農(nóng)村生活污水治理模式及適用技術(shù)淺議

王志平 岳秀萍

（1太原理工大學(xué) 山西太原 0300242山西省環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì) 山西太原 030024）

近年來(lái)隨著新農(nóng)村建設(shè)、農(nóng)村環(huán)境綜合整治、農(nóng)村人居環(huán)境改善等工作的不斷深入，我國(guó)農(nóng)村環(huán)境保護(hù)工作取得了較大進(jìn)展。但是，我國(guó)農(nóng)村環(huán)境形勢(shì)依然比較嚴(yán)峻，農(nóng)村生活污水造成的環(huán)境污染不僅對(duì)地表水體造成了直接的面源污染，而且還對(duì)農(nóng)村水源地存在潛在的安全隱患,此外還會(huì)因?yàn)樗廴具M(jìn)而使耕地灌溉用水的水量與水質(zhì)得不到有效保障,從而影響農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量與安全。所以,加快對(duì)農(nóng)村區(qū)域生活污水收集管網(wǎng)、污水處理設(shè)施的建設(shè)，防止因農(nóng)村生活污水無(wú)組織排放而導(dǎo)致水環(huán)境、土壤和農(nóng)產(chǎn)品的污染，確保農(nóng)村飲用水源安全和農(nóng)村居民身心健康，是加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新農(nóng)村建設(shè)的重要內(nèi)容、也是改善農(nóng)村人居環(huán)境亟待解決的問(wèn)題。

1 我國(guó)農(nóng)村生活污水主要來(lái)源及特點(diǎn)

1.1 農(nóng)村生活污水治理現(xiàn)狀

農(nóng)村生活污水主要是農(nóng)村村莊居民日常生活產(chǎn)生的污水，主要包括：農(nóng)村居民日常洗衣、做飯、廁所產(chǎn)生的廢水；學(xué)校、政府、醫(yī)院、旅游、旅店排放的污水;農(nóng)民養(yǎng)殖的畜禽糞尿。我國(guó)共有63.4萬(wàn)個(gè)行政村，全國(guó)農(nóng)村每年有大量生活污水直接排放，大部分村莊沒(méi)有排水渠道和污水處理系統(tǒng)，產(chǎn)生的生活污水隨地潑灑、沿街區(qū)漫流，極少部分村莊建設(shè)有排水明渠，雨污水共用，但污水經(jīng)明渠排出村莊后未經(jīng)處理直接排入排洪溝，雨季污染物隨雨水進(jìn)入河流。這已成為流域地表水污染的主要原因之一，也是造成農(nóng)村水環(huán)境污染的重要因素。全國(guó)喝不上符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)水的農(nóng)村人口有3.6億人[1]。這嚴(yán)重影響了廣大農(nóng)村的生態(tài)、生產(chǎn)和居民的生活安全。

1.2 農(nóng)村生活污水特點(diǎn)

1.2.1 總量大且逐年遞增

由于我國(guó)農(nóng)村人口占總?cè)丝诘?7%，農(nóng)村總?cè)丝诩s7.5億人，根據(jù)農(nóng)村人均用水定額60L/d，排水系數(shù)0.7計(jì)算，農(nóng)村生活產(chǎn)生的污水量約1150×108t/a，可見(jiàn)農(nóng)村生活污水的排放量之大。而且，隨著農(nóng)村居民生活水平的提高和生活習(xí)慣的城鎮(zhèn)化，如洗浴設(shè)施、洗衣機(jī)、衛(wèi)生廁所的普及和上下水系統(tǒng)的完善,農(nóng)村生活污水的排放量將進(jìn)一步增加。

