徐海峰，王翔宇，匡 武

(1.六安市環(huán)境信息與宣教中心，安徽六安 237000；2.安徽省環(huán)境科學(xué)研究院，安徽省污水處理技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥 230022)

近幾年，國(guó)家不斷加大農(nóng)村生活污水治理的工作力度，取得了一定的成效，但基層治理效果不佳的問題日益凸顯[1]。一是由于處理工藝過于簡(jiǎn)單，出水水質(zhì)達(dá)不到排放要求，對(duì)改善地表水富營(yíng)養(yǎng)化作用不明顯。二是工程建設(shè)質(zhì)量較差，嚴(yán)重影響設(shè)施處理效果。三是運(yùn)行維護(hù)不善，重建設(shè)、輕管理的現(xiàn)象比較普遍。四是農(nóng)村地區(qū)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平差異很大，缺少針對(duì)性評(píng)估指導(dǎo)是目前亟需解決的問題，也是研究的熱點(diǎn)。

沈豐菊等[2]利用模糊積分模型進(jìn)行評(píng)估?？宗S等[3]利用德爾菲法對(duì)農(nóng)村污水處理工藝進(jìn)行綜合效能評(píng)估。夏訓(xùn)峰等[4]采用模糊優(yōu)劣系數(shù)法對(duì)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)選評(píng)價(jià)。駱其金等[5]采用以噸水占地面積評(píng)估為限制性因素評(píng)估，費(fèi)用效益分析為核心因素評(píng)估，層次分析+灰色關(guān)聯(lián)度為次重因素評(píng)估的“三步式”綜合評(píng)估方法，對(duì)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)進(jìn)行了篩選研究。

尋找適合的評(píng)估技術(shù)是農(nóng)村環(huán)境保護(hù)工作的迫切需要，如何建立正確、適宜、針對(duì)性強(qiáng)的評(píng)估體系，切實(shí)提高農(nóng)村生活污水處理水平也是目前研究的難點(diǎn)。

1 安徽省典型區(qū)域分布及處理難點(diǎn)

受安徽省農(nóng)村地域、生活水平、生活習(xí)慣、氣候等的影響，農(nóng)村生活污水的特性與城鎮(zhèn)污水具有明顯的差異，成熟的城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)難以直接用于農(nóng)村生活污水的處理。而且安徽省農(nóng)村生活污水處理的研究起步較晚，工藝種類繁多，并且缺少相關(guān)的農(nóng)村污水處理政策和法規(guī)，缺乏相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，因此如何根據(jù)安徽省農(nóng)村實(shí)際情況劃分不同的典型區(qū)域，選擇能適應(yīng)安徽省大部分典型區(qū)域的處理工藝顯得尤為重要。

根據(jù)安徽省農(nóng)村地域、生活水平、生活習(xí)慣、氣候特點(diǎn)并參照《安徽省村莊規(guī)劃編制標(biāo)準(zhǔn)》各典型區(qū)域劃分(圖1)，總結(jié)安徽省典型區(qū)域特征見表1。

圖1 安徽省不同片區(qū)劃分Fig.1 Map of different districts in Anhui Province

編號(hào)No.區(qū)位Location村莊人口分布Population distribution in villages經(jīng)濟(jì)水平特征Characteristics of economic level村莊發(fā)展階段The stage of village development地形地貌特征Topographic and geomorphic features生活污水特性Characteristics of domestic sewage1皖北稠密 低 落后 平原水量小、濃度低 2皖中居中 居中發(fā)展中 丘陵水量較大、濃度較高3沿江較稠密高 發(fā)達(dá) 平原水量大、濃度較高 4皖西稀疏 低 落后 山區(qū)水量小、濃度較小 5皖南稀疏 居中相對(duì)發(fā)達(dá)山區(qū)水量大、濃度高

根據(jù)實(shí)際情況及安徽省水質(zhì)特性和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀，總結(jié)安徽省農(nóng)村生活污水處理存在難點(diǎn)如下：①水質(zhì)水量波動(dòng)大，早午晚出現(xiàn)一次水量高峰，南北水質(zhì)差異大。②氮磷含量高，處理難度大。③運(yùn)行管理難度高，缺乏專業(yè)的運(yùn)行維護(hù)人員。④容易受地方經(jīng)濟(jì)特色影響，農(nóng)村生活污水經(jīng)?；祀s雨水或者家庭手工作坊廢水，造成廢水組成復(fù)雜。⑤處理技術(shù)研究起步較晚，并且缺乏相關(guān)的污水處理政策和法規(guī)，相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)也未正式出臺(tái)，出水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不高。

