村镇污水处理难点分析与思考1
中国全面打响污染防治攻坚战。6月24日，《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》发布。专家提出，《意见》紧盯污染防治攻坚战，主要以2023年为时间节点，兼顾2035年和本世纪中叶，从质量、总量、风险三个层面确定生态环境保护目标。
农村污水治理作为农业农村治理、水源地保护、黑臭水体治理、长江保护修复、渤海综合治理攻坚战等七大标志性重大战役之一，是建设美丽乡村、改善人居环境的关键，但是我国村镇污水处理还面临着很多难题。石家庄顺时科技从建设期和运营期全面考虑，将污水处理设备设计成标准化、单元化、模块化的产品，系统地解决村镇污水处理难题，是目前村镇污水处理的较为理想的选择。
1、村镇污水处理现状
我国以往关于污水治理的研究主要集中于城市污水及工业企业排放的污水，技术发展及处理程度远远超过农村污水。村镇生活污水具有排放源分散、人民环保意识薄弱、设施和经济条件不足、区域差异大等特点，对于村镇污水的处理缺乏深入、系统的研究，很多水源地、河流等均流经村镇地区，受村镇环境的影响，也受到了不同程度的污染，对于人民的供水安全和身体健康具有很大的影响。因此，研发和推广适应我国村镇特点和经济力量的村镇污水处理系统，具有十分重要的理论和应用意义[1]。
2、村镇污水处理面临的主要问题
根据对多个村镇实地的调查研究，顺时科技认为村镇污水处理目前面临的主要问题是“建不快”“用不好”“搬不走”。
2.1建不快
村镇地区地势复杂，多山地和丘陵，许多施工需要人工进行作业，加大了施工难度大，而传统土建形式污水处理厂本身工作量较大，所以施工周期变长。市面上一些一体化污水处理设备虽然有将处理设备集成，施工周期短的特点，但是由于体积庞大，有些现代化建设薄弱的村镇没有可以通行大型运输设备的公路，导致一体化污水处理设施所需要的大型机械设备根本无法进入水源地，无法建设。
2.2用不好
大部分村镇污水处理处于初步探索阶段，已经建好的污水处理设施由于缺乏专业的技术人员，运行状况不能保证，部分设施损坏后得不到及时修缮，难以达到高效、长久的使用。
2.3搬不走
村镇的污水处理处于开展初期，处理规模和出水质量需求随着政策的跟进会有更高的要求，现有的污水厂进行改造或扩建非常麻烦，如果厂区重新规划或厂区搬迁则污水处理厂只能报废处理。
3、顺时科技对于村镇污水处理设备选择方案的思考
石家庄顺时科技通过实地调研和对以上问题的思考，结合项目实践经验，认为农村污水处理应该将消解系统进行单元化、模块化的设计，综合考虑建设期和运营期的问题特点，系统的思考解决方案。
3.1建的快
想要处理系统建的快，要从设计周期和建设周期综合考虑。石家庄顺时科技用成熟可靠的工艺将消解单元按照现有技术规则实现标准化和系列化，进而使整个污水处理设备实现标准化，缩短了方案的设计周期。同时，按照标准化的额原则，把消解单元做成系列模块，设备舱也做成标准集装箱形式。针对不同的水质水量要求，选用不同的单元模块组合，方便扩容和提级，适应场地摆放，同时模块化的设备单个体积小，便于运输和安装，不需要大型运输设备的介入，大大简化了建设施工工程，节省建设周期。
3.2 用的好
顺时科技将消解单元内部各功能实现模块化，可不停水检修，避免因停水造成的微生物流失。整套设备通过远程集中控制中心控制，可实现无人值守,专业技术人员可以通过移动端远程查看设备运转情况，傻瓜式的操作也降低了对现场人员的技术要求。自主研发的运转设备故障诊断与报警系统和运行数据存储与智能分析系统保证维护修缮能够及时响应。移动式的污泥干化处理车和微生物在线培养应急补充设备可以保证设备持续良好的运转。
3.3 搬的走
单元模块化的设计思路，可以方便加装单元提高处理能力，不需要对污水站进行大的改造，从而实现客户对出水质量的扩容和提级需求，整套设备方便组装、运输，随时可以搬移，保证设备有针对性、高效率、可循环使用，杜绝设备“晒太阳”。
