农村牧区生活污水处理技术选择适用性评价

丁超　李晨　王振华等

关键词：农村牧区;污水处理;综合指数法;适用性评价;内蒙古自治区

中图分类号：C934;X52 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2022.03.015

引用格式：丁超，李晨，王振华，等.农村牧区生活污水处理技术选择适用性评价[J].人民黄河，2022，44（3）：74-79.

党的十九大报告提出，加快生态文明体制改革，建设美丽中国。建设美丽中国必然包含建设美丽乡村，建设美丽乡村必须治理好农村环境[1]。但是，农村水污染防治一直是我国环保工作的薄弱环节[2]，污水处理率仅为20%左右[3-4]，水污染已成为农村社会环境面临的严峻问题[5]。大量生活污水未经处理直接排放是湖泊和河流水体富营养化等的主要原因之一。

内蒙古自治区近一半人口在农村牧区[6]，农村牧区污水处理基础设施落后[7]、监管薄弱，缺乏完善的环境监测网络和科学合理的监测体系[8]。内蒙古自治区水资源短缺、水环境污染严重[9-12]，因此高度重视农村牧区污水治理工作，颁布了内蒙古自治区农村生活污水排放控制的地方标准《农村生活污水处理设施污染物排放标准（试行）》（DBHJ/001—2020）。但是在水环境治理过程中发现不少问题，如生活污水处理技术设施运行成本高，推广困难[13];某些对温度、湿度等环境要求高及占地面积较大的污水处理设施无法推

广应用等[14]。为避免出现“建而不用”的问题，进行不同污水处理技术方案的技术性、经济性、可靠性比选十分重要。笔者根据内蒙古自治区农村牧区自然地理条件、资源环境、社会经济状况、生活污水排放特点[15-16]，以国内外污水处理常用技术为研究对象，利用综合指数及匹配性评价方法，分析了不同生活污水处理技术的特点及适用性。

1材料与方法

内蒙古自治区东西跨度大，各盟市经济发展水平、干旱程度、水污染程度以及人口密度存在较大差异[17]，农村牧区生活污水处理既要考虑技术先进性，也要考虑适用性，因此根据地理特征将内蒙古自治区划分为东、中、西3个区域，东部包括呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市、赤峰市，中部包括呼和浩特市、乌兰察布市、锡林郭勒盟，西部包括包头市、鄂尔多斯市、乌海市、巴彦淖尔市、阿拉善盟。

1.1技术选择

当前国内常见的农村生活污水处理技术分为生物污水处理技术、土地污水处理技术和一体化污水处理技术（即组合工艺污水处理技术）三类[18]。结合内蒙古自治区农村牧区环境特征、经济状况，东、中、西部分别参考住建部发布的东北、华北、西北地区的农村生活污水处理技术指南（简称“指南”）以及相关研究成果[19-20]，从国内现有的成熟技术中初步筛选出8种典型技术进行适用性评价研究，各项技术的特点、适用范围等见表1。

1.2数据来源

不同污水处理技术适用性评价标准采用《农村生活污水处理设施污染物排放标准（试行）》（DBHJ/001—2020）中污染物排放的最高限值。评价指标宏观数据主要来自《内蒙古统计年鉴》，COD、氨氮等数据根据已发表的污水处理类文献资料[21-27]搜集，部分偏主观数据（如“运行稳定性”“管理难易性”等）在参考相关文献[21-22]基础上辅以专家意见进行修正。

1.3基于区域匹配性评价的二阶段评价方法构建

1.3.1评价指标体系框架

生活污水处理技术的适用性评价分为通用性评价和区域匹配性评价两部分，首先对各污水处理技术采用综合指数法进行通用性评价，然后针对不同盟市的经济适用性、环境适用性、管理适用性进行区域匹配性评价，最终得到各污水处理技术的适用范围，见图1。

