農(nóng)村生活污水處理研究進(jìn)展

白楊 雷星星 來(lái)有煒

[摘 要] 農(nóng)村生活污水排放是造成農(nóng)村水環(huán)境污染的原因之一，為改善農(nóng)村居住環(huán)境，必須加強(qiáng)對(duì)農(nóng)村生活污水的治理，分析不同污水處理方法的適用性，因地制宜地選擇處理工藝。本文分析農(nóng)村污水排放特點(diǎn)，探討農(nóng)村生活污水生態(tài)處理技術(shù)和一體化處理技術(shù)，詳細(xì)介紹人工濕地、污水土地、穩(wěn)定塘、生物濾池、一體化處理技術(shù)的處理效率及適用性，并提出農(nóng)村生活污水處理的幾點(diǎn)建議。

[關(guān)鍵詞] 農(nóng)村;生活污水;處理技術(shù)

[中圖分類(lèi)號(hào)] X703 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2020）23-117-2

“十三五”規(guī)劃指出，推動(dòng)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展，加快建設(shè)美麗宜居鄉(xiāng)村，將農(nóng)村環(huán)境綜合整治作為工作重點(diǎn)，整治的主要任務(wù)中農(nóng)村污水處理工作被提到重要位置。根據(jù)2017年發(fā)布的《全國(guó)農(nóng)村環(huán)境綜合整治“十三五”規(guī)劃》指出，截至2015年年底，我國(guó)農(nóng)村生活污水的年處理量已達(dá)7億t，22%的建制村生活污水得到處理?！笆濉逼陂g，經(jīng)過(guò)整治的村莊生活污水處理率要≥60%。目前，如何發(fā)揮經(jīng)過(guò)處理的農(nóng)村污水的最大價(jià)值，是大家需要深入考慮的一個(gè)難題。

1 農(nóng)村生活污水特征

農(nóng)村生活污水主要包括生活雜排水（洗衣、廚房、清潔、洗浴污水）和廁所污水。我國(guó)幅員遼闊，南方和北方經(jīng)濟(jì)、自然地理?xiàng)l件差異較大，農(nóng)民生活習(xí)慣和用水習(xí)慣不盡相同，從而導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)村生活污水水質(zhì)水量差異較大、處理方法較多、出水用途多樣。

1.1 水質(zhì)特征

農(nóng)村生活污水一般不含重金屬和有毒有害物質(zhì)，而且污水可生化性較好。農(nóng)村生活污水所需考慮的水質(zhì)指標(biāo)有化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）、總磷（TP）、懸浮物（SS）和pH值。不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)本地區(qū)污水特點(diǎn)或相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定水質(zhì)指標(biāo)的選取。生活雜用水COD一般在150～400 mg/L，氨氮在20～40 mg/L，TN在20～50 mg/L，TP在2～7 mg/L。

1.2 水量特征

由于農(nóng)戶(hù)生活比較規(guī)律，而且生活習(xí)慣較一致，污水排放大致分為早、中、晚3個(gè)時(shí)段;在排水時(shí)段內(nèi)，水量較大，但不均勻，均有排水高峰時(shí)段，其余時(shí)間段污水排放量較少，可能出現(xiàn)斷流。根據(jù)不同地區(qū)的差異，我國(guó)農(nóng)村居民日用水量為40～180 [L/（人·d）]。

1.3 排放特征

農(nóng)村污水主要有3種排放方式，即生活雜用水主要進(jìn)入了污水管道（渠），農(nóng)戶(hù)習(xí)慣于把污水潑灑于地面或明渠，廁所污水進(jìn)入化糞池等。由于管道及化糞池設(shè)備基本無(wú)人維護(hù)，老化嚴(yán)重，導(dǎo)致大部分污水滲入地下，對(duì)地下水造成污染。

2 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)

2.1 生態(tài)處理技術(shù)

2.1.1 人工濕地污水處理技術(shù)。人工濕地主要由基質(zhì)、植被、水體、微生物4個(gè)基本要素組成，通過(guò)過(guò)濾、吸附、沉淀、硝化和反硝化作用，植被對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收和微生物分解等物理、化學(xué)和生物作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化。人工濕地處理生活污水費(fèi)用較低，一般作為二級(jí)處理后的穩(wěn)定處理或與其他工藝聯(lián)用。人工濕地處理效果受溫度影響較大，溫度較低時(shí)，可能導(dǎo)致結(jié)冰、堵塞、濕地植物死亡，影響處理效率，甚至造成二次污染;而且人工濕地占地面積較大，導(dǎo)致濕地使用受限。楚昊等利用預(yù)處理和水平潛流人工濕地處理農(nóng)村生活污水，處理后出水水質(zhì)可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，而且投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，適宜在農(nóng)村地區(qū)使用[1]。