1.2.2 水質(zhì)、水量波動(dòng)大

農(nóng)村生活污水的水量、水質(zhì)與居民生活方式、生活習(xí)慣、生活水平以及季節(jié)差別等因素相關(guān)?？傮w來(lái)說(shuō),農(nóng)村生活污水存在水質(zhì)、水量不穩(wěn)定的特點(diǎn)。不同時(shí)段的水質(zhì)差別大，做飯期間有機(jī)物含量高可生化性強(qiáng)，且含有較多的合成洗滌劑以及細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)卵等[2]。農(nóng)村生活污水排放量變化明顯，不同季節(jié)水量差別較大，一天內(nèi)水量差別較大，高峰時(shí)段一般出現(xiàn)在上午、中午、下午一段時(shí)間內(nèi),夜間排水量小，呈不連續(xù)特征。

1.2.3 面廣且分散

我國(guó)農(nóng)村分布較廣，且缺乏排水收集系統(tǒng)，收集難度大生活污水多為無(wú)組織排放，生活污水的收集處理率低。

2 農(nóng)村生活污水治理模式

由于我國(guó)地域廣闊，各地農(nóng)村地區(qū)的區(qū)位特征、地形地貌、氣候特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、生活習(xí)慣、生活水平、居住方式等存在較大差異，因此我國(guó)農(nóng)村生活污水治理的模式不能過(guò)于單一，必須因地制宜,采用多元化、符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的處理模式與措施。治理技術(shù)模式可采用納入城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)、納人企業(yè)污水處理廠、村莊污水連片或聯(lián)村集中處理、村莊污水單獨(dú)集中處理四種模式。

2.1 納入城鎮(zhèn)污水處理廠

在村莊生活污水總排口距市政污水管網(wǎng)系統(tǒng)較近，且縣級(jí)污水處理廠尚有處理能力并同意接收農(nóng)村生活污水的情況下，可采用依托縣城污水處理廠統(tǒng)一處理的治理模式。通過(guò)完善村莊內(nèi)部污水管網(wǎng)，建設(shè)接入市政污水管網(wǎng)的連接管道，將村莊生活污水納入縣城污水處理廠，由縣級(jí)污水處理廠負(fù)責(zé)污水處理廠運(yùn)行與管理。

該模式可減少建設(shè)投資，村莊無(wú)運(yùn)行管理責(zé)任，不需承擔(dān)運(yùn)行費(fèi)用，可實(shí)現(xiàn)“一次投資、多年受益”。

2.2 納入企業(yè)污水處理廠

在村莊生活污水總排口距企業(yè)污水處理廠較近，且企業(yè)污水處理廠有能力接收村莊產(chǎn)生的生活污水的情況下。可采用依托企業(yè)污水處理廠統(tǒng)一處理的治理模式。通過(guò)完善村莊內(nèi)部污水排水管網(wǎng)，建設(shè)接入企業(yè)污水處理廠管線，將治理村莊生活污水納入企業(yè)污水處理廠，由企業(yè)負(fù)責(zé)污水處理廠運(yùn)行與管理。

該模式可減少建設(shè)投資，且村莊無(wú)運(yùn)行管理責(zé)任，不需承擔(dān)運(yùn)行費(fèi)用，可實(shí)現(xiàn)“一次投資、多年受益”。

2.3 村莊連片治理模式

對(duì)于距離縣城污水處理廠及現(xiàn)有污水處理設(shè)施遠(yuǎn)，基礎(chǔ)設(shè)施條件相對(duì)較好，需建設(shè)污水處理設(shè)施的村莊，同時(shí)，地形單一、污水便于收集、布局較為集中的若干個(gè)村莊，在完善村莊內(nèi)部管網(wǎng)的基礎(chǔ)上，在地勢(shì)最低的村莊新建污水處理設(shè)施集中連片治理。污水處理設(shè)施可由鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）政府統(tǒng)一建設(shè)，并運(yùn)行、管理。

