基于源分離的農(nóng)村分散式生活污水處理方法

秦皇島市昌黎縣環(huán)境監(jiān)控中心 陳澤宇

在我國農(nóng)村社會主義改造過程中，生活污水如何處理仍是重難點問題。具體而言，農(nóng)村的生活污水具有以下特點：較為分散、污染后果嚴重、污水收集難度較高、污水量較大并增長較快，這些都增加了處理的難度。

據(jù)相關(guān)調(diào)查可知，目前我國范圍內(nèi)的城市污水處理大多采用集中式處理方式，但是這種方式必須建立污水收集管網(wǎng)，以管網(wǎng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)開展集中處理。這種處理方式不僅成本較高，而且不分來源地將所有污水進行混合處理，不但會對處理系統(tǒng)造成較大的負擔，對于回收來講難度較大，因此并不適用于農(nóng)村。通過長時間的深入研究，學者提出源分離污水處理技術(shù)，將其運用到農(nóng)村生活污水的處理過程中具有良好的效果，因此得以推廣與應(yīng)用。

一、源分離技術(shù)概述

源分離，顧名思義是從源頭進行污水的分離，因此相較于集中混合后再處理的方式更具有科學性、合理性，更有利于生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，該項技術(shù)自提出以來，在國內(nèi)外均受到認可并推廣應(yīng)用。

源分離技術(shù)應(yīng)用過程中，對于用戶原有的排水設(shè)備主體設(shè)施沒有過多影響，并不需要改變其結(jié)構(gòu)，只是以其結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)進行改造，最終實現(xiàn)污水在源頭的分離，例如，在源頭分離黑水、尿液、灰水、糞便等。

通過對該項技術(shù)的分析可知，實施源分離的主要原理是通過在源頭分離污水并加以處理，方便后期的回收利用。因此，在技術(shù)實施過程中最核心的是將各項污水在源頭分類處理。

二、生活污水水質(zhì)特點

生活污水主要來源于家庭，是家庭在生活過程中所產(chǎn)生的廢水，可以根據(jù)濃度分為高濃度污水與低濃度污水。除此之外，還可根據(jù)污水的來源進行分類。綜合來看，生活污水主要分為尿液、灰水、糞便污水、廚房廢水廢物等。源分離技術(shù)就是在源頭將以上4種污水進行分類，方便后續(xù)處理與回收利用。

在歐洲，家庭生活污水的組成結(jié)構(gòu)來源受到學者的重視，并進行了較為深入的研究。相關(guān)調(diào)查顯示，在歐洲，糞便以及尿液的綜合產(chǎn)量在家庭污水總量中占比較低，最高不超過2%，占比最高的為灰水，達到近98%。部分學者對生活污水的水質(zhì)進行研究分析，他們認為糞便和尿液中含有大量的植物營養(yǎng)元素，以尿液為例，其含有多種元素，例如氮、磷、鉀等，因此具有較高的營養(yǎng)價值。而糞便的營養(yǎng)價值相對尿液較低，但是所含元素也包含氮、磷、鉀三種，具有一定的回收利用價值?？偠灾?，歐洲相關(guān)機構(gòu)利用這一水質(zhì)特點將生活污水從排放源頭進行分離、分類，運用不同的處理方式進行回收利用，使得尿液中所回收的營養(yǎng)成分可以滿足大部分家庭的需求。

與歐洲污染物的分析相比，我國城市生活污水與其較為相似。綜合而言，尿液中的營養(yǎng)元素含量較高，其中，氮元素主要作為氨氮存在于尿液中；磷元素化為磷酸鹽存在于尿液中；而鉀元素以鉀離子的形態(tài)特點存在于尿液中。對于尿液進行回收再利用處理具有較高的利用價值和利用可行性，除此之外，尿液中致病菌以及其他有毒微生物的含量較低，相較于其他污水種類而言回收安全性較高。

通過對糞便污水的水質(zhì)分析可知，在糞便中，水溶性的氮占總含量的一半，其中1/5左右的水溶性氮為氨氮；而磷元素在糞便的主要來源是沒有被消化的礦物質(zhì)磷酸鈣轉(zhuǎn)化；鉀元素在糞便中的形態(tài)與尿液中相同，均為鉀離子。但是與尿液不同，糞便中的病原體含量較高，并且其中含有人體所排出的大量激素和藥物代謝物，因此回收利用價值相對尿液較低。

灰水作為廚房或者洗浴家庭行為過程所形成的污水，因為排放前所使用的化學物品較多，因此灰水中含有較多的重金屬。在灰水中，鉀元素和磷元素的來源主要為廚房所用的洗滌劑。

三、生活污水源分離方案

第一種：首先需要將農(nóng)村的生活污水根據(jù)黑水與灰水分為兩類。在分離過程中，黑水主要包括糞便尿液和沖洗水，因此黑水的污染程度相對較高，灰水則主要為廚房污水和洗漱洗浴污水二者結(jié)合，污染程度相對較低。方案中需要將廁所所產(chǎn)生的尿液與糞便與其他種類的洗滌廢水從源頭進行分離，因此實現(xiàn)難度較低。兩種不同種類的廢水，通過不同的污水管道網(wǎng)分別收集，將二者獨立分開來。

第二種：將黑水中的尿液與糞便分離開來，從源頭上進行三類污水的分別收集。在收集過程中，通過糞便尿液分離廁所設(shè)施將二者分離開來，形成糞便、尿液、灰水三者的源頭分類收集。