通用性评价包括技术、经济、环境以及管理适用性4个方面。技术适用性主要考虑COD去除率、污水处理的脱氮除磷效果;经济适用性主要考虑建造成本和运行费用;环境适用性主要从相关技术的占地需求和能否资源化利用两方面考虑;管理适用性主要考虑技术应用的管理难易程度、能否稳定运行、是否需要大量维护人员。内蒙古自治区幅员辽阔，各地区经济发展水平、村牧民收入、水资源、土地资源以及人口分布不平衡，因此需要根据各地区的具体情况进行生活污水处理技术匹配性评价，包括经济、环境以及管理适用性修正。根据区域匹配性评价结果对通用性评价进行修正。在评价过程中，指标权重均选取平均权重进行计算。

2 评价结果

2.1原始数据

通用性评价原始数据见表2。通用性评价原始数据通过选取权威环境类杂志发表的近几年农村牧区生活污水处理方面的文献进行采集，采集原则：多个文献中同时具有所需数据时，选取具有相同量纲能直接代入本方法计算的数据;在适用本研究方法的前提下，选取最新的数据;选择专业性强的期刊文献以及与本研究方向相近的文献;技术适用性指标选取处理效果最好的数据;经济及环境适用性指标选取所选用文献数据的平均值;管理适用性指标在各文献数据基础上，辅以指南及参考专家意见修正。

区域匹配性评价原始数据主要来自于2020年《内蒙古统计年鉴》，以及年鉴数据的整理计算，限于篇幅不再列出。

2.2通用性评价结果

EngelbartSST一体化设备（简称SST）、人工湿地、SBR、氧化沟、稳定塘、土地渗滤、生物接触氧化池、普通曝气池通用性评价结果分别为0.72595、0.72352、0.69880、0.63843、0.63195、0.62295、0.45313、0.40270，不同生活污水处理技术不同指标的适应能力见图2。

通用性评价主要体现了綜合性能，通用性评价结果数值较大的污水处理技术如SST、SBR可能在经济性方面相对较差，但是在保证污水处理性能的情况下具有较大的运营管理优势，因此整体表现更为均衡。通用性评价结果数值较小的污水处理技术则存在一些明显短板，如在投资运行等方面具有优势，但在污水处理性能方面相对薄弱，在管理等方面也没有明显优势，因此选择生物接触氧化池、普通曝气池性价比较低。因此，在不考虑内蒙古自治区各盟市农村牧区经济、环境条件等情况下，应首选综合性能较好的污水处理技术，如SST，这样既可有效保障污染物去除效果，又能确保后期污水处理设施稳定运行。在某些方面有明显短板的污水处理技术则需要根据使用地的具体情况进行技术选择，如遇到用地、资金或者管理限制而只能在某些方面取舍时，进行特殊适用情况的适配。

2.3区域匹配性评价

根据各盟市经济发展水平、土地资源、水资源以及管理能力对通用性评价结果进行匹配性评价并修正最终评价结果。根据评价结果，将农村牧区生活污水处理技术的选择情况按照地域进行划分，结果见图3。

（1）东部地区。内蒙古自治区东部农牧业是支柱产业（耕地面积居全区之首），人口众多（赤峰市、通辽市、呼伦贝尔市人口居内蒙古自治区前三），经济发展水平中等，水资源相对丰富（水资源量全区排名前四的城市均在东部）。在经济承受力、土地资源供应、水资源连续供应以及人力资源上具有一定实力，因此水污染处理技术的选取对经济成本等限制相对宽松，对处理效果的要求提高，且对土地限制不敏感。修正后技术适用性评价结果见图3（a），人工湿地处理生活污水投资小、运行成本低、维护简便，但是占地面积大、污水处理效果相对较差，符合呼伦贝尔市的实际。另外，随着近年来乡村旅游的兴起，对污水处理效果、维护、能耗等方面的要求越来越高，而对费用和管理要求的敏感性有所降低。因此，SST、SBR等污水处理技术即便经过修正缩小了与其他污水處理技术的分差，但是综合来看仍是优先推荐的技术。在评价得分方面，东部地区污水处理技术适用性评价赤峰市分值最高，赤峰市是内蒙古自治区东部经济最发达的盟市，评价得分反映了农村牧区对污水处理技术需求的急迫性。

