農(nóng)村生活污水分散式處理現(xiàn)狀與思考

王麗媛， 孫潔梅， 葉　鍇

(南京市環(huán)境監(jiān)測中心站， 南京　210013)

· 治理技術 ·

農(nóng)村生活污水分散式處理現(xiàn)狀與思考

王麗媛， 孫潔梅， 葉鍇

(南京市環(huán)境監(jiān)測中心站， 南京210013)

農(nóng)村生活污水造成的環(huán)境污染問題亟待解決，文中分析了農(nóng)村生活污水的特點、處理現(xiàn)狀，探討了分散式生活污水處理模式在國內(nèi)外的研究進展。建議我國農(nóng)村生活污水分散式處理應結合當?shù)貤l件和處理要求，靈活將生物建議方法與生態(tài)工程有機結合，選擇投資運行費用低，操作管理簡單，又具有良好處理效果，能夠?qū)崿F(xiàn)氮磷的資源化利用的工藝。

農(nóng)村生活污水； 分散式處理模式； 生物-生態(tài)組合處理

近年來我國城市環(huán)境不斷改善，但農(nóng)村環(huán)境污染問題越來越突出，其中生活污水是農(nóng)業(yè)面源污染主要的來源之一[1]。長久以來，我國一直忽視了農(nóng)村污水的污染問題，據(jù)統(tǒng)計，我國農(nóng)村每年產(chǎn)生生活污水超過8 0 億噸，但大部分地區(qū)都沒有相應完善的水處理系統(tǒng)[2], 農(nóng)村生活污水直接排放造成了地表水體的嚴重污染及湖泊、水庫的富營養(yǎng)化，全國已有90%的水源水質(zhì)遭受了不同程度的污染，以江蘇為例，蘇南絕大多數(shù)地面水體飲用水水源功能幾乎已全部喪失[3]。同時，隨著我國農(nóng)村城鎮(zhèn)化、城鄉(xiāng)一體化水平的日益提高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水排放量還會進一步快速增長，這無疑將給水源保護帶來更大壓力，農(nóng)村地區(qū)的控源截污問題正轉(zhuǎn)為新的研究重點。

1　我國農(nóng)村分散式生活水特點及處理現(xiàn)狀

1.1分散式生活污水特點

農(nóng)村生活污水的主要來源有廚房、沐浴、洗滌和沖廁等，其數(shù)量、成分、污染物濃度與各地居民的生活習慣、生活水平和用水量有關[4]，污水中主要是生活廢料和人的排泄物，一般不含有毒物質(zhì)，往往含有氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，還有大量的細菌、病毒和寄生蟲卵[5]。主要特點為：(1)面廣分散、來源多、隨機性強，基本沒有污水處理設施，防治十分困難；(2) 農(nóng)村用水量標準較低、污水流量小，日變化系數(shù)(3.5～5.0)和季變化幅度大[6]；(3)污水成分復雜，但各種污染物的濃度較低，以氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)為主，有機物濃度較高，污水可生化性較強[7]。

1.2分散式生活污水處理現(xiàn)狀

目前，大多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及幾乎全部的農(nóng)村集中居住區(qū)的生活污水未經(jīng)處理，直接排放水體，少部分經(jīng)“ 三格式”化糞池簡單處理后滲入地下，目前我國只有小于10 % 的農(nóng)村污水進行了收集處理[8]。收集處理存在設計規(guī)模與實際污水量不匹配、工藝選擇不合理、投資和運行費用短缺、缺乏政策和標準支持以及運行管理水平不高等問題。

農(nóng)村污水主要有集中處理和分散處理兩種模式，分散式處理模式主要有以下兩種形式:(1)獨立治污，資源回收：適用于農(nóng)戶相對分散，地勢比較復雜的區(qū)域、收集系統(tǒng)達不到的分散農(nóng)戶以及飯館，酒店以及規(guī)模化畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污水處理。優(yōu)點是工藝流程簡單、不耗能、全部埋于地下，無需專人管理，處理出水可以用于莊稼和花卉苗木的灌溉。(2)改造結合，生態(tài)處理：適用于農(nóng)戶相對集中，地勢平坦平原地區(qū)，可利用化糞池或改建三格式化糞池，糞池出水和其他生活污水匯集經(jīng)過強化溝和沉淀池，出水流經(jīng)生態(tài)濾池( 生態(tài)濕地)，最后直接排放或回用，水質(zhì)可達國家污水二級排放標準。

