農(nóng)村生活污水處理與利用的簡(jiǎn)易模式初探

張金衛(wèi)　李江濤　丁農(nóng)　何起利　魚南洋

摘要針對(duì)目前農(nóng)村生活污水處理設(shè)施普遍存在建造成本高、運(yùn)行維護(hù)難度大、難以在農(nóng)村地區(qū)推廣普及等問題，在此提出了一種農(nóng)村生活污水處理的簡(jiǎn)易模式，該模式由化糞池沉淀、厭氧消化、簡(jiǎn)易過濾器凈化及還田利用四部分組成，該簡(jiǎn)易模式示范工程的淺層地下水樣COD值達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)構(gòu)建的農(nóng)村生活污染處理簡(jiǎn)易模式實(shí)現(xiàn)了生活污水就地處理和資源化利用，可作為當(dāng)前農(nóng)村生活污水處理的過渡模式，在污水收集及處理系統(tǒng)還沒有遍及的農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用推廣。

關(guān)鍵詞農(nóng)村生活污水；簡(jiǎn)易處理；簡(jiǎn)易過濾器；利用

中圖分類號(hào)S181.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）12-03645-02

基金項(xiàng)目湖州市一般科研計(jì)劃項(xiàng)目（2011YN09）。

作者簡(jiǎn)介張金衛(wèi)（1977-），男，浙江縉云人，農(nóng)藝師，從事特種養(yǎng)殖研究。*通訊作者，高級(jí)工程師，從事農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)施、設(shè)備開發(fā)研究。

我國(guó)現(xiàn)有60多萬個(gè)行政村、250多萬個(gè)自然村，居住生活著2億多農(nóng)戶、近8億農(nóng)村人口[1]。據(jù)測(cè)算，全國(guó)農(nóng)村每年人糞尿排泄物產(chǎn)生量達(dá)2.6億t，生活垃圾2.8億t，生活污水達(dá)90多億t。根據(jù)2010年《中國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，全國(guó)農(nóng)村生活污水已處理的村莊達(dá)27 825個(gè)，處理率僅為4.9%[2]。農(nóng)村生活污水不僅造成地表水和地下水嚴(yán)重污染，還極大破壞農(nóng)村人居環(huán)境[3]。

農(nóng)村生活污水是指居民生活過程中廁所排放的污水、洗浴、洗衣服和廚房污水等[4]。我國(guó)從20世紀(jì)80年代就開展了農(nóng)村生活污水處理技術(shù)研究，各種形式的無動(dòng)力或微動(dòng)力的低能耗型一體化污水處理裝置得到應(yīng)用，如厭氧沼氣池處理、穩(wěn)定塘處理、人工濕地處理、土壤滲濾等[5]。但目前許多農(nóng)村生活污水處理技術(shù)大多參照城市污水處理模式，存在諸如需增加管網(wǎng)建設(shè)工程、占用大量土地、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜等缺點(diǎn)，在沒有政府政策扶持和資金保障的情況下，很難得到大范圍應(yīng)用推廣。筆者在此探討了一種農(nóng)村生活污水處理簡(jiǎn)易模式，為現(xiàn)階段我國(guó)農(nóng)村生活污水處理及資源化利用提供思路。

1農(nóng)村生活污水特點(diǎn)與簡(jiǎn)易處理思路

1.1 生活污水特點(diǎn)農(nóng)村生活污水的水質(zhì)特點(diǎn)是N、P含量高，但含有大量營(yíng)養(yǎng)鹽、細(xì)菌、病毒等，基本不含重金屬和有毒有害物質(zhì)，污染物相對(duì)簡(jiǎn)單、可生化性強(qiáng)。隨著我國(guó)農(nóng)村家庭使用抽水馬桶等衛(wèi)生潔具增多，每戶用水量增長(zhǎng)快，農(nóng)村生活污水污染濃度較低。此外，農(nóng)村生活污水還具有水質(zhì)波動(dòng)較大、排放點(diǎn)分散等特點(diǎn)。

1.2簡(jiǎn)易處理思路農(nóng)村生活污水處理通常要考慮以下3個(gè)因素：①滿足達(dá)標(biāo)排放與再生利用的需要。既要解決當(dāng)前村莊污水處理達(dá)標(biāo)排放問題，又要充分考慮今后污水處理回用的需要；②處理技術(shù)經(jīng)濟(jì)適用性。處理技術(shù)的選擇必須充分考慮農(nóng)村地區(qū)的財(cái)力狀況薄弱、經(jīng)濟(jì)承受能力低這一情況，選用成熟可靠、適合農(nóng)村實(shí)際的污水處理技術(shù)；③運(yùn)行操作簡(jiǎn)便、日常維護(hù)管理簡(jiǎn)單?？紤]到農(nóng)村地區(qū)從業(yè)人員技術(shù)水平和管理水平較低，污水處理技術(shù)選擇應(yīng)特別注重簡(jiǎn)便易行、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便等，以利當(dāng)?shù)靥幚碓O(shè)施正常運(yùn)行[6]。由于農(nóng)村生活污水面廣分散、來源多，多數(shù)無管網(wǎng)覆蓋而難以收集，一般通過化糞池收集、沉淀，但卻沒有排放系統(tǒng)設(shè)施，而僅僅依靠土壤滲濾或直接溢流。隨著農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村家庭大量使用抽水馬桶，造成生活污水中含水比例高、營(yíng)養(yǎng)稀釋，原有的肩挑或農(nóng)用工具運(yùn)輸?shù)娜氲厥┓世米兊孟喈?dāng)困難，加劇了農(nóng)村生活污水的直接排放。據(jù)對(duì)部分農(nóng)村家庭化糞池的周圍地表水調(diào)查，其COD值甚至有高達(dá)936 mg/L，已屬嚴(yán)重超標(biāo)排放。為此，在我國(guó)農(nóng)村污水收集及處理系統(tǒng)還無法全面遍及的現(xiàn)狀下，尋求一種農(nóng)村生活污水簡(jiǎn)易處理與資源化利用途徑作為農(nóng)村生活污水處理的過渡模式。農(nóng)村生活污水簡(jiǎn)易處理思路不必照搬當(dāng)前農(nóng)村污水處理的原則和標(biāo)準(zhǔn)，可側(cè)重利用農(nóng)村生活污水營(yíng)養(yǎng)豐富、含水量高的特征，經(jīng)簡(jiǎn)易處理作為肥水就地或就近還田利用、灌溉農(nóng)作物，這既滿足農(nóng)作物對(duì)水分和養(yǎng)分的需求，又可大大減少污水收集池或化糞池內(nèi)的污水量。但灌溉的肥水量與土地的可消納的肥水量相匹配，以免影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。

