广东省以PPP模式推进农村生活污水处理设施建设分析—以湛江市徐闻县为例

陈棣明 中都工程设计有限公司华南分公司

1 前言

近年来，农村生活污水无序排放的问题日渐受到关注，并已经成为中国环境管理面临的新问题[1]。大量未经处理的污水直接排放不仅严重破坏了乡村环境，而且成了农村文明建设的阻碍，因此有效地控制和治理农村生活污水乱排引起的环境污染问题，有针对性地加快推进农村生活污水处理设施建设进程是广东省社会主义新农村建设的重要工作之一。本文根据广东省徐闻县以PPP模式整县推进生活污水处理设施建设项目，着重介绍了农村污水的收集经验、污水处理站的设置和布局及污水处理站的工艺选择。

2 项目概况

2.1 现状概况

徐闻县属于广东省湛江市，位于中国大陆最南端，东经109°52’～110°35’，北纬20°13’～20°43’，东、西、南三面环海，即东和东北临南海，西濒北部湾，南隔琼州海峡，北接雷州市，面积为1979.6km2。全县设12个镇，总常住人口为68.79万人。

目前，徐闻县只有部分村庄设有污水处理设施，大部分村庄的生活污水尚未统一治理，且这部分村庄既没有完善的排水系统，也没有任何污水处理设施。根据调查，其农村生活污水排放方式主要有三种：一种是通过市政管网排入附近的城镇污水处理厂；一种是通过村内污水管网收集后排入附近水体；还有一种是散排，污水直接泼洒到地面。

2.2 项目运作模式

项目由县政府统筹，将村级污水处理设施及配套管网捆绑打包统一招商。项目由社会资本完成前期工作阶段与后期建设运营阶段，其中包括勘察设计、施工建设、运营及移交等工作，即采用设计-建设-融资-经营-移交（DBFOT）模式。

3 设计原则

3.1 基本原则

靠近城镇的村庄利用现有或新建污水管线将村内污水收集至附近城镇的污水处理厂；不靠近城镇但密度相对集中的村庄可考虑将相近村庄的污水收集后送至污水处理站统一处理；既不近城镇污水处理厂也无相近村庄的村庄在人口规模较大的情况下可单独建设污水处理站。

3.2 收集处理模式

农村生活污水治理主要是通过实现雨污分流来进行源头减量、控制污染与资源化利用[2]。农村生活污水收集系统应考虑村庄密度、人口数量以及地形地势等，同时结合农村发展规划和自然条件，按照实际情况因地制宜，采用多种污水收集处理模式。目前，农村污水主要有以下三种收集处理模式。

（1）汇入城镇集中处理。汇入城镇集中处理是指将村庄内所有污水经市政污水管网收集后输送至邻近的城镇污水厂进行处理，即利用城镇污水处理厂统一处理。该模式具有施工周期短、投资省、见效快和管理方便等特点，适用于人口密度大、地理条件便利和施工条件好能够将污水输送至城镇污水处理厂的村镇。这种村庄污水汇入镇区污水处理厂处理的处理方式称为“镇带村”处理模式；汇入城区污水处理厂处理的处理方式称为“城带村”处理模式。

（2）农村集中处理。农村集中处理是指通过敷设污水管道将各户排放的生活污水收集后排入农村集中建设的污水处理设施进行处理，即利用污水处理设施集中处理。该模式具有占地小、抗冲击能力强、自动化程度高、运行成本较低等特点，适用于人口密集、污水量较大、相邻村庄距离近。这种多个村庄污水分散收集后集中处理的处理方式称为“联村”处理模式。

（3）单村分散处理。单村分散处理是指单个村庄产生的污水通过收集系统收集后再进行处理，即利用中小型污水处理设施或生态处理等单独处理。该模式具有布局灵活、管理方便等特点，适用于布局相对分散、人口规模相对较大以及地形相对复杂的村庄。这种既不具备“城带村”“镇带村”建设条件也不具备“联村”建设条件的村庄只能单独建设污水收集系统和污水处理设施来进行处理，其称为“单村”处理模式。

3.3 站点选址原则

农村污水处理站选址一般需遵循以下原则：位于村镇水体的下游；处理后出水能够回用和安全排放；处于夏季主导风向的下风侧；具备良好的工程地质条件；尽量少拆迁，少占地且不占农田；避开在雨季易受水淹的低洼处；保证与周边居民有一定的卫生防护距离；具备扩建的外部条件；运营管理、交通、运输和供水供电等较方便。此外，当采用“联村”处理模式时，应将污水处理站选在中心位置处的村庄，且污水处理设施占地不超过3.0m2/(m3·d)。

总之，农村污水处理站布置应首先考虑建设现状、地形特点以及附近受纳水体污染状态等实际情况，再因地制宜、合理规划、合理布置。

4 污水处理站工艺选择

农村生活污水处理效果的关键在于处理工艺的合理选择，生活污水处理工艺的不同所产生的出水水质、维护管理的要求以及运营成本也存在较大的差异[3]。农村生活污水的处理主要分为两大类：一类是生物处理，常用的有AO法、AAO法、厌氧接触法、SBR法、MBR法等；一类是生态处理，常用的有人工湿地处理、稳定塘和土壤渗滤系统等。目前农村生活污水处理将生物处理技术和生态处理技术联用较为常见。

