摘要：文章通过对西北地区农村污水排放特征及现状进行分析，积极探索适合农村实际的低成本、免运维的污水资源化利用和可持续治理新工艺，提出纳入市政污水厂、单村村村集中治理、分散式资源化治理三种治理模式，并针对西北地区高寒、干旱的特点提出几种合适的工艺，以期提升污水治理率，解决当下农村污水痛点问题，为西北地区的农村污水治理贡献力量。

　　关键词：西北地区;农村污水治理;环境保护

　　文章编号：1674-7437(2024)05-0246-03 中国图书分类号：D422.6;F812.8 文章标识码：A

　　西北地区常被称为“西北五省”，包含陕西省、甘肃省、宁夏回族自治区、青海省和新疆维吾尔自治区。气候特征属于内陆干旱半干旱区，年平均降水量少，蒸发量大，除陕西省外，其他各省区的年降雨量均低于全国平均水平^[1]。西北地区土地总面积占全国总面积的32%，而人口总量不到全国人口总量的8%，截至2023年10月，全国农村污水治理率达到31%左右，西北地区污水治理率较全国水平偏低^[2]。受生活习惯影响，西北地区农村居民生活用水量较少，大部分村庄仍使用旱厕，缺乏排水管网收集系统。这导致雨污不分流，使得污水处理设施由于进水负荷较低而难以正常运行。农村污水得不到妥善处理，极易导致土壤、地下水及地表水受到污染，臭气熏人，滋生蚊蝇，引起疾病传播，对村内的卫生环境和村民的身体健康造成影响;污水进入水体，容易引起水体溶解氧消耗殆尽，进而导致水体变黑变臭。因此，对农村聚居点生活污水因地制宜地进行治理，彻底改变农村环境脏、村貌乱、设施差的任务迫在眉睫。

　　1 西北地区农村污水排放特点

　　农村生活污水主要指农村居民在生活过程中产生的排放水。西北地区农村人均排水量及排水水质受当地居民经济条件、用水现状、用水习惯等影响，其污水排放主要有以下特点。一是农村生活污水主要包括洗浴排水、洗涤排水、餐饮排水以及人、畜粪尿等，具有排放点分散，水质、水量变化大等特点。二是农村居民生活污水量受到给排水条件(给水系统、卫生器具完善程度、水资源利用方式等)、居民生活习惯等因素的直接影响，经济越发达的地区人均污水排放量越大，污水间歇性排放、季节性排放明显。三是农村生活污水污染物成分单一、相对稳定，以CODcr、TP、NH3-N、TN、动植物油等为主要污染物，可生化性较强，重金属等有毒有害物质较少。四是农村生活污水昼夜排放量波动明显，在早上、中午、下午和晚上会出现几次峰值，凌晨污水量很少;在用水峰值期间，污水量瞬间波动较大。五是西北地区农村污水治理率受经济水平、自然条件等因素影响差异较大，陕西、宁夏、新疆、甘肃、青海的农村污水治理率分别为32%、31.6%、23.3%、22.6%、15.7%^[3]。

　　2 西北地区农村污水治理现状

　　西北农村生活污水具有排放点分散、水质水量波动大等特点。农村居民居住分散，收集难度大;农村生活污水水质、水量波动大;农村生活污水资源化利用率低;缺乏专业运行管理人员及运维资金是西北农村污水治理的现状。

　　2.1农村居民居住分散，收集难度大

　　西北地区多处于高海拔地区，地广人稀，人口居住分散，生活污水排放较为分散，且排放系统不完善，管网敷设仅在人口密度大的集镇地区，其他村、组污水管网接入率较低^[4]。此外，西北农村居民长期以来形成了生活污水随意泼洒、任其蒸发的生活习惯;再加上管网投资建设费用高，村民不愿投资建设庭院内污水收集管网，这也是农村污水收集率低的原因。

　　2.2农村生活污水水质、水量波动大

　　农村生活污水水质、水量波动大，无法准确统计排放量，农村生活污水水量时变化与日变化系数大，通常是傍晚多、白天少，夜间排水量极少。西北地区农村生活污水水量波动大的主要原因是农村人口流动量大，年初大量人口外出打工，导致用水量和排水量减少;节假日尤其是春节期间回乡人数增加，致使用水量和排水量也急剧增加。因此，农村生活污水水量变化明显，水质也随之波动较大，季节特征明显，夏季排放量比冬季大^[5]。