2農(nóng)村生活污水簡(jiǎn)易處理工藝設(shè)計(jì)

2.1 工藝流程農(nóng)村生活污水經(jīng)化糞池收集、沉淀后，經(jīng)厭氧消化、酸化水解作用分解有機(jī)物，殺滅病菌和寄生蟲卵；然后在水泵等微動(dòng)力作用下，中間層水液經(jīng)簡(jiǎn)易過濾器中砂石等過濾材料的物理、化學(xué)綜合作用，進(jìn)一步凈化出水，直接或經(jīng)噴灌系統(tǒng)輸送入農(nóng)田、旱地；最后經(jīng)農(nóng)作物的養(yǎng)分吸收，實(shí)現(xiàn)生活污水的入地利用（圖1）。該系統(tǒng)還裝備有清水進(jìn)水管閥，以適時(shí)稀釋肥水有機(jī)物濃度。

2.2簡(jiǎn)易過濾器結(jié)構(gòu)在農(nóng)村生活污水簡(jiǎn)易處理工藝的實(shí)現(xiàn)上，其核心在于設(shè)計(jì)、制作簡(jiǎn)易過濾器。簡(jiǎn)易過濾工藝分初級(jí)過濾和細(xì)過濾。簡(jiǎn)易處理過濾器由外壁過濾孔、過濾填料層、引導(dǎo)管和桶體等部分組成（圖2）；可采用40 L左右的水箱作為過濾器的桶體，在桶體底部的1/3部分均勻鉆有6 mm孔徑的過濾孔（300個(gè)以上），作為污水水液進(jìn)入桶內(nèi)填料層的第1級(jí)過濾；過濾填料層以砂石作為填料，填料層高約為桶高的1/2，粒徑為10 mm左右，作為第2級(jí)初過濾。而細(xì)過濾方法則是在水泵進(jìn)水底閥端包扎上60目尼龍網(wǎng)篩，引導(dǎo)管由桶體上端延伸至地面上，其作用在于引導(dǎo)水泵進(jìn)水管的提起或?qū)?，以利于清洗?xì)過濾尼龍網(wǎng)篩。

3 農(nóng)村生活污水簡(jiǎn)易處理效果

試驗(yàn)在湖州農(nóng)村家庭和家庭農(nóng)場(chǎng)建立了示范工程，對(duì)農(nóng)村家庭生活污水簡(jiǎn)易處理工藝的處理效果進(jìn)行了初步評(píng)估。所調(diào)查的五口家庭每周沖廁用水約600 L。沖廁污水經(jīng)化糞池收集、沉淀和簡(jiǎn)易處理，然后以滴灌方式灌溉屋旁的菜地。菜地上選擇種植偏喜水好肥的蔬菜品種，春夏季種植絲瓜、芋艿、茄子、番茄等，秋冬季種植青菜、萵筍、蘿卜等。試驗(yàn)按每人20 m2配套滴灌菜地面積，定期對(duì)其地下1.2 m的水樣COD值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。據(jù)測(cè)算，一年向100 m2菜地灌溉的經(jīng)簡(jiǎn)易處理后的肥水量約為30 t以上。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，化糞池肥水的COD平均值為321.5 mg/L，滴灌肥水前地下水樣的COD平均值為119.0 mg/L，而滴灌1年后的地下水樣的COD平均值為85.1 mg/L，說明菜地地下水樣的COD值沒有發(fā)生明顯的變化，其滴灌使用后的COD值可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，表明農(nóng)村家庭按以上的污水量和菜地配套標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生活污水的簡(jiǎn)易處理是有效和安全的，利用該簡(jiǎn)易處理工藝處理農(nóng)村生活污水可以達(dá)到預(yù)期效果。

4小結(jié)

我國(guó)農(nóng)村人口居住分散，農(nóng)村污水治理工作起步較晚，迄今未形成規(guī)模。農(nóng)村生活污水排水量少，排放點(diǎn)分散，無市政排水管網(wǎng)，幾乎每戶房屋旁邊都有一定的農(nóng)田、旱地，加以利用，就近處理生活污水。文中設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易處理模式，結(jié)合了化糞池消化和微型砂濾處理系統(tǒng)功能，農(nóng)村生活污水經(jīng)化糞池收集、沉淀和消化以及自制簡(jiǎn)易過濾器過濾凈化，就近還田利用，可實(shí)現(xiàn)生活污水就地處理，達(dá)到水資源的合理回收利用。該處理工藝簡(jiǎn)單，不需要增加工程建設(shè)，自行制作簡(jiǎn)易過濾器即可，可作為當(dāng)前農(nóng)村污水處理的過渡模式，在污水收集及處理系統(tǒng)還沒有遍及的農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用推廣。

參考文獻(xiàn)

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