我國農(nóng)村污水處理工藝分析及性能比較

李曉怡，吳珍涓，陳欣，王榮華，白少元，3

（1.桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣西 桂林 541004；2.廣西恒晟水環(huán)境治理有限公司，廣西 桂林 541004；3.廣西環(huán)境污染控制理論與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科教結(jié)合科技創(chuàng)新基地，廣西 桂林 541004）

因?yàn)閰^(qū)域的不均衡健康發(fā)展，城市和鄉(xiāng)村之間的差距愈來愈大，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后，但農(nóng)村的生活污水排放量在逐年增加，未經(jīng)處理過的污水直接排入到生活環(huán)境中，對人們的生活和健康帶來了很大的危害，農(nóng)村廢水污水處理問題已經(jīng)刻不容緩了，本文將通過分析比較各個適合中小型地區(qū)的污水處理技術(shù)，為我國鄉(xiāng)村的污水處理發(fā)展提供切實(shí)的參考依據(jù)。

1 縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村等中小型污水處理工藝

1.1 厭氧沼氣池技術(shù)

該技術(shù)在目前我國農(nóng)村的工業(yè)生活污水處理和厭氧發(fā)酵污水處理的應(yīng)用和實(shí)踐中，是最通用、節(jié)儉、且能夠很好地體現(xiàn)我國農(nóng)村生態(tài)環(huán)境效益與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會效益完美有機(jī)結(jié)合的一種新型污水處理方式。它將我國農(nóng)村的生活地區(qū)天然污水的處理與合理開發(fā)利用有機(jī)污水資源緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村地區(qū)生活污水的處理資源化。在經(jīng)生活污水處理的發(fā)酵過程中有效地去除了大部分的生活有機(jī)物，由此可以直接地達(dá)到回收和處理凈化生活污水的目的；經(jīng)過厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的有機(jī)物污水沼氣回收后可以直接用來作為浴室和其他大型家庭場所使用，也可以作為再生能源供各種二次能源處理設(shè)備使用；經(jīng)過工業(yè)和厭氧發(fā)酵處理后的工業(yè)和生活有機(jī)物污水可以廣泛地用作大型農(nóng)業(yè)的澆灌用水和大型園林觀賞種植用水。

1.2 土地處理技術(shù)的五種主要類型

1.2.1 慢速滲濾系統(tǒng)

此滲濾系統(tǒng)通過對地下水的快速過濾、沉淀、吸附和分解，進(jìn)行生物化學(xué)的降解和光合作用等的凈化處理過程使得污水在這樣的環(huán)境中得到了有效凈化，出水水質(zhì)優(yōu)良。究其原因是該系統(tǒng)對于慢速污水的凈化和投配處理負(fù)荷一般較低，滲流的速度慢。

1.2.2 快速滲濾系統(tǒng)

快速厭性農(nóng)田污水臭氧交替滲濾技術(shù)用于快速厭性農(nóng)田灌溉、休耕土地快速灌溉污水處理與大型農(nóng)業(yè)凈化和再生的灌溉系統(tǒng)快速灌溉污水滲濾。這是一種高效、低耗、經(jīng)濟(jì)的廣泛適用于大型農(nóng)田土地的快速污水處理與大型農(nóng)業(yè)凈化和再生的主要污水處理方法。主要是利用快速厭性農(nóng)田灌溉臭氧交替排水與快速惰性休灌農(nóng)田土地臭氧交替的兩種滲濾方式加快灌溉排水過程的進(jìn)行，使農(nóng)業(yè)灌溉污水綜合治理系統(tǒng)處于快速厭性休灌臭氧-惰性好氣農(nóng)田臭氧交替排水運(yùn)行的臭氧交替滲濾系統(tǒng)狀態(tài)，依靠快速厭性農(nóng)田灌溉臭氧交替排水的技術(shù)可以使快速厭性農(nóng)田土壤雜質(zhì)廢物處理中的各種有害微生物和細(xì)菌能夠快速通過灌溉排水分解，而被污染的農(nóng)田土壤在農(nóng)業(yè)灌溉污水處理過程中所截留的溶解性和其他的不具懸浮性的有機(jī)物，在快速厭性農(nóng)田對土壤污水處理的過程中得以有效地進(jìn)行清理和凈化。

1.2.3 濕地處理系統(tǒng)

濕地污水系統(tǒng)綜合利用凈化處理的方法和綜合利用濕地污水凈化綜合處理法的區(qū)別是它的方法是一種通過綜合地處理土壤和利用低洼的天然淡水濕地和大型天然的沼澤地污水帶來綜合處理大量的土壤和固體濕地污水的一種綜合處理的方法。主要的方法是利用濕地污水對土壤的總量和密度有一定的限度并進(jìn)行了控制，同時具有一定彈性地進(jìn)行污水的收集和合理地投放且合理地分配在高到低洼的種植基地的具有耐水性濕地水生植物和沼澤性濕地種有水生植物的大型天然淡水濕地上，污水系統(tǒng)濕地綜合利用凈化的處理方法，主要是將濕地綜合利用耐水性濕地水生植物和固體濕地污水的綜合利用通過濕地污水和土壤共同的相互作用的關(guān)系，進(jìn)行濕地污水綜合凈化。

1.2.4 地下滲濾處理系統(tǒng)

地下土壤污水處理系統(tǒng)是將地下污水綜合處理然后投放和分配到一個距離建筑地面深約0.5m、有良好滲透性的土壤污水底層中，利用底層土壤以及毛排水管的浸潤和土壤的滲透作用，使地下污水向四周的土壤中擴(kuò)散，通過該系統(tǒng)對污水過濾、沉淀、吸附以及對微生物的降解和對土壤的光合作用等處理，使得四周土壤中的地下污水得到有效凈化。