（2）中部地区。内蒙古自治区中部除呼和浩特市外，其余两盟市经济相对落后，人口较多、土地资源相对紧张，水资源不足。根据内蒙古自治区的战略定位（祖国北疆生态安全屏障）以及近年来全域旅游的发展，对占地少、污水处理效果好的技术需求提升。经修正后，SST、SBR等为首选污水处理技术。在污水处理技术适用性评价得分方面，三盟市相差不大，其中呼和浩特市分值最高。近年来呼和浩特市、乌兰察布市发展很快，得分反映了中部地区农村牧区对污水处理技术需求的变化。

（3）西部地区。内蒙古自治区西部气候干旱、极度缺水。西部地区重工业发达、资源丰富、经济水平较高，但土地资源相对紧张，因此对占地少、污水处理效果好的技术需求很大，经济方面的制约性相对较低。SST是污水处理首选技术。在评价得分方面，经济发达盟市的污水处理需求越大，得分越高，反映了农村牧区对污水处理技术需求的急迫性。

3分析讨论

根据评价结果，在通用性评价中，EngelbartSST一体化设备、序批式生物反应器（SBR）、人工湿地污水处理技术效果较好，生物接触氧化池、普通曝气池污水处理效果较差。在以往研究中，人工湿地是综合性能较好的技术，但目前一体化技术开始占据优势，原因是，农村牧区水环境污染治理需求提升，只有更先进的技术才能适应这些需求的改变。与此同时，效果相对较差的技术则只能成为对环境、经济或管理等有特殊要求时的后备选择。

通过区域匹配性评价结果对通用性评价进行修正，但是总体来看对内蒙古自治区农村牧区生活污水处理技术选择的影响不大。造成这种情况的原因可能有：一是根据目前内蒙古自治区经济发展水平以及水污染情况，对污水处理效果的追求是第一位的，经济上相对可承受，因此对经济性和管理特性相对不敏感，区域匹配性评价改变了通用性评价的结果，但没有大范围改变通用性评价后的污水处理技术选择的排名;二是受既有数据影响，选择的评价指标比较宏观，主要为污水处理技术选择影响因素的间接表征指标，在未来的研究中，针对村落的污水处理需求、污染物种类及排放水平、村民经济承受力、村集体土地可利用情况等指标进行修正是值得探讨的方向之一。

经过区域匹配性评价，不同地区呈现了不同的对污水处理技术选择的排序，体现了地区特点。综上判断，区域匹配性评价方法是有效的，内蒙古自治区农村牧区污水处理技术选择过程中，应结合当地环境特点、风俗习惯、经济状况等因素，因地制宜选择适合本地、工艺成熟的生活污水处理技术。

4结语

针对生活污水处理技术的选择，在通用性评价基础上进行区域匹配性评价，采用该方法对内蒙古自治区农村牧区污水处理技术适用性进行评估。对于内蒙古自治区农村牧区生活污水处理技术的选择来说，最重要的是看技术处理的效果。生活污水处理技术运行的成本以及操作的难易性等对污水处理技术的选择有一定影响，但根据目前各技术表现出来的差异性以及各地区的需求，其差异性不明显，不是决定性影响因素，因此污水处理效果好且占地省的技术最受欢迎，而经济性并不是最主要的考虑因素。在通用性评价基础上，结合内蒙古自治区各区域自然环境、经济和社会条件，因地制宜地选择技术先进、经济合理、环境适用的污水处理技术，EngelbartSST一体化设备、序批式生物反应器（SBR）和人工湿地是目前综合适用性较好的技术。

【责任编辑 吕艳梅】