巢湖流域农村生活污水处理设施运行管理机制的探讨.docx

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巢湖流域农村生活污水处理设施运行管理机制的探讨

巢湖流域农村生活污水处理设施运行管理机制的探讨

2012-07-0412:

43:

20　　　来源：

《农业环境与发展》2012年第1期

　　摘要：

从给水排水规划、工艺设计、施工管理、运行费用、运行监管、产权明晰和运行管理考核体系等方面对巢湖流域农村生活污水处理设施的运行机制进行了探讨，为如何保证农村污水处理系统的稳定运行提供参考。

　　关键词：

农村生活污水，运行，管理机制，巢湖流域

　　巢湖流域位于安徽省中部、长江中下游左岸，面积占安徽省国土面积（139427km2）的9.7%，湖区面积760km2，流域面积13486km2，包括9个区（县、市）、2963个行政村，169.64万户农户，642.43万农村人口，是影响安徽省中部区域社会稳定的大型湖泊。

巢湖流域农村大多采用旱厕，生活污水主要为炊饮污水、洗浴和洗衣污水等灰水，部分地区包括冲厕黑水[1]。

目前巢湖流域农村生活污水主要处理模式有分散式厌氧一人工湿地集中处理、三水分离处理（冲厕污水、洗涤废水和雨水三水分离分别处理处置）、污水收集集中处理和一体化设备集中处理等4种模式。

加强对农村生活污水处理系统的管理运营对于巢湖流域水污染处理设施的稳定运行具有重要的现实意义。

　　污水处理系统“三分设计，七分管理”，即使污水处理系统设计再有缺陷，只要运行管理好，都有一定的处理效果；反之，系统设计再完善，运行管理不善，也达不到良好的运行效果[2]。

美国环境保护局调查了其投资所建的一批污水处理厂，结果表明50%的污水厂出水水质不达标，在60个影响污水处理系统效果因素中，前10个因素其中4个属于操作问题，6个与设计有关，其他50个因素与管理、经济成本、空间限制及设备运转有关[3]。

北京近30个乡镇集中式污水处理厂和78个村级污水站的调查表明，47%的乡镇污水厂和30%村级污水站未能正常运行，原因除了设计和建设本身缺陷如配套收集管网不全、设计规模偏大外，主要存在运营管理机制的问题[4]。

　　农村生活污水处理系统大都选用建设成本低、运行稳定、管理维护简单的工艺技术，建立巢湖流域农村生活污水处理系统管理运营机制对于巢湖流域农村污水处理系统乃至其他流域农村污水处理系统的稳定运行具有重要的现实意义。

　　农村污水处理系统运行存在问题及成因分析

　　巢湖流域农村污水处理系统与大部分农村污水处理系统的管理运营存在共同的问题和原因[4-6]。

　　运行中存在的问题

（1）污水处理设施进、出水不畅，格栅前垃圾和厌氧池内淤泥淤积严重，不能得到及时清掏，存在堵塞的现象；

（2）电控设施损坏后未能及时维修；（3）人工湿地杂草丛生，湿地植物不能成为优势种群，无法发挥湿地植物应有的处理效果，并影响湿地景观效应；（4）工程建设时多部门管理、职责不明，工程竣工后则无管理机构和人员职责。

　　成因分析

（1）缺乏科学合理的排水规划。

尽管住建部、环保部及各地相继出台了一些技术指南、规程等指导性文件，但仍缺乏统一的农村排水规划标准，部分地区农村排水规划简单参考城镇排水规划模式，规划存在范围不合理、目标不明确、设施与农村现实情况差别较大等问题，实际工作中无法真正指导农村污水处理工程的建设。

（2）缺乏专人管理，甚至无人管理。

有专人管理也主要以兼职为主，出现问题不能及时解决，即使有的污水处理设施安装了无需专人管理的自动控制系统但也不能正常运行。

　　（3）管理人员缺乏专业技术知识。

调查表明，大多管理人员都是乡镇农办、环保办工作人员，仅在施工前接受简单的相关工艺技术指导或培训，对工艺运行过程中的具体管理内容不甚了解，对污水处理设施运行中出现的问题不知如何解决，更无从谈起有效维护和管理。

