基于德爾菲法和情景分析的北京市農(nóng)村生活污水處理工藝優(yōu)選

　　摘要：針對農(nóng)村生活污水處理工藝多樣、適應(yīng)性差、決策難等問題，在系統(tǒng)分析北京市農(nóng)村生活污水處理工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合情景分析法和德爾菲法等方法，優(yōu)選農(nóng)村生活污水處理工藝.研究結(jié)果表明，北京市農(nóng)村生活污水采用單村或聯(lián)村的治理模式，處理規(guī)模集中在50(含)~500 m3 ·d-1 ，處理工藝以MBR、AO+MBR、A2 O+MBR以及人工濕地等為主，逐漸由單元生物工藝向組合工藝轉(zhuǎn)變、且生態(tài)工藝得到更多應(yīng)用.依據(jù)處理規(guī)模和排放標(biāo)準，推薦預(yù)處理+生物/生態(tài)處理、預(yù)處理+生物/生態(tài)處理+物化處理、預(yù)處理+生物處理+生態(tài)處理+物化處理等組合工藝分別適用北京市農(nóng)村生活污水處理三級排放標(biāo)準、二級排放標(biāo)準和一級排放標(biāo)準，為農(nóng)村生活污水治理工作的穩(wěn)步推進提供技術(shù)支撐.

　　關(guān)鍵詞：農(nóng)村污水;單元工藝;組合工藝;技術(shù)優(yōu)選

　　王培京; 孟慶義; 肖金玉; 胡明; 趙媛; 嚴玉林; 楊蘭琴 環(huán)境科學(xué)學(xué)報2021-12-12

　　1 引言(Introduction)

　　農(nóng)村生活污水治理是農(nóng)村人居環(huán)境整治的重要內(nèi)容，是實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措，是全面建成小康社會的內(nèi)在要求.截止到2019年(住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2020)，全國共有村莊251.3萬個，村莊戶籍人口7.76 億人，建制鎮(zhèn)和鄉(xiāng)的生活污水處理率分別為59.67%和33.30%，與實現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村以及鄉(xiāng)村振興的要求還存在差距.農(nóng)村生活污水治理目前存在的問題較多(李云等，2021)，包括農(nóng)村生活污水收集模式、治理技術(shù)、排放標(biāo)準、運維方式以及污泥的處理處置等，任何一個環(huán)節(jié)的疏漏都會導(dǎo)致整個工程的失敗 .在上述眾多問題中，農(nóng)村生活污水治理技術(shù)的適應(yīng)性是至關(guān)重要的，無論在工程的前期論證、中期評審以及后期運維中，污水處理技術(shù)的優(yōu)劣在很大程度上決定污水處理的成敗.因此，農(nóng)村生活污水處理工藝優(yōu)選，始終成為困擾技術(shù)、設(shè)計以及運維人員的關(guān)鍵.

　　關(guān)于農(nóng)村生活污水處理技術(shù)優(yōu)選，研究主要集中在以下幾個方面，一方面是關(guān)于優(yōu)選或評價方法的探索，應(yīng)用或開發(fā)包括模糊綜合評價(夏訓(xùn)峰等，2012)、灰色關(guān)聯(lián)分析(譚學(xué)瑞等，1995)、逼近理想排序法(張曉媛等，2020)、GA-BP 模型(余劍，2012)、生命周期評價(劉平養(yǎng)等，2014)以及不確定性處理方法(劉毅等，2002;王劍等，2017)等.另一方面集中在評價指標(biāo)體系的構(gòu)建，準則層集中在經(jīng)濟性、技術(shù)可行性、環(huán)境條件、運行管理以及政策支持等(常越亞，2018)，每個準則層再對應(yīng)3~5個指標(biāo)，如經(jīng)濟性通常包括建設(shè)成本、運維費用、占地面積、設(shè)備折舊等(王騰飛，2018)指標(biāo)，由此構(gòu)建包含不同準則和指標(biāo)的評價體系.此外，還有一些研究集中在評價指標(biāo)權(quán)重確定方法，如主觀權(quán)重方法，包括層次分析法(曲麗麗等，2012)、專家評分法以及德爾菲法(謝林花等，2018)等;客觀權(quán)重方法，包括熵權(quán)法(Wang et al.，2008)、數(shù)學(xué)規(guī)劃模型(Xu， 2004)、統(tǒng)計方差法(Rao et al.，2010)等;以及綜合權(quán)重確定方法，包括最小二乘法(Xu，2004)、距離函數(shù)組合賦權(quán)法(張鋮鋮等，2017)、以及乘法或線性綜合法(Shaokuan et al.，2014)等.