2.1.2 污水土地處理技術(shù)。污水土地處理系統(tǒng)，是以土地處理法為核心，利用土壤—植物—微生物的相互作用，實(shí)現(xiàn)區(qū)域中污水的循環(huán)處理和資源化利用，同時(shí)達(dá)到對(duì)污水中污染物“去除”和“再利用”的功能。馬文潔等以河砂、粉煤灰、鋼渣和煤渣為滲濾介質(zhì)，模擬研究了在不同水力負(fù)荷條件下人工快速滲濾系統(tǒng)對(duì)農(nóng)村生活污水的處理效果，當(dāng)水力負(fù)荷為1.6 m/d時(shí)，對(duì)污染物平均去除效果最佳，對(duì)TP、NH3-N和COD的去除率可達(dá)90.06%、89.32%和91.51%[2]。污水土地處理技術(shù)具有能耗低、基建投資低、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，比較適合農(nóng)村污水處理。土地占地面積大、土壤堵塞、對(duì)于地下水的二次污染等問(wèn)題是今后農(nóng)村污水處理需要解決的重點(diǎn)。

2.1.3 穩(wěn)定塘處理技術(shù)。穩(wěn)定塘作為一種經(jīng)濟(jì)有效的污水處理方式被廣泛用于農(nóng)村污水處理。污水在塘內(nèi)停留過(guò)程中通過(guò)微生物的好氧與厭氧作用進(jìn)行處理，氧氣來(lái)源為大氣復(fù)氧作用和藻類(lèi)的光合作用，也可采用人工曝氣給塘內(nèi)充氧。傳統(tǒng)穩(wěn)定塘具有工程簡(jiǎn)單、建設(shè)費(fèi)用低、處理污水能耗低、易于維護(hù)和管理等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)存在如水力停留時(shí)間長(zhǎng)、占地面積過(guò)大、塘中污泥積累嚴(yán)重、散發(fā)臭味等缺點(diǎn)。針對(duì)傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的不足，經(jīng)過(guò)不斷對(duì)傳統(tǒng)穩(wěn)定塘進(jìn)行改良，出現(xiàn)了許多新型穩(wěn)定塘，包括生物濾塘、高效復(fù)合厭氧塘、超深厭氧塘等。為提高污水處理效率，又提出了許多組合塘工藝，包括與傳統(tǒng)生物法的組合和各種塘型的組合。

2.1.4 蚯蚓生態(tài)濾池。蚯蚓生態(tài)濾池是一種生態(tài)污水處理技術(shù)，在普通生物濾池中引入蚯蚓來(lái)提高濾池的處理效果。蚯蚓在濾池中具有對(duì)有機(jī)物的吞食、增強(qiáng)土壤對(duì)空氣水分的通透性、延展原有微生物代謝鏈、增強(qiáng)與微生物的協(xié)同作用等功能。蚯蚓生態(tài)濾池是一種基建和運(yùn)行管理費(fèi)用低、氮磷去除效果好、出水水質(zhì)好的污水生態(tài)處理技術(shù)。

蚯蚓生態(tài)濾池一年四季均能有效處理生活污水，在極端溫度下仍能對(duì)污水進(jìn)行處理，但處理效率降低。在蚯蚓生態(tài)濾池處理生活污水的中試試驗(yàn)中，運(yùn)行期間BOD5去除率超過(guò)90%、COD為80%～90%、TDS為90%～92%、TSS為90%～95%。蚯蚓生態(tài)濾池存在的問(wèn)題是因蚯蚓有冬眠和夏眠的習(xí)慣，會(huì)造成階段性處理效果不穩(wěn)定。

2.2 小型一體化處理技術(shù)

近年來(lái)，農(nóng)村生活污水一體化處理技術(shù)專(zhuān)利中，小型一體化處理工藝占比達(dá)35%，小型一體化設(shè)備大多是緊湊型設(shè)備，具有集不同傳統(tǒng)構(gòu)筑物功能于一體、占地面積小、管理操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，使得一體化設(shè)備在農(nóng)村發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｒ惑w化處理技術(shù)主要采用的工藝有生物接觸氧化法、MBR、SBR、A/O、A/A/O等。

Adam Mas? on等在傳統(tǒng)SBR反應(yīng)器中，加入一種由高密度聚丙烯組成的生物球填料作為生物膜載體，設(shè)計(jì)出移動(dòng)床序批式生物膜反應(yīng)器（MBSBBR），MBSBBR處理系統(tǒng)以生物球表面的活性污泥和生物膜微生物為基礎(chǔ)[3]。研究表明，在負(fù)荷為0.84～0.978 gCOD /（L·d）條件下，COD、TN和TP平均去除效率為97.7%±0.5%、87.8%±2.6%和94.3%±1.3%，硝化效率為96.5%～99.7%。

一體化處理設(shè)備可通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣等參數(shù)來(lái)改變反應(yīng)器內(nèi)生物環(huán)境，可適應(yīng)不同水質(zhì)特點(diǎn)，可在不同地區(qū)使用;一體化設(shè)備整體性較好，占地面積小，可進(jìn)行埋地處理;自動(dòng)化程度高，運(yùn)行無(wú)須人工過(guò)分操作，處理效果好。其不足在于運(yùn)行過(guò)程需要機(jī)械曝氣，設(shè)備造價(jià)高;一旦出現(xiàn)設(shè)備故障，需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行維修，后期維護(hù)費(fèi)用高。

