全康環(huán)保:一、浙江省農村生活污水治理的背景及進(jìn)展

浙江省的農村生活污水治理工作一直走在全國前列，從2003開(kāi)始到現在，已經(jīng)走過(guò)了16年的歷程，以“千村示范、萬(wàn)村整治”工程為主抓手，開(kāi)展了“衛生改廁”、“百萬(wàn)農戶(hù)凈化沼氣池”、“五整治一提高”、“中央農村環(huán)境綜合整治”、“五水共治農村生活污水三年行動(dòng)”等一系列工程，積累了豐富的農村環(huán)境治理的實(shí)踐經(jīng)驗。

但全國來(lái)看，還有近80%的村莊生活污水沒(méi)有得到處理，接下來(lái)全國各地的農村污水治理是國家鄉村振興戰略的重點(diǎn)任務(wù)。為展示浙江省農村生活污水治理的經(jīng)驗，課題組著(zhù)重從技術(shù)規范制定、工程設計與評估、運行維護等角度對多年的課題研究和項目成果進(jìn)行了總結，希望能為全國的農村生活污水治理剖析出浙江的經(jīng)驗和為下一步工作的開(kāi)展梳理出可優(yōu)化的方向。

二、浙江省農村生活污水水質(zhì)特征、治理技術(shù)及排放標準研究

1.浙江省農村生活污水進(jìn)水水質(zhì)特征分析

浙江省農村生活污水進(jìn)水水質(zhì)特征

課題組于2017年對浙江省全省的農村生活污水治理工作進(jìn)行了較大樣本容量的調研和評估。通過(guò)對浙江省530個(gè)不同技術(shù)類(lèi)型的工程（包括A/O、一體化微動(dòng)力技術(shù)、生物濾床、人工濕地等技術(shù)）進(jìn)水濃度的調研可知，全省農村生活污水的CODCr 濃度范圍為96.57 mg/L~343.67mg/L，NH₄+-N濃度范圍為17.32 mg/L~41.27mg/L，TP濃度范圍為2.00 mg/L~5.40 mg/L。如圖所示，進(jìn)水CODCr、NH₄+-N和TP的平均濃度分別為186.35 mg/L、30.33 mg/L和4.06 mg/L，而出水平均COD Cr、NH₄+-N和TP濃度分別為：35.62 mg/L、10.90 mg/L和1.55 mg/L。從圖中還可看出，各城市之間的主要進(jìn)水水質(zhì)指標存在著(zhù)顯著(zhù)性差異（P<0.05）。溫州、嘉興、臺州、湖州、舟山、金華等地進(jìn)水COD Cr平均濃度較高，臺州、舟山、杭州、湖州等地NH₄+-N濃度較高，而臺州、紹興、溫州、湖州則是進(jìn)水TP濃度較高，這與這些地區的海鮮食品加工等生活習慣有關(guān)。而麗水、衢州等地的進(jìn)水濃度相對較低，是因為這些地區的農村處于山區或半山區較多，其供水和用水習慣導致污染物濃度得到稀釋從而較低，同時(shí)也與調研時(shí)雨、污分流不徹底導致的雨水匯入管網(wǎng)以及與化糞池新/改建不到位所導致的進(jìn)水成分以洗滌水等為主有關(guān)。

通過(guò)對數據的分析還可知，本次調研所獲得全省農村生活污水進(jìn)水的平均C/N為6.14。同時(shí)發(fā)現，調研中C/N最高的地區為溫州市（C/N=12.95），最低為衢州市（C/N=4.18），相較于江蘇省的情況（C/N=3.90）則更有利于生物脫氮除磷。

2.浙江省農村生活污水治理技術(shù)工藝應用研究

（1）浙江省農村生活污水治理技術(shù)及工藝調研

為更好地推進(jìn)浙江省的“五水共治”工作，課題組于2014年編纂了《浙江省農村生活污水治理實(shí)用技術(shù)手冊》，對浙江省農村生活污水治理的管網(wǎng)、技術(shù)工藝和模式選擇以及建設和運維等各方面做了技術(shù)規范，并通過(guò)省農辦和環(huán)保部門(mén)面向全省進(jìn)行發(fā)布?！墩憬∞r村生活污水治理實(shí)用技術(shù)手冊》在案例分析和技術(shù)總結的基礎上歸納出浙江省農村生活污水治理領(lǐng)域的“十大”實(shí)用技術(shù)，包括預處理+生態(tài)濾床技術(shù)、厭氧+A2/O技術(shù)、厭氧+潛流式人工濕地技術(shù)等。

