川西高原地区农村污水现状调查及处理模式探究

杜欢 曹楠 邹渝

摘要：为了解川西高原地区农村生活污水产污特征，掌握该地区农村生活污水污染现状，通过实地调查的方式，抽样选择了德格县的3个行政村的21家农户，对川西高原地区农村生活污水现状进行了抽样调查和监测，得到该地域农村生活污水产生量和污染物浓度数据。川西高原地区农村生活污水人均日产生量为27.7L/（人·d），COD、NH³.-N、TN、TP浓度分别为286.7、14.4、37.3和2.7mg/L，pH值为6.93，在实地调查并掌握基础数据的基础上，提出了两种适合川西高原地区农村生活污水的处理模式。

关键词：高寒地区;农村生活污水;水质水量;处理模式

中图分类号：X321 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）14-0127-03

1引言

我国农村区域占国土面积的九成，农村环境质量的改善对于我国环境质量的保障至关重要。统计资料表明：目前我国年均农村生活污水排放量可达到约80000万t，不经过处理直接进行排放的农村污水达到约96%，污染了地表水和地下水。全国农村人口约有6.74亿人，生活污水产生量按21.74L/d估算，每天共有146.5万t的农村生活污水产生。其污染物为有机物、悬浮物、N、P和致病微生物。我国污水处理技术多采用AAO法、SBR法、MBR法、氧化沟法、生物接触氧化法、生物流化床等，这需要建设污水收集管网和污水处理厂，基建费用和运行费用都比较高，操作复杂需要专人维护，而且还会产生大量的剩余污泥造成二次污染，且在严寒低温情况下的处理更是难上加难。有必要对高寒地区农村生活污水现状进行调查，掌握清楚基本情况是研究和解决高寒农村生活污水问题的一个重要环节。此次调查研究以德格县为例，对该区域的农村生活污水产生情况进行实地调查监测，因地制宜筛选适合高寒地区农村污水处理的技术，为川西高原农村生活污水处理提供技术参考。

2材料与方法

2.1调查区概况

德格县地处四川省甘孜藏族自治州西北部，位于金沙、雅砻江上游，共有6个镇，20个乡，171个行政村，气候为大陆性高原季风，常年温度较低，冬季时间长，常年平均气温6.7℃，最低气温极值-20.7℃，降雪期早，日照较长，年均日照1966h。

2.2调查内容

本次调查时间为2018年8月和2018年11月，共涉及到该地区13个村：马尼干戈镇洞真村（编号A）、更庆镇戈姑村（编号B）、柯洛洞乡燃卡村（编号C）。本次调查共对21户农户进行，调查内容主要包括家庭人口数、家庭主要情况、污水排放量，并对此21户的生活污水进行水质监测，监测指标监测指标是COD、NH³.-N、TN、TP和pH值。

2.3试验方法

2.3.1生活污水水质

根据国家标准分析方法确定了5个水质指标：用重铬酸钾法测定COD;用纳氏试剂分光光度法测定NH³.-N;用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定TN;通过钼酸铵分光光度法测定TP;通过玻璃电极法测定pH值。

2.3.2计算公式

通过对每个村庄日常污水中每种污染物的浓度和日常生活污水进行加权，得出该村生活污水中每种污染物的日平均浓度。

3结果与分析

3.1生活污水水量特征

在夏冬两季共计8d监测了3个村21家农户每天的生活污水产生量，发现该区域农户每天的人均生活污水产生量波动很大，所有监测数据中的最高值和最低值分别为3.0L/（人·d）和75.2 L/（人·d）。现场调查发现，各村基础建设情况差异不大，人均污水产生量与经济条件没有关联，影响生活污水产生量的因素主要有家庭人员结构、生活习俗以及节水用水意识3个方面。从每日调查数据来看，每个单户人均生活污水产生量在一个较大范围内波动，加权平均后波动明细减小，从表1可分析出，洞真村、戈姑村、燃卡村人均污水产生量分别为22.2 L/（人·d）、27.6L/（人·d）和33.3L/（人·d）。总体而言，德格县地处高原山区，气温整体较低，经济发展较为滞后，基础设施不够完善，再加之生活习俗习惯等原因，全域农村生活污水人均产生量偏低，为27.7L/（人·d），在西南地区农村生活污水排放量参考值范围内。

3.2生活污水水质特征

在夏冬两季攻讦8d监测3个村的生活污水水质，监测各村每天的COD、NH³.-N、TN、TP和pH值共5项指标。其中，3个村生活污水的pH值在6.02～7.92波动，均值为6.93，该值属于正常范围。洞真村（编号A）、戈姑村（编号B）、燃卡村（编号C）的生活污水水质其余四项监测指标见图1～4。

