生态友好型农村污水处理站建设与管理模式探究

韩惠子， 黄青飞， 韩慧基， 李 辰， 潘 军， 周 凯

(1.墨尔本大学，澳大利亚墨尔本VIC3010；2.安徽舜禹水务股份有限公司，安徽合肥231131)

中共十八大将生态文明建设纳入“五位一体”总布局以来，引起了中央至地方高度重视[1]。农村生态文明建设是我国生态文明建设的重要组成部分，是实现乡村振兴的重要内容，农村生活污水处理是其中的关键一环。全面推进农村生活污水治理，是深化治理人居环境、保护生态环境、促进农村节能减排、提高农民生活品质的重要途径。2018年2月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《农村人居环境整治三年行动方案》提出梯次推进农村生活污水治理，因地制宜采用污染治理与资源利用相结合、工程措施与生态措施相结合、集中与分散相结合的建设模式和处理工艺。

但是实际的污水项目建设中，由于邻避效应，对于污水场站可能带来的恶臭、噪声等负面影响，百姓较易产生抵触、厌恶情绪。因此，以农村生态文明建设为基调，依托当地自然景观特色，以自然和谐、生态活水为主题，以让清洁水回归自然为目标，消除百姓担忧的隐患问题，让群众参与管理当中，有效破解“邻避效应”，实现建设期间百姓“零阻力”，打造低成本、易维护、环境佳的生态友好型污水处理场站将是农村污水治理的一大趋势[2]。

另外，对于农村污水处理场站的运营维护普遍存在“重建轻管”的问题，造成场站建好后出现无人维护或者维护不及时、场站出水水质较差以及后期“晒太阳”等局面。对于农村污水处理场站，不能照搬城市污水处理厂的管理模式，必须要结合区域特点，制定适合农村区域的运营管理模式，实现运维管理工作的简便化、无人化、透明化和智慧化。

基于此，笔者重点研究了生态友好型污水处理站的优势特点和运营管理办法，以期为农村污水处理和管理的途径和模式提供参考、借鉴。

1 生态友好型污水处理场站

1.1 场站简介

生态友好型污水处理场站是将生态治理理念融入到农村污水治理，将生物处理和生态强化融合，其中生物处理采取多级AO工艺技术。为了方便运输和运维管理，处理构筑物采用地上式集装箱一体化污水处理设备，方便后期将村民纳入污水运维管理，提高村民污水治理的参与性。生态强化采取钢筋混凝土形式的反硝化生态滤池，生态滤池内种植搭配各种水生植物，与周边环境融为一体，场站整体打造成小型景观花园，改变周边群众对以往污水场站“脏、乱、差、臭”的固有印象，实现“邻避效应”向“睦邻效应”的转变，如图1、图2所示。这种工艺组合形式对COD降解、深度脱氮除磷具有较为明显的效果，出水可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准。

图1 生态友好型污水处理站效果图Fig.1 Design sketch of ecological sewage treatment station

图2 生态友好型污水处理站实景图Fig.2 Reality images of ecological sewage treatment station

1.2 场站形式

生态友好型污水处理场站是一种从实际出发，适合农村污水治理的全新场站建设形式，方便后期运维管理，其主要目的在于提高周围群众对于污水场站的可接受度，实现“睦邻效应”。根据“工业化、标准化、模块化、自动化”的场站设计理念，生态友好型污水处理场站可分为“水苑-徽园系列”、“水苑-田园系列”以及其它适合项目本地特色的场站形式。笔者主要对应用较为普遍的“水苑-徽园系列”、“水苑-田园系列”两种场站形式进行介绍。

1.2.1水苑-徽园系列

依托徽派建筑特色，灰墙、白瓦、马头墙等设计元素，打造出设备整体以白灰为主、底部为灰色的标准化站区，场站效果如图3所示。

图3 水苑-徽园系列污水处理站效果图Fig.3 Design sketch of Huiyuan-Water Garden ecological sewage treatment station