　　上述關(guān)于農(nóng)村生活污水處理技術(shù)優(yōu)選的研究內(nèi)容，在一定程度上支撐了污水處理技術(shù)決策 .在農(nóng)村生活污水處理優(yōu)選過程中，大多數(shù)研究將單項技術(shù)、組合技術(shù)以及一體化設(shè)備等放在同一框架中進行評價，較少地考慮技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)性以及差異性，導(dǎo)致優(yōu)選結(jié)果因與處理規(guī)模或排放標(biāo)準等不適而失敗(柴喜林， 2019).為了解決優(yōu)選中存在的不足，本文以北京市農(nóng)村生活污水治理案例為基礎(chǔ)，拋棄繁瑣的因理論優(yōu)選而衍生的數(shù)據(jù)收集、處理與評價問題，選用情景分析法和德爾菲法相結(jié)合的方法，以技術(shù)開發(fā)、方案設(shè)計、工程施工、運行維護等領(lǐng)域?qū)＜医M成專家?guī)欤Y(jié)合《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準》(DB 11/ 1612- 2019)設(shè)置情景，針對不同處理規(guī)模以及排放標(biāo)準確定污水處理工藝，為北京市農(nóng)村生活污水治理工作穩(wěn)步推進提供技術(shù)支撐.

　　2 材料與方法(Materials and methods) 2.1 研究區(qū)域概況

　　北京市下轄16個區(qū)，村莊戶籍人口327.72萬人、農(nóng)戶211.7萬戶，自然村4649個、行政村3542個(住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2020;北京市統(tǒng)計局和國家統(tǒng)計局北京調(diào)查總隊，2021).截止到2020年底，北京市已興建農(nóng)村生活污水處理廠站約1160座，服務(wù)約全市55%的村莊，農(nóng)村生活污水總處理規(guī)模約39萬m3 ·d-1 .通過近20年農(nóng)村污水治理工程實踐，北京市農(nóng)村污水治理已逐漸形成地域特征 .在污水治理模式方面，形成分戶處理、聯(lián)村或單村處理、城鎮(zhèn)帶村處理3種模式.在經(jīng)費投入方面，設(shè)定農(nóng)村污水處理模式及工藝確定和預(yù)算定額標(biāo)準，對污水處理廠站、管線的建設(shè)成本和運維費用作了明確規(guī)定 .在運維模式方面，逐漸形成以第三方專業(yè)化運維為主、屬地政府自運營為輔的運行維護方式，保障農(nóng)村污水處理設(shè)施的正常運行率.

