我國農(nóng)村污水現(xiàn)狀及處理技術(shù)研究與創(chuàng)新發(fā)展

鄭潤武

（中國葛洲壩集團水務運營有限公司，武漢 430000）

0 引言

近些年，隨著鄉(xiāng)村振興和農(nóng)村經(jīng)濟的飛速發(fā)展，農(nóng)村污水的排放及污染日趨嚴重，成為農(nóng)村水源地潛在的安全隱患，對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境造成了負面影響。因此，需要對農(nóng)村污水處理技術(shù)現(xiàn)狀及其存在的問題進行研究分析，采取科學污水處理技術(shù)，尋找適合農(nóng)村污水的處理工藝和運行模式，具有迫切的現(xiàn)實意義。

1 農(nóng)村污水特點

由于經(jīng)濟水平、生產(chǎn)方式及生活習慣或生活方式等不同，農(nóng)村污水的水質(zhì)、水量存在較大的地區(qū)差異，有如下特點。

（1）高分散性、不易收集。由于農(nóng)村污水具有污染源分散、污染點多、收集處理難度大等特點，加上早期并未得到重視，導致污水處理難度大且效率低。

（2）污水管網(wǎng)建設、處理設施建設不足。一些村莊沒有專門排水溝和污水處理系統(tǒng)，大多數(shù)污水以無組織排放的狀態(tài)直接排放到附近河流。

（3）以家庭生活污水為主。由于農(nóng)村居民生活規(guī)律相似，生活污水量不穩(wěn)定，波動系數(shù)大。

（4）部分地區(qū)存在小型工廠和小作坊。污水水質(zhì)成分可能更為復雜。因此，有必要詳細調(diào)查區(qū)域排水點和排水水質(zhì)，以確定處理方案。

（5）排放標準未完全普及。在當前的農(nóng)村污水處理項目中，采用的大多數(shù)標準都是基于GB 18918－2002《城市污水處理廠污染物排放標準》，針對農(nóng)村污水的具體排放標準普及度低［1］。

2 農(nóng)村污水處理的迫切性及現(xiàn)狀

“十四五”時期，推進美麗中國建設，全面建設社會主義現(xiàn)代化國家，實現(xiàn)中華民族偉大復興，農(nóng)村作為最廣泛最深厚的基礎(chǔ)，環(huán)境問題不容忽視。自2017年以來，每年的中央一號文件，均從低碳綠色發(fā)展的高度，要求推進投入品減量化、生產(chǎn)清潔化、廢棄物資源化、產(chǎn)業(yè)模式生態(tài)化、統(tǒng)籌推進山水林田湖草沙系統(tǒng)治理的農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，以及加強水環(huán)境治理和農(nóng)村飲用水水源保護，分類推進農(nóng)村廁所革命、生活垃圾分類，梯次推進農(nóng)村生活污水治理的美麗鄉(xiāng)村建設，并就加強農(nóng)村污水處理，明確要求“根據(jù)農(nóng)村不同區(qū)位條件、村莊人口聚集程度、污水產(chǎn)生規(guī)模，因地制宜采用污染治理與資源利用相結(jié)合、工程措施與生態(tài)措施相結(jié)合、集中與分散相結(jié)合的建設模式和處理工藝。推動城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)向周邊村莊延伸覆蓋。積極推廣低成本、低能耗、易維護、高效率的污水處理技術(shù)，鼓勵采用生態(tài)處理工藝。加強生活污水源頭減量和尾水回收利用?！痹诖嘶A(chǔ)上，“十四五”期間將統(tǒng)籌農(nóng)村改廁和污水、黑臭水體治理，因地制宜建設污水處理設施，接續(xù)推進實施《農(nóng)村人居環(huán)境整治提升五年行動計劃》，以實現(xiàn)到 2025年，全國農(nóng)村人居環(huán)境整治提升取得階段性進展，為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的階段成效提供生態(tài)支撐。由此表明，農(nóng)村生活污水的處理，經(jīng)過十多年的發(fā)展，將進入一個以綠色生態(tài)為主要特征的新階段。這對于促進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、農(nóng)村生態(tài)宜居、農(nóng)民幸福生活具有十分重要的意義。