3 農(nóng)村污水處理存在的問(wèn)題與建議

3.1 農(nóng)村污水處理存在的問(wèn)題

3.1.1 污水收集系統(tǒng)不完善。良好的污水收集系統(tǒng)是開(kāi)展污水處理工作的前提，部分已經(jīng)建成的農(nóng)村污水收集管渠，由于農(nóng)村污水的排放特點(diǎn)以及排污系統(tǒng)不健全，導(dǎo)致大量管道堵塞老化和滲漏，難以有效收集污水;排水渠內(nèi)污水長(zhǎng)期淤積，夏季散發(fā)出臭味嚴(yán)重影響農(nóng)村環(huán)境;化糞池老化嚴(yán)重，農(nóng)戶(hù)不及時(shí)清掏導(dǎo)致污水滲漏，長(zhǎng)此以往造成地下水水質(zhì)污染。

3.1.2 處理標(biāo)準(zhǔn)及出水去向難落實(shí)。大部分省份已制定農(nóng)村生活排放污水標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的制定對(duì)于工藝的選擇有一定的導(dǎo)向作用。農(nóng)村污水處理后大多未經(jīng)檢測(cè)直排水體，且不加利用，違背了污水處理的初衷，造成資源浪費(fèi)。

3.1.3 處理工藝選擇標(biāo)準(zhǔn)缺失。污水處理工藝選擇較多，但目前尚未有相應(yīng)的農(nóng)村污水處理工藝選擇的國(guó)家或地方標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致工藝選擇較為困難。

3.1.4 運(yùn)行管理問(wèn)題突出。設(shè)備的維護(hù)管理是保證設(shè)備壽命、處理效果的前提。由于村民對(duì)于污水處理的相關(guān)知識(shí)比較匱乏，對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行情況難以做出準(zhǔn)確判斷，只限于操作設(shè)備的啟停，導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)困難，處理效果不穩(wěn)定。

3.1.5 環(huán)保意識(shí)較差。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，村民生活質(zhì)量普遍提高，但環(huán)境保護(hù)意識(shí)卻未得到提升，村民難以準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)到污水對(duì)環(huán)境所造成的危害。

3.2 農(nóng)村污水處理的有效建議

第一，對(duì)于城鎮(zhèn)周邊的村落，可以考慮把污水管接入市政管網(wǎng)進(jìn)行收集;對(duì)于遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)管網(wǎng)的村落，可以建設(shè)村級(jí)污水處理站或者處理設(shè)備;對(duì)于遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)且住戶(hù)較少的村落，可以采取一戶(hù)或者幾戶(hù)為一個(gè)單位進(jìn)行污水收集，可采用一體化設(shè)備進(jìn)行處理。

第二，地方政府要加快推出適合本地區(qū)的農(nóng)村污水排放標(biāo)準(zhǔn)。目前，北京、浙江、陜西等省市已經(jīng)出臺(tái)相應(yīng)的地方排放標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)當(dāng)?shù)厮媾R的主要水污染問(wèn)題和造成這些問(wèn)題的關(guān)鍵因子來(lái)確定水質(zhì)指標(biāo)及排放限值。

第三，選擇因地制宜選擇處理技術(shù)。目前，多數(shù)農(nóng)村污水處理技術(shù)并不適合當(dāng)?shù)厍闆r，處理效率較低，處理效果不穩(wěn)定。因此，要遵循建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便、處理效果好的原則選擇處理工藝。

第四，考慮污水中營(yíng)養(yǎng)元素的資源化利用和出水回用。農(nóng)村生活污水中氮、磷元素可被植物吸收利用，根據(jù)處理出水水質(zhì)不同，出水可用于農(nóng)田灌溉、綠化澆灑、建筑中便器沖洗等，體現(xiàn)資源化利用和可持續(xù)發(fā)展理念。

第五，加快推進(jìn)農(nóng)村污水處理過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化建設(shè)。目前，市面上各種農(nóng)村污水處理設(shè)備質(zhì)量參差不齊，處理效果差異很大，政府應(yīng)主導(dǎo)各有關(guān)單位積極參與，共同推進(jìn)性?xún)r(jià)比高的處理工藝的選擇和相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建立。

第六，對(duì)于運(yùn)管問(wèn)題，建議采用低維護(hù)免操作傻瓜式處理設(shè)備，政府應(yīng)出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)此類(lèi)設(shè)備，并通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行管理維護(hù)的對(duì)比，挑選出性能最好的設(shè)備在該地區(qū)加以推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[2]馬文潔，張衛(wèi)民，戴強(qiáng)，等.人工快速地下滲濾系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水的實(shí)驗(yàn)研究[J].水處理技術(shù)，2014（12）：91-94.

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