　　2.2 研究方法

　　2.2.1 專家咨詢與評估

　　德爾菲法亦稱為專家咨詢法，是一類定性的主觀分析方法，通過對所咨詢問題在征得專家意見后，進行整理、歸納、統(tǒng)計，再反饋給各專家，再次征求意見并反饋，直到獲得一致意見的評價方法(呂文魁等，2013).污水處理技術(shù)優(yōu)選是一類專業(yè)性較強的決策活動，尤其是在后續(xù)的“菜單式”組合工藝拼接過程中涉及的專業(yè)性更強，依賴領(lǐng)域內(nèi)的專家經(jīng)驗有助于快速做出科學(xué)決策.在本文研究過程中，專家咨詢流程包括：①北京市農(nóng)村生活污水常用處理工藝類別劃分.選擇15名正高級工藝開發(fā)專家，按照處理工藝的特點將污水處理工藝劃分為預(yù)處理、生物處理、物化處理和生態(tài)處理等類別，在每種類別工藝下羅列北京市正在使用的工藝，同時也留出空白讓專家補充自己認為合適的工藝，參考李克 5 分量表法(5-Likert scale)進行賦值：很適合(5分)、適合(4分)、比較適合(3分)、不太適合(2分)以及不適合(1分)，對于平均分低于3分的工藝直接淘汰，至少進行3輪以上的咨詢——反饋——咨詢過程，直到所有工藝得分在3分以上; ②確定適宜的農(nóng)村生活污水處理工藝.分別從規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運維以及監(jiān)管等相關(guān)方選擇16名正高級專家組成團隊，以現(xiàn)有北京市正常運行的農(nóng)村生活污水處理廠站所用的處理工藝為基礎(chǔ)，參考國家以及地方農(nóng)村生活污水處理技術(shù)規(guī)程、指南、標(biāo)準以及導(dǎo)則等規(guī)范性文件，結(jié)合設(shè)定的情景，在每種情景下羅列出適宜的污水處理工藝，專家組成員按照李克 5分量表法對羅列的工藝以及專家自己推薦的工藝進行打分，對于平均分低于3分的工藝直接淘汰，對于所有專家推薦的工藝融入工藝庫，再次進行打分和統(tǒng)計，直到所有工藝得分在3分以上.

　　2.2.2 北京市農(nóng)村生活污水處理工藝分析的情景設(shè)置

　　在污水處理工藝優(yōu)選中，僅優(yōu)選出幾種最優(yōu)的處理工藝滿足污水治理需求，這樣的工藝選擇不嚴謹且對實踐的指導(dǎo)作用有限.在實際工程應(yīng)用中，設(shè)計者更希望有一種類似于設(shè)計手冊功能的結(jié)論，無論在哪種情景下都能夠找到相適宜的處理工藝.基于以上目的，本文結(jié)合北京市 2019年發(fā)布的《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準》(DB 11/ 1612-2019)中相關(guān)規(guī)定，按照相應(yīng)的排放標(biāo)準進行情景設(shè)置，詳細情景如表1所示.按照最新發(fā)布的排放標(biāo)準設(shè)定情景，一方面排放標(biāo)準是未來農(nóng)村生活污水處理工藝選擇的方向標(biāo)，農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的達標(biāo)排放是終極目標(biāo);另一方面，在污水處理工程設(shè)計階段，正是因為缺乏不同排放標(biāo)準所對應(yīng)的處理工藝指導(dǎo)，導(dǎo)致在設(shè)計過程中更多地傾向于經(jīng)驗或者商業(yè)選擇;最后，基于排放標(biāo)準設(shè)定的情景，實用性強、可操作性優(yōu)，對實踐工作的指導(dǎo)作用和效果好 . 結(jié)合農(nóng)村生活污水治理工程實際，大多數(shù)農(nóng)村生活污水處理廠站規(guī)模都小于 500 m3 ·d-1 ，在本文的情景設(shè)置中暫不考慮該情景.

　　2.3 北京市農(nóng)村生活污水處理案例來源

　　農(nóng)村生活污水處理工藝分析案例來源于北京市13個區(qū)，2006年以后建設(shè)完成且仍在正常運行的污水處理廠站，總樣本數(shù)為1057座，總處理規(guī)模約為39萬m3 ·d- (1 圖1).其中大多數(shù)廠站分布在懷柔、密云、門頭溝、房山、通州以及平谷等區(qū)，分別擁有農(nóng)村生活污水處理廠站 155、151、150、118、108和 93座 .而處理規(guī)模較大的區(qū)分別集中在通州、海淀、房山、昌平以及大興等，各區(qū)累計處理規(guī)模分別為11.44萬、5.36萬、 5.11萬、3.04萬和2.99萬m3 ·d-1 .

