農(nóng)村生活污水處理技術(shù)文章

根據(jù)2012年5月發(fā)布的《中國城鎮(zhèn)排水與污水處理狀況公報》顯示，我國60余萬個行政村，對生活污水進行處理的僅占6.7%。污水的直接排放造成嚴重的“臟、亂、差”現(xiàn)象。據(jù)測算，全國農(nóng)村生活污水排放量約為2300萬d/t，BOD為530萬d/t，COD為860萬d/t，總氮為96萬d/t，總磷為14萬d/t。我國近3億的農(nóng)村人口飲用水不合格，其中1.9億人的飲用水中有害物質(zhì)含量超標。

針對農(nóng)村環(huán)境問題，我國提出農(nóng)村連片整治政策，并出臺了《全國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展第十二個五年規(guī)劃》、《農(nóng)村環(huán)境連片整治技術(shù)指南》和《農(nóng)村生活污水處理項目建設與投資指南》等指導性文件。

目前我國尚未制定針對農(nóng)村生活污水處理的國家排放標準，但是地方性標準相繼制定和實施，如河北省《農(nóng)村生活污水排放標準》（DB13/2171一2015)、福建省《農(nóng)村村莊生活污水排放》（征求意見稿）和浙江省《農(nóng)村生活污水處理設施水污染物排放標準》（征求意見稿）等。

由于我國農(nóng)村地區(qū)自然條件、生活習慣、經(jīng)濟發(fā)展等方面差異性大，故需要根據(jù)不同地區(qū)的具體現(xiàn)狀。

水質(zhì)、水量、排放去向等因地制宜確定處理技術(shù)，這樣，增加了工作量和處理難度。

1 農(nóng)村生活污水特點和存在問題

1.1 農(nóng)村生活污水特點

農(nóng)村生活曰漸城市化，生活污水主要來自農(nóng)家的廁所沖洗水、廚房洗滌水、洗衣機排水、淋浴排水及其他排水。根據(jù)水中污染物濃度高低，可分為黑水（沖廁水）和灰水（其余排水）2部分。

1.2 存在問題

1.2.1 收集難度大

96%以上的村莊沒有排水管道，亂潑亂倒現(xiàn)象嚴重，雨水、污水和尿液大多一起排入坑塘。農(nóng)村生活污水的收集問題是制約農(nóng)村污水治理的直接原因。

1.2.2 管理不到位

近年來，我國雖然已經(jīng)制定了一些農(nóng)村生活污水處理技術(shù)，以及建設了一些污水處理工程，但正常運行的較少。由于管理不到位和技術(shù)人員的缺乏，建好后無人看管，導致大部分工程處于癱瘓狀態(tài)。

1.2.3 地域廣闊和資金不足

據(jù)統(tǒng)計，截止2013年底，農(nóng)村人口占全國總?cè)丝诘?0%，表明全國50%的生活污染負荷分布在農(nóng)村。由于農(nóng)村經(jīng)濟落后，農(nóng)村污水的治理過程中需要有足夠的資金來源，用于工程建設和后期的運營管理維護，從而成為制約農(nóng)村污水治理的一大難題。

1.2.4 政策不完善和觀念落后

農(nóng)村環(huán)境保護的相關(guān)機構(gòu)不健全和政策不完善，大多是理論性文件，實際操作性能差。

同時，由于生活習慣問題，在起步階段，由于村民的環(huán)境保護意識較差，故實現(xiàn)觀念的改變?nèi)孕枰^長時間。

2 農(nóng)村生活污水處理模式

我國農(nóng)村風俗習慣、人口、自然、經(jīng)濟及社會條件差異大，單一的污水處理模式不能達到農(nóng)村生活污水達標處理的目的。根據(jù)我國農(nóng)村基本國情，生活污水處理大致形成3種模式，即分散處理模式、村落集中處理模式和納入城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)模式。

2.1 分散處理模式

分散處理模式，即單戶或幾戶，采用小型污水處理設備或自然處理形式處理生活污水，其適用于人口密度稀少、地形條件復雜、污水不易集中收集的村莊污水處理。目前，庭院式分散處理-街道式局部集中就地處理采用較多。

昌平崔村鎮(zhèn)南莊村采取*分離的生態(tài)衛(wèi)生系統(tǒng)處理生活污水，灰水經(jīng)簡單的土地處理后可回用，尿液與糞便分離后可直接用于農(nóng)作物施肥，干糞便堆肥返回農(nóng)田。

