劉 中 金樹(shù)權(quán) 羅 艷

(1.寧波市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，浙江 寧波 315012；2.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院生態(tài)環(huán)境研究所，浙江 寧波 315040)

寧波地區(qū)農(nóng)村生活污水產(chǎn)污特征分析研究*

劉 中1金樹(shù)權(quán)2羅 艷1

(1.寧波市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，浙江 寧波 315012；2.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院生態(tài)環(huán)境研究所，浙江 寧波 315040)

以世界銀行貸款寧波新農(nóng)村發(fā)展項(xiàng)目農(nóng)村生活污水治理子項(xiàng)目為基礎(chǔ)，開(kāi)展寧波地區(qū)農(nóng)村生活用水量、生活污水產(chǎn)生時(shí)間和污染物濃度調(diào)查與分析。結(jié)果表明：按常住人口計(jì)算的人均用水量明顯大于按戶(hù)籍人口計(jì)算的人均用水量，特別是山區(qū)地區(qū)由于外出人口較多，按兩種口徑計(jì)算差異較大。農(nóng)村生活污水為非連續(xù)排放，生活用水量在6:00—9:00、11:00—13：00和17:00—21:00出現(xiàn)3個(gè)高峰，22:00至次日6:00期間生活用水量基本無(wú)排放。平原村莊污水處理設(shè)施進(jìn)水污染物平均濃度高于山區(qū)村莊，其中平原村莊農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)水的COD、BOD5、SS、TN平均質(zhì)量濃度分別為172.4、57.0、55.8、36.4mg/L，山區(qū)村莊農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)水的COD、BOD5、SS、TN平均質(zhì)量濃度分別為141.6、52.8、43.8、24.9mg/L。

寧波地區(qū) 農(nóng)村生活污水 產(chǎn)污特征

明確農(nóng)村生活用水量、生活污水的產(chǎn)生時(shí)間以及水質(zhì)等特征，關(guān)系到污水終端處理設(shè)施的設(shè)計(jì)參數(shù)選取，是解決農(nóng)村生活污水問(wèn)題的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。但是，我國(guó)對(duì)農(nóng)村生活污水產(chǎn)污特征的大規(guī)模調(diào)查較少，多數(shù)集中在滇池、巢湖等重要流域周邊[2]，對(duì)東南沿海地區(qū)農(nóng)村生活污水的產(chǎn)污特征研究相對(duì)較少。我國(guó)地域廣闊，不同的自然條件、用水習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平均能導(dǎo)致各地農(nóng)村生活污水水質(zhì)水量存在差異[3-5]。因此，開(kāi)展針對(duì)我國(guó)不同地方的農(nóng)村生活污水產(chǎn)污特征調(diào)查研究十分必要。

本研究依托世界銀行貸款寧波新農(nóng)村發(fā)展項(xiàng)目農(nóng)村生活污水治理子項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“寧波世行貸款農(nóng)村生活污水項(xiàng)目”)，對(duì)寧波地區(qū)的農(nóng)村生活用水量、生活污水產(chǎn)生時(shí)間和污染物濃度開(kāi)展系統(tǒng)調(diào)查，以期為東南沿海地區(qū)的農(nóng)村生活污水治理項(xiàng)目全面開(kāi)展提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

寧波市位于我國(guó)東南沿海地區(qū)，位于中國(guó)大陸海岸線中段，長(zhǎng)江三角洲南翼，經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)。寧波市地貌分為山脈、丘陵、盆地和平原等類(lèi)型，其中平原、山脈面積占比超過(guò)60%。