4结语
综上所述，村镇污水处理是大势所趋，是改善农村人居环境的重点任务，“建的快”、“用的好”、“搬的走”的解决方案是村镇生活污水处理的发展方向。石家庄顺时科技从设计和建设期到运营期全面考虑，将收集系统和处理系统定制化的方案标准化、产品化，系统的解决村镇污水处理难题，已经成功应用于多个项目并且逐渐发展成熟，是目前解决村镇污水较为理想的处理设备。
村镇污水处理难点分析与思考2
一、主要面临的难点
当前，我国村镇污水处理行业发展迅速，当仍面临许多问题，主要有以下4点：厂站数量多、分散性强、选址难;水质水量差异大;标准不明确、不健全;部分处理设施运行效果不佳。
1.厂站数量多、分散性强、选址难
我国村镇数量非常之多，建制镇水量也在逐年增加，2016年，我国村庄数量261.7万个，建制镇数量1.81万个，建制镇供水达135.3亿立方米。面对如此庞大的水量，我国村庄以及建制镇的待建设厂站也亟待增多，但由于我国城乡发展的不平衡，截止2016年，全国有生活污水处理设施的建制镇比例占28%，有生活污水处理设施的村庄比例占20%，除了上海、江苏、浙江、山东等经济较发达地区外，其余地区处理站点数量极少。同时，处理站点的选址和建设也存在一定难度，例如某些村民认为处理后的出水直排水塘，会导致水塘污染等主观原因，使得污水收集处理设施的建设也经常受到村民阻挠。
2.水质水量差异大
水质水量差异大包含以下几个原因：首先，由于资金有限，村镇地区基本不建设灰水收集管，因此仅仅能收集到水量小、浓度高的黑水。第二，由于村民户内化粪池渗漏的情况时有发生，导致黑水无法收集，仅有部分灰水进入收集管，水量小、浓度低。第三，当污水量小于设计值时，化粪池停留时间过长，污水在化粪池内停留时间也会变长，导致碳源过度消耗，碳氮比失调。第四，雨季来临时，雨水会通过天井明渠进入户内的收集管，导致水量大、浓度低的情况出现。最后，节假日用水人口增加会导致污水量突然加大，污水处理设施溢流的问题。
3.标准不明确、不健全
目前，我国镇级污水处理基本参照城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)。村庄地区尚无明确排放标准，部分省市颁布了地方排放标准或要求(北京、宁夏、山西、河北、浙江、上海、重庆等)，但各地对村庄污水的排放标准限值差异较大。最后，《农村生活污水处理设施技术标准(报批稿)》 中已经对村庄污水管网提出要求：排水管管径宜不低于100mm，坡度宜不低于5%，70m以内或转弯处设置检查井，但该标准还未正式颁布实施。
4.部分处理设施运行效果不佳
通过对江苏地区某些案例进行实地调研，发现设施运行存在许多问题，例如：某AO+稳定塘未连续运行，呈厌氧状态;某A2O跌水充氧+人工湿地运行不稳定，异味大;某些蚯蚓滤池+稳定塘或AO+人工湿地已被废弃;某AO生物转盘+人工湿地未连续运行，无生物膜等等。
二、村镇污水处理设施运行现状
1.收集系统现状
众所周知，村镇污水收集系统有三种模式：纳管方式、小集中方式以及分散方式。目前我国的管网情况是，管径一般最小管径采用100mm，材质普遍为混凝土管、UPVC管、HDPE管、FRP管等。
2.处理系统现状
经过对一些地区进行实地调研，总结出了我国村镇地区目前在用的工艺类型。
由表可知，目前我国村镇地区污水处理系统一共可以分几大类：
(1)稳定运行的一体化设施。包括FMBR+人工湿地、A2O-MBR、A2O(MBBR)、AO+人工湿地、土壤净化槽、土壤净化槽+人工湿地等。调研发现，此类设施基本都是稳定运行且排放达标的(半年以上数据结果)。
(2)稳定运行的净化槽设施。净化槽在日本是一项非常普及的村镇污水处理工艺，目前我国许多企业也在研发制造这类设备，如AO生物接触氧化、A2O生物接触氧化、AO净化槽等。现场调研发现，该类工艺处理标准大部分可以达到一级B。
