浙江聚美环境科技有限公司 李瑞聪，钱彩红

一、建设背景

芦溪县拥有“全国绿化模范县”“生态文明先行示范县”“江西生态文明建设十大领跑县（市、区）”等一系列国家级、省级环保荣誉，同时作为萍乡市饮用水水源地之一，其水环境保护工作也是芦溪县委县政府的重点工作之一。

为贯彻落实中央部署和要求、立足环境保护推进生态文明建设，芦溪县近年来在水环境保护工作上取得了一些成绩，整体水环境质量较好，但随着社会经济的快速发展、城镇化进程不断推进、人口聚集效应逐渐显现，污染物排放量不断增多，生态环境保护压力不断加大，开展以芦溪县全境全流域内的水环境污染综合整治已成为芦溪县刻不容缓的战略任务。正确处理好经济建设与生态环境保护的关系，确保芦溪县县域内水质安全是整个萍乡市水环境安全的重要保障。

二、农村生活污水特点分析

（一）水质分析

芦溪县属武功山山脉，境内多山，人口密集小，现行污水处理设施技术规范技术指导不适合确定芦溪县水质情况，笔者根据多年在芦溪县的调研经历，整合实地调查资料，确定芦溪县农村生活污水实际水质如表1。

表1 芦溪县农村生活污水水质（单位：mg/L）

（二）水量分析

芦溪县人口286375人，总户数87058户，其中农村人口186830人。由于农村生活污水排放方式比较粗犷，系数法无法准确衡量废水排放量。要想准确把握水量数据，需要在调查当地生活习惯、经济条件、用水现状、地区规划等基础上确定，见表2。

表2 农村居民日用水量参考值

通过调研，芦溪县农村生活平均用水量为115（L/人·日）。

（三）污染负荷分析

根据《全国规模化畜禽养殖业污染情况调查技术报告》《第二次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册》（2019）（试用版）、《第二次全国污染源普查公报》（2019）等文件，确定排放强度计算公式如下：

年污染物产生量(t)=污染源数量×排污系数×天数×10-3

污染源排放系数见表3。

表3 污染源排放系数表

经计算，芦溪县年生活污染排放量如表4。

表4 芦溪县农村生活污染年排放量

芦溪县当下开展农污治理村组占比不足3%，对于未开展新农村建设的村组，农户家庭生活污水是通过地表径流或者自然泥土沟排放入村内公共排水沟；已进行新农村建设的村组一般建有硬化的排水沟渠，农户家水冲式厕所的粪污进入三格式化粪池，化粪池上清液连同洗漱间、厨房等处的生活污水一起排放至村内的公共排水沟。总体上，生活污水大都未经处理或经过化粪池简单停留后排入村内河塘或村外天然沟渠，生活污水直接进入农田灌渠用于灌溉，连同农田径流排水一起汇入地表水体。

三、农村生活污染水处理工艺研究

（一）常规处理工艺

1.AO

又名缺氧好氧工艺法，A段缺氧，主要用于脱氮除磷；O段好氧，降解水中的有机物。AO工艺对COD有效去除的同时，还可以有效地进行脱氮反应，提高出水水质标准。在实际应用中，农村生活污水水质阶段性变化，水中氮、磷含量变化幅度较大，腐蚀性垃圾较多，出水指标波动较大。剩余污泥排泥不及时会导致磷的释放，造成出水水质总磷指标时有超标。因此AO工艺适用于农村生活污水浓度较低、水量小的地区，不适用对养殖废水及农家乐废水的处理。

2.人工湿地

人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能建造而成的，可人为控制运行的湿地系统，用以对污水进行处理的一种工艺，由人工介质、维护结构、水生植物的部分组成。当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。

人工湿地在萍乡市应用较为广泛，目前上栗县邓家洲断面附近水源村和普化村主体工艺确定即为人工湿地。该技术投资较小，对水质有一定的去除效果，对河水水质提升效果优于农村污水。但缺点也明显，占地面积较大，在实际应用中，人工湿地进水表面负荷需要小于0.2m2/（m3*d），对污染物浓度较高的地区，设计负荷需更小，对于占地紧张或者基本农田附近不适用。仅仅采用人工湿地难以满足水质连续达标排放，往往需要与多种处理工艺联合使用才可以达到预期效果。

3.MBR

膜生物反应器通过负压抽吸的方式进行泥水分离，不需要沉淀池与过滤单元，所以相对来说，膜生物反应器占地面积小。同时用考虑污泥沉降的问题，该系统中MLSS浓度较高，所以系统的容积负荷得到大大的提升，系统的抗负荷能力也会非常的强，处理效率得到大幅提升。

耗电量大，再加上农村运维人员基本属于本地农民，缺乏系统培训与技术支持，因此技术对自动化程度要求较高。实际使用时，由于复杂原因，使得在实际应用上未能按照最理想情况建设，因此膜丝使用寿命远远低于正常使用寿命，再加上后期运行管理不足，很多膜生物反应器建设之后长期处于闲置状态。

（二）芦溪县处理工艺

1.AAO

AAO是在厌氧及好氧池中间增加一级缺氧池，该工艺可以进行同步脱氮除磷，缺氧池中的聚磷菌在缺氧状态下释放磷，在好氧状态下过量的吸收磷，以剩余污泥的形式排出系统。AAO工艺在缺氧池中通过兼氧脱氮菌的作用，利用水中的BOD5作为碳源，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气中，以达到脱氮目的。该工艺目前在芦溪县应用较多，连续运行状态较好。近年来，萍乡处于高速发展阶段，吸引着周边大量人才趋之若鹜，使芦溪县人口流动频繁，多数处理终端水量达不到设计要求，出水波动大，使山口岩水库水质长时间在临界边缘徘徊。

2.复合介质

复合介质生物滤器是浙江大学水环境研究院通过十余年研究、开发的用于农村生活污水高效、低耗处理的实用技术。复合介质生物滤器的填料有铁、石灰石、生物材料、微生物菌种、碳源缓释材料等，按一定比例混合，通过多介质填料，在特定的密闭系统内形成多个交错性好氧与厌氧的微处理单元，污水通过多级反应单元内微生物以及土壤吸附的相互作用，去除水中的有机污染物。该技术不仅克服了传统的人工湿地占地面积大、运行负荷低、湿地易堵塞等问题，还极大地提高了反应器的处理效率和稳定性，工程结构简洁，处理效果好，该处理过程无需动力和药剂，只需利用物联网技术，就能实现智慧治水，可无人值守，管理方便。采用该技术在合适的水力负荷和污染负荷运行情况下，CODCr、氮、磷的去除率可稳定在85%、80%、90%以上，目前芦溪县已完成19座复合介质生物滤器的建设并投入使用，日处理量3500m³，出水效果良好，水质可达地表水Ⅲ类水标准，为山口岩水库水质的保障作出了重要贡献。

四、结论

芦溪县近年来实施的其他水利、环保工作完成后，改善了周边乡镇居住环境，并保障了居住安全。袁河流域水环境综合治理工作的完成对改善水质，预防传染病、提高人民健康水平起到重要作用。同时该工作能从源头上根除污染，杜绝污染源直接汇入地表水内，也对山口岩水库水质的提升具有至关重要的意义。

注释

①芦溪县全域水环境治理示范工程建设项目可研报告.20200815。