2　國內(nèi)外農(nóng)村生活污水分散式處理研究進展

美國、德國和日本等發(fā)達國家根據(jù)其實際情況因地制宜，采用了合理、多樣化的污水分散式處理模式，取得了很好的效果[9]。我國農(nóng)村生活污水的特點恰恰是以分散式為主，但對分散式生活污水的研究較少[10]，相關科研工作起步較晚，開始于上世紀80年代末。

2.1國外研究進展

(1)歐美研究進展。歐美國家中穩(wěn)定塘特別應用于小型污水處理，美國較多采用分散式污水處理系統(tǒng)[11]，美國1983年穩(wěn)定塘數(shù)目就達7000座以上，其中90%建在人口少于5000的小城鎮(zhèn)，這使得美國區(qū)域污水處理率達到95%以上；2007年美國環(huán)境保護局舉辦了 “分散式污水處理與利用需求”中長期發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研討會, 發(fā)展方向為：節(jié)能化、生態(tài)化、景觀化[12]。(2)日本研究進展。日本凈化槽的發(fā)展經(jīng)歷了單獨處理凈化槽、合并處理凈化槽、深度處理凈化槽3個階段2009年日本全國的污水處理率達到了94%，目前日本的深度處理凈化槽技術已經(jīng)非常成熟，出水可達 BOD<10mg/L、TN<1 mg/L、TN<10 mg/L[13]。(3)澳大利亞研究進展。澳大利亞開發(fā)了一種“過濾、土地處理與暗管排水相結合的污水再利用系統(tǒng)”，稱之為“FILTER”高效、持續(xù)性污水灌溉新技術[14],該系統(tǒng)一方面可以滿足作物對水分和養(yǎng)分的要求，同時降低污水中的氮、磷含量，但存在暗管排水系統(tǒng)造價較高，且在地下水位較高區(qū)應用困難。(4)挪威研究進展。挪威分散式污水處理系統(tǒng)主要包括小型污水處理廠和微型處理設備兩種，大部分人口社區(qū)都設有小型污水處理廠，大約25%的人口居住地釆取分散式的就地處理，一般包括化糞池、配水系統(tǒng)、土地滲濾系統(tǒng)，或者化糞池、生物處理、化學處理或者二者聯(lián)合的處理。

2.2我國研究進展

我國在對分散式污水處理的研究工作中，起初考慮較多的是對(建筑)小區(qū)污水的處理，而且仍然是傳統(tǒng)工藝的組合，基本等同于大型污水處理廠的小型化。隨著科學技術的發(fā)展，尤其是膜技術的運用，實現(xiàn)了污水處理設施的裝置化、小型化，以及穩(wěn)定塘、土地處理系統(tǒng)、人工濕地等一批生態(tài)工程技術的運用，推進了農(nóng)村生活污水的分散式處理。

我國在“七五”期間對污水土地處理進行了深入的研究，并編寫了污水土地處理手冊。清華大學“九五”期間在滇池流域采用人工復合生態(tài)床處理農(nóng)村生活污水，利用微生物的硝化/反硝化作用以及填料對磷的吸附/沉淀作用、水生植物的吸收作用，對營養(yǎng)物氮、磷的去除取得了較好的效果，但是在推廣應用上仍有不足。近年來，太湖地區(qū)以沼氣池發(fā)酵為核心，同時可聯(lián)合固體廢棄物發(fā)酵，形成一個較小的液-固聯(lián)合處理系統(tǒng)。該技術解決了化糞池處理效果差、沉積污泥多、沼氣池沼氣回收率低的弊端。太湖地區(qū)另外一種常用的利用動物( 蚯蚓)-微生物-植物-土壤-填料的協(xié)同作用的生物濾池技術，對總氮的去除率 >75%,總磷的去除率>85%[15]。安徽省皖南沿江地區(qū)采取浙江大學研發(fā)的太陽能微動力污水處理系統(tǒng)，是采用“厭氧+缺氧+好氧“工藝為基礎處理技術，以太陽能為動力，加速污水中營養(yǎng)物質(zhì)的氧化，經(jīng)過處理的污水氮、磷含量大大降低，再輔以濕地系統(tǒng)的吸收，處理后可以達到一級 B類標準。特點是運行成本低，但是前期投入費用高[16]。