另外，課題組在2015年開(kāi)展的浙江省農村生活污水減排核查中針對工藝技術(shù)進(jìn)行了問(wèn)卷調研，發(fā)現受調研的農村生活污水治理終端所采用的主要工藝50%為厭氧+人工濕地技術(shù)，25%為預處理+A/O技術(shù)，同時(shí)處理規模為10~50噸/天的終端占比64.28%以上。而從課題組2017年所調研的結果可知，厭氧、厭氧+生態(tài)處理工藝（包括人工濕地、生態(tài)塘、生物濾床技術(shù)等）所占比例為44.23%，A/O、及A2/O+生態(tài)處理工藝所占比為35.54%，微動(dòng)力以及微動(dòng)力+生態(tài)處理工藝所占比例為6.24%。本次調研結果與2015年的問(wèn)卷調查結果相比存在一定的差異，這與2015年問(wèn)卷調查的樣本量較小不足以全面反映浙江省的技術(shù)工藝選擇有關(guān)，而好氧及微動(dòng)力工藝的占比增加同時(shí)也說(shuō)明了隨著(zhù)“五水共治”的深入推進(jìn)，全省各地對出水水質(zhì)的要求也越來(lái)越高，因此對農村生活污水治理終端的技術(shù)和工藝要求也逐步提高。

進(jìn)一步的分析還可以發(fā)現，浙江省主要采用了好氧、好氧+生態(tài)處理工藝的地區主要有杭州、嘉興、湖州、舟山等，以厭氧、厭氧+生態(tài)處理工藝為主的地區有溫州、金華、衢州、麗水等，這顯示出農村生活污水治理工藝的選擇受到地形、地理位置以及經(jīng)濟發(fā)展的影響比較顯著(zhù)，浙江省北部較發(fā)達地區多是平原水網(wǎng)，其污染物濃度相對較高，因此對治理技術(shù)以及處理工藝的要求也較高，而中部和南部因山區較多，選擇厭氧、厭氧+生態(tài)處理工藝的相對較多。相比較而言，紹興對各種工藝的選擇更為均衡，還嘗試了土壤滲濾等其它技術(shù)。

（2）典型案例研究1：新型自通風(fēng)生物濾床-人工濕地層疊耦合技術(shù)

針對傳統農村生活污水處理技術(shù)能耗高、占地大、效果不穩定、建設及運維費用高等問(wèn)題，課題組依托于國家“十二五”水專(zhuān)項苕溪課題（2014ZX07101-12）以及浙江省自然科學(xué)基金（LY18E080005）等課題開(kāi)展了針對低耗高效生活污水治理技術(shù)的研發(fā)和工程示范，獲得了顯著(zhù)的成果。

所研發(fā)的新型自通風(fēng)生物濾床-人工濕地層疊耦合的生活污水處理關(guān)鍵技術(shù)，以自通風(fēng)強化增氧系統提升了去污效果和節省了運行成本、生物濾床與人工濕地層疊耦合節省了面積、從填料選擇和級配等方面進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化提升出水水質(zhì)，并開(kāi)發(fā)了新型布水、防臭氣裝置及低溫強化技術(shù)提升和穩定了運行效果。課題組在杭州市余杭區求是村構建了50噸/天規模的基于新型自通風(fēng)生物濾床-人工濕地層疊耦合技術(shù)的中試系統，對比了混合過(guò)濾石材的原有系統和采用不同填料的改進(jìn)系統的污染物去除效果。結果表明，改進(jìn)系統對CODCr、NH₄+-N、TN和TP的去除率分別為74.10%、94.14%、73.57%和69.53%，顯著(zhù)優(yōu)于原有系統；填料的優(yōu)化配置對中試耦合系統污染物去除效率的提升效果顯著(zhù)。

2018年5月至10月，針對中試示范工程出水連續6個(gè)月的第三方的檢測結果表明，該技術(shù)對CODCr，NH₄+-N，TN和TP的去除率分別為76.60%，88.20%，76.30% 和74.30%，穩定達到《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB33/973-2015）的一級標準。

（3）典型案例研究2：基于竹纖維填料的一體化脫氮除磷技術(shù)

課題組針對已建成農村生活污水治理終端所存在的出水水量及水質(zhì)不穩定、占地比較大、投資及運行成本高等問(wèn)題，開(kāi)展了基于竹纖維填料的一體化脫氮除磷技術(shù)研發(fā)和工程示范。