(3)稳定运行的其他设施。如人工湿地和AO-MBR。目前业内许多专家认为，MBR不适宜村镇污水处理，但从实地案例调研中发现，MBR稳定运行的项目是存在的，并且处理效果可以保持在一级A。我认为，这和运营团队有很大关系，每一种工艺都不是单一的技术本身的问题，需要综合考虑，如果有好的技术和管理人员定期维护，每种工艺其实都可以应用成功。
(4)稳定运行的非一体化设备。包括A2O的、A2O+MBR、BAF、AO、BBR等，此类工艺大部分规模较大。
三、村镇污水处理的几点建议
1.规划
规划要注重5个方面：首先要注重流域的统筹。农村环境治理跟城市不一样，必须以流域水环境治理为中心，统筹环境治理，包括面源、农业、畜禽和垃圾等等。仅仅把污水治好，流域没有统筹，垃圾还在堆放，河水仍然不会干净，所以一定要把流域进行统筹规划。
第二要明确排放标准。现在许多省市都出台了地方标准，虽然其精确度或准确度还有待加强，但在未来，随着国家对村镇污水的不断深入研究，并找到充分的决定依据，制定出完全符合环境要求的标准是完全可行的。此外，除了标准制定以外，检测的方法也非常重要，过去行业对这方面一直不够重视，许多上报的地方标准中的检测方法也都是照搬城镇，因此未来，找到针对村镇的污水处理特点的检测方法也是很重要的一件事情。
第三要有多元化的利用途径。村镇环境治理首先要把资源利用放在第一位，根据地方的区域需求和特点，确定排水要不要再生利用。还有污泥的处理处置，都需要考虑多种利用途径。
第四要注重政府的监管。政府的全过程监管十分重要，需要从源头到出水，全部覆盖。源头水质的情况对于出水是否达标影响巨大，如果源头水质浓度高，出水标准却要求达到一级A或者四类是非常困难的，这就需要政府的全过程监管。
第五要建立后评估制度。现今有许多项目，做完以后就不管了，我认为政府部门应在机制里设立一个后评估制度，评估对象是以城镇为核心，村镇为网络的排水系统，评估目的就是要改善生态环境的效果。
2.标准
标准要注重4个方面：首先是因地制宜，实事求是，切实可行。要在在技术经济合理的前提下，制定满足地方生态环境需求的标准。
二是建立多级标准体系。要建立国家级标准体系、省级及省级以下标准体系。国家标准体系有宏观的、总体的控制标准;省级应根据不同自然条件、生态环境区域及用途，分别制定相应标准，并统筹厕所革命及资源化利用。
三是加强运营管理。从重工程建设到重运行管理，保障运营效果。
四是强化监测监管力度。明确采样、检测方法，制定监管规则，保证运行数据的可靠性。
3.收集和处理
(1)污水收集
污水收集方面首先建议应当黑水、灰水分质收集。排泄物虽然只占污水的1%，但污水中大部分有机物和绝大部分营养盐均来自排泄物，农村地区也没有大规模的工业废水和不可降解的物质，如果该能将黑水、灰水分质收集、处理的话，便可以综合性的资源化利用、就地利用，对整个污水处理效果有十分积极的作用。
第二是负压收集。负压收集是在各个排水点设置通过重力汇集后的废水与负压管道的适配链接装置，不需要动力，废水通过负压和大气环境压力的差，被吸入管道，流向收集中心的负压罐，吸入过程中同时有一定量的空气进入管道，达到对管道的自清洗效果。负压收集适用面广，可靠性好，费用较低，便于智能化管理，虽然也存在一次提升能力有限(2~4米)，同时一次提升高度过高时需要特殊解决方案等缺点，但在较低密度的市政排水或近水空间的截污，城市分质排水(单独收集黑水)，低密度城市排水，乡村排水，工业园区排水，复杂地形或地下水位高的区域排水等均有适用能力。该技术目前在常熟、靖江等地均有应用。
(2)处理模式
处理模式无外乎3个：纳管处理，适用于现况城市污水管网距离较近的地区，对此模式建议保证管网施工质量。集中处理，适用于自然村集中收集处理，避免污水管网过长导致渗漏，建议适当提高排放标准，污水集中排放。分户处理，适用于丘陵或山区等环境基础较好、环境容量大、居住分散的地区，建议降低排放标准，水中氮磷就地利用。