3　結　語

國內(nèi)外相關研究成果與實踐提示：無論是生物技術還是新興的生態(tài)工程技術，單獨應用都不能解決農(nóng)村生活污水處理及除磷脫氮的問題；生物處理工藝要實現(xiàn)除磷脫氮，造價和運行成本都很高，且需要專業(yè)化管理，不適合農(nóng)村使用；單純生態(tài)工藝對環(huán)境依賴性過強，占地大，都存在一定的局限性；因此必須將生物方法與生態(tài)工程有機結合，才能既節(jié)省成本和運行費用，又能達到穩(wěn)定的除磷脫氮效果。因此，對農(nóng)村污水的處理不能簡單照搬城鎮(zhèn)污水處理廠的經(jīng)驗，必須因地制宜，選擇投資運行費用低，操作管理簡單，又具有良好處理效果，同時能夠適合農(nóng)村農(nóng)業(yè)的特點實現(xiàn)氮磷的資源化利用的工藝。

[1]葉宏萌.農(nóng)村生活污水處理技術模式與進展[J].武夷學院學報, 2013,32(2):15-20.

[2]李清雪，耿媛，李改翠,等．A B R-好氧組合工藝對農(nóng)村生活污水處理效果研究[J].給水排水,2010,36(5):135-138.

[3]徐洪斌,呂錫武,李先寧,荊肇乾.太湖流域農(nóng)村生活污水污染現(xiàn)狀調(diào)查研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2007,(22):375-378.

[4]譚學軍，張惠鋒，張辰.農(nóng)村生活污水收集與處理技術現(xiàn)狀及進展[J].凈水技術, 2011, 30(2):5-9.

[5]唐志堅，儲俊，張磊，等．農(nóng)村水環(huán)境的生態(tài)治理模式與技術探討[J].污染防治與技術, 2008，(21):37-40．

[6]李無雙,王洪陽,潘淑君.農(nóng)村分散式生活污水現(xiàn)狀與處理技術進展[J].天津農(nóng)業(yè)科學, 2008，14(6)：75-77

[7]魏立安，丁園，華河林.環(huán)鄱陽湖村鎮(zhèn)污水現(xiàn)狀與污染防治對策建議[C].中國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護協(xié)會編輯出版部,處理及資源化利用學術研討會論文集，2008-10.

[8]王曉峰，陳鵬飛.社會主義新農(nóng)村污水處理設施的選擇探討[J].小城鎮(zhèn)建設, 2009,(4):56-58 .

[9]Zhang J, Huang X, Liu C, et al. Nitrogen romoval enhanced by intermittent operation in a subsurface wastewater infiltration system [J]. Ecological Engineering,2005,25(4)：419-428.

[10]李育友.國內(nèi)外農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀[J].科技與企業(yè),2012,(10):162

[11]Chen Jin-ming.美國管理分散污水處理系統(tǒng)的政策和經(jīng)驗[J].中國給水排水，2004,20(6):104-106.

[12]0’Luanaigha N D, Goodhueb R,Gilla L W. Nutrient removal from on-site domestic wastewater in horizontal subsurface flow reccibeds in Ireland [J]. Ecological Engineering, 2010, (36): 1266-1276.

[13]楊衛(wèi)萍，陸天友.日本凈化槽技術應用對農(nóng)村污水處理的啟示[J].福建建設科技,2014,(5):86-88.

[14]曾令芳，吳小亮.國外污水灌溉新技術[J].節(jié)水灌溉,2002,(3):34-35.

[15]郭飛宏，張心亮，汪龍眠，張繼彪，鄭正.太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水生物生態(tài)處理技術選擇分析[J]. 中國給水排水,2012,28(20):48-51.

[16]陳鈁,伍萬云.宣城市農(nóng)村生活污水處理模式及效益分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2014,(17):243.

Current Situation and Considerations about Decentralized Treatment of Rural Domestic Sewage

WANG Li-yuan, SUN Jie-mei, YE Kai

(NanjingEnvironmentalMonitoringCenter，Nanjing210013,China)

The problem of pollution caused by rural sewage need to be solved in China. This paper analyzed the characteristics and current treatment situation of rural sewage, and discussed the research progress of decentralized sewage treatment mode at home and abroad. It is suggested that decentralized rural sewage treatment should take local conditions and treatment requirements into consideration, combine with biological and ecological engineering flexibly, and select the technology that requires not only low investment and running cost, simple operation and management, but also having a good treatment effect to achieve resource utilization of nitrogen and phosphorus.

Rural sewage; decentralized treatment mode; Biological-Ecological combination treatment

2014-06-19

王麗媛(1980-)，女，河北承德人，2002年畢業(yè)于南京農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)環(huán)境保護專業(yè)，工程師。

X703

A

1001-3644(2015)02-0073-03