　　3 結(jié)果與討論(Results and discussion) 3.1 北京市農(nóng)村生活污水處理工藝演變

　　北京市農(nóng)村生活污水處理工藝類型如圖 2 所示，由圖2可知，北京市農(nóng)村生活污水治理共涉及28 種單元或組合工藝 . 單元工藝中 MBR(膜生物反應(yīng)器)、人工濕地、一體化設(shè)備、rCAA(好氧-厭氧反復(fù)耦合污泥減量化技術(shù))、VFL(垂直流迷宮技術(shù))以及生物接觸氧化等工藝使用的頻率較高，分別占總量的35.57%、8.14%、2.93%、2.37%、2.08%和2.08%;在組合工藝中，AO(好氧+缺氧)+MBR、A2 O(好氧+缺氧+厭氧)+MBR、多級 AO+砂濾以及 MBR+臭氧+活性 炭 等 工 藝 應(yīng) 用 較 多 ，分 別 占 總 量 的 11.45%、4.54%、4.54%和4.45%.MBR無論在單元工藝還是組合工藝中都占有絕對優(yōu)勢，且從MBR服務(wù)的區(qū)域可知， MBR主要應(yīng)用在懷柔、密云和門頭溝等區(qū)縣，與水源保護區(qū)范圍執(zhí)行較嚴排放標(biāo)準相關(guān).

　　從污水處理廠站的發(fā)展過程來看，北京市農(nóng)村生活污水處理廠站的建設(shè)高峰期集中在2006—2010年和 2016—2020 年兩個階段，分別建設(shè)了 393 座和 565 座廠站 . 在第一個建設(shè)高峰期，使用的處理工藝集中在 MBR、MBR+臭氧+活性炭以及人工濕地，分別服務(wù)建設(shè)了215座、41座和37座廠站;在第二個建設(shè)高峰期，使用較多的處理工藝包括MBR、AO+MBR、多級AO+砂濾、人工濕地以及A2 O+MBR，分別建設(shè)了138、89、48、38 和32座.由上述兩個建設(shè)高峰期中污水處理工藝的變化可知，相對于第一個建設(shè)高峰期，第二個建設(shè)高峰期明顯對出水水質(zhì)提出了更高的要求，這與《水污染物綜合排放標(biāo)準》(DB11/ 307-2013)頒布實施關(guān)聯(lián)性較大，該標(biāo)準的實施直接使北京市農(nóng)村生活污水處理執(zhí)行全國最嚴排放標(biāo)準(胡明等，2019).盡管在2019年北京市針對農(nóng)村生活污水重新制定、頒布并實施了《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準》(DB 11/ 1612- 2019)，但是最嚴地標(biāo)對污水處理技術(shù)優(yōu)選的影響至今仍未完全消散.