農(nóng)村水污染主要來源即生活污水和生產(chǎn)廢水，根據(jù)農(nóng)村生活污水處理方法的不同，主要分為集中處理和分散處理。集中式污水處理方式的特點是管道連接較長，埋深較大，投資標準較高，更適合經(jīng)濟條件較好，集鎮(zhèn)或城市郊區(qū)。這在一定程度上限制了全國農(nóng)村污水處理技術(shù)的推廣和選擇。因此，筆者僅討論分散式污水處理技術(shù)。

3 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的選擇

我國農(nóng)村生活污水的處理，不僅應根據(jù)各地農(nóng)村發(fā)展的實際，合理地確定其處理的出水水質(zhì)標準，同時應與城市污水處理一樣，充分結(jié)合我國2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的目標，在處理和治理技術(shù)策略的選擇中，不僅應因地制宜地制定處理出水排放和資源利用標準，更應充分利用農(nóng)村就近能源資源回收利用的特殊優(yōu)勢，將實現(xiàn)對“污染物”有效處理的目標方式轉(zhuǎn)向治理和利用的目標方式，向與綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展相結(jié)合、與美麗鄉(xiāng)村建設相協(xié)同的低耗低碳、能源資源回收利用的目標方向，走向低碳綠色發(fā)展。

當前，農(nóng)村分散式污水常用處理技術(shù)主要包括：人工濕地，厭氧沼氣池，生物濾池，地下土壤滲透，凈化池和一體化綜合污水處理設備等［2］。其中，常用的主要方法有厭氧－ 好氧（A/O 或A2/O）+MBR工藝、序批式活性污泥（SBR）工藝、移動床生物膜反應器（MBBR）、厭氧－人工濕地、土壤－植物－微生物滲濾系統(tǒng)及生態(tài)塘、生態(tài)浮床等。相較城市，由于我國農(nóng)村污水日均排放量少，缺乏完善的污水收集系統(tǒng)，無法配備專業(yè)的污水處理、運行管理技術(shù)人員，因此在選擇農(nóng)村污水處理技術(shù)時，應考慮以下要求［3］：建設費用低、運行費用低；抗沖擊負荷能力強，宜就近單獨處理：處理后的污水能夠達標排放；運行操作簡便，日常維護管理簡單；盡量減少污泥產(chǎn)量或者無污泥產(chǎn)生。

處理技術(shù)根據(jù)以上農(nóng)村污水處理技術(shù)的選擇原則，目前適合農(nóng)村生活污水處理技術(shù)主要有生活污水凈化沼氣池處理技術(shù)、土地滲濾處理系統(tǒng)、穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)、人工濕地處理系統(tǒng)、生物濾池技術(shù)等。

生活污水凈化沼氣池處理技術(shù)。生活污水凈化沼氣池處理技術(shù)是利用有機物厭氧發(fā)酵的原理，在厭氧和兼性厭氧的條件下對污水進行處理的一種技術(shù)。這種技術(shù)在我國農(nóng)村生活污水處理的實踐中，是最通用、節(jié)儉、能夠體現(xiàn)生態(tài)效益與社會效益結(jié)合的生活污水處理方式。污水中的大部分有機物經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣，發(fā)酵后的污水被去除了大部分有機物，達到凈化目的；產(chǎn)生的沼氣可作為浴室和家庭用能源；厭氧發(fā)酵處理后的污水可用作澆灌用水和觀賞用水。

在我國，生活污水凈化沼氣池主要用于取代傳統(tǒng)的化糞池，漆貫學等的課題研究認為生活污水凈化沼氣池技術(shù)的主要問題包括工藝設計不合理，運行穩(wěn)定性難以保證，處理效果不及二級污水處理廠等［2］。毛華海對生活污水凈化沼氣池池型、工藝改進進行了初探，提出了改進生活污水凈化沼氣池處理效果的3 個方向［3］。目前，生活污水凈化沼氣池工藝已較為成型，曹軍等對其工藝流程及施工流程進行了詳細的介紹［4］。

