横沙乡农村生活污水资源化处理模式探索_于芬.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1当地农村生活污水特点崇明区横沙乡经济水平较高，基础设施建设步伐快，自来水全覆盖，每家每户基本均配备热水器、洗衣机等现代化家用电器，房屋卫生器具配置完善。生活污水由居民盥洗、洗涤、冲厕及厨房污水等生活杂排水组成，人均生活污水量理论可达到 上海市污水处理系统专业规划修编（2020年）中心村125 L/d标准。不过由于横沙乡地理位置特殊，进出岛唯一的交通工具是摆渡，留守在岛内的多为老人和小孩，户均人口仅约为2人，老龄化严重，当地居民用水习惯节约，通常自来水、井水同时使用，多数生活污水直排河沟或倾倒至房前屋后菜园中，导致实际日污水产量可能低于125 L/d标准，且受气候条件、生活规律等影响因素，日生活污水量波动大，昼夜变化系数高，多数污水产量高峰出现在晚上和节假日。生活污水来源包括居民生活过程中粪尿、洁具冲洗、洗浴、洗衣、厨房及房间清洗所排放的污水，污染物种类简单，有机物和氮磷浓度较高，基本不含重金属和有毒有害物质。2农村生活污水资源化利用可行性自2008年中央财政设立农村环境综合整治专项资金以来，全国各地实施了大量的农村生活污水治理项目，农村生活污水处理率得到显著提高，尤其是长三角、珠三角地区。将近5年的实施经验表明，农村生活污水治理需要因地制宜，没有统一模板，排放标准也应该结合受纳水体水质以及当地实际情况，而不能简单把农村生活污水当成市政污水一样看待，单纯地追求污水达标排放不符合农村的实际情况。目前，全国31个省市相继出台了农村生活污水处理地方排放标准，明确鼓励农村生活污水资源化处理。2021年十部委联合发布关于推进污水资源化利用的指导意见1（发改环资202113号），鼓励在农业农村开展示范点示范，全面推动农村生活污水资源化利用，实现高质量发展。农村生活污水中主要是生活废弃物和人的排泄物，污水的【作者简介】于芬（1986），女，辽宁大连人，工程师，从事环境污染防治（水处理、固废处理）研究。横沙乡农村生活污水资源化处理模式探索Exploration on Resource Treatment Mode of Rural Domestic Sewage in Hengsha于芬（上海市机电设计研究院有限公司，上海 200233）YU Fen（ShanghaiInstituteofMechanical&ElectricalEngineeringCo.Ltd.,Shanghai200233,China）【摘要】针对传统小规模分散式污水处理模式建设运行成本高、工艺复杂性、达标率低及氮磷资源浪费等现状，提出农村生活污水资源化模式探索，充分考虑农村生活习惯、土壤资源及农业资源丰富等特点，结合减污降碳资源化技术，旨在实现生活污水治理产物无害化、资源循环及就地处理，降低污水处理系统复杂性及运行成本，提高污水处理设备处理效率的同时，有效回收及利用营养物质。可适用于农村生活污水处理新建及改造项目。【A b s t r a c t】In view of the current situation of the traditional small-scale decentralized sewage treatment mode,such as the high cost ofconstruction and operation,the complexity of the process,the low rate of reaching the standard and the waste of nitrogen and phosphorusresources,the exploration of the rural domestic sewage resource conversion mode was proposed,which fully considered the characteristics ofrurallivinghabits,richsoilandagriculturalresources,combinedwiththerecyclingtechnologyofpollutionandcarbonreduction.Theaimistorealize harmless products of domestic sewage treatment,resource recycling and local treatment,reduce the complexity and operation cost ofsewage treatment system,improve the treatment efficiencyof sewage treatment equipment,and effectivelyrecover and use nutrients.It can beappliedtothenewconstructionandrenovationprojectsofruraldomesticsewage.【关键词】农村生活污水；资源化利用；黑水；灰水；黑灰分离【K e y w o r d s】ruraldomesticsewage;resourceutilization;blackwater;greywater;blackandgreywaterseparation【中图分类号】X799.3【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）06-0098-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.23298EnvironmentEngineeringDesign环境工程设计水质比较稳定，无特殊的污染杂质，有机物含量较高，往往含有一些氮、磷等物质。