陳杰(北京中鐵生態(tài)環(huán)境設計院有限公司，北京 102600)

0 引言

近年來，隨著我國城鄉(xiāng)一體化不斷加深，農(nóng)村生活污水排放量不斷增長，給水環(huán)境治理帶來挑戰(zhàn)。氮、磷污染物是生活污水中的主要污染物之一，水體中總氮和總磷的含量超過一定的濃度，會引起水體富營養(yǎng)化，引起水生生物和水生植物的死亡，形成黑臭水體。由于生活污水可生化性較好，有機污染物能得到較好的去除，氮磷污染物處理效果的好壞則成為出水達標的關鍵因素。處理設施出水往往流向附近水體，在匯流過程中氮磷污染物不斷富集，氮磷污染物的超標排放已成為影響流域水環(huán)境的重要因素。通過對氮磷污染物的持續(xù)監(jiān)測，可了解不同時間內(nèi)氮磷的排放規(guī)律，為農(nóng)村污水處理設施的脫氮除磷單元的工藝設計和后期運營，提供數(shù)據(jù)支持，提升污水處理設施出水達標率，對農(nóng)村水環(huán)境治理具有重要意義，對農(nóng)村周邊流域水環(huán)境的保護，防止水體富營養(yǎng)化，具有積極作用。

1 農(nóng)村生活污水排放特點

農(nóng)村生活污水是指農(nóng)村居民在日常生活過程中產(chǎn)生的污水，主要來自沖廁、洗衣、洗浴、餐廚等，其數(shù)量、成分、污染物濃度與各地居民的生活習慣、生活水平和用水量有關[1-2]，污水中主要成分是生活廢料和人的排泄物，基本上不含重金屬和有毒有害物質(zhì)，含有氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，還有大量的細菌、病毒和寄生蟲卵[3]。

農(nóng)村生活污水排放具有以下特征：

(1)污水來源較多，排放比較分散，隨機性強；

(2)區(qū)域排水量小，水量日變化系數(shù)(3.5～5.0)和季節(jié)變化幅度大[4]，大部分情況下，一天內(nèi)存在三個排水高峰期，其他時段污水排放量較少；一天內(nèi)各時段水量變化明顯，各季節(jié)排水量也不相同；

(3)污水成分復雜，有機物較容易去除，而脫氮除磷需要為特定微生物群提供更適合的外部環(huán)境，因此氮源污染物處理效果的好壞是出水達標的關鍵。

2 進水氮磷濃度監(jiān)測

2.1 試驗對象

本次試驗選取鎮(zhèn)江市東南部某農(nóng)村污水處理站前端集水井的進水為試驗對象，該村約有120戶村民，村內(nèi)通過新建污水管網(wǎng)，將生活污水收集至污水處理設施。該污水處理設施以A2O為主體工藝，出水標準為GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B標準。

2.2 試驗設置

(1)進水氮磷濃度月變化規(guī)律試驗設置：取樣點選自該農(nóng)村污水處理站調(diào)節(jié)池前端的集水井，總?cè)又芷谠O置為1月份至7月份，每周取樣2次，進行總氮和總磷濃度的測定；

(2)進水氮磷濃度日變化規(guī)律試驗設置：與月變化規(guī)律試驗的同年9月進行一次全天各時段氮磷濃度監(jiān)測，從早晨6:00至晚上22:00，按固定時間間隔取樣，一天共取樣14次。

3 結(jié)果分析

3.1 進水氮磷濃度月變化規(guī)律研究

各月的總氮進水濃度如圖1所示，監(jiān)測期內(nèi)，3月份進水總氮平均濃度最低，為18.9mg/L，從3月至6月，進水總氮濃度不斷增加，到6月達到最高值79.7mg/L，7月總氮濃度降至47.8mg/L，生活污水中總氮來源主要為廚余廢水、洗滌污水、沖廁水，引起總氮濃度變化的可能原因：

(1)氣溫較低時(1月和3月)，村民因用水量減少，沖廁水、洗滌污水排放量減少，總氮濃度較其他季節(jié)明顯降低；氣溫升高時(4～6月)，洗滌及洗浴污水增加，部分洗滌劑中含有氮磷，同時沖廁水和沖圈水增加，糞尿中含有較高的氮，總氮濃度升高；

(2)4月開始進入農(nóng)耕繁忙期，施肥季節(jié)里少量肥料可能進入管網(wǎng)，導致總氮升高；

(3)在7月降雨量增多，因農(nóng)村管網(wǎng)系統(tǒng)無法完全避免雨水進入，雨水稀釋了污染物濃度，同時農(nóng)業(yè)活動減少，總氮濃度下降。