　　（4）缺乏运行维修资金。

运行经费主要来自县乡财政和企业排污费，而村级经费主要来源于村委会公共经费。

运行费用如来自区县财政和企业排污费比较有保证，而运行经费来自乡镇和村委会的污水设施则难以长期保障。

　　（5）缺乏明晰的产权。

污水处理建设过程中部门多头管理，比如涉及农办、环保、水办等，而建设后污水处理工程的产权所有者不明晰，从而运行维护和管理出现空位，不能建立相应的长效管理运营机制。

　　管理运行机制探讨

　　农村污水处理设施能稳定运行关键在于有科学合理的规划、因地制宜的工艺设计、严格的施工管理、保障的运行费用、有效的运行监管。

社会化与市场化是污水设施运行管理的发展趋势，但农村污水处理设施运营管理由于其特殊性，短期内完全实现社会化与市场化难度较大，需要一个从政府直管到企业管理的渐进过程，其中明晰污水设施的产权对于污水处理系统稳定运行尤为重要。

　　科学合理的规划管理

（一）完善农村排水规划

　　规划是工程建设的龙头，为了确保农村污水治理工作的有序开展，实际工作中需根据工程项目建设“规划先行”的原则先行编制排水工程规划，确定规划范围和规划目标，明确规划依据，科学选择污水处理技术。

编制规划应遵循以下原则：

（1）统筹考虑，因地制宜。

根据农村自身条件，充分考虑周边城镇、工业区的建设发展，制定与之相适应的规划方案，避免重复建设。

（2）近远期结合，分期实施。

用水指标宜采用用水量年增长率的低限值预测中远期用水量，排水系统则需全面规划、近远期结合，不同阶段突出不同重点，满足农村发展需要。

　　（3）强调生态原则，尊重自然环境。

　　（4）合理确定规划目标，明确水污染控制规划依据。

根据当地实际情况，因地制宜地采用经济、适用的工艺技术和方法。

（二）选择适宜的排水体制

　　污水处理规划大多强调雨污分流，但雨污分流制排水系统由于污水流量小、流速低容易导致管道淤塞，不利于管道维护，而合流制排水系统更有利于排水管道的管理和维护。

因此排水体制的选择应因地制宜，无需强求采用完全雨污分流或截流式合流制。

设计阶段应通过设置沿河截污管的形式尽可能收集合流污水，在截流系统的事故排放口和截流管道溢流口应设置防倒流装置等措施，对于泵站位置受限、出水水力条件较差的情况需将出水管设为压力管[5]。

在干旱、半干旱地区，由于降雨量较少，可采用合流制系统，但需在污水总干管末端设置调节池，调蓄雨季洪峰流量。

工程设计时应对污水收集系统，如完全分流、截流合流-分流、截流合流、分流-合流、完全合流等系统进行综合经济技术和详细投资评估，选用经济合理的排水方案[5]。

　　因地制宜的设计管理

（一）合理的处理规模[7-9]

　　农村生活污水设计规模常与实际污水处理量不匹配。

一方面，部分工程因污水收集管网建设不完善，污水排放率和污水收集率设计参数不合理，造成处理实际污水量小于设计规模；一些规划设计人员在规划建设农村污水处理设施时，没有详细调研实际用水需求及农村污水排放规律，照搬城镇用水规范，盲目贪大求全，造成污水处理规模偏大。

另一方面，规划设计中没有充分考虑流动人口及农村养殖、乡镇企业排水等特性，造成处理规模及进水水质的偏差，导致处理效果差、污水出水水质不达标。

　　农村污水处理系统由于处理规模小，管网长度较短，水量水质变化较大，时变化系数较大，而当村庄发展旅游业时，不仅时变化系数大，季节性变化系数亦较大。

因此，设计时应根据具体情况，充分调查研究、认真进行科学分析后合理确定其变化系数。

农村地区生活污水量通常根据当地生活用水量来计算，在没有调查数据的地区，总排水量可按总用水量的60%～90%估算。

各分项排水量可采取如下方法取值：

洗浴和冲厕排水量可按相应用水量的70%～90%计算；洗衣污水为用水量的60%～80%（洗衣污水室外泼洒的农户除外）；厨房排水则需要询问村民是否有他用（如喂猪等），如果通过管道排放则按用水量的60%～85%计算。