表1 寧波地區(qū)農(nóng)村生活用水量調(diào)查統(tǒng)計(jì)表

綜合考慮經(jīng)濟(jì)水平、人口數(shù)量和用水習(xí)慣等多方面因素，本研究選擇寧波市寧?？h躍龍街道趙家山村和寧海縣胡陳鄉(xiāng)梅山村為研究對(duì)象。趙家山村位于寧?？h城西南方向3 km處，全村共有350戶(hù)，常住人口1 352人，該村地勢(shì)平坦，人口較為稠密，經(jīng)濟(jì)水平較好，可作為具有一定區(qū)域代表性的平原村。梅山村位于寧?？h城正東方向23 km處，全村共有254戶(hù)，常住人口912人，村莊位于山區(qū)，經(jīng)濟(jì)條件相對(duì)較差，可作為具有一定區(qū)域代表性的山區(qū)村。

1.2 研究方法

1.2.1 農(nóng)村生活用水量調(diào)查

趙家山村和梅山村各選擇30戶(hù)家庭進(jìn)行用水量調(diào)查。調(diào)查家庭戶(hù)籍人口數(shù)和家庭常住人口數(shù)，統(tǒng)計(jì)2014年1—12月的水表數(shù)值，計(jì)算人均用水量和變化范圍。

1.2.2 農(nóng)村生活污水產(chǎn)生時(shí)間調(diào)查

選擇趙家山村3戶(hù)典型農(nóng)戶(hù)(農(nóng)戶(hù)A、農(nóng)戶(hù)B和農(nóng)戶(hù)C)進(jìn)行全天24 h每小時(shí)的生活用水量跟蹤調(diào)查，選擇的農(nóng)戶(hù)常住人口均為4人，且全部使用自來(lái)水，委托農(nóng)戶(hù)在各整點(diǎn)時(shí)間段進(jìn)行水表數(shù)值記錄。

定義2： 數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的問(wèn)題分詞之后的結(jié)構(gòu)詞集稱(chēng)為“記錄詞集”，用“D”表示。其表示方法與問(wèn)題詞集相似，詞集D可以用由特征項(xiàng)表示為D(t1,t2,…,tn)，其中tk為特征項(xiàng)，且1≤k≤n。

1.2.3 農(nóng)村生活污水污染物濃度調(diào)查

調(diào)查內(nèi)容包括農(nóng)村生活污水污染物濃度和處理終端進(jìn)水污染物濃度。農(nóng)村生活污水按來(lái)源主要分為洗滌污水、廚房廢水和廁所廢水，對(duì)趙家山村3戶(hù)的洗滌污水(包括洗衣和洗浴廢水)和廚房廢水(直接收集，未隔油處理)各進(jìn)行3次測(cè)定，對(duì)村內(nèi)的公共廁所廢水(三格式化糞池排水)進(jìn)行3次測(cè)定。本研究對(duì)寧波世行貸款農(nóng)村生活污水項(xiàng)目的前3批工程40個(gè)終端(山區(qū)和平原各20個(gè))進(jìn)行160批次的處理終端進(jìn)水取樣分析，其中山區(qū)地區(qū)80批次，平原地區(qū)80批次。

1.2.4 水質(zhì)測(cè)定指標(biāo)與方法

水質(zhì)測(cè)定指標(biāo)包括COD、BOD5、SS、TN等。COD參考《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鹽法》(GB 11914—89)進(jìn)行測(cè)定，BOD5參考《水質(zhì) 五日生化需氧量(BOD5)的測(cè)定 稀釋與接種法》(GB 7488—87)進(jìn)行測(cè)定，SS參考《水質(zhì) 懸浮物的測(cè)定 重量法》(GB 11901—89)進(jìn)行測(cè)定，TN參考《水質(zhì) 總氮的測(cè)定 堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法》(GB 11894—89)進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 寧波地區(qū)農(nóng)村生活用水量分析

由表1可知，按戶(hù)籍人口計(jì)，趙家山村和梅山村的人均用水量分別為71.6、50.6 L/d；按常住人口計(jì)，趙家山村和梅山村的人均用水量分別為90.5、76.9 L/d。