(3)处理规模和水质
对于处理规模和水质，污水量总变化系数是其中一个重要的参考因素，目前污水量总变化系数来源有三个：《镇(乡)村给水工程技术规程》(CJJ 123)、《村镇供水工程技术规范》(SL 310)以及xxx“新农村污水综合治理示范工程”课题，我认为，各省也应根据各自地区特点制定村庄污水总变化系数，而不应照搬城镇标准中的变化系数。同时，可以同设置调节池以及优先采用抗冲击负荷强的处理工艺等方法来应对水量的变化。
(4)处理工艺选择
处理工艺选择建议遵循3点原则：首先工艺流程应当简化，选用质量好、易维护的设备，强化自控系统;同时分质排水，黑水可集中储存，用作肥料;灰水单独收集处理后排放;最后是自然处理，南方地区可酌情选用人工湿地和稳定塘等自然处理工艺(立体湿地)。
4.运行和维护
运行和维护有以下3方面，首先，对自然处理设施进行规范化管理，对人工湿地的布水和收水系统定期清理;湿地和塘内植物应加强日常维护，定期收割，保证处置出路。
二是提高自控水平，实现智慧化管理，百吨级-千吨级处理设施如果监控系统完善的可1人值守，监控系统不完善的，需配备技术人员值守;百吨级以下处理设施做到无人值守，技术人员巡视。
三是加强人员培训，综合技术能力(工艺、电气、设备)、工艺运行、故障诊断及问题处理能力。
最后智慧化管理目前已经在村镇污水治理项目中应用的越来越多，并且从许多案例中看出，其确实达到了非常好的效果，因此在未来，对各站点进行远程监控并实现指令传输(4G技术)也是实现农村污水处理设施的长效运行管理的一个重要方向。
村镇污水处理难点分析与思考3
我国是农业大国、人口大国，水资源严重短缺，水资源占有量仅2200立方米，为世界人均占有量的1/4，并被列为13个贫水国家之一。到2030年我国人均水资源占有量将从现在的2200立方米降到1700至1800立方米，需水量接近水资源可开发利用量，缺水问题将更加突出。在社会主义新农村建设中，大力开展污水治理迫在眉睫。
农村生活污水包括洗涤、洗浴和厨房用废水及人、畜粪、尿和家禽养殖废水等，污染物主要以有机污染物为主，相对城镇生活污水，农村生活污水具有分散、污染物成分简单、易处理，水量变化大等特点。
一、农村水环境污染现状
农村水环境是指分布在广大农村的河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体的总称。我国总计有乡镇45412个，村民委员会739980个，乡村户数23692.7万户，乡村人口达91960万人。农村人口分散，人口数量多，没有任何生活污水的收集和处理设施，这使农村生活污染源成为影响水环境的重要因素。据测算，全国农村每年产生生活污水80多亿吨，严重污染了农村地区居住环境，农村大部分地区河、湖等水体普遍受到污染，饮用水水质安全受到严重威胁，直接危害农民的身体健康，严重影响农村地区的环境卫生，极易导致一些流行性疾病的发生与传播。据估算，农村环境问题每年造成的经济损失已超过千亿元，我国农村环境与生态状况令人担忧。
改革开放的三十多年来，我国农业生产能力获得了较大幅度的提高。畜禽散养户的不断增多，大量畜禽粪便没有处理就直接排放，粪便污染逐年加重。有资料显示，养殖一头猪所产生的废水是一个人的7倍，而养殖一头牛则是22倍。这些有机物未经处理，渗入地下或进入地表水，使水环境中硝态氮、硬度和细菌总数超标，严重威胁着居民饮用水的安全。
二、农村污水特点
农村生活污水的特点：厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水和冲洗厕所用水，这些用水分散，农村没有任何收集的设施，随着雨水的冲刷，随着地表流入河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体，其中有机物含量大是其主要的特点。
1.水质特点。