2.2 村落集中處理模式

2009年，我國提出“連片治理”模式，連片村莊有如下3種形式：（1)對地域空間相連的多個村莊，通過采取措施實施綜合治理。（2)圍繞同類環(huán)境問題或相同環(huán)境敏感目標，對地域上互不相連的多個村莊進行同步治理。（3)通過建設集中的大型污染防治設施，利用其輻射作用，解決周邊村莊的環(huán)境問題。該模式適用于污水排放量較大、人口密度大、遠離城鎮(zhèn)的地區(qū)。該處理模式，與污水處理站類似，通常采用生物與生態(tài)組合處理等工藝形式。

沼山鎮(zhèn)采取“五村”環(huán)境連片，集中處理生活污水，實現(xiàn)肥田目標，衛(wèi)生飲水合格率達到98%, 清潔能源普及率達85%。

2.3 納入城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)模式

城鎮(zhèn)近郊區(qū)的農(nóng)村，經(jīng)濟條件較好，能直接接入市政污水管道的生活污水，可選擇納入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)，進行統(tǒng)一集中處理。該方法具有投資省、施工周期短、見效快和統(tǒng)一管理方便等優(yōu)點。

據(jù)統(tǒng)計，截止2011年底，浙江義烏市60%的農(nóng)村污水已納入污水處理廠處理，人居環(huán)境得到很大改善。

3 農(nóng)村生活污水單元處理技術(shù)

近年來，農(nóng)村生活污水處理工藝各異，但都是各單元處理技術(shù)的不同組合。農(nóng)村污水處理實用技術(shù)包括化糞池、污水凈化沼氣池、普通曝氣池、序批式生物反應器、氧化溝、生物接觸氧化池、人工濕地、土地處理和生態(tài)塘等。根據(jù)受納水體功能要求，結(jié)合農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟狀況、基礎設施、自然環(huán)境條件完備情況和排水去向等，選擇適合當?shù)氐奶幚砑夹g(shù)。

3.1 預處理技術(shù)

農(nóng)村生活污水來源多且分散，建議遵循雨污分流原則。雨水通過管道或排水溝單獨收集，然后直接排入生態(tài)系統(tǒng)進行處理或灌溉農(nóng)田等。生活污水的收集和預處理，建議保留化糞池或村民門口附近的坑塘。化糞池不僅可以起到收集污水的作用，同時還可以通過微生物新陳代謝作用除去部分有機質(zhì)。

工藝流程為分離池-腐化池-酸化池-氧化池-排放。該工藝無動力、低能耗、占地面積小、出水水質(zhì)好。但是化糞池存在清掏困難、產(chǎn)生惡臭氣體和堵塞管道等缺點。排水主管部門建議用格柵沉砂池代替化糞池，在污水接入市政管網(wǎng)之前起到清除大的雜物和防止堵塞的預處理作用，而污水的可生化性并不受到影響，對村民門口附近的坑塘進行合理的改造，可以較容易實現(xiàn)這一目標。

3.2 生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)是利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解態(tài)或膠體態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)。農(nóng)村生活污水有機物含量相對偏高，有毒有害物質(zhì)含量少。處理工藝常常以生物處理為核心。目前生物單元處理生活污水技術(shù)已經(jīng)較成熟, 而且很多新型工藝不斷被研制出來。生物處理技術(shù)包括厭氧處理、好氧處理2大類。

3.2.1 厭氧生物處理技術(shù)

厭氧生物處理技術(shù)無需曝氣充氧，產(chǎn)泥量少，是一種低成本、易管理的污水處理技術(shù)，能夠滿足農(nóng)村生活污水處理的技術(shù)要求。農(nóng)村污水處理中常見工藝有厭氧生物濾池和復合厭氧處理技術(shù)。

3.2.1.1 厭氧生物濾池

厭氧生物濾池是密封的水池，池內(nèi)放置填料，污水從池底進入，從池頂排出。該工藝能耗少，操作簡便，處理能力較強，濾池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度，不需另設泥水分離設備，出水SS較低。存在問題是濾料費用高，濾料容易堵塞，生物膜很厚，須嚴格控制進水懸浮固體濃度。馬傳軍等在春季低溫條件下采用牡蠣貝殼為濾料，研究厭氧生物濾池處理生活污水效果。結(jié)果表明，污水溫度為14?16°C,進水COD濃度為500?600mg/L, HRT為14h時，COD去除率可達83%。

3.2.1.2復合厭氧處理技術(shù)