　　2.3农村生活污水资源化利用率低

　　西北地区农村污水资源化利用率低。我国农村污水治理起步较晚，对污水资源化利用认识不足，过度追求达标排放。西北地区农村居民居住分散，年轻劳动力大多选择进城务工，导致农村地区缺少足够的劳动力参与粪污回田等劳动强度较大的工作;再加上污水处理站缺少对回用设施的配套建设，资源化利用项目难以落地。

　　2.4缺乏专业运行管理人员及运维资金

　　农村生活污水处理面临数量多、分布散、规模小、施工工况复杂且对运行管理人员的技术要求较高等挑战。许多农村污水站建而不管，已建设的污水处理站点无法正常运转，难以发挥其对污染物的处理效能。此外，西北地区面临普遍财政困难，且缺乏有效的资金筹措手段，难以稳定持续地为污水处理运维设施提供资金支持。

　　3 西北地区农村污水治理提升路径探讨

　　根据《关于推进农村生活污水治理的指导意见》中“山川有别、因地制宜，实事求是、注重实效，分区治理、分类推进，就地就近、利用为先，建管并重、效果长远”的基本思路，西北地区相关政府部门均按照当地实际情况，分区归类推进农村生活污水治理：对靠近城镇的村庄排水可协调纳入城镇污水处理厂，就近排入市政管网;对于人口规模大、居住较集中、环境要求较高的地区可采用管道收集—集中处理途径;对于居住分散、人口规模小、干旱缺水且非环境敏感的区域，鼓励采用分散式资源化利用途径，配套农村厕所改革，将生活污水就地处理或就地资源化利用。

　　3.1纳入市政污水处理厂的途径

　　纳入市政污水处理厂的途径适用于距离城市较近、市政管网可覆盖的农村地区。该地区无须单独建设污水处理设施，可敷设生活污水收集管网，纳入污水处理厂站统一处理。这样既节省了污水处理设施投资费用及建设用地，又节约了运行成本。

　　3.2集中处理途径

　　集中处理途径适用于相对独立、距离乡镇太远且居住较为集中的重点建设村(中心村)。采用自建集中式处理设施进行生活污水处理，原则上单村常住户排水量≥100m³/d，多村常住户排水量≥200m³/d。集中式处理设施需配套分流制污水收集管网，将农户产生的生活污水集中输送至污水处理站进行统一处理。

　　3.3分散式资源化利用途径

　　分散式资源化利用途径适用于布局分散、人口规模小、干旱缺水的非环境敏感农村地区。将各户或小范围居民点的生活污水通过简易、小型化的处理设施独立处理，如家庭一体化污水处理器、小型人工湿地等。这些设施能在源头上实现污水减量化和净化作用，同时结合本地农业、林业需求，将处理后的中水用于农田灌溉、林地补水或景观用水等，达到水资源循环利用的目的。这样既解决了环境污染问题，又实现了节水目标。

　　4 西北地区农村污水治理提升路径研究

　　根据西北地区农村污水排放特点及农村污水治理现状可知，分散污水资源化利用模式是处理西北地区农村污水治理问题的最佳治理模式。对于西北地区村庄居住分散、人口规模小、干旱缺水的非环境敏感区域，建议采用分散式污水资源化利用模式。通过保留N、P等营养元素，处理后的污水可以作为水肥就地资源化利用。

　　4.1降低管网建设成本

　　分散式污水资源化利用模式能够解决人口居住相对分散、污水收集难度大的问题。分散式污水资源化利用模式采用就地产生就地处理的污水处理办法，无须建设大量收集管网，就能够大幅降低污水管网的建设成本。

　　4.2降低污水负荷对设施的影响

　　分散式污水资源化利用模式能够解决农村污水负荷变化频繁的问题。分散式设施体量小，可间歇运行，可以在生活污水水质水量充分混合后再进行工艺处理。

　　4.3提升农村污水资源化利用率

　　分散式污水资源化利用模式能够解决农村污水资源化利用率低的问题。进行分散式资源化处理后，配套回用设施可将处理后的污水就地回用于房前屋后的小菜园、小果园，降低水资源消耗。

　　4.4降低运行成本，易于操作与维护

　　分散污水资源化利用模式能够有效优化运行管理人员配置，降低运行成本。分散式处理设施处理量一般为0.3-1m³/d，设备体量较小，运行简便易操作，农户可自行运行，减少了人员维护配置，降低了运行维护成本。