土地滲濾處理系統(tǒng)。土壤滲濾處理系統(tǒng)是利用自然系統(tǒng)的凈化功能，將污水有控制地投配到土層中，通過“土壤－植物”系統(tǒng)的生物、化學、物理的吸附、固定，對污水資源及N、P 等營養(yǎng)元素再利用，對污水中的污染物進行降解。常用的技術(shù)有慢速滲濾處理系統(tǒng)和人工快速滲濾系統(tǒng)。

穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)。它主要利用水生生物系統(tǒng)，依靠自然生物凈化功能，使污水得到凈化。這種工藝基建費用低，運行費用低，無污泥處理，但同時存在有機負荷低、占地面積大、處理效果受氣候條件影響大的缺點。為了提高穩(wěn)定塘的處理能力和效果，研究者們提出并發(fā)展了高效藻類塘，最大限度地利用藻類產(chǎn)生的氧氣，充分利用菌藻共生關(guān)系，對污染物進行高效處理。目前我國已在太湖地區(qū)建立了高效藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水的試驗研究［5］。

人工濕地處理系統(tǒng)。人工濕地，是一種為處理污水而采用工程手段模擬自然濕地系統(tǒng)建造的構(gòu)筑物，在構(gòu)筑物的底部，按一定的坡度填充選定級配的填料，如碎石、沙子等，在填料表層土壤中種植一些對污水處理效果好、成活率高、生長周期長、美觀以及具有經(jīng)濟價值的水生植物，通過生態(tài)處理系統(tǒng)內(nèi)的微生物和水生植物的協(xié)同作用，實現(xiàn)污染物的去除。人工濕地是一種經(jīng)濟、高效地處理系統(tǒng)，可用作處理農(nóng)村生活污水。它的凈化機理比較復雜，植被系統(tǒng)起著重要的作用［6］。

生物濾池技術(shù)。生物濾池是一種由碎石或塑料制品等惰性過濾材料填充，材料表面生長生物群落，污水與填料表面上生長的微生物膜間隙接觸，得以去除的生物反應器。其特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池，具有池容小、占地面積小、出水水質(zhì)好和流程簡單等優(yōu)點。童晶晶等研究表明，高效功能陶粒用作填充材料，生物濾池能取得更好的效果［7］。

4 總結(jié)及建議

農(nóng)村污水的處理與利用，已受到世界各國的高度重視和廣泛推進。作為我國生態(tài)宜居美麗鄉(xiāng)村建設的一項十分重要的任務，我國農(nóng)村污水處理，在政府的大力推動下，經(jīng)多年的發(fā)展，已有良好的進展、廣闊的基礎(chǔ)和明確的方向。但與生態(tài)宜居的美麗鄉(xiāng)村建設發(fā)展要求尚不相適應，任務還很艱巨?；诘吞季G色的理念、按照因地制宜的原則、本著循環(huán)利用的目標，亟須采取正確的技術(shù)策略和技術(shù)路線，進一步加大規(guī)劃治理力度、提高污水的收集和處理率。鑒此，筆者提出如下建議：

（1）應盡量采用符合農(nóng)村特點的人工濕地、凈化槽結(jié)合工藝，不能照搬照抄城市污水處理工藝［8］。選擇合適工藝污水處理應根據(jù)出水標準選擇合適工藝，避免選擇高投入、管理難度大、運行成本高的工藝。

（2）加強對管網(wǎng)建設的重視。管網(wǎng)建設施工影響大、投資高，是建設農(nóng)村污水處理工程的重難點。不然，很可能導致無法收集設計水量、雨水與地下水混入污水管道等情況［9］。

（3）對標高標準，推進現(xiàn)有處理系統(tǒng)改造。應針對農(nóng)村生活污水處理工程進行全面的系統(tǒng)性改造，不斷地強化出水水質(zhì)的高標準。對于已有工程，要按實情予以改進，完善處理系統(tǒng)，提升出水水質(zhì)。（文責自負）參考文獻

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