復合厭氧處理技術(shù)結(jié)合了厭氧污泥床反應器和厭氧生物濾池2種反應器的優(yōu)點，用于處理集中居住區(qū)生活污水的新技術(shù)。該技術(shù)處理效果好、能耗少、運行費用低、操作管理方便。上海市政工程設計研究總院利用厭氧處理組合工藝模式針對上海農(nóng)村生活污水所開發(fā)的復合厭氧反應器處理效果良好。

3.2.2 好氧生物處理技術(shù)

好氧生物處理技術(shù)是在有氧條件下，利用好氧微生物（包括兼性微生物）的作用對污染物進行處理的方法，去除率可達到90%以上，一般比較 適合經(jīng)濟條件較好或?qū)Τ鏊筝^高的村莊。適合農(nóng)村生活污水處理的好氧工藝有生物轉(zhuǎn)鼓、生物轉(zhuǎn)盤、SBR、生物濾池、氧化溝等。

3.2.2.1 生物接觸氧化池

生物接觸氧化池是生物膜法的一種。該技術(shù)將污水浸沒全部填料，氧氣、污水和填料三相接觸過程中，通過填料上附著生長的生物膜去除污染物。生物接觸氧化池操作管理方便，比較適合農(nóng)村地區(qū)使用。

日本針對分散式農(nóng)村污水開發(fā)的凈化槽，其好氧單元采用了生物接觸氧化技術(shù)。我國在一些用地受限、冬季氣溫較低、經(jīng)濟條件較好或出水要求較高的鎮(zhèn)村，已研究應用了生物接觸氧化技術(shù)，如廣州市蘿崗區(qū)埔心村、江蘇泰州戴南鎮(zhèn)董北村和趙家村、寧夏平羅縣渠口鄉(xiāng)等。

3.2.2.2 SBR

序批式活性污泥法（SBR)也稱間歇性活性污泥法，集調(diào)節(jié)池、曝氣池、沉淀池為一體，不需設污泥回流系統(tǒng)。該工藝操作方便、節(jié)省投資、效果穩(wěn)定，污泥不易膨脹，耐沖擊負荷強及具有脫氮除磷能力，適于經(jīng)濟較為發(fā)達、用地緊張、水量變化大和需要較高出水水質(zhì)的農(nóng)村中小型生活污水處理。

張冰等設計類一體化空氣提升SBR處理低C/N農(nóng)村生活污水，出水COD、NH/-N、TN和TP水質(zhì)指標均可滿足GB18918—2002的二級要求。閆立龍等以稻殼為載體的SBR對有機物和氨氮的去除率分別為90.46%和95.64%，表現(xiàn)出良好的同步硝化一反硝化特性。浙江省溫州市甌海區(qū)南白象金竹村采用SBR法處理生活污水，工程運行2a的監(jiān)測結(jié)果表明，出水COD、BOD5、NH3-N和TP的去除率分別達到80.0%、93.3%、90.1%和91.1%，總體運行效果穩(wěn)定。

3.2.2.3 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池簡稱BAF，是集生物膜法與活性污泥法兩者優(yōu)點于一身的第3代生物濾池。BAF具有去除有機物、有害物質(zhì)、脫氮、除磷的作用；占地面積小、基建投資少、能耗及運行成本低。

楊文瀾等采用升流式曝氣生物濾池對農(nóng)村生活污水進行處理，研究表明，在HRT為3.2h、氣水比為5:1的工藝條件下，CODcr、NH3-N、BOD5、SS均達到GB 8978—1996一級排放標準。

3.3 生態(tài)處理技術(shù)

生態(tài)處理工藝能夠很好地結(jié)合廣大農(nóng)村地區(qū)的自然地理條件，如當?shù)氐膹U塘、灘涂、廢棄的土地，因而基建投資低；運行過程無需投加藥劑，運行費低；污泥產(chǎn)量少，適當處理還能夠達到農(nóng)業(yè)回用標準，減少了2次污染；工藝運行相對穩(wěn)定，抗沖擊負荷能力強，能夠使污水穩(wěn)定達標排放，出水可以直接回用于農(nóng)田灌溉或農(nóng)村雜用水。國內(nèi)外用于農(nóng)村生活污水處理的工藝主要有人工濕地、地下滲濾、人工快滲、生態(tài)塘。

3.3.1 人工濕地

人工濕地主體由土壤和按一定級別充填的填料等組成，并在床表面種植水生植物而構(gòu)成一個*的生態(tài)系統(tǒng)。國內(nèi)外已經(jīng)有很多成功實例。