1.2.2水苑-田园系列

依托场地自然景观特色，融合田园地形地貌为背景，用PVC外墙挂板、石砖、木头等设计元素体现自然之美，设备采用集装箱外衣设计，整个站区为流动型田园设计，打造出纯净、环保、回归自然的概念，场站效果如图4所示。

图4 水苑-田园系列污水处理站效果图Fig.4 Design sketch of Huiyuan-Countryside ecological sewage treatment station

1.3 工艺简介

生态友好型污水处理场站所用主工艺为“A2O+AO+反硝化生态滤池”，其工艺流程如图5所示。

图5 污水场站整体工艺流程Fig.5 Process flow chart of sewage treatment plant

生活污水(“黑水”和“灰水”)通过污水管网流入格栅池，由格栅截留较大的悬浮物，随后进入调节池进行均质、均量，再进入一体化污水处理设备，降解处理COD、BOD和氮磷等污染物，最后设备出水流入生态滤池，对污水进一步处理后达标排放。

一体化设备集厌氧区、前置缺氧区、前置好氧区、后置缺氧区、后置好氧区、沉淀池、清水区、消毒模块、设备区、排空、排泥装置为一体，并利用富余的气体实现硝化液回流，设备出水接紫外线消毒装置。该系统采用AAO-AO主体工艺，在传统AAO的基础上增加后置好缺氧段和深度净化段，强化脱氮效果的同时保证SS等其他污染物稳定达标，并具有工艺模块化、多模式运行、气动循环释气回流等特点，其出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级标准或各省市出台的《农村生活污水处理设施水污染排放标准》等地方标准相关要求。

设备生化区采用接触氧化法，容积负荷高，耐负荷冲击能力强，同时强化了有限池容和低温季节的硝化能力。在生化区投加弹性填料，在前置缺氧区、前置好氧区、后置缺氧区、后置好氧区设有曝气装置，充氧曝气装置采用管式曝气，富余曝气气体实现微动力循环硝化液回流，降低工程投资和运行成本。

1.4 场站特点

1.4.1基本原则

很多农村污水处理设备出现白天“晒太阳”、晚上“晒月亮”的现象，主要原因在于不符合农村实际情况。针对农村污水治理，生态友好型污水处理场站坚持“建得起、用得省、管得好”的基本原则，其中“建得起”体现了场站建设的经济性，“用得省”体现了场站运行的节能性，“管得好”体现了场站管理的长效性。通过3个基本原则的落实，实现生态友好型污水处理场的长效运行。

1.4.2基本路线

地域、经济水平、文化习惯等造成了不同地区农村污水项目治理的差异性，生态友好型污水处理场站坚持“因地制宜、量身打造、智能低耗、精准治污”为基准路线，针对农村污水处理“因地施策、因村施策”，实现了对农村污水的有效治理。

2 管理模式选择

为了做好农村污水处理设施的运维管理工作，更好地服务业主、服务社会，需要建立一套有制度、有标准、有队伍的运行维护管理机制。笔者以安徽省某县范围内共计82个生态友好型污水处理场站的运营管理为例，梳理了一套适用于农村分散式污水处理设施运维管理模式。

2.1 运维管理体系明晰化

根据项目情况，建立责任划分管理体系，具体可归纳为“六位一体”，即：区县主管部门为管理考核主体、镇政府(街办)为协调主体、环保局或第三方检测机构为检测主体、村级组织为监督主体、农户为受益主体、第三方企业为服务主体。

① 区县主管部门(如水务局、住建局)：主要负责农村污水处理设施运行维护的管理、日常工作制度的制定、对运维单位的运维工作实施指导、监督和考核以及运维信息资料的上报工作。