　　5 污水治理推荐工艺

　　分散式污水资源化利用的主要目标是去除水中的有机污染物，保留污水中的N、P等营养物质，以便出水可直接进行资源化回用。对处理工艺的选择需考虑保留N、P等营养元素，还需重点考虑污水站建成后的运行维护成本及运行难易程度，因此，选择适宜的农村污水处理工艺至关重要。针对适用于西北地区高寒、干旱地区的常用污水处理工艺优缺点对比如表1所示。

表1 适用于西北农村污水处理工艺对比表

　　对于农村生活污水处理的工艺选择，应优先选择无须大规模收集管网配置、抗冲击负荷能力强、运行费用低、可资源化回用的处理工艺。经过对比，无动力净化罐具有就地资源化利用、节能环保、操作简便、抗冲击负荷能力强的优势，可以更好地解决西北农村生活污水问题。

　　无动力净化罐包括两个生物填料层和一个通风层(通风层位于两个过滤层中间)。当污水通过布水管滴滤在第一层生物层时，其中的污染物质被烧结体填料上生长的生物膜降解;同时，污水中细小的残留物质也被截留，并逐步被消化分解。经过第一层生物层后，污水流经通风层，与氧气充分接触，再渗透到第二层生物层，以得到进一步净化。经过生物层和通风层的处理后，废水通过重力排放。由于通风层位于罐体中间，再加上烧结体上生物膜的分布，罐内能够交替发生厌氧、缺氧及好氧多级反应，还能实现对COD、BOD、氨氮和SS等的有效去除。

　　无动力净化罐其独特、专业的罐体设计可适应于各种安装与运行环境，如严寒地区、山地、林区、河边、高地下水位地区等。罐体基于生物膜法设计，罐内的填料采用纳米蜂窝烧结体，为微生物提供了理想的生长环境，可以进一步提高水质净化效果。此外，无动力净化罐又兼具过滤和吸附作用。

　　无动力净化罐具有如下特点：

　　(1)自然通风曝气，系统运行无须动力，运行成本为0;

　　(2)系统启动速度快，无须额外添加污泥菌，无须专业人员调试;

　　(3)对于水质、水量大幅变化的农村污水，设备耐冲击负荷强，出水水质稳定达标，并可接受长时间无原水停机;

　　(4)设备罐体12mm—14mm厚的HDPE材质，可适应各种严苛的高海拔、高严寒、有腐蚀性的极端安装环境;

　　(5)系统免巡检，无须配备专业技术人员进行设备巡检。

　　无动力净化罐适合安装于西北地势起伏较大的山地和丘陵地区。农村生活污水通过化粪池处理后，可以自流进入无动力净化罐，如此水质会得到明显改善，达到国家排放标准要求。详见图1。

图1 无动力净化罐工艺流程图(作者自制)

　　6 结束语

　　通过对西北地区农村污水排放特征及现状进行分析可知，农村污水治理可以采用分散式资源化利用模式，无须管道敷设就近处理，从而降低了建设成本，减少了对环境的影响。针对西北农村地理位置高寒干旱、居住空间离散且地形复杂的特点，选择适合的污水处理工艺尤为重要。在这一背景下，对多种农村污水处理工艺进行对比可知，无动力消耗、免维护、占地面积较小的无动力净化罐处理工艺优势明显，可以助力西北地区的农村污水治理，提升污水治理率，解决当下痛点问题，降低农村污水运行成本及运维难度，促进污水的可资源化利用。

　　参考文献：

　　[1]李丹丹,唐璐,张剑,等.我国分散式农村生活污水处理技术应用现状及发展趋势[J].农村·农业·农民(B版),2023(08):54-56.

　　[2]刘泽航.农村生活污水排放标准的研究[D].西安:陕西科技大学,2012.

　　[3]赵兵,王玉云,杨平,等.农村生活污水治理的现状、难点及对策研究——以四川省雅安市为例[J].环境与可持续发展,2021,46(06):91-97.

　　[4]刘金昊.农村生活污水治理的现状、问题及审计对策[J].审计观察,2023(04):76-81.

　　[5]刘艳霞.光谱与呼吸图谱联用判定河流污染状态与自净能力[D].西安:西安建筑科技大学,2019.

　　编校：郭俊燕

　　网络：柳绣华

　　监审：孙香凝

　　终审：魏文源