根据污染物来源，农村生活污水可分为黑水和灰水，其中，黑水来自厕所，水量占污水总量的15%20%，但污染物浓度高，生活污水中80%90%的氨和50%57%的磷来自黑水2。黑水污染物含量高，适合经过简单的处理作为灌溉水使用，变废为宝，可以解决一部分的农村灌溉用水，减少用水的压力。灰水污染物含量相对低，处理难度相对较低，可考虑简单处理后就近达标排放或者用于中水回用。研究表明，生活污水直接灌溉会对土壤、农作物等产生不利影响3-4，而经过一定处理后则会对农作物的生长产生有利影响5-6。传统污水处理模式将各类污水混合收集处理，增加了处理站点的复杂性，也浪费了黑水中大量的氮磷营养元素。因此，在有条件的地区，适当开展农村生活污水分质分源，黑灰水分离处理是农村污水资源化处理探索方向之一。3横沙乡农村生活污水黑灰分离资源化处理模式探索案例3.1项目概况项目所在地为上海市崇明区横沙乡村队。本项目涉及户数29户，常住人口63人，预计污水总量：7 m3/d，其中，黑水预计水量为1.5 m3/d，灰水预计水量为5.5 m3/d。3.2设计进水水质3.2.1黑水水质参考现场取化粪池第三格上清液检测分析得出黑水水质，详见表1。表 1黑水水质参考数值mg/L项目数值CODTPTNNH3-N104.33254.61426.8107.318.884.53.2.2灰水水质参考对现场灰水水质（未检测厨房含油污水）进行模拟分析，水质检测结果如表2所示。根据于凤、钱靓及陈洪斌等7-9对南方地区灰水水质进行的综合分析可知，灰水中COD约73639 mg/L，NH3-N约0.865.66 mg/L，TN约 为4.925 mg/L，TP约0.210.12 mg/L，LAS约0.316.9 mg/L，对比可知，此次模拟灰水水质指标数值基本可靠。3.3设计出水水质工程范围内黑水统一收集至黑水处理系统进行处理、消毒，达到GB 50842021农田灌溉水标准中旱地作物基本控制项目限值。工程范围内29户村民产生灰水分区收集处理，达到GB/T 189202020城市污水再生利用 城市杂用水水质中冲厕、车辆冲洗基本控制项目及限值。3.4分质污水处理工艺本次黑灰分离工程采用分源分质污水处理技术，将农村生活污水分为黑水及灰水进行分质收集处理，将农村生活污水组成分为3类：（1）黑水，含粪便、尿液及其冲厕水；（2）厨房污水，厨房产生含油洗涤污水及蔬果洗涤水；（3）其他灰水，盥洗污水、洗衣污水、洗浴等污水。根据文献显示，灰水及厨房污水中所含污染物质较少，水量占一般家庭生活污水总量的80%85%2；黑水水量占比较少，但其富含大量的营养元素。分源分质污水处理模式以家庭为基本控制点从源头将污水分类收集，并将各类污水分类收集、处理、回收利用，达到营养物质回收及生态循环的污水处理模式。综合考虑工程范围内地势条件、村户密集程度、周边环境及后续工程实际应用场景，主要将工程分为3个板块、，如图1所示，于板块建设单户（12户）简易灰水处理系统，于板块、建设联户灰水处理系统，构建3组基础模型，从环境效益、经济及技术可行性等多角度跟踪分析分源分质处理模式适用性及资源回用能力，为其实际应用及推广提供指导。图 1工程范围区域划分表 2模拟灰水水质分析表mg/L水样类别编号CODNH3-NTNTPLAS淋浴、洗漱12342402422401101.521.421.51.143.843.533.643.170.350.630.260.20.0520.0560.0720.05洗菜、水果5653510.860.911.421.150.250.190.050.05平均值1561.2252.7920.310.0699Construction&DesignForProject工程建设与设计图 2农村生活污水传统处理收集和资源化处理模式技术路线图对工程区域29户农户生活污水采取分源分质收集处理，将生活污水分黑、灰水两类，黑水统一收集厌氧腐熟后供处理站周边柑橘大棚滴灌施肥；约20户农户灰水统一收集经升级改造后的原污水处理站点处理，达到生活杂用水水质要求，增设恒压供水设备，中水回用于农户冲厕用水；约9户农户的灰水经屋后无（微）动力简易处理系统，达到生活杂用水及生态补水的水质要求。图2为农村生活污水传统处理收集和资源化处理模式技术路线图。3.5实际出水水质目前，本项目已完成安装调试，经检测黑、灰水区域实际出水水质均可达标排放，出水水质详见图3和图4。图 3灰水区域出水水质（滴滤池+人工湿地）图 4黑水区域出水水质3.6工程投资本项目工程总投资约94.8万元。4结论此次横沙乡农村生活污水治理的资源化处理模式，结合当地农村生活习惯，综合考虑建设区域内丰富的农业条件及环境基础，通过升级改造已建站点及管网系统，建设崇明区第一个农村生活污水分源分质处理及回用示范点，为探索小规模分散式农村生活污水资源化处理的经济性及可行性提供新思路，实现了污水无害化处理，推动了农村环境可持续发展，构建了“收集、储存、运输、处理与农业利用”农村生活污水资源化处理模式，可实现经济发展、水环境保护的共创共赢。【参考文献】1国家发展和改革委员会,科学技术部,工业和信息化部,等.关于推进污水资源化利用的指导意见：发改环资 2021 13 号EB/OL.(2023-02-05)2021-01-04.https:/ M A,WYSEURE G C L.Implications of municipal wastewaterirrigation on soil health from a study in Bangladesh J.Soil Use 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