② 镇政府(街办)：协助解决辖区内设施运维工作中的矛盾纠纷。

③ 环保局或第三方检测机构：定期对污水处理设施出水取样检测，检测结果作为县考核主管单位及主管单位考核运维单位的主要依据。

④ 村级组织：配合运维单位开展农村污水处理设施运维工作；发现问题可直接上报主管单位；完善村规民约，把污水设施运维纳入其中。

⑤ 农户：做好接户管、化粪池等的日常管理维护工作。

⑥ 运维单位：依据运维服务合同，第三方运维公司负责污水处理设施的日常养护、巡查和故障排除，保证设施正常运行；建立运维管理制度和台账；定期向主管部门汇报相关情况。

每个主体各司其职，齐心协力，共同保障农村污水处理设施的稳定运行。

2.2 运维管理智能化

针对农村分散式污水站数量大、分散、交通不便、投入大、运维成本高、缺乏专业人员、区域行政分散式管理的特点，一旦管理不善，污水处理设施将在2年内面临高故障率危险。为了提高管理效率，确保污水处理设施正常运行，对于污水处理项目在每个场站统一采用“智能化监控管理+人工巡检”的线上线下2种方式。

2.2.1智能化运维管理

智能化运维管理体系根据客户需求，结合实际运维需要，依托大数据、物联网、互联网等技术，对监测范围内的农村污水处理设施运行状态进行实时监控，随时掌握设施动态。

通过智能化运维管理，可实现的主要功能包括：

(1)远程监视

通过运维管理平台、手机APP或PC端，监控每个站点中各台设备的运行状态(如风机、水泵的运行状态，液位、压力的当前数值等)；此外，用户可通过运维管理平台查看设备运行记录，也可对运维单位进行下发通知公告。

(2)远程控制

运维人员可在线进行污水处理设备启停等操作，节省运维成本，实现无人值守或少人值守。

(3)掌上巡检

在有网络的地方，运维人员或用户可随时随地通过手机APP或PC端对监测范围内的污水处理设施进行监控。

(4)故障告警

一旦设备出现问题，系统会自动、及时通过“短信通知”或“电话告知”功能，将现场故障信息(如站点名称、设备名称、故障时间)传送给管理人员。

(5)统计报表

系统及时记录污水处理流量、设备运行参数(总运行时间、启停间隔和电耗)、水质在线监测数据等，形成报表，便于成本分析。

2.2.2人工现场巡检与日常工程

① 现场检查、维护：风机、水泵的运行状态，流量、液位、压力的当前数值情况；配件损坏、故障原因确认、故障修复以及故障人工报修；杂草清除、浮渣、污泥清扫、药剂更换。

② 水样采集：采集进、出水水样，及时提交运维部化验室。

③ 运维部受理巡检报修任务，将维修完成情况及时书面提交；根据维修报告核对材料数据，定期汇总，同步上传相关数据到信息维护平台。

④ 水质化验部定期将水质结果提交运维部并上传至信息维护平台。

2.3 运维管理规范化

根据每个农村污水处理设施的运维管理项目特点，结合实际需求，制定日常巡检制度、设备维护及维修制度、水质管理制度、档案及资料整理制度、安全管理制度、人员考核及车辆使用管理制度等。

2.4 运维管理专业化

对于区域化、规模化的农村污水处理运维项目，组建由运维经理、运维员、化验员、电气员组成的专业运维队伍，每位运维成员具有相关的专业背景或从事过相关项目经验，岗位职责明确；同时，配备运维车辆、水质及电路监测等运维设备。定期对上岗人员进行专业化培训，因地制宜招聘本地化运维人员。

3 结语

农村污水处理工艺种类繁多，在技术工艺和管理模式的选择上应因地制宜，不能盲目借鉴国外或市政污水处理厂的经验和方法，如何通过不同的工艺组合建设经济效益好、生态环境佳、运行维护方便的场站成为农村污水长效治理的关键因素。生态友好型污水处理场站有效地实现了“邻避效应”向“睦邻效应”的转变，同时，借助后期“六位一体”的运营管理模式，实现农村污水治理的智慧化管理，对于农村污水的长效治理具有很好的借鉴意义。