豫南地區農村污水處理模式探討*

韓　露，張鵬飛，吳俊峰，郭一飛

(1 鄭州大學水利與環境學院，河南　鄭州　450001；2 河南城建學院市政與環境工程學院，河南　平頂山　467036；3 蘭州供水段蘭州鐵路局，甘肅　蘭州　730000)

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豫南地區農村污水處理模式探討*

韓露1,2，張鵬飛3，吳俊峰2，郭一飛2

(1 鄭州大學水利與環境學院，河南鄭州450001；2 河南城建學院市政與環境工程學院，河南平頂山467036；3 蘭州供水段蘭州鐵路局，甘肅蘭州730000)

為推進新農村建設，《國家環境保護“十二五”規劃》明確提出，在“十二五”的前三年中，環保部擬投入120億元用于鄉鎮農村環境綜合治理。探索適合經濟相對落后農村地區的污水處理模式勢在必行。結合南方農村地區生活污水處理技術研究現狀，針對豫南地區地理環境、經濟水平等因素，提出了3種適合豫南農村地區的污水處理模式，以期為豫南地區農村分散污水處理系統的建設提供借鑒和參考。

豫南地區；農村生活污水；處理技術

為推進新農村建設，《國家環境保護“十二五”規劃》明確提出，在“十二五”的前三年，環保部擬投入120億元用于鄉鎮農村環境綜合治理。“十二五”規劃實施以來，我國南方村鎮污水處理取得了較大進展，尤其是江浙、廣東、上海等地。對于經濟發展落后的中部地區，在農村生活污水經處理方面還有待提高。據統計，我國農村每年產生的生活污水量約為80億噸[1]，由于我國農村居住分散，與城市相比，生活污水比例大，污水量小，水量變化系數大；污水處理設施面廣點多、規模小，造價高。導致污水收集、處理系統投資運行費用高、經營難等諸多難題。目前我國只有小于10%的農村污水進行了收集處理[2]。

農村分散生活污水處理是有必要的，因此在農村污水處理設備的選擇上要盡量考慮經濟、耐用的系統。然而目前關于農村污水處理工藝很多，但怎樣結合實際情況選擇合適的處理工藝，是一個研究的熱點問題。

本文分析探討了目前常用的農村分散生活污水處理工藝模式，總結了其優缺點，并結合豫南地區的氣候特征、地理環境、經濟水平等因素，提出適合豫南地區的農村污水處理工藝，為類似地區新農村建設過程中水環境的綜合整治提供參考。

1　豫南地區農村污水排放現狀

1.1豫南地區地形地貌及氣候特征

豫南地區地勢南高北低，是崗川相間、形態多樣的階梯地貌。西部和南部是由桐柏山、大別山構成的豫南山地，中部是丘陵崗地，位于豫南山地以北，北部是平原和洼地。豫南地區隸屬淮河流域，水系發達，湖泊河流眾多，年降雨量1300 mm左右，年均水資源總量90億m3，人均水資源1230 m3，是河南省人均的3.2倍，日照充足，降雨豐沛，農村地區多小型池塘，相對濕度年均77%。

1.2豫南地區排水現狀

“污水亂潑、垃圾亂倒、糞土亂堆”、“室內現代化，室外臟亂差”、“污水靠蒸發，垃圾靠風刮”是某些南方農村環境的真實寫照，豫南地區農村污水主要具有以下特點：①豫南地區經濟水平相對落后，農村污水主要為生活污水，主要污染物：COD、SS、氮、磷以及致病微生物[3]。其中，洗滌廢水所占比例最大，氮磷含量相對較高，COD的差異隨養殖家禽而改變，TN整體分布較均勻，TP隨四季變化。②農村人均用水量標準不一，污水流量情況隨季節變化明顯，春夏多秋冬少，并且污水排放量波動大，早晚高，白天低，對處理設備抗沖擊負荷要求高，在一定程度上影響了生活污水處理方法的選擇、方案設計。③豫南地區地形多為山區地貌，村民居住分散，道路狹窄，地形復雜多變，路網不夠完善，污水收集系統不夠完善，技術及管理水平落后，給排水系統的建設帶來困難。