(1)农村村镇人口较少，分布广泛且分散，大部分没有污水排放管网;
(2)农村生活污水浓度低，变化大;
(3)大部分农村生活污水的性质相差不大，水中基本上不含有重金属和有毒有害物质(但随着人们生活水平的提高，部分生活污水中可能含有重金属和有毒有害物质)，含一定量的氮、磷，水质波动大，可生化性强;
(4)不同时段的水质不同;
(5)厕所排放的污水水质较差，但可进入化粪池用作肥料。
2.水量特征。
(1)一般农村的生活污水量都比较小，除小城镇外，农村人口居住分散，水量相对较少，相应地产生的生活污水量也较小;
(2)变化系数大，居民生活规律相近，导致农村生活污水排放量早晚比白天大，夜间排水量小，甚至可能断流，水量变化明显，即无水排放呈不连续状态，具有变化幅度大的特点;
(3)在上午、中午、下午都有一个高峰时段。
3.排放体制特征。农村生活污水一般呈粗放型排放。很多农村尚无完善的污水排放系统，污水沿道路边沟或路面排放至就近的水体。少部分地区具有完善的污水排放系统。
农村生活污水中有机物含量高，N、P含量增多。人们无意识的排放和雨水的冲刷，使大量的有机质和N、P等物质流入湖泊等水体，如果不加以处理利用，常常会引起富营养化，给人们的身体健康带来不利影响。
三、污水收集管道建设方式与要求
建设村内污水收集系统，将每户污水都接入到该系统中，最大程度的完成了村内的雨污分流系统的建设，新建成的管网将分散排放的污水集中收集到处理设备处进行处理。
1、污水收集管道建设方式
对于目前已经建有雨污合流的沟渠，而且大部分紧贴化粪池和房屋外墙而建，村内的巷道上除了化粪池和雨水沟外，几乎没有空间来建设新的排水管道，考虑到这个因素，污水管道宜按以下两个方式：
(1)当巷道内有位置敷设污水管道时，宜将污水管紧挨现状雨水排水沟建设，并且在满足排水要求的情况下，应尽可能的减少埋设深度。
(2)当巷道没有位置敷设污水管道时，可考虑将原有合流沟渠改造为污水收集渠，雨水采用地表漫流的方式排放。
2、污水收集管道建设的要求
污水管道的设计要根据农村排水的特点，增加个性化的设计，以确保最大量收集污水。
(1)连接每户卫生间出水的管道不应小于DN100，坡度不小于1%，出户后首先接入化粪池，化粪池有效容积2～3m3。
(2)连接每户生活洗涤水出水的管道不应小于DN100，坡度不小于2.5%。
未经化粪池的生活污水在排入收集系统前应设置格栅或格网，拦截固体物。
(3)污水管道宜根据地形沿道路铺设，在满足排水标高的情况下，应尽可能的减小埋深，管道规格采用DN150～DN300，车行道下管道覆土不小于0.5m，非车行道下采用浅埋方式，覆土不应小于0.3m，管道坡度不应小于3‰。
(4)管材采用UPVC管。采用检查口替代检查井，每隔30～40m设置污水检查口，在管道的交汇点，选用D700或者600x600的检查井。
四、农村生活污水处理技术研究
1、污水处理技术路线
目前国内外应用农村生活污水治理的处理技术比较多，名称也多种多样，但从工艺原理上通常可归为两类：第一类是自然处理系统。利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理，又称为生态处理系统，常用的有：人工湿地处理系统、地下土壤渗滤净化系统等;第二类是生物处理系统，又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理是通过动力给污水充氧，培养微生物菌种，利用微生物菌种分解、消耗吸收污水中的有机物、氮和磷，常用的有：普通活性污泥法、AO法、生物转盘和SBR法等。厌氧生物处理是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机污染物转化为无机物和少量的细胞物质，常用的有：厌氧接触法、厌氧滤池、UASB升流式厌氧污泥床等。 2、人工湿地处理系统