本研究對(duì)趙家山村和梅山村各月的人均用水量(按常住人口計(jì))進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。由圖1可知，兩個(gè)村莊7—8月的人均用水量均較大，11—12月人均用水量均較小，可見(jiàn)農(nóng)村生活用水量存在季節(jié)性差異，夏季用水量相對(duì)偏大。另外可以看出，梅山村的1—2月的人均用水量大于趙家山村，這可能因?yàn)槊飞酱逋獬鋈丝诖汗?jié)期間返鄉(xiāng)，而圖1中人均用水量數(shù)據(jù)按常住人口計(jì)算所致。

圖1 按月統(tǒng)計(jì)的人均用水量Fig.1 Per capita water consumption by month consumption statistics

按常住人口計(jì)算的人均用水量明顯大于按戶(hù)籍人口計(jì)算的人均用水量，特別是山區(qū)地區(qū)外出人口較多，按兩種口徑計(jì)算差異較大。平原地區(qū)的人均用水量大于山區(qū)地區(qū)，主要原因：一是生活水平差異；二是山區(qū)地區(qū)部分用水為山水、井水等非自來(lái)水水源，而本調(diào)查只統(tǒng)計(jì)自來(lái)水用水量，趙家村全部使用自來(lái)水，而梅山村存在部分使用井水的情況。因此，工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮人口外出率、用水習(xí)慣等因素[6-7]，否則可能會(huì)出現(xiàn)處理終端設(shè)計(jì)量不合理的狀況。

2.2 寧波地區(qū)農(nóng)村生活污水產(chǎn)生時(shí)間分析

調(diào)查當(dāng)天，農(nóng)戶(hù)A、農(nóng)戶(hù)B和農(nóng)戶(hù)C的人均用水量分別為101.3、107.5、96.3 L/d。根據(jù)圖2可以看出，3戶(hù)農(nóng)戶(hù)的生活用水量在6:00—9:00、11:00—13：00和17:00—21:00出現(xiàn)3個(gè)高峰，22:00至次日6：00期間基本無(wú)排放。農(nóng)村生活污水為非連續(xù)性排放，處理終端的運(yùn)行時(shí)間可根據(jù)農(nóng)村生活污水的排放規(guī)律進(jìn)行調(diào)整[8-9]，以達(dá)到保證運(yùn)行效率和降低運(yùn)行費(fèi)用的雙重目的。

圖2 農(nóng)村生活用水量的時(shí)段變化Fig.2 Time variation of water consumption in rural areas

2.3 寧波地區(qū)農(nóng)村生活污水污染物濃度分析

根據(jù)表2可以看出，各類(lèi)別污水中廁所廢水的污染物濃度相對(duì)較高，COD、BOD5、SS和TN的平均質(zhì)量濃度分別為1 042.5、400.2、124.2、187.5 mg/L；洗滌污水的污染物濃度相對(duì)較低，COD、BOD5、SS和TN的平均質(zhì)量濃度分別為92.3、20.5、50.5、7.8 mg/L。

表2 農(nóng)村生活污水水質(zhì)指標(biāo)分析結(jié)果

根據(jù)圖3可以看出，平原村莊農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)水的COD、BOD5、SS、TN平均質(zhì)量濃度分別為172.4、57.0、55.8、36.4 mg/L，山區(qū)村莊農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)水的COD、BOD5、SS、TN平均質(zhì)量濃度分別為141.6、52.8、43.8、24.9 mg/L，平原村莊農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)水的COD、BOD5、SS和TN平均質(zhì)量濃度分別比山區(qū)村莊高21.8%、8.0%、27.4%和46.2%。

圖3 寧波地區(qū)平原與山區(qū)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)水污染物質(zhì)量濃度比較Fig.3 Comparison of the influent pollutant concentrations of rural domestic sewage in the plain and mountainous areas of Ningbo

平原村莊污水處理設(shè)施進(jìn)水污染物平均濃度高于山區(qū)村莊，主要原因可能為：山區(qū)地區(qū)的廁所廢水接入率相對(duì)低[10]；生活水平存在差異從而導(dǎo)致產(chǎn)生污染物濃度存在差異[11]；用水習(xí)慣存在差異，如很多農(nóng)村地區(qū)將山塘、水庫(kù)水直接接戶(hù)作為生活用水，不考慮水費(fèi)導(dǎo)致生活用水量偏大，特別是洗滌用水量偏大。平原和山區(qū)農(nóng)村地區(qū)生活污水的污染物濃度差異，可以為終端處理設(shè)計(jì)的工藝選擇提供依據(jù)。