2　我國南方類似農村生活污水處理技術研究現狀

2.1農村生活污水處理技術

南方地區農村多為分散性村落。目前，南方農村地區將生活污水隨意收集于化糞池發酵后灌溉農田，使得大部分的生活污水沒有處理直接排入水體，通過蒸發和土地的自然凈化作用來消除一部分污染，但大部分污染物會滲透到地下，污染地下水。近年來，農村生活污水的處理越來越受眾多專家學者的重視，處理技術也逐漸走向成熟，并呈現出多樣性的發展趨勢。

近年來，針對南方農村污水的治理，相關學者研究的較多，并依據南方地形、氣候、經濟條件等因素提出了一些相對成熟的處理技術，相比城市污水的處理，農村污水治理方式更為多樣化，具體技術總結分類見表1。

表1　南方農村生活污水主要技術分類Table 1　The technical classification of south rural sewage

2.2農村生活污水組合處理模式

(1)厭氧-好氧模式

該模式將厭氧與好氧技術組合在一起，最常見組合方式為厭氧沼氣池——滴濾池工藝的組合，具有良好的反硝化和硝化能力。沼氣技術是把人畜糞便以及植物秸稈等有機物質通過厭氧發酵處理，轉化為可利用的沼氣能源，目前在農村得到了廣泛的推廣。滴濾池作為一種好氧處理技術，相對生物濾池、接觸氧化池來說降低了成本，減少了維護，滴濾池是在水流緩慢滴落的過程中與空氣中的氧結合，完成充氧過程，無需曝氣。

該模式能適應農村水質水量變化，抗沖擊負荷能力強，產生污泥量少等優勢，但基建費用和管理費用高。師曉春等[5]采用新型滴濾池工藝處理村鎮生活污水，能顯著降低COD、氨氮、總氮的濃度，去除率分別達到80.6%，81.7%，84.7%；李先寧等[6]開發了一種在冬季低溫條件下來處理農村生活污水的濺水充氧滴濾池裝置，以三種不同的掛膜方式分別探討，結果表明，強制掛膜方式去除率明顯高于自然掛膜和人工掛膜，COD和氨氮去除率分別為65%和60%，出水較穩定。

(2)厭氧-生態處理模式

該模式是厭氧技術和生態技術形成厭氧-生態組合工藝，是目前最適合南方農村地區的處理模式，沼氣池或化糞池用于截留大部分有機物，分解為小分子有機物并形成沉渣，生態工藝用于去除氮磷。馬魯銘等[7]對上海市某區運行的農村分散式處理系統采取三種不同的人工濕地工藝進行跟蹤運行測試，結果顯示，三種工藝對COD去除效果明顯，可以達到城鎮污水處理廠排放二級標準，實現消除水體黑臭、保護農村居住環境的目的。王成[8]針對烏川湖村生活污水采用厭氧-人工濕地組合處理工藝進行探討研究，研究結果表明，在最適條件下，系統的 COD、TP、TN和氨氮出水濃度能分別達到31 mg/L、0.9 mg/L、14.68 mg/L、13.26 mg/L，處理效果較好。

(3)厭氧-好氧-生態處理模式

該模式是將厭氧、好氧及生態技術綜合的一種工藝。與厭氧-生態模式相比，該技術增加了好氧部分強化有機物的降解及硝化能力[9]。吳磊等[10]采用厭氧——跌水充氧接觸氧化-人工濕地組合工藝，小試結果顯示，COD、TN、TP的去除率分別達81%、83%、82%。

該模式在厭氧工藝后增加接觸氧化工藝段，提高了氮磷的去除率，出水水質好，但好氧段一般采用機械曝氣，成本較高，因此，在一些具有特殊地理優勢的農村，可以考慮采用其他曝氣形式，比如具有地形落差的丘陵地帶，可以考慮采用跌水曝氣。