2 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)適用性評(píng)判

農(nóng)村生活污水處理工程設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)行受自然地理?xiàng)l件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征的復(fù)雜影響，因此在農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的示范與推廣中，處理工藝的選擇不僅要考慮其先進(jìn)性，還要考慮其對(duì)特定地區(qū)的適宜性，即應(yīng)選擇先進(jìn)適用工藝。綜合考慮農(nóng)村生活污水處理工藝的有效性、經(jīng)濟(jì)性和可行性，工藝的先進(jìn)性重點(diǎn)考慮農(nóng)村生活污水處理工藝的有機(jī)物去除率和脫氮除磷效果；工藝的經(jīng)濟(jì)性考察農(nóng)村生活污水處理工藝的基建成本、運(yùn)行成本、占地面積和經(jīng)濟(jì)收益；工藝的可行性考察農(nóng)村生活污水處理工藝的技術(shù)穩(wěn)定性、管理方便性和環(huán)境適宜性。依據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)發(fā)布的農(nóng)村生活污染控制技術(shù)政策，結(jié)合安徽省農(nóng)村地區(qū)的實(shí)際狀況，參考相關(guān)文獻(xiàn)[6-8]，對(duì)農(nóng)村生活污水處理工藝指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化和篩選，建立了農(nóng)村生活污水處理工藝3級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見圖2。

2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定采用特爾斐法，根據(jù)指標(biāo)重要確定相應(yīng)的分值，對(duì)每一層各指標(biāo)在該層中的重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并給出分值。

圖2 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.2 Rural sewage treatment technology evaluation index system

有效性指標(biāo)：主要從化學(xué)需氧量(COD)去除率、氨氮(NH3-N)去除率、總磷(TP)去除率等指標(biāo)進(jìn)行考核?？偡?0分，其中COD去除率15分、NH3-N去除率15分、TP去除率10分。

經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：主要從工程投資、運(yùn)行費(fèi)用和占地面積等指標(biāo)進(jìn)行考核?？偡?0分，其中工程投資10分，運(yùn)行費(fèi)用10分，占地面積10分。

可行性指標(biāo)：主要從運(yùn)行穩(wěn)定性、管理方便性和環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行考核?？偡?0分，其中運(yùn)行穩(wěn)定性10分、管理方便性10分，環(huán)境適應(yīng)性10分。

2.2評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用特爾斐法確定綜合效能層次體系各指標(biāo)分值。根據(jù)指標(biāo)性能優(yōu)劣程度確定相應(yīng)的分值，專家對(duì)每一層各指標(biāo)在該層中的優(yōu)劣程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并給出分值。確定安徽省農(nóng)村生活污水處理工程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

接下表

2.3備選方案的確定參考目前國(guó)內(nèi)外農(nóng)村生活污水處理工藝研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，選取安徽省使用較為普遍的農(nóng)村生活污水處理的工藝作為備選方案集，分析各種工藝的性能指標(biāo)及其適用條件(表3)，評(píng)估其在不同典型區(qū)域(皖北、皖中、沿江、皖南、皖西)的得分情況。

表3 農(nóng)村處理技術(shù)性能分析

選定4種工藝典型工藝進(jìn)行典型區(qū)域的得分評(píng)估，4種工藝分別如下：①工藝一。糞水+沼氣凈化池或厭氧池+穩(wěn)定塘或人工濕地污水處理。②工藝二。太陽能微動(dòng)力生物接觸氧化法+人工濕地或穩(wěn)塘污水處理。③工藝三。厭氧池+跌水接觸氧化+人工濕地或生態(tài)渠溝污水處理。 ④工藝四。糞水+厭氧池+TBO污水處理技術(shù)。

3 典型農(nóng)村生活污水處理工藝評(píng)估

3.1有效性評(píng)估由表4可知，沼氣凈化池或厭氧池+穩(wěn)定塘或人工濕地有效性略低于其他3種工藝，太陽能微動(dòng)力生物接觸氧化法+人工濕地工藝有效性最高，并且在有效性方面適用于安徽全省。

表4 有效性評(píng)估得分

3.2經(jīng)濟(jì)性評(píng)估由表5可知，沼氣凈化池或厭氧池+穩(wěn)定塘或人工濕地經(jīng)濟(jì)性性略高于其他3種工藝，太陽能微動(dòng)力生物接觸氧化法(太陽能市電互補(bǔ))+人工濕地工藝經(jīng)濟(jì)性最低，主要是基建成本高于其他3種工藝，得分最低。

表5 經(jīng)濟(jì)性評(píng)估得分

3.3可行性評(píng)估由表6可知，太陽能微動(dòng)力生物接觸氧化法(太陽能市電互補(bǔ))+人工濕地工藝與厭氧池+TBO+后處理可行性最強(qiáng)，厭氧池-跌水接觸氧化+人工濕地或生態(tài)渠溝在皖南的可行性最高，這是因?yàn)橥钅隙嗲鹆甑貛?，可以利用地?shì)差興建工程。