　　為了便于詳細分析污水處理工藝的演變過程，將污水處理工藝劃分為生物工藝、生態(tài)工藝、組合工藝以及一體化設(shè)備 . 生物工藝包括 MBR、rCAA、VFL、生物接觸氧化、A2 O、生物濾池、AO、SBR(序批式活性污泥法)、速分生化、FMBR(兼氧膜生物反應(yīng)器)、生物強化膜、生物轉(zhuǎn)盤、改良UCT(一種類似于A2 O的工藝)以及 MBBR(移動床生物膜工藝)等工藝，生態(tài)工藝包括人工濕地、PASG(基于厭氧的原位園藝化技術(shù))以及土壤滲濾等，組合工藝包括圖2中除生物工藝、生態(tài)工藝以及一體化設(shè)備之外的所有工藝.污水處理工藝決策中，排放標(biāo)準和處理規(guī)模的影響通常較大，二者對北京市農(nóng)村生活污水處理工藝演變的影響如圖3所示.由圖3 可知，在2006—2010年的第一個建設(shè)高峰期，生物工藝、組合工藝、生態(tài)工藝以及一體化設(shè)備分別占總量的 24.12%、8.80%、3.69% 以及 0.95%;在 2016—2020 年的第二個建設(shè)高峰期，相應(yīng)的比例分別為 23.18%、 23.84%、4.45% 以及 2.08%.由此可知，農(nóng)村生活污水處理技術(shù)經(jīng)歷了由生物工藝為主向組合工藝轉(zhuǎn)變的趨勢，同時生態(tài)工藝也逐漸開始嶄露頭角.對于不同規(guī)模的污水處理設(shè)施，相應(yīng)的處理工藝優(yōu)選存在一定的差異 .從污水處理設(shè)施的規(guī)模分布來看，北京市農(nóng)村生活污水處理設(shè)施規(guī)模主要集中在 5(含)~50 m3 ·d-1 以及 50(含)~500 m3 ·d-1 ，分別占總數(shù)的38.60%和43.14%，由此可知北京市農(nóng)村生活污水治理模式集中在小規(guī)模聯(lián)村、單村以及聯(lián)戶等治理模式，絕大多數(shù)規(guī)模在500 m3 ·d-1 以下.隨著污水處理規(guī)模的增大，生物工藝使用頻率有所降低，從規(guī)模5(含)~50 m3 ·d-1 時的24.22%減少到規(guī)模為50(含)~500 m3 ·d-1 的19.49%;而組合工藝的使用頻率有大幅增高，從規(guī)模5(含)~50 m3 ·d-1 時的9.84%增加到規(guī)模為50(含)~500 m3 ·d-1 的17.03%.關(guān)于生態(tài)工藝，在整個建設(shè)期內(nèi)，生態(tài)工藝在規(guī)模為50(含)~500 m3 ·d-1 案例中比例相對較高，平均約高出三個百分點(相對于總污水處理設(shè)施量)，由此可知生態(tài)工藝更適合于較大規(guī)模的污水處理工程.關(guān)于一體化設(shè)備，在不同規(guī)模中均有所涉及，一方面一體化設(shè)備便于安裝和施工，通過組裝或拼接能夠適應(yīng)不同規(guī)模的需求;另一方面，考慮不同治理任務(wù)需求，在實際污水處理過程中存在相當(dāng)數(shù)量的臨時工程，這些臨時工程更傾向于撬裝式一體化設(shè)備，并依據(jù)處理規(guī)模的大小進行拼接.綜合上述分析可知，北京市農(nóng)村生活污水處理工藝由生物工藝向組合工藝轉(zhuǎn)變，生態(tài)工藝逐漸受到相應(yīng)重視;生物工藝更適宜于規(guī)模5(含)~50 m3 ·d-1 的工程，組合工藝和生態(tài)工藝更適合于規(guī)模為 50(含)~500 m3 ·d-1 的工程，一體化設(shè)備具有相當(dāng)大的靈活性，能夠適合不同處理規(guī)模的需求.