1.3 人工濕地處理技術(shù)

這主要指的是一種人工直接利用天然的濕地生態(tài)植物進(jìn)行水體生態(tài)工程的一種技術(shù)，在一定的天然人工濕地生態(tài)植物的填料上直接人工種植特定的一種人工天然濕地的生態(tài)植物，建立起支撐一個完全人工的天然濕地的生態(tài)植物的水體濕地生態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)完全人工化的天然濕地生態(tài)植物的水體生態(tài)系統(tǒng)流通過整個天然濕地生態(tài)系統(tǒng)時，其中的各種可能具有污染性的水體化學(xué)物質(zhì)和其他各種具有營養(yǎng)性的化學(xué)物質(zhì)被水體生態(tài)系統(tǒng)充分綜合地吸收或有效地進(jìn)行綜合的利用和分解，使完全人工化的天然濕地生態(tài)植物的水質(zhì)及其環(huán)境生態(tài)資源得到了有效的凈化。

1.4 生物膜處理技術(shù)

此處理外膜技術(shù)主要目的是使存在污水生物中的其他微生物通過載體外膜附著在其他污水生物載體表面上，污水生物再通過載體外膜流經(jīng)其他微生物后，在載體外膜表面的運(yùn)動過程中，通過有機(jī)碳和氧對污水營養(yǎng)物的氧化吸附以及氧向污水生物層外膜內(nèi)部的其他微生物載體擴(kuò)散，在污水生物層外膜中所隨時間而發(fā)生的有機(jī)氧與微生物載體氧化等的相互作用，對廢水污染物的有機(jī)氧化酶進(jìn)行氧化分解，進(jìn)而達(dá)到污水凈化的目的。

2 農(nóng)村污水消毒工藝

2.1 紫外線消毒工藝

紫外線消毒并不是直接將微生物殺死，而是破壞微生物的繁殖能力間接對其進(jìn)行的消毒滅活。目前使用紫外線照射殺菌消毒的一般原理是用紫外光照射污水，從而殺滅掉微生物，摧毀掉微生物增殖細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)。除此之外，紫外線還可以直接破壞一些有害微生物的其他基質(zhì)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)。紫外線殺菌消毒激光是目前最常見的消毒工藝，這種紫外線污水消毒工藝使用和管理運(yùn)行起來非常方便，只需要準(zhǔn)備一個可以在室內(nèi)產(chǎn)生大量輻射紫外線的消毒處理設(shè)備就完全可以了。這種紫外線消毒技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于污水的消毒中，其中主要的污水包括了低質(zhì)量的污水、常規(guī)二級生化處理后的污水、合流管道溢流廢水和再生水，但是對紫外輻射穿透率較低的水質(zhì)并不是特別適用，如未經(jīng)生化污水消毒處理或只經(jīng)過一級生化處理的污水，其中ss濃度高于30mg/l的污水。

2.2 化學(xué)消毒工藝

2.2.1 液氯消毒工藝

液氯的滅菌消毒的具體原理是往污水里加入液氯或者次氯酸鹽（如NaClO）的溶液進(jìn)行消毒，在污水里直接加入自由氯發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)，HOCl，OCl-之和的化學(xué)反應(yīng)稱作有效自由氧化合氯，其中以液氯和水中的HOCl自由氧化合氯進(jìn)行消毒的殺菌效果最好。但當(dāng)水體中的氯氧化合物排入其他的水體時，氯氧化合物可能會和水中的氨氮、有機(jī)氮化物反應(yīng)生成自由氯、消毒殺菌效果較差的無機(jī)氮化物，稱作無效自由有氧化合氯。自由氧化合氯的殺菌消毒效果主要是受到自由氯接觸水的持續(xù)時間、投加量、水質(zhì)、溫度、PH以及水體消毒殺菌系統(tǒng)的穩(wěn)定度等的影響。液氯的滅菌和消毒的工藝廣泛可用于水體持續(xù)的消毒和殺菌，適用于各地的公立醫(yī)院、工業(yè)、民用的場所持續(xù)滅菌和消毒。

2.2.2 臭氧消毒工藝

該方法是一種利用純凈的藍(lán)色臭氧對純凈的污水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化和消毒。存在污水和空氣中的藍(lán)色臭氧主要成分是一種硫化氫和氧的同素異形體。因?yàn)榧儍舻某粞踉谖鬯斜旧砭哂泻軓?qiáng)的氧化和消毒殺菌的能力（污水中臭氧的含量僅次于純凈的硫化氫和空氣中的氟），能有效殺滅和氧化大部分的有機(jī)物。

臭氧雖然本身抵抗外界氧化的能力強(qiáng)，但很不穩(wěn)定，甚至無法長期儲藏，因此污水和臭氧的制備工藝需要根據(jù)實(shí)際的需要和情況就地進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)。臭氧的滅菌消毒可以殺死各種有害細(xì)菌，其中滅活殺菌效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通的殺菌燈和紫外線消毒滅活殺菌燈，是普通的紫外線消毒殺菌燈的1.5～5倍，能夠除藻殺菌，對于污水中的病毒、芽孢等各種生命力較強(qiáng)的有害細(xì)菌和微生物也同樣起到很好的臭氧消毒滅活殺菌作用。該產(chǎn)品的臭氧消毒滅活殺菌處理工藝主要是廣泛適用于飲用水、處理污水35%至98%的有毒化學(xué)物質(zhì)。

3 結(jié)語及展望

當(dāng)前我國農(nóng)村污水處理技術(shù)尚未完善，處于摸索階段。在選擇確定污水處理工藝時，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境、人類活動等，采用“因地制宜”的方法，在原有工藝上加以改進(jìn)，使其工藝效率達(dá)到最大化。