該模式可避免村村建污水處理設(shè)施帶來(lái)的投資困難，同時(shí)，村莊多，人口數(shù)量大，基本能夠形成穩(wěn)定長(zhǎng)流水，保障污水設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行。但由于農(nóng)村地區(qū)缺少污水處理設(shè)施運(yùn)行專業(yè)技術(shù)人員，若出現(xiàn)設(shè)施運(yùn)行不當(dāng)或損壞問(wèn)題無(wú)法及時(shí)解決，可能會(huì)影響設(shè)施正常運(yùn)行，降低處理效果。同時(shí)，缺乏污水處理設(shè)施運(yùn)營(yíng)經(jīng)費(fèi)，影響設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.4 單村集中治理模式

對(duì)于距離縣城污水處理廠及市政管網(wǎng)遠(yuǎn)，生活污水不適宜接入已建污水處理廠，地處位置較為孤立，距周邊村莊較遠(yuǎn)，但該村莊為古村落、美麗宜居示范村、優(yōu)美村莊等基礎(chǔ)設(shè)施較好的單個(gè)村莊，在完善村內(nèi)污水管網(wǎng)的基礎(chǔ)上，村莊單獨(dú)新建污水處理設(shè)施集中治理。由村集體統(tǒng)一建設(shè)，并運(yùn)行、管理。

該模式由村集體統(tǒng)一建設(shè)，并運(yùn)行，便于管理。但若村莊人口不多，難以保障長(zhǎng)久穩(wěn)定形成長(zhǎng)流水。另外，由于缺少專業(yè)技術(shù)人員，若設(shè)施運(yùn)行發(fā)生技術(shù)問(wèn)題或設(shè)備損壞等沒(méi)有及時(shí)解決，影響設(shè)施正常運(yùn)行，降低處理效果。此外，運(yùn)營(yíng)經(jīng)費(fèi)短缺也會(huì)影響設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 農(nóng)村生活污水治理適用技術(shù)選擇原則

3.1 采取經(jīng)濟(jì)適用的污水處理技術(shù)

農(nóng)村污水處理技術(shù)的選擇要根據(jù)村莊所處地區(qū)的地形地貌、氣候特點(diǎn)、生活習(xí)慣、人口規(guī)模、聚集程度、排水特點(diǎn)、污水排放要求、經(jīng)濟(jì)承受能力等情況確定。

3.2 運(yùn)行操作簡(jiǎn)便，日常維護(hù)管理簡(jiǎn)單

考慮到農(nóng)村的現(xiàn)狀，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，人員的技術(shù)水平和管理水平相對(duì)較低，因此，污水處理技術(shù)的選擇應(yīng)特別注重選用運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行維護(hù)管理方便簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低的處理工藝。

3.3 滿足當(dāng)前達(dá)標(biāo)排放與今后再生利用需要

充分利用農(nóng)村地區(qū)的地形地勢(shì)和居民住宅建設(shè)布局等特點(diǎn)，采用的處理工藝既能解決當(dāng)前農(nóng)村生活污水處理達(dá)標(biāo)排放問(wèn)題，又能充分考慮今后污水處理后再利用的需要。

4 農(nóng)村生活污水處理適用技術(shù)

根據(jù)農(nóng)村生活污水的排放特點(diǎn)和農(nóng)村生活污水處理工藝選擇的原則，可結(jié)合實(shí)際因地制宜的選擇以下污水處理工藝。

4.1 以土地處理為主的處理技術(shù)

以土地處理為主的處理技術(shù)主要是利用土壤顆粒的吸附、植物吸收和微生物降解來(lái)有效處理農(nóng)村生活污水，常用的有:人工生態(tài)濕地處理系統(tǒng)、慢速土地滲濾處理系統(tǒng)、快速土地滲濾處理系統(tǒng)、砂濾系統(tǒng)等。土地處理系統(tǒng)運(yùn)行簡(jiǎn)單，處理效果良好，不僅能去除有機(jī)物，而且能脫氮除磷和去除重金屬。以土地處理為主的處理技術(shù)與其它污水處理技術(shù)相比具有投資省、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，但存在占地面積大，處理效果易受季節(jié)影響[3]的缺點(diǎn)，適合在廣大農(nóng)村區(qū)域推廣。