该地区生活污水中的COD浓度变化受季节影响不大，夏季和冬季没有明显差异，由图1可知，调查的村庄每天生活污水COD浓度在一定范围内波动，洞真村、戈姑村、燃卡村生活污水中的COD浓度分别为190～366、98～358、98～387mg/L。3個村生活污水中的COD浓度日均值分别为：洞真村288.2 mg/L、戈姑村270.O mg/L、燃卡村300.6mg/L。由公式（2）算出调查区域农村生活污水的COD浓度为286.7mg/L，可见德格县农村生活污水COD浓度与我国城镇污水COD浓度差异不大，且在西南地区农村生活污水水质COD参考浓度值150～400mg/L范围内。

由图2可知，3个村每天生活污水NH³.-N浓度波动范围均较大，洞真村、戈姑村、燃卡村的生活污水NH3一N浓度分别为2.5～33.2、5.8～36.5、3.9～35.9mg/L，3个村生活污水中的NH³.-N浓度日均值分别是洞真村16.2 mg/L、戈姑村14.9mg/L、燃卡村12.9mg/L，由公式（2）算出调查区域农村生活污水中的NH³.-N浓度为14.4mg/L，该值与城镇生活污水中的NH³.-N浓度相当，较西南地区农村生活污水水质NH³.-N参考浓度值20～50mg/L偏低。

由图3和图4可知，洞真村、戈姑村、燃卡村的生活污水TN浓度和TP浓度为7～84、16～67、1l～66mg/L和2.12～4.13、0.53～4.58、1.70～4.88mg/L，TN和TP数值在一定范围波动，该范围未超出合理区间;3个村TN浓度日均值较为接近，分别是洞真村42.3mg/L、戈姑村37.8mg/L、燃卡村33.7mg/L，由公式（2）算出调查区域农村生活污水中的TN浓度为37.3mg/L;3个村TP浓度日均值也较为接近，分别是洞真村3.1mg/L戈姑村2.2 mg/L、燃卡村2.9mg/L，由公式（2）算出調查区域农村生活污水中的TP浓度为2.7mg/L。

3.3川西高原地区农村污水处理技术推荐

川西高原地区多为山区，地形条件较为恶劣，冬季寒冷，常见的污水处理方式并不适应低温地区。根据德格县的地形、气候、人口等条件，结合实地监测的生活污水水质水量数据，笔者认为适合该地区污水处理的工艺应为一体化污水处理技术。一体式污水处理装置是指在同一反应堆中完成不同生物、物理和化学过程的处理设备，此类设备具有经济实用、占地面积小、操作管理简单方便的优点，同时在水量冲击和反应器耐受水质方面表现出的较强的能力，可较好的去除氮磷。结合川西高原地区冬季低温，且持续时间较长的特点，常规的一体化设备达不到长期稳定运行的效果，结合当地气候、地形等特点，建议采用两种改进的综合污水处理设备处理川西高原农村生活污水。

3.3.1太阳能膜生物反应器

该地区日照充足，太阳能丰富，将太阳能合理利用并转化为热能为一体式膜生物反应器保温加热将解决膜生物反应器冬季低温运行问题。一集成膜生物反应器的膜分离设备取代了传统的二次沉淀池，将泥水分离，最后剩余的污泥很小，具有管理、投资、技术和占地等综合优势，因为不需要污泥回流，与膜外型相比，它具有能耗低的优点，并且比传统的活性污泥法更强，可以大大改善出水的水质。太阳能膜生物反应器还能根据不同处理规模设计单户或者几户共用的一体化设备，是较为适合川西高原地区使用的一种生活污水处理设备。

3.3.2一体化污水土地处理设备

污水土地处理技术是污染物进行一系列物理、化学和生物净化过程，所采用的机制为土壤一微生物一植物生态系统的自我调控及人工调控，待处理的污染物可以在净化过程中被去除和转化，并且是一个稳定、无害的生态系统项目。结合污水土地处理系统的特点，将该系统预制成一体化设备，可快速方便的将其埋人地下，这样既节约了土地资源，也减少了投资运行成本，还能适应不同规模的生活污水处理。目前，污水土地处理技术已在北京昌平、沈阳等较为寒冷地区成功运行。

4结论

通过对德格县农村生活污水产污特征进行抽样调查和监测，得出以下结论。

（1）川西高原地区农村生活污水人均日产生量为27.7L/（人·d），生活污水COD浓度286。7mg/L，NH³.-N浓度为14.4mg/L，TN浓度为37.3mg/L，TP浓度为2.7mg/L，pH值为6.93。对川西高原地区农村生活污水处理工艺的选择除应遵循低投资、小规模、耐低温等原则。

（2）结合地形、气候、规模等条件，川西高原地区农村生活污水处理工艺推荐选择太阳能膜生物反应器和一体化污水土地处理设备。