桂雙林等利用生物濾塔-人工濕地組合工藝處理農(nóng)村生活污水，對有機物及氮、磷去除效果比較明顯。

在歐洲應用較多的則是地下潛流系統(tǒng)，種植有蘆葦、菖蒲、香蒲等濕地植物，此類系統(tǒng)趨向于近1000人口當量的鄉(xiāng)村級社區(qū)二級處理。

3.3.2 地下滲濾

地下滲濾是將污水有控制地投配到距地表一定深度、具有一定構(gòu)造和良好擴散性能的士層中，使污水在土壤的毛細管浸潤和滲濾作用下，向周圍運動達到凈化目的。

上海市寶山區(qū)羅店鎮(zhèn)張墅村采用地下滲濾系統(tǒng)處理生活污水，出水達到GB 18918—2002 一級B標準，且整個處理系統(tǒng)建造成本低，基本上無需維護。

3.3.3 人工快滲

在快速滲濾系統(tǒng)運行中，污水周期地向滲濾田灌水和休灌，在土壤層形成的厭氧、好氧交替運行狀態(tài)有利于氮、磷的去除。

陳鴻漢等采用三級串聯(lián)人工快滲系統(tǒng)處理生活污水，COD和氨氮平均去除率分別為79.65%和94.47%，出水達到GB 18918—2002 一級A排放標準。

3.3.4 生態(tài)塘

生態(tài)塘是從氧化塘發(fā)展而來的污水生態(tài)化處理技術(shù)，主要進行污水的二級深度處理。它是利用水體自然凈化能力處理污水的天然或人工池塘，在太陽能作為初始能源的推動下，借助菌藻共生強化系統(tǒng)去除有機物，以水生植物和水產(chǎn)、水禽的形式作為資源回收，凈化的污水也可作為再生水資源予以回收利用，實現(xiàn)污水處理資源化，是生態(tài)處理的發(fā)展方向。李旭東等采用高效藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水，COD的平均去除率在70%以上，氨氮的平均去除率高達93%，磷的平均去除率為55%。

4 農(nóng)村生活污水組合處理工藝

在農(nóng)村生活污水處理中，單元技術(shù)往往都有一定局限性。

目前，國內(nèi)外由不同技術(shù)組合而成的農(nóng)村生活污水處理工藝形式很多，主要分為4種：“厭氧+生態(tài)”工藝、“好氧+生態(tài)”工藝、“厭氧+好氧”工藝和“厭氧+好氧+生態(tài)”工藝。目前生活污水處理工藝較成熟，各種一體化設備、組合處理技術(shù)很多，但我國農(nóng)村生活污水因其比較分散, 規(guī)模較小且不易集中，使其處理不能延用和照搬大、中型規(guī)模城市污水處理工藝及設計參數(shù)，造成工程投資和運行費用過高。

農(nóng)村生活污水的處理技術(shù)必須遵循“低投資、低能耗、簡便、高效”的原則，采用智能化、傻瓜化的運行方式。

日本早在20世紀60年代初興起一種處理中小型分散生活污水的一體化凈化槽技術(shù)，對改善當時的鄉(xiāng)村水環(huán)境起到重要作用。

澳大利亞近幾年開發(fā)出一種“過濾、土地處理與暗管排水相結(jié)合的污水再生利用系統(tǒng)”稱之為“Filter”技術(shù)，集污水處理與農(nóng)田灌溉需求為—體。

根據(jù)報道，目前歐洲和北美有20%?30%的人口利用小型污水處理系統(tǒng)處理鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水，工藝多為改進型氧化溝、A/A/0及其變形等組合工藝。我國農(nóng)村生活污水處理起步較晚，但發(fā)展速度很快。

5 結(jié)語

目前，農(nóng)村生活污水已經(jīng)成為農(nóng)村主要污染源。隨著環(huán)境污染的加劇，農(nóng)村已成為我國環(huán)境整治的新陣地。

因此，應根據(jù)村莊所處地域、人口規(guī)模、聚集程度、地形地貌、排水特點及排放要求，結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟承受能力等，采用適宜的污水收集和處理模式進行農(nóng)村生活污水處理。

靠近城市的城鎮(zhèn)或村莊生活污水可以并入城市集中式污水處理廠，遠離城市的村莊因其獨立性和分散性等特點，可以靈活組合生物+生態(tài)處理技術(shù)，如“化糞池+潛流式人工濕地”工藝的庭院式污水處理技術(shù)或“強化一級處理+生物處理+人工強化生態(tài)凈化”工藝的分散式處理技術(shù)等。

因地制宜，選擇合適的工藝，做到“建得起、用得起、管得好”應注重設備美觀化，綜合生態(tài)效益和環(huán)境美學效應也是發(fā)展趨勢。