沟、接触氧化和生物滤池;生态处理系统主要包括人工湿地、稳定塘和土地渗滤等。

根据污水进水水质、水量的区别，针对不同的出水要求、农村各地区环境特点的差异，在工艺流程的选择上，往往采用将不同类型的技术组合在一起，如“生物+生态、厌氧+好氧+生态组合工艺”等，开发和研究“厌氧水解、跌水充氧接触氧化、折流人工湿地组合技术”、“塔式蚯蚓生态滤池组合技术”及“厌氧发酵、生态土壤及蔬菜种植组合技术”等。

4.3 畜禽养殖污水防治生态工程

畜禽粪便的治理主要分为产前、产中和产后处理。产前、产中的治理是相对减少畜禽粪便的环境污染，产后处理才是消除畜禽粪便污染的较好方法。目前国内畜禽养殖业常用的径流污染控制技术主要有现代堆肥技术、厌氧发酵沼气技术。建议各地因地制宜，选择现代堆肥技术或厌氧发酵技术构建畜禽养殖污水防治生态工程。

4.4 入库河道污染物防治物理生态工程［5］

入库河道污染物防治物理生态工程主要是河滨植物生态修复带工程，根据实际情况可以选择疏浚清淤工程、生态浮床污染控制工程。

4.4.1 河滨植物生态修复带工程

河滨带生态植物群落系统是防止污物进入水库河道的最后一道屏障，对生活污水、农业废水及其他面源污染物中的N、P进一步拦截和净化，控制污染径流对入库河道的直接污染;利用河滨修复带对污染物的储存、截留和过滤等复合效应减少水体中污染物含量。

在主要出入库河道两侧及河口等地建设水质净化林工程，选择种植吸污能力强、净化隔污效果好的树种，促进河道水质的根本好转;在入库河道自然堤岸地带开展湿地保护及恢复工程，恢复基底整理、种植水生植物、改造生境、构建生态护坡或自然堤岸、收割水生植物、建设生物墙、生态廊道等。河岸植被缓冲带对于吸收、滞留地表径流中的污染物有良好作用［6］。

4.4.2 疏浚清淤工程

河道清淤工作重点要做好河流入库口附近的底泥清淤，定期开展入口处的清淤和河道疏浚，消除内源污染。

4.4.3 生态浮床污染控制

根据实际情况，在条件允许的情况下，可以采用生态浮床这一组合技术。生态浮床技术拟建立在滞留塘内，设置生态浮床区，利用着生在生物浮床上根系发达的生物，吸附水体中大量的悬浮物，并逐渐在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物通过吞噬和代谢，使水中的污染物成为无机物，即植物的营养物质，再通过光合作用转化为植物细胞的成分，促进植物生长，从而有效降低进入河流中的污染物。根据水库集水区的气候特征，可以选择有较强净化能力的美人蕉、莺尾、石葛蒲、花叶芦竹等植物。

5 结语

浙江省在水库水源地上游污染防控方面开展了大量工作，积累了适合各地实际的污染防控经验，对改善库区水质和保障饮水安全发挥了重要作用。针对水库水源地上游污染对库区水质的影响，采取源头控制与末端治理相结合的方法，以源头控制为主，末端治理为辅。从源头上截污，在库尾采用人工湿地、前置库等末端治理技术［7］，降低上游污染物在入库末端的积累效应，为城乡居民饮水安全和可持续发展保驾护航。

［1］薛建辉，阮宏华，刘金根，等.太湖流域水岸生态防护林体系建设技术与对策 ［J］.南京林业大学学报:自然科学版，2008，32(5):13-18.

［2］朱建坤，俞海平，施练东，等.汤浦水库富营养化趋势分析及防治研究 ［J］.环境科学与技术，2010，33(6E):219-221.

［3］林素兰，袁立新.大伙房水库水源地农村面源污染综合防治研究［J］.农业环境与发展，2008(2):82-83.

［4］张永春，张毅敏，胡孟春，等.平原河网地区面源污染控制的前置库技术研究［J］.中国水利，2006(17):15-18.

［5］王海珍，陈德辉，王全喜，等.水生植被对富营养化湖泊生态恢复的作用 ［J］.自然杂志，2002，24(1):33-36.

［6］王华玲，赵建伟，程东升，等.不同植被缓冲带对坡耕地地表径流中氮磷的拦截效果［J］.农业环境科学学报，2010(9):1730-1736.

［7］于洪忠，张顶策，胡永富.关于青年水库设置前置库的研究［J］.黑龙江水利科技，2011(1):154-155.