基于竹纖維填料的一體化脫氮除磷技術(shù)結構及現場(chǎng)圖

基于竹纖維填料的一體化脫氮除磷技術(shù)將多種水處理工藝、有機及天然高分子填料、曝氣設備、新型布水系統、液位智控系統等技術(shù)進(jìn)行了集成，對污水進(jìn)行強化去污。課題組選取了余杭區的漕橋村橋北（20t/d）、求是村橋北組（10 t/d）、求是村蘇家頭（10 t/d）、求是村渣河墩（10t/d）和前溪百步村（20 t/d）尾水進(jìn)行了提升改造工程，在原有終端的基礎上采用一體化處理裝置對尾水進(jìn)行深度處理。2018年5月至10月，針對上述5個(gè)示范工程出水連續6個(gè)月的第三方檢測結果表明，基于竹纖維填料的一體化脫氮除磷技術(shù)對CODCr，NH₄+-N，TN和TP的去除率分別在72.00 %，79.00%，72.00 % 和45.00%以上，穩定達到《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB33/973-2015）的一級標準。

綜上，基于竹纖維填料的一體化脫氮除磷技術(shù)具有出水穩定、工藝靈活多變、可模塊化組合等特點(diǎn)，不但可用于已建成農村生活污水治理終端的提升改造，還可根據出水水質(zhì)要求作為新建終端的主流工藝，將多個(gè)一體化單體進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)組合，實(shí)現不同的水處理功能，如可選擇第一個(gè)一體化單體用作調節池或厭氧處理單元，后續串聯(lián)或并聯(lián)多個(gè)用作好氧處理單元的一體化單體，確保出水水質(zhì)達標；同時(shí)，還可以將一體化單體按照SBR等工藝操作模式運行，更加節省空間。

三、浙江省農村生活污水治理運維及管理調研及進(jìn)展研究

1.浙江省農村生活污水治理運維及管理調研

課題組前期在浙江省農村生活污水治理的運維方面也做了長(cháng)期的研究，提出了對策以及長(cháng)效管理方面的建議。課題組在2017年針對浙江省農村生活污水治理的調研和評估工作中也對第三方運維的開(kāi)展情況做了初步的統計和分析，截止到2018年底，浙江省82個(gè)縣（市、區）的處理設施已委托專(zhuān)業(yè)的運維機構運行維護。同時(shí)，按照農村生活污水運維的主管部門(mén)要求，各地區均已陸續開(kāi)展了運維平臺的建設，且取得了初步成效，截至目前，建立了較完善的運維監管平臺比例約為65.00%（溫州、麗水市相對滯后），所調研農村生活污水治理終端安裝在線(xiàn)流量計以及視頻監控的比例均為20.00%左右。

部分企業(yè)運維平臺及在線(xiàn)視頻監控現場(chǎng)圖

2015年以來(lái)，浙江省逐步推動(dòng)農村生活污水處理終端移交驗收工作。積極開(kāi)展農村生活污水治理體系政策機制的建立，已經(jīng)發(fā)布和正在起草的政策文件和標準導則已多達十幾項，除了早些年出臺的《農村生活污水處理技術(shù)規范》(DB33-T868-2012)、《浙江省人民政府辦公廳關(guān)于加強農村生活污水治理設施運行維護管理的意見(jiàn)》（浙政辦發(fā)[2015]086號）、《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB33/973-2015）外，后續密集安排了一系列政策和導則的起草和出臺，包括《關(guān)于推進(jìn)農村生活污水處理設施標準化運維工作的通知》（浙建村發(fā)〔2019〕95號）《農村生活污水治理設施運行維護技術(shù)導則》、《農村生活污水處理設施水質(zhì)檢測與評價(jià)導則》、《農村生活污水厭氧-好氧（A/O）處理終端維護導則》、《農村生活污水治理設施第三方運維服務(wù)機構管理導則（試行）》、以及、《浙江省農村生活污水企業(yè)水質(zhì)檢測化驗室建設導則》（草案），《浙江省農村生活污水處理設施建設和改造技術(shù)指南》（正在起草）等，為建好、用好、管好全省的農村生活污水處理設施的運維及管理工作提供充足的依據。

2019年以來(lái)，浙江省在農村生活污水治理終端的運維管理方面新的經(jīng)驗和做法不斷涌現。在政府管理上，湖州市擬建立和推廣“縣、鎮、村”三級污水治理終端（處理站）站長(cháng)制，理清終端站長(cháng)和第三方運維機構的職責邊界；企業(yè)也積極尋求在運維管理上不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新，采用多種辦法降低運維成本，如在現有物聯(lián)網(wǎng)運維技術(shù)的基礎上加入了不同傳感器，可進(jìn)一步對管網(wǎng)、窨井、化糞池以及各處理單元的液位、溶氧等工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和預警，通過(guò)大數據的積累和分析對未來(lái)可能發(fā)生的情況進(jìn)行有效預測，針對性地對某區域、某治理終端、某工藝單元、某段管網(wǎng)等的運維精確指導，大大減少了不必要的人力物力和財力的投入。在資金保障方面，針對自然災害多發(fā)、地方財力相對薄弱的現狀，麗水市試點(diǎn)引入保險機制，提高農村生活污水處理終端、管網(wǎng)及配套設施財產(chǎn)抗風(fēng)險能力。