表6 可行性評(píng)估得分

3.4整體適宜性評(píng)估由表7可知，太陽能微動(dòng)力生物接觸氧化法+人工濕地工藝總體得分最高，在皖中(沿江)與皖南(皖西)適應(yīng)性評(píng)價(jià)為“很好”。在皖北適應(yīng)性評(píng)價(jià)也為“好”，說明該工藝能夠高效處理安徽省農(nóng)村生活污水，總體污染物去除效率高，微動(dòng)力運(yùn)行大大降低了噸水投資和運(yùn)行費(fèi)用，且工藝成熟穩(wěn)定性高，微電腦全自動(dòng)控制，運(yùn)行維護(hù)十分簡(jiǎn)便?？傮w來說可以適用于安徽省全境，只是在皖北使用時(shí)需要謹(jǐn)慎考慮其工藝是否受冬季溫度的影響。

厭氧池+TBO+后處理總體得分較高，在皖中(沿江)與皖北適宜性評(píng)價(jià)為“很好”。在皖南(皖西)的評(píng)價(jià)為“好”，說明該工藝能夠高效處理安徽省農(nóng)村生活污水，總體污染物去除效率高，高負(fù)荷微動(dòng)力運(yùn)行大大降低了噸水投資和運(yùn)行費(fèi)用，且工藝成熟穩(wěn)定性高，PLC全自動(dòng)控制，運(yùn)行維護(hù)十分簡(jiǎn)便適用于安徽省全省，只是在皖南、皖西使用時(shí)需謹(jǐn)慎考慮其環(huán)境適應(yīng)性與占地面積。

厭氧池+跌水接觸氧化+人工濕地或生態(tài)渠溝在皖南(皖西)、皖中(沿江)適宜性評(píng)價(jià)為“好”，在皖北使用時(shí)適宜性評(píng)價(jià)為“較好”。說明該工藝能夠較好地處理安徽省農(nóng)村生活污水，總體污染物去除效率較高，利用地勢(shì)差運(yùn)行可大大降低了噸水投資和運(yùn)行費(fèi)用，但是因?yàn)樵摴に嚨氖褂眯杩紤]其環(huán)境適宜性，主要適用于存在地勢(shì)差的皖南、皖西地區(qū)，平原地區(qū)使用時(shí)需謹(jǐn)慎考慮水泵提升的可行性。

沼氣凈化池或厭氧池+穩(wěn)定塘或人工濕地在皖南(皖西)、皖中(沿江)適宜性評(píng)價(jià)為“好”，在皖北使用時(shí)適宜性評(píng)價(jià)為“較好”。說明該工藝能夠較好地處理安徽省農(nóng)村生活污水，總體污染物去除效率較高，無動(dòng)力運(yùn)行可大大降低噸水投資和運(yùn)行費(fèi)用。該工藝經(jīng)濟(jì)性很好，主要適用于經(jīng)濟(jì)較為落后的村莊。

表7 整體適宜性評(píng)估得分

4 結(jié)語

(1)該研究建立了一個(gè)能夠反映技術(shù)有效性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)適宜性的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該指標(biāo)體系不僅能評(píng)價(jià)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的性能水平，也可評(píng)價(jià)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)對(duì)特定地區(qū)的適宜程度，可為農(nóng)村生活污水技術(shù)示范、推廣項(xiàng)目?jī)?yōu)選評(píng)價(jià)先進(jìn)、適用的工藝技術(shù)。

(2)該研究建立的基于特爾斐法的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)適宜性評(píng)估體系，可通過評(píng)判農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的性能水平與應(yīng)用地區(qū)對(duì)農(nóng)村生活污水處理的技術(shù)需求特征的匹配程度來評(píng)判技術(shù)方案的適宜性，在此基礎(chǔ)上測(cè)算各備選方案的分值從而得到最佳方案。與其他方法不同的是，該方法更強(qiáng)調(diào)農(nóng)村生活污水處理的適用性，有助于提高農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的推廣應(yīng)用效果。

(3)通過對(duì)4項(xiàng)典型工藝進(jìn)行適宜性評(píng)估，評(píng)價(jià)出4項(xiàng)技術(shù)在不同典型區(qū)域的適宜性。結(jié)合實(shí)際情況驗(yàn)證了該研究所建立的評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用具有較好的合理性，能夠反映當(dāng)?shù)氐膶?shí)際狀況，可為不同分區(qū)、分級(jí)的農(nóng)村基層組織提供優(yōu)選評(píng)價(jià)與決策分析，并給中部其他氣候、地理特征相似區(qū)域提供借鑒。

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