（二）选择适宜的污水处理工艺

　　选择适宜的工艺是污水处理设施成功运行的关键，不同的污水处理工艺，其建设投资、出水水质、运行成本、管理维护要求差别很大。

一些农村选择污水处理工艺时没有充分考虑农村的经济、运行管理水平，使得工程完成后难于正常运转。

其实就农村污水处理而言，工艺并非越新越好，也不是出水水质越高越好，而应与当地水环境要求及用水需求相结合，适用就好。

　　由于农村污水处理规模小、水质水量变化大，为保证处理效果的稳定性，设计时在污水处理系统进水端设置格栅调节池，调节水质水量使其均匀，尽量减少水处理构筑物的数量，不宜选用检修环节多、频率高的工艺，最好选用低负荷、成熟可靠、稳定性好的处理技术，且与当地用于污水处理建设的用地形状及面积相结合，合理确定。

如高程差异大的用地，可利用高差采用无动力厌氧和跌水曝气技术；有废弃坑塘可采用多级塘技术；还可利用排灌沟渠或水边湿地等改造为生态沟渠或人工湿地等处理污水。

　　严格的施工管理

　　项目建设过程中需建立健全的工程项目招投标制度，规范操作程序。

尽管国家对农村污水处理设施没有相应的质量标准，但土建施工要有资质的施工单位承包，施工前施工技术人员应与设计技术人员详细沟通，工程建设过程中乡镇/街道或村委会应派懂技术人员按照要求对工程建设作全程监管，或委托具备相应监理资质和监理能力、且有丰富的污水处理工程建设监理经验的监理单位进行全方位的专业监理，做到合法、规范、严谨，发挥监管优势，严格验收和定期检测，不仅检测水质，还要监测进、出水水量，一有问题及时维修。

　　保障的运行费用

　　污水处理是一项公益事业，通常不直接产生经济效益，落实污水处理运行费用是确保设施能够长效运行的基础。

由于农村地区不能像城区那样通过自来水费同步收取排污费，因此需要根据实际多渠道建立污水处理费用来源。

　　乡镇工业区可通过收取工业企业排污费来保障污水处理设施运行费用。

对于村镇生活污水处理设施，可采取市、县、乡、村4级共筹模式，市财政应按照城乡统筹、先进带后进、生态补偿、均衡发展的思路，较大程度上承担起污水处理运行费，根据不同需求给予不同标准的运行费用补助，进行补贴时应同步建立有利于促进污水处理设施运行的奖惩机制，建议以奖励的方式给予补助。

　　政府（乡镇政府、区县水务部门或村委会）直接运营的设施，由相应政府承担全部责任。

政府委托企业（污水处理企业或物业管理公司）运行的污水处理设施，由政府承担直接责任、企业承担间接责任。

完全企业运营的由企业承担全部责任。

实际工作中，村委会负责运行村级污水处理系统存在运行监管主体不清等诸多弊病，建议由乡镇政府直接运行或委托企业运行。

　　有效的运行监管

　　尽管农村生活污水处理系统具有自动化程度不高、管理简单，运行、维护费用较低等特点。

但污水处理是一个技术含量较高的行业，设备操作、维修和工艺参数调节均需较强的专业知识，因此管理人员需接受全面的专业知识培训。

不仅需掌握污水处理工艺原理和特点等基本知识，还要了解各部分装置和设备的分布及设计以及施工的具体情况，才能对污水处理设施进行规范操作和管理[10]。

对于政府委托企业运行和完全企业运营的模式可由专业技术公司承担，而对于由政府直接运行的设施可与设计单位和设备提供商签订协议，由其提供长期的技术支持。

（一）污水处理工艺运行监管

　　污水处理本身不直接产生经济效益，相反还要有一定的投入，因此，对污水处理设施运行管理主体进行有效的运行监管非常必要。

根据《中华人民共和国水污染防治法》，污水处理设施的运行监管主要由环境保护部门承担。

无论是环保部门自行监管还是委托其他机构、单位进行监管，区县环保局均承担监管的直接责任，形成环境监察、环境监测、管理、总量减排全面监管局面。

　　农村污水处理设施点多面广，定时定量督察难度大，对政府委托企业运行和完全企业由专业技术公司运营的处理设施，可发挥群众特别是农民管水员的监管作用，通过举报热线电话等方式进行监督运行，对于政府直接运行管理的设施则必须由环保部门进行监督。

（二）设备管理[10-11]

　　设备管理主要有设备日常使用、维修和保养及设备资料的综合管理。

（1）设备的物资管理

　　污水处理站主要有生产条件部、生产运行部和财务部3个业务部门，而机械设备的管理要从工程技术、财务经济、组织管理三方面建立现代机械管理体制，因此需要各业务部门同心协力、互相配合，在主管领导的全面负责下，做好各部门的分工与责任，加强横向的有机联系，确保各项规章制度的执行。