　　3.2 北京市農(nóng)村生活污水處理組合工藝應(yīng)用現(xiàn)狀剖析

　　為滿足不同規(guī)模和排放標(biāo)準的需求，污水處理工藝逐漸由單元工藝向組合工藝轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)工藝優(yōu)劣互補，提升工藝穩(wěn)定性、強化污染物去除，降低運營管理難度(謝林花等，2018)、節(jié)約運營成本(黃錦樓等， 2013). 為了尋求性能高效、技術(shù)穩(wěn)定、經(jīng)濟廉價的污水處理工藝，各種組合工藝得到了廣泛研究(夏斌等， 2021).北京市農(nóng)村生活污水處理組合工藝類型及其不同工藝之間的組合特征如圖4所示(圖中不同顏色線條將不同工藝連接表示工藝之間的相互組合，線條的寬度表示兩種工藝組合頻次)，組合工藝主要包括生物工藝間組合、生物+生態(tài)組合以及生物+物化組合等3種方式，占比分別為47.21%、6.70%和46.09%.生物工藝間組合主要是MBR分別與AO以及A2 O之間的組合，分別占比為71.6%和28.4%;生物+物化組合工藝主要集中在多級 AO+過濾、MBR+臭氧以及 A2 O+過濾，分別占比為 43.64%、28.48% 和 13.94%;生物+生態(tài)組合工藝是人工濕地分別與AO和生物接觸氧化之間的組合，分別占比為66.67%和33.33%.根據(jù)調(diào)查結(jié)果，AO+MBR 和 A2 O+MBR兩種組合工藝主要分布在海淀、順義和通州等區(qū)的城鄉(xiāng)結(jié)合部村莊.這類村莊通常人口密度較大、居住相對集中，便于通過單村或聯(lián)村的方式收集治理，同時對污水處理設(shè)施的效率、污染物去除性能、占地面積等有較高要求 .A2 O 和 AO 作為典型活性污泥法，技術(shù)成熟、脫氮除磷效果優(yōu)越，但占地面積大、抗沖擊負荷能力相對弱，且出水水質(zhì)不穩(wěn)定(夏斌等，2021)，MBR 工藝則正好能夠彌補上述不足(張勇等，2021)，因而 AO、A2 O 與 MBR 的組合工藝在這些村莊得到廣泛應(yīng)用 . 為了滿足嚴格的污水排放要求，部分村莊選擇其他復(fù)雜的組合工藝，如多級 AO+過濾、MBR+臭氧+活性炭等成本高昂的傳統(tǒng)生物+物化工藝得到應(yīng)用，而經(jīng)濟廉價的生態(tài)工藝的應(yīng)用較少.結(jié)合案例調(diào)研表明，復(fù)雜多級組合工藝主要集中在密云和門頭溝的水源保護區(qū)范圍內(nèi)村莊，這類村莊大多數(shù)居住相對分散，且執(zhí)行最嚴格的排放標(biāo)準，導(dǎo)致工藝疊加的現(xiàn)象較為普遍，污水處理工藝選擇與設(shè)計更多地考慮污染物去除性能和出水水質(zhì)穩(wěn)定性 .隨著北京市2019年新地標(biāo)的頒布，以及新地標(biāo)對生態(tài)工藝的推薦，平谷區(qū)興建了一批生物+生態(tài)的組合工藝廠站，即基于生物工藝的一體化設(shè)備出水排入人工濕地進一步處理后回用 .盡管北京市地理位置和氣候條件在很大程度上限制了生態(tài)工藝的應(yīng)用，但隨著排放標(biāo)準的下調(diào)、政策的支持以及生態(tài)景觀功能的提升，在未來農(nóng)村生活污水處理中，生物+生態(tài)組合工藝應(yīng)該能夠得到深入發(fā)展.