為進(jìn)一步規范和推動(dòng)運維市場(chǎng)健康發(fā)展，浙江省成立了浙江省農村生活污水運維能力評價(jià)中心專(zhuān)家委員會(huì )，開(kāi)展農村生活污水治理設施標準化運維。課題組主要成員為該專(zhuān)家委員會(huì )委員和專(zhuān)家庫成員，對自評合格的浙江省標準化運維申請企業(yè)進(jìn)行評估和復核。截止到2019年上半年，浙江省已完成983個(gè)農村生活污水處理設施的標準化運維任務(wù)，占年度新增1500個(gè)試點(diǎn)任務(wù)數的65.53 %。

2.浙江省農村生活污水治理運維及管理存在問(wèn)題研究

雖然浙江省農村生活污水治理設施運維及管理工作走在全國前列，但還存在很多問(wèn)題，將在接下來(lái)工作中不斷改進(jìn)完善。如：農村生活污水治理終端的運維平臺分為企業(yè)端和政府端，主要包括終端站點(diǎn)的區域位置展示、設計和建設資料、水質(zhì)和水量監測及分析、工況遠程控制、視頻和圖像采集、突發(fā)事件預警等功能，一般采用平臺管理終端或App終端操作。雖然涌現出了不少企業(yè)運維管理平臺，但平臺間的數據存在差異，缺少全省統一的數據類(lèi)型和規范接口；同時(shí)，課題組對企業(yè)調研和評估時(shí)發(fā)現許多企業(yè)的平臺功能不全，缺少數據分析、反饋控制等模塊，還有些通病是無(wú)法通過(guò)所建立的平臺數據分析有效地對企業(yè)的運行維護進(jìn)行指導、預警后不能智能化分析和開(kāi)展針對性的反控。

3.浙江省農村生活污水治理運維及管理發(fā)展方向淺談

為解決上述問(wèn)題，課題組主要成員參與了國家“十三五”水專(zhuān)項嘉興課題子課題4“分散生活污水處理設施智慧監測控制系統設備與平臺”（2017ZX07206-004）的任務(wù)，具體開(kāi)展“分散式生活污水處理設施運行狀態(tài)的分析判別與智慧控制技術(shù)”的研發(fā)工作和示范。

此外，課題組還針對下一步浙江省農村生活污水治理運維及管理的方向也做了一些初步思考和建議。

1） 建立健全農村生活污水治理運維及管理平臺，加快企業(yè)平臺與省級平臺數據的規范和接入匯總，通過(guò)大數據分析指導下階段浙江省農村生活污水治理頂層設計工作的開(kāi)展。同時(shí)，通過(guò)企業(yè)端農村生活污水治理運維及管理平臺功能的構建和完善，更好地指導企業(yè)運維和管理的實(shí)踐。

2） 積累大數據，開(kāi)展對不同區域環(huán)境、不同經(jīng)濟條件、不同進(jìn)水條件以及采用了不同技術(shù)工藝和模式治理終端的數據分析，對不同技術(shù)工藝的運行參數進(jìn)行歸納總結和綜合評估，篩選出不同區域、經(jīng)濟條件和應用場(chǎng)景下的實(shí)用治理技術(shù)，針對其技術(shù)總結處理效果和達標率，可對該技術(shù)以后全國推廣的適用范圍進(jìn)行界定，為其他省市及全國在農村生活污水治理技術(shù)、運維及管理的需求貢獻浙江經(jīng)驗。

3） 不斷挖掘大數據，通過(guò)分析溶氧、pH、溫度、水質(zhì)、水力停留時(shí)間等不同因素對農村生活污水治理技術(shù)、運維及管理效率的影響，找出該技術(shù)工藝的運行規律，預測出不同節點(diǎn)所需做出的運維和管理措施，節約企業(yè)運行成本和提升工作效率。

通過(guò)對所積累的大數據進(jìn)行分析，可對在線(xiàn)監測系統精準度進(jìn)行優(yōu)化和調校，同時(shí)還可以結合人工智能等技術(shù)手段采用新的監測方法以降低監測設備的成本。（作者：孔令為，邵衛偉，葉紅玉，梅榮武，廖敏，鄭展望，王曉敏，徐志榮）