4.2 生物－生態(tài)組合處理技術(shù)

考慮到農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后、產(chǎn)生的生活污水量小、有機(jī)物濃度偏高、日變化系數(shù)大的特點(diǎn),可采用生物和生態(tài)處理工藝相結(jié)合的污水處理工藝,以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)。提高出水水質(zhì)和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。目前在國(guó)內(nèi)已采用的生物—生態(tài)組合處理技術(shù)有:塔式蚯蚓生態(tài)濾池工藝厭氧+跌水充氧接觸氧化+人工濕地組合工藝、厭氧池+自流充氧接觸氧化渠+人工濕地組合工藝、厭氧池+人工濕地組合工藝、厭氧濾池+氧化塘+生態(tài)渠組合工藝、多功能泵房+人工生態(tài)濕地處理工藝、厭氧池+脈沖濾池+人工濕地組合工藝、厭氧池+階梯式生態(tài)濾池組合工藝等，均取得了較好的處理效果[4]。生物－生態(tài)組合處理技術(shù)具有低投資、低能耗和運(yùn)行成本低、管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，符合農(nóng)村的實(shí)際情況[5]。

4.3 高效微生物處理技術(shù)

固定化微生物-曝氣生物濾池(I-BAF）為主體的處理工藝，是北京大學(xué)環(huán)境技術(shù)研究中心近年來(lái)取得的一項(xiàng)獨(dú)具特色的工藝。其中，選取的高效微生物、生物酶制劑和生物活性分子載體固定化技術(shù)等技術(shù)均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外污水生物處理的多項(xiàng)空白，綜合技術(shù)水平達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。與目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的污水處理技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：生化降解速度快，處理效果好，出水水質(zhì)好；微生物活性高、繁殖快、適應(yīng)性廣、降解能力強(qiáng)；占地小、投資少、運(yùn)行成本低；抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；操作管理方便，適宜處理農(nóng)村生活污水。

5 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)村生活污水的治理模式與適用技術(shù)應(yīng)根據(jù)村莊的具體情況進(jìn)行確定，充分考慮當(dāng)?shù)卮迩f的區(qū)位條件、氣候特征、經(jīng)濟(jì)水平、污水的收集排放情況以及工藝本身的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于集中式農(nóng)村生活污水處理宜使用土地滲濾處理系統(tǒng)、人工濕地處理系統(tǒng)、高效微生物處理系統(tǒng)等技術(shù)。為了獲得更好的治理效果，也可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況選擇兩種或兩種以上的組合工藝[6]，采用組合工藝處理農(nóng)村生活污水，這也將成為農(nóng)村生活污水處理的研究方向。

[1]張家煒,周志勤.淺析農(nóng)村生活污水分散式處理適用技術(shù).環(huán)境科學(xué)與管理,2011,136(1）:95-99．

[2]李仰斌,張國(guó)華,謝崇寶.我國(guó)農(nóng)村生活排水現(xiàn)狀及處理對(duì)策建議.中國(guó)水利,2008,(3）:51-53.

[3]陳琳,劉杰,紀(jì)榮平.農(nóng)村生活污水處理技術(shù)與對(duì)策研究.污染防治技術(shù),2012,4,25(2）:53-54．

[4]江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳．村莊生活污水處理適用技術(shù)指南:2009版［M］.2009,12．

[5]傅陽(yáng),紀(jì)榮平.農(nóng)村小型生活污水處理技術(shù)研究進(jìn)展［J］．污染防治技術(shù),2011,24(2）:39-41．

[6]ZHANG H L，ZOU J，CHEN X． Engineering study on the treatment of multi-soill-ayering system on the rural domestic wastewater in Taihu Basin［J］．Meteorological and Environmental Research，2010，1(12）：82-85.