　　3.3 北京市農(nóng)村生活污水處理工藝優(yōu)選

　　結(jié)合對北京市現(xiàn)有污水處理技術(shù)的調(diào)研分析，并經(jīng)專家質(zhì)詢與論證，針對農(nóng)村生活污水特征，污水處理工藝宜采用組合工藝，構(gòu)成組合工藝的單元工藝包括預(yù)處理技術(shù)、生物膜技術(shù)、活性污泥技術(shù)、生態(tài)技術(shù)以及物化技術(shù)等.預(yù)處理技術(shù)包括化糞池和調(diào)節(jié)池，生物膜技術(shù)包括生物接觸氧化和曝氣生物濾池，活性污泥技術(shù)包括厭氧/好氧除磷、缺氧/好氧脫氮和厭氧/缺氧/好氧(A2 /O)，生態(tài)技術(shù)包括人工濕地、土地滲濾和穩(wěn)定塘，物化技術(shù)包括混凝除磷技術(shù) .在組合工藝優(yōu)選原則上，堅持生態(tài)辦法解決生態(tài)問題，因地制宜地選擇低耗能、管理難度小、出水水質(zhì)穩(wěn)定的處理工藝 .同時結(jié)合區(qū)域污水治理模式、污水排放量、地理位置、排放標(biāo)準、建設(shè)條件和資源回用需求，結(jié)合規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)施工、運行維護等領(lǐng)域?qū)＜业淖稍兣c頭腦風(fēng)暴，在不同情景條件下優(yōu)選的“菜單式”組合工藝見表2，表2僅列出分值前3的工藝，其他工藝由于篇幅原因不再贅述.

　　由表2可知，在各情景中均添加了化糞池和調(diào)節(jié)池等構(gòu)筑物，以解決農(nóng)村污水的水量、水質(zhì)波動問題.規(guī)模在5 m3 ·d-1 以下的廠站多見于聯(lián)戶或經(jīng)營性單戶，如民俗旅游村中的餐飲或住宿經(jīng)營戶、城鄉(xiāng)結(jié)合部村莊的加工或生產(chǎn)個體戶等污水產(chǎn)量較大的農(nóng)戶.在該情景下，結(jié)合農(nóng)戶房前屋后閑置土地情況，相應(yīng)地選擇預(yù)處理+生物膜工藝或預(yù)處理+生態(tài)工藝，滿足三級排放標(biāo)準后達標(biāo)排放或就地回用.尤其是山區(qū)村，通過對房前屋后的閑置土地、坑塘或溝渠進行合理利用，在解決生活污水處理問題的同時，營造景觀格局提升鄉(xiāng)村人居環(huán)境 .關(guān)于小規(guī)模污水處理設(shè)施涉及的工藝，一體化污水處理設(shè)備也有所涉及，其中以凈化槽(陳穎等， 2019)和中國罐(李昀婷等，2021)為典型代表，衍生出一系列一體化污水處理設(shè)備，如無動力生物凈化槽(李秋月等，2020)、農(nóng)村戶廁一體化生物處理設(shè)備(于法穩(wěn)，2021)、低能耗分散式污水處理成套裝置(王磊等， 2017)等 .盡管上述一體化設(shè)備在我國不同區(qū)域得到應(yīng)用，然而從市場和用戶的反饋來看，在后續(xù)的運維過程中都存在一定的問題，如一體化設(shè)備內(nèi)部配件的損壞導(dǎo)致設(shè)備整體的停運、設(shè)備的集成度較高導(dǎo)致一般運維人員難以勝任等.在汲取前期工程建設(shè)的經(jīng)驗，要求農(nóng)戶都建設(shè)戶用化糞池，污水經(jīng)化糞池排出后再接入后續(xù)的處理單元，保證達標(biāo)排放、延長使用周期和便于運維.