4.1 厌氧+强化人工湿地

该工艺由厌氧水解池和人工湿地两个处理单元串联组成。生活污水进入厌氧水解池，截留大部分有机物，并在厌氧水解作用下，被分解成小分子有机物，小分子有机物和部分富营养物质在人工湿地内土壤、微生物和生物组成的系统的物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等作用得以去除，实现对污水的高效净化[4]。

该技术工艺简单、无动力消耗且管理维护方便，抗冲击负荷能力较强，能与周边生态环境相适应，适合于有地势差、对氮磷去除要求较高的农村。但由于缺乏好氧单元，脱氮能力较差，需要对人工湿地进行好氧强化，提高脱氮除磷效果。

4.2 厌氧+生态沟/稳定塘

该工艺由厌氧水解池和生态沟组成，生活污水进入厌氧水解池，截留大部分有机物，并在厌氧水解作用下，被分解成小分子有机物和稳定的沉渣。厌氧水解池出水进入生态沟/稳定塘利用水生植物的生长，吸收氮磷，降低有机物含量。

该工艺采用生物和生态结合技术，可根据村庄条件因势而建。生态沟可利用沟渠改建，稳定塘可利用河塘或闲置洼池改建。该工艺适用于拥有自然河塘和闲置沟渠且规模适中（不大于50m3/d）的村庄。但由于缺乏好氧单元，脱氮能力较差，需要对生态沟/稳定塘进行好氧强化，提高脱氮除磷效果。

4.3 膜生物反应器（MBR）+吸附除磷装置

膜生物反应器是一种由膜分离单元与生物处理工艺相结合的新型污水处理技术，其以膜组件取代活性污泥法中的二沉池，提高出水水质的同时，使生物反应中保持较高的污泥浓度，从而减少了处理设施占地面积，并且保持低污泥负荷，减少污泥产量。

该工艺对污染物的去除率高，效果稳定，耐冲击负荷，占地少，控制灵活。但是该工艺成本高，自动化程度要求高，整体运行费用高。

4.4 一体化设备

一体化设备是一种将初沉池、接触氧化池、二沉池、污泥池集中一体的设备。当前一体化设备常见工艺主要有A/O工艺、SBR工艺和MBR工艺等。

该设备处理投资及运行费用少、处理效果明显、占地小、操作管理简单，适用性和应用性更强，尤其适用于农村分散式污染源。但该设备不利于维修，处理规模较小，容易被腐蚀。

以上处理工艺各具优缺点，应综合考虑当地经济、地形等因素，因地制宜地选取合适的处理工艺。本工程优先推荐“厌氧生物处理+人工湿地”“”“一体化设备”的处理模式对徐闻县农村生活污水进行治理。

5 工程内容

徐闻县共15个乡镇及农村，总服务人口约56万人。尽管角尾乡、和安镇、新寮镇、锦和镇、下洋镇、前山镇、曲界镇等7座镇区已建污水处理厂，南山镇迈熟村、迈陈镇北街下村、龙塘镇符宅村、下桥镇下洋子村以及下桥镇陂塘新村、荣宅村等5座村庄已有污水处理设施，但剩余部分仍需进行污水治理，因此，本项目徐闻县合计新建5座污水处理厂，980座农村污水处理设施。

5.1“镇带村”处理模式典型村

迈陈镇镇区新建污一座污水处理厂，设计规模为1500t/d，服务范围主要包括迈市社区的东城街、英菲村、市尾村、中大兴街、东成街、西宁街、南安街、前进街，迈陈村委会的上村、下村，打银村委会的打银村、本宫村以及迈糖社区、机关单位，总服务面积约5.29km2，总服务人口约14179人。

本工程利用迈陈镇镇区已建污水管网（DN600钢筋混凝土管）8.6km和新增不少于15.2km的配套主次干管（DN300～DN600）以及不少于8.0km的支管将镇区和周边村庄的污水收集后汇入新建的污水处理厂进行处理。

5.2“联村”处理模式典型村

南山镇海联村、海上村、海西村和海东村四个村庄距离很近、规模较小，四个村庄总服务面积约0.35km2，总服务人口约2493人。

本工程总共新建污水管网（DN200～DN300HDPE双壁波纹管）9.6km，新建一座200m3/d一体化预处理池和一座200m3/d地上式AO一体化设备。

5.3“单村”处理模式典型村

前山镇科家村村内占地约0.14km2，常住人口约1395人，是镇域内规模较大的村庄。由于该村人口相对密集且规模较大，适合单独建设污水收集系统和污水处理设施来处理。

本工程利用现状污水管线，并在现状基础上新建、完善村内的污水管网，统一收集后采用“厌氧生物处理+人工湿地”处理。

6 结束语

目前，广东省正在有序地推进农村生活污水处理设施建设，但由于村庄数量多、水量小、集聚散、地形复杂等原因，农村生活污水收集和处理均面临一定的困难。因此，农村污水处理应遵循“优先汇入城镇排水系统，污水处理设施建设‘集中式’和‘分散式’灵活运用”的原则，结合当地农村的区域特征，因地制宜地选择简单、易行、合理、经济有效的污水收集方式和处理工艺，系统且有效地解决当前农村污水处理面临的问题，从而大力推进美丽、清洁、生态乡村的建设。