3 結(jié) 論

本研究以寧波世行貸款農(nóng)村生活污水項(xiàng)目為基礎(chǔ)，通過(guò)開(kāi)展農(nóng)村生活用水量、生活污水產(chǎn)生時(shí)間和污染物濃度的系統(tǒng)調(diào)查，可以得出寧波地區(qū)農(nóng)村生活污水產(chǎn)污特征如下：

(1) 按常住人口計(jì)算的人均用水量明顯大于按戶(hù)籍人口計(jì)算的人均用水量，特別是山區(qū)地區(qū)由于外出人口較多，按兩種口徑計(jì)算差異較大。平原村莊趙家山村按戶(hù)籍和常住人口的人均用水量分別為71.6、90.5 L/d，山區(qū)村莊梅山村按戶(hù)籍和常住人口的人均用水量分別50.6、76.9 L/d。

(2) 農(nóng)村生活污水為非連續(xù)排放，生活用水量在6:00—9:00、11:00—13：00和17:00—21:00出現(xiàn)3個(gè)高峰，22:00至次日6：00期間基本無(wú)排放。

(3) 農(nóng)村生活污水主要由洗滌廢水、廚房廢水和廁所廢水等組成，廁所廢水中COD、BOD5、SS、TN平均質(zhì)量濃度分別為1 042.5、400.2、124.2、187.5 mg/L，廚房廢水中COD、BOD5、SS、TN平均質(zhì)量濃度分別為600.8、198.4、100.5、21.0 mg/L，洗滌廢水中COD、BOD5、SS、TN平均質(zhì)量濃度分別為92.3、20.5、50.5、7.8 mg/L，3者濃度差異較大。

(4) 平原村莊污水處理設(shè)施進(jìn)水污染物平均濃度高于山區(qū)村莊，其中平原村莊農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)水的COD、BOD5、SS、TN平均質(zhì)量濃度分別為172.4、57.0、55.8、36.4 mg/L，山區(qū)村莊農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)水的COD、BOD5、SS、TN平均質(zhì)量濃度分別為141.6、52.8、43.8、24.9 mg/L。

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PollutioncharacterizationstudyofruraldomesticsewageinNingboarea

LIUZhong1，JINShuquan2，LUOYan1.

(1.EnvironmentalProtectionResearchandDesignInstituteofNingbo，NingboZhejiang315012；2.EcologyandEnvironmentInstitute,NingboAcademyofAgriculturalScience,NingboZhejiang315040)

Based on the Word Bank load project of rural domestic sewage of Ningbo,research and analysis of rural water consumption，rural domestic sewage production time and pollutant concentrations in Ningbo area were carried out. The results showed that the per capita water consumption by the resident population was significantly greater than the per capita water consumption by household population,especially in the mountainous area because of the larger amount of outgoing population. Rural domestic sewage as a uncontinuous discharge had three peaks in 6:00-9:00,11:00-13:00 and 17:00-21:00,and basically no emissions in 22:00-6:00 (next day). The average influent pollutant concentrations of sewage treatment facilities in plain villages were higher than those in mountain villages. The average concentrations of COD,BOD5,SS,TN of influent of sewage treatment facilities were 172.4,57.0,55.8,36.4 mg/L in plain villages,and 141.6,52.8,43.8,24.9 mg/L in mountain villages,respectively.

Ningbo area; rural domestic sewage; pollution characterization

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.10.017

劉 中，男，1970年生，碩士，高級(jí)工程師，主要從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究。

*寧波市科技局社會(huì)發(fā)展攻關(guān)項(xiàng)目(No.2014C50001)。

2016-09-12)