圖1 各月進水總氮、總磷平均濃度

各月的總磷進水濃度如圖1所示，整體趨勢與總氮類似，監(jiān)測期內(nèi)，進水TP平均濃度從3月至6月不斷攀升，3月進水TP平均濃度為2.4mg/L，6月進水TP平均濃度達8.2mg/L，最高可達12.7mg/L，生活污水中總磷來源主要為洗滌污水、沖廁水、食物殘渣，農(nóng)業(yè)活動中磷肥的使用也可能導致部分磷進入管網(wǎng)。引起總磷濃度變化的可能原因：

(1)氣溫較低時(1月和3月)，洗滌用水、沖廁水減少，且農(nóng)業(yè)活動較少，污水中總磷濃度低；

(2)氣溫升高時(4～6月)，洗滌污水、廚房廢水、洗浴污水增加，部分洗衣粉、洗菜水、沖廁水含磷，引起總磷濃度升高。同時，農(nóng)業(yè)活動增加，部分磷肥可能進入管網(wǎng)；

(3)在7月受降雨量增多及農(nóng)業(yè)活動減少的影響，污染物濃度得到稀釋，總磷濃度下降。

3.2 進水氮磷濃度日變化規(guī)律研究

總氮濃度在早晨6:00為最低值(104.5mg/L)，在12:00達到最高值(111.8mg/L)，之后逐漸降低，在18:00出現(xiàn)拐點，從18:00—19:00有個顯著的提升，在20:00達到次高峰，之后逐漸降低。日平均濃度為108.8mg/L?？偟兓?guī)律與村民用水規(guī)律相吻合，主要受氨氮影響較大。變化規(guī)律與村民洗滌、做飯、沖廁等活動相關，清晨人為活動少，以清洗為主，總氮濃度達到最低值，之后隨著村民做飯和沖廁活動的增多，氨氮濃度逐漸提升，在12點達到最高值，此時正是做飯和沖廁活動較活躍的時間段；下午村民外出勞作，認為活動減少，總氮濃度逐漸降低，在18:00—19:00,氨氮濃度有個迅速的提升，升高原因與中午類似，隨著時間的推移，在晚上20:00之后，進入休息時間，以洗澡活動為主，且活動強度逐漸減弱，總氮濃度逐漸降低。

總磷濃度在6:00—11:00變化較平緩，在12:00迅速升高達到最高值(8.8mg/L)，之后逐漸下降，到18:00降至最低值(7.9mg/L)，在19:00迅速升高，并維持至20:00，之后總磷濃度逐漸降低。日平均濃度為8.4mg/L?？偭鬃兓?guī)律與村民洗滌活動規(guī)律相契合，早晨洗滌活動較少，在11:00之前均較少，部分村民利用自家井水或周邊河水進行清洗，污水散排，未進入污水管網(wǎng)。在12:00，總磷濃度達到最高值，此時正是村民廚房清洗廢水、洗滌廢水排放較多的時間段，之后相關活動逐漸減少，一直到18:00到達拐點，從18:00—19:00出現(xiàn)總磷濃度的迅速提升，直到20:00，此時段污水主要來自洗碗、洗滌、洗澡用水，之后總磷濃度逐漸下降?？偟偭诐舛热兆兓?guī)律如圖2所示。

圖2 總氮總磷濃度日變化規(guī)律

4 結(jié)語

通過對鎮(zhèn)江市東南部某農(nóng)村生活污水中總氮、總磷排放濃度月變化規(guī)律和日變化規(guī)律進行研究分析，主要得出以下結(jié)論：

(1)進水氮磷濃度月變化規(guī)律：總氮與總磷排放濃度的月變化曲線趨勢相似，濃度在各個月份差別較大，其中，在6月份氮磷濃度達到最大值，而在3月份，氮磷濃度達到最小值；氮磷濃度的月變化規(guī)律與村民的日常洗滌、做飯、沖廁及季節(jié)性農(nóng)業(yè)活動息息相關，在日常生活及農(nóng)業(yè)活動強度大時，氮磷濃度較高。

(2)進水氮磷濃度日變化規(guī)律：總氮排放濃度在早晨最低，早晨到中午濃度逐漸升高，并在中午達到最高值，下午時間段濃度逐漸降低，至19:00濃度再次升高，之后逐漸降低；總磷排放濃度在18:00最低，在中午達到最高值，其余時間段變化較平緩。氮磷濃度的日變化規(guī)律與村民生活規(guī)律及勞作習慣相對應。