　　規(guī)模在5 ~50 m3 ·d-1 的廠站通常服務(wù)于單村治理模式，以一個村莊污水為處理單元，依據(jù)排入水體功能區(qū)不同而執(zhí)行相應(yīng)標(biāo)準.對于情景4執(zhí)行二級B標(biāo)準，推薦的組合工藝為預(yù)處理+生態(tài)工藝或活性污泥工藝(厭氧/好氧);對于情景2執(zhí)行一級B標(biāo)準，推薦的組合工藝為預(yù)處理+活性污泥工藝(缺氧/好氧)+生態(tài)工藝或預(yù)處理+活性污泥工藝(A2 O)+生態(tài)工藝+物化工藝(混凝除磷).由上述推薦的組合工藝可知，在相同規(guī)模下因執(zhí)行更嚴格的標(biāo)準，情景2的工藝相當(dāng)于在情景4工藝上進一步延伸.從各組合工藝中涉及的單元工藝來看，對于規(guī)模為 5 ~50 m3 ·d-1 的廠站，在預(yù)處理環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，再疊加生物或生態(tài)工藝滿足排放標(biāo)準要求 . 確定該情景組合工藝的前提是基于現(xiàn)有的技術(shù)成熟度(趙海洲等，2017;夏斌等，2021)、設(shè)備制造的穩(wěn)定性以及工程建設(shè)經(jīng)驗的積累.馬凱(2020)采用SBR+人工濕地的組合工藝處理蘭州交通大學(xué)的生活污水，丁仁偉等(2020)采用間歇曝氣一體化懸浮填料床+人工濕地的組合工藝處理農(nóng)村污水，熊仁等(2019)采用厭氧+ 跌水曝氣+人工濕地組合工藝處理農(nóng)村生活污水，出水各水質(zhì)指標(biāo)均達一級 A 標(biāo)準(GB 18918-2002).

　　規(guī)模在50 ~500 m3 ·d-1 的廠站通常服務(wù)于聯(lián)村治理模式，以多個村莊污水為處理單元，依據(jù)排入水體功能區(qū)不同而執(zhí)行相應(yīng)標(biāo)準.對于情景3執(zhí)行二級A標(biāo)準，推薦的組合工藝為預(yù)處理+生態(tài)工藝、預(yù)處理+活性污泥(缺氧/好氧)+物化工藝(混凝除磷)以及預(yù)處理+生物膜工藝+物化工藝(混凝除磷);對于情景1執(zhí)行一級A標(biāo)準，推薦的組合工藝為預(yù)處理+活性污泥工藝(A2 O)+生態(tài)工藝或物化工藝(混凝除磷).相較于規(guī)模小于50 m3 ·d-1 的工藝，該情景下的工藝流程明顯增加、工藝類型和組合方式稍顯復(fù)雜.從工藝的構(gòu)成來看，后續(xù)延伸的工藝主要目的在于深度脫氮除磷，使其出水能夠滿足排放標(biāo)準.

　　4 結(jié)論(Conclusions)

　　1)北京市近10年農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)采用28種不同工藝，其中MBR、AO+MBR、A2 O+MBR以及人工濕地等工藝使用頻率較高，占比分別為35.57%、11.45%、8.14%和4.54%.

　　2)北京市農(nóng)村生活污水處理設(shè)施規(guī)模主要集中在5(含)~50 m3 ·d-1 以及50(含)~500 m3 ·d-1 ，分別占總數(shù)的38.60%和43.14%，相應(yīng)的治理模式集中在小規(guī)模聯(lián)村、單村以及聯(lián)戶等治理模式.

　　3)北京市農(nóng)村生活污水處理工藝由生物工藝向組合工藝轉(zhuǎn)變，生態(tài)工藝逐漸得到更多應(yīng)用 .生物工藝更適宜于規(guī)模5(含)~50 m3 ·d-1 的工程，組合工藝和生態(tài)工藝更適合于規(guī)模為50(含)~500 m3 ·d-1 的工程.

　　4)滿足三級排放標(biāo)準，推薦預(yù)處理+生物膜工藝或預(yù)處理+生態(tài)工藝;滿足二級排放標(biāo)準，推薦預(yù)處理+ 生態(tài)工藝或活性污泥工藝(厭氧/好氧)、預(yù)處理+活性污泥(缺氧/好氧)+物化工藝(混凝除磷)以及預(yù)處理+生物膜工藝+物化工藝(混凝除磷);滿足一級排放標(biāo)準，推薦預(yù)處理+活性污泥工藝(缺氧/好氧)+生態(tài)工藝、預(yù)處理+活性污泥工藝(A2 O)+生態(tài)工藝+物化工藝(混凝除磷)、預(yù)處理+活性污泥工藝(A2 O)+生態(tài)工藝或物化工藝(混凝除磷).