（2）设备的运行维护管理

　　机械设备的维护主要是加强操作工的专业技术培训，正确使用设备；建立健全的设备操作规程，合理安排设备的运行时间负荷，做到既充分利用设备，又不使设备超负荷运行。

设备的保养主要检查设备完好率、维修保养记录和计划及其执行情况。

　　明晰产权

　　作为政府主导投资修建的农村污水处理设施，建成后由于产权不明晰，所有者缺位，虽然实行“集体所有、集体管理”的运营模式，但实际上无人管理、无人维护，导致污水处理设施不能正常运行[12]。

　　农村污水处理设施一般为非经营性或非竞争性基础设施，是以社会效益和生态效益为主旨，难以形成独立自主、自负盈亏的市场化的现代企业制度。

要实现市场化的前提是产权明晰，产权明晰可以解决市场交易中的外部性问题和建立有效的激励与约束机制，有效避免“公地悲剧”，使外部性问题内在化[l3]。

针对农村污水处理设施管护和运营体制，要充分发挥农民群众在农村基础设施工程中的主体作用，建立和健全村级专业协会或物业化组织，鼓励和扶持协会或物业化组织采用承包、租赁、拍卖、转让等形式管理运营农村污水处理设施，明晰产权主体，明确污水处理设施的管护责任，由协会或物业化组织负责工程维护管理、费用收取以及工程更新改造等工作，使农村污水处理设施走上“平时有人管、坏了有人修、更新有能力”的良性轨道。

　　运行管理考核体系[14-15]

（一）技术指标

（1）主要运行指标，包括处理水量、污染物去除率、出水水质达标率、电耗指标、设备完好率和使用率、水力停留时间等。

（2）主要水质指标，包括BOD、COD、NH4+-N、SS、TN、TP、pH值等。

　　（3）污泥的监测指标。

监测污泥可为控制二次污染提供必要的信息，同时提供工艺运行效果的优劣情况，并且为污泥处理提供必要的数据。

农村分散式污水处理污泥较少，可不必对污泥监测，但较大型的集中式污水处理站需根据实际工艺监测有机质、含水率、细菌总数、TN、TP和pH值等。

（二）运行优化管理

（1）运行工艺参数优化[11]

　　选择最能直接影响高品质的处理效果的工艺运行参数很难，但可根据以前的监测数据利用统计工具帮助选择被监督的参数，定期观察特定参数的有效性来确定以后的工艺控制策略。

工艺变化之前，运行人员应进行实地调查，找到正确的分析数据，工艺参数的变化应被记录在案以备其他人员参考，工艺控制参数发生变化后，需每日检查并做出相应的评判，如果一段时间没有效果，要重新调整参数。

（2）可能的节能途径[15-17]

　　①曝气系统的节能

　　曝气系统电耗占全厂电耗的40%～50%，曝气系统的节能主要有以下几方面：

选择动力效率高的曝气设备，动力效率是曝气设备唯一的效能指标；合理布置曝气器，合理设计池形，实现曝气设备供氧量的自动调节。

　　②污水提升设备的节能

　　提升设备的电耗一般占全厂电耗的10%～20%，有的达到38%，提升设备的节能主要从泵选型、系统设计和运行节能。

泵选型可根据处理厂额定的流量Qe和扬程He，选用流量与扬程尽量达到设计要求且效率高的污水泵。

系统设计则从污水厂设计人手，尽可能降低泵的扬程，确定合理的流量；运行节能主要有变角、车削和变速调节，变角调节为调整叶轮角度、车削调节为改变叶轮的直径，变速调节为改变泵的转速，通过以上措施能取得可观的节能效果。

　　结语

　　要使农村生活污水处理系统稳定运行，应有科学合理的用水排水规划、因地制宜的工艺设计、严格的施工管理、保障的运行费用、有效的运行监管及明晰的产权，并建立运行管理考核体系，实行优化管理，才能降低农村污水处理系统污水处理成本，使系统得到稳定运行。

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　　基金项目：

巢湖水污染治理与富营养化综合控制技术及工程示（2009ZX07103-002）资助

　　作者简介：

黄治平男，博士，副研究员，主要从事农村污水处理与资源化研究和农业资源生态研究。

　　（作者：

农业部环境保护科研监测所黄治平张克强北京泽通水务建设有限公司胥福京农业部环境保护科研监测所沈丰菊翟中葳李军幸杜连柱）