有条件的村庄，应充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地和沼泽地等，建设人工湿地处理系统。
污水湿地处理系统分自然和人工湿地处理系统，自然湿地就是自然的沼泽地，人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理，使污水处理达到工程化、实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、生长有象芦苇、香蒲等沼泽生植物的土地上，利用植物根系的吸收和微生物的作用，并经过多层过滤，来达到降解污染、净化水质的目的，它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系，以及介质所具有的物理、化学特性，将污水净化的天然与人工处理相结合的复合工艺。
湿地处理系统工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低、对进水负荷的适应性强，能耐受冲击负荷，净化出水水质良好、稳定。缺点占地面积大，易受气候影响，表面径流的臭味比较大。
3、地下土壤渗滤净化系统
分散的几户或十几户人家适合采用地下土壤渗滤净化系统。
地下土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理，予以工程化、实用化而创造出的一种新型小规模污水净化工艺技术，是将污水有控制地投配到经一定构造、距地面约50cm深和具有良好扩散性能的土层中。投配污水缓慢通过布水管周围的碎石和砂层，在土壤毛管作用下向附近土层中扩散。表层土壤中有大量微生物，作物根区处于好氧状态，污水中的污染物质被过滤、吸附、降解。所以地下渗滤的处理过程非常类似于污水慢速渗滤处理过程。由于负荷低，停留时间长，水质净化效果非常好，而且稳定。地下土壤渗滤净化系统建设容易、维护管理简单，基建投资少，运行费用低。整个处理装置放在地下，不损害景观，不产生臭气。
4、好氧生物处理系统
好氧生物处理系统是新农村污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理工艺众多，各有优缺点，选择时要根据实际情况仔细论证和比选，注重经济适用。
生物处理法就是通过风机等设备给污水输氧，培养生物菌种和微生物，通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质，少部分合成为细胞物质，促使微生物增长，并以剩余污泥的形式排出，使污水得以净化排放。如SBR法，集曝气、沉淀、排水功能于一体，不断地转换，省去了传统的污泥回流设备，大大降低了建设费用;A20法具有脱氮、除磷功能，还有如生物转盘处理工艺、膜生物反应器处理工艺等。生物处理法和自然处理系统比较，占地面积小，抗气候等外界影响的能力强，建设的地点选择范围大，处理稳定，处理效率高。但基建投资、运行成本要高于自然处理系统。
5、厌氧生物处理系统
我国从上个世纪80年代开始开展生活污水厌氧生物法的开发和研制工作，许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化污水处理装置得到应用。如无动力地埋式生活污水处理装置采用无动力厌氧生物膜技术，工艺流程简单，不耗能，全部埋于地下，也无需专人管理。与好氧生物处理相比，无动力地埋式生活污水处理装置技术设备的基建投资略高于好氧处理，无日常运行费用的支出。
厌氧生物法目前技术上还存在一些问题，主要表现在生物处理效率较低，尤其表现为氮磷去除率很低，在一定程度上限制了其应用。
总之，解决农村生活污水治理问题有很多方法，在运用中要考虑到建设与运行成本等费用，要根据实际情况加以选择。
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