四、農(nóng)村分散式生活污水源分離處理技術(shù)分類

（一）農(nóng)村源分離生態(tài)廁所

農(nóng)村源分離生態(tài)廁所設(shè)施主要將廁所進行糞便和尿液的分離，二者采用不同的排泄口，因此可以通過裝置從源頭將糞尿分離。在儲存時，該生態(tài)廁所設(shè)施也設(shè)置了不同的儲備設(shè)施，分別為儲尿箱和儲糞池，在分類收集后再進行區(qū)別處理。農(nóng)村源分離生態(tài)廁所自提出以來經(jīng)過長時間的發(fā)展，已經(jīng)形成多種類型。

第一種為免沖水式堆肥干廁。這種生態(tài)廁所通過對我國農(nóng)村較為傳統(tǒng)的旱廁改造形成，其主要設(shè)置的關(guān)鍵為便池和堆肥箱，這種堆肥干廁將糞便收集到堆肥箱后，會與箱內(nèi)的基礎(chǔ)物質(zhì)相結(jié)合進行發(fā)酵，最終形成有機糞肥，從而可以對農(nóng)村田地進行施肥再利用。在改造過程中，將尿液與糞便分離，使其收集時可以進行分類，形成全新的生態(tài)型干廁，在改造處理過程中，工作人員需要在堆肥箱設(shè)施中進行基質(zhì)填充，例如，鋸末、食物垃圾等物質(zhì)，使得糞便收集在此后可以進行發(fā)酵，從而形成肥料。

免沖水式堆肥旱廁在國內(nèi)外都有廣泛應(yīng)用，無論是歐美還是我國部分農(nóng)村，均已得以實施推廣。以我國的馬家方莊為例，其在趙軍營對此種生態(tài)旱廁進行改進并形成示范作用，通過利用免沖水式堆肥干廁，將糞便與尿液分離開來，將糞便收集到堆肥池中，進行統(tǒng)一發(fā)酵，最終將肥料運用到當?shù)剞r(nóng)田，無論是對生態(tài)環(huán)保還是農(nóng)田產(chǎn)收都有較好的效果。

第二種為尿液分離式的沖水廁所。這種廁所可以較好地實現(xiàn)節(jié)約用水。在應(yīng)用過程中，同樣實施廢糞便與尿液的分離收集，但是通過對于此類廁所的用水量進行預(yù)估測量，發(fā)現(xiàn)其與城市或者其他地區(qū)普遍應(yīng)用的抽水馬桶相比節(jié)約用水90%以上。

第三種為真空廁所或者負壓廁所。此類廁所利用現(xiàn)代化技術(shù)通過設(shè)置真空泵或者高壓泵，改變污水管道的環(huán)境，形成負壓或者真空，從而使得電器內(nèi)的污水可以更好地被分類收集到儲蓄池中，因此不但可以節(jié)約沖水量，達到節(jié)約用水的目的，還可以使得分離過程更加簡便，使糞便尿液資源收集的濃度更高。

（二）農(nóng)村生活污水分類處理系統(tǒng)

農(nóng)村生活污水分類處理系統(tǒng)在國外得以廣泛應(yīng)用，其主要系統(tǒng)模式為每家一套處理系統(tǒng)，但是多戶人家并行處理，因此對成本投資的要求和管理技術(shù)水平的需求不高。通過該處理系統(tǒng)收集到的糞便與尿液在當?shù)剡M行基礎(chǔ)處理后，運輸?shù)接袡C肥相關(guān)企業(yè)進行加工，形成資源回收再利用。除此之外，應(yīng)用該分類處理系統(tǒng)還會給每戶居民固定補貼，因此在經(jīng)濟不發(fā)達的地區(qū)比較適配，可以推廣應(yīng)用。

我國通過多年研究，于近年形成了較為完善的農(nóng)村生活污水分類處理系統(tǒng)，并進行推廣應(yīng)用。北京建筑工程學院經(jīng)研究后，在小湯山進行實驗基地的建設(shè)，通過安裝生態(tài)廁所設(shè)施、糞便尿液能源回收設(shè)施以及灰水回收利用設(shè)置、雨水回收利用設(shè)置等進行系統(tǒng)建設(shè)。

該系統(tǒng)應(yīng)用中，如果糞便收集進入沼氣池，其會產(chǎn)生能量用于發(fā)電發(fā)熱；尿液經(jīng)收集進入儲存設(shè)施后，經(jīng)處理可進行濃縮后作為混合材料使用到有機肥的制作過程中。而該實踐基地中對雨水和灰水進行回收利用，在收集后可通過適配的人工濕地設(shè)施進行處理，使其最終行為中水使用到清潔、沖刷洗車等。綜上所述，該實踐基地真正實現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，對生活污水的處理以可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)原則，最終形成全面性的生態(tài)綠色系統(tǒng)工程。

五、結(jié)束語

根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究，可知在我國各地農(nóng)村生活污水的水質(zhì)生產(chǎn)量以及各地實際條件與城鄉(xiāng)不同，因此發(fā)展較為成熟的集中式污水處理模式，不能直接照搬應(yīng)用。以我國目前源分離技術(shù)的使用情況分析，源分離技術(shù)的適配性較高，對我國不同區(qū)域不同實際情況的農(nóng)村，都能進行匹配應(yīng)用，對于我國各地農(nóng)村分散式生活污水處理而言是較好的方法，并且具有很好的應(yīng)用前景和可持續(xù)發(fā)展前景。因此在今后農(nóng)村生活污水的治理中，可以加以運用并不斷促進該技術(shù)的發(fā)展，升級通過完善相關(guān)技術(shù)工藝，形成更加完善的農(nóng)村分散式生活污水處理模式方案，最終形成生活污水的可持續(xù)發(fā)展循環(huán)利用，從而促進我國農(nóng)村的生態(tài)建設(shè)環(huán)境建設(shè)。