3　豫南農村地區生活污水處理模式的選擇

豫南地區水系發達，多廢棄坑塘，居民居住分散，可以考慮采用生態塘工藝、人工濕地工藝以及滴濾床工藝作為深度處理工藝，為了使出水達標并減輕后續處理的負荷，一般需要預處理，預處理工藝通常采用化糞池或者厭氧水解池[9]。對于有廢棄坑塘的地區，選擇化糞池+穩定塘組合工藝，對于土地資源豐富的地區，考慮采用厭氧水解池+人工濕地工藝，豫南農村地區多為山區丘陵地帶，如果對出水水質要求較高，也可以考慮采用厭氧+跌水充氧接觸氧化+人工濕地工藝。對以上三種工藝進行技術經濟評價見表2。

表2　三種豫南農村地區污水處理工藝技術經濟比較Table 2　Techno-economic comparison of three sewage treatment process in southern Henan province

4　結　語

(1) 豫南農村地區居民居住分散，以小型聚集點或單獨幾戶零散居住為主，經濟力量薄弱，缺乏污水專業技術人員，難以建立完備的管網系統。

(2) 農村情況復雜，經濟、人口，地勢條件因村而異，工藝選擇不能一概而論，應該結合基建費、運行維護等方面的情況，并根據村莊人口規模、地理環境、經濟條件，出水要求等因素來選擇適合的工藝處理模式。

(3) 不同處理工藝各有優劣，對于經濟條件相對落后、土地資源充裕的農村地區，適于采用人工濕地、氧化塘工藝，具有一定經濟條件并且地勢有較大落差的農村地區適于在人工濕地工藝之前采用跌水曝氣接觸氧化池來提高出水水質。

[1]朱守先，莊貴陽，潘家華.低碳經濟的內涵及綜合評價指標體系構建[J]. 經濟學動態,2011(01): 132-136.

[2]陳鵬飛，王曉峰.社會主義新農村污水處理設施的選擇探討[J]. 小城鎮建設,2009(04): 56-58.

[3]Wang M, Webber M, Barnett B F J. Rural in-dustries and water pollution in China[J]. Journal of Environmental Management, 2008, 86(4): 648-659.

[4]李海明.農村生活污水分散式處理系統與實用技術研究[J]. 環境科學與技術,2009(09): 177-181.

[5]汪德生，師曉春，劉峰，等.滴濾法處理村鎮生活污水研究[J]. 安徽農業科學,2010(25): 13979-13980.

[6]李孝安，李先寧.冬季濺水充氧滴濾池處理農村生活污水的啟動研究[J]. 環境工程學報, 2007(08): 26-30.

[7]王紅武,馬魯銘,王云龍,等.南方農村生活污水處理目標及工藝模式探討[J]. 中國環境科學,2013(01): 118-122.

[8]王成. 厭氧—人工濕地組合工藝技術及其應用研究[D]. 長沙:湖南農業大學, 2009.

[9]王欣，龔園園，張照韓，等.我國南北農村生活污水處理模式研究[J]. 現代生物醫學進展, 2012(01): 132-136.

[10]劉晉,吳磊,呂錫武,等.厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地處理農村污水[J]. 中國給水排水, 2007(03): 57-59.

[11]林親鐵,潘建新,潘漢平,等. 南方農村生活污水處理工藝的技術經濟評價[J]. 安徽農業科學,2013,41(05): 2186-2188.

Discussion on Rural Sewage Treatment Technology in Southern Henan Province*

HANLu1,2，ZHANGPeng-fei3，WUJun-feng2，GUOYi-fei2

(1 College of Water Conservancy & Environmental Engineering, Zhengzhou University,Henan Zhengzhou 450001; 2 School of Municipal and Environmental Engineering, Henan University of Urban Construction, Henan Pingdingshan 467036; 3 Lanzhou Water Supply Section,Lanzhou Railway Administration, Gansu Lanzhou 730000, China)

In order to promote new rural construction, National "12th Five-Year Plan" for Environmental Protection clearly puts forward that the Ministry of Environmental Protection plans to invest 12 billion RMB for environmental comprehensive control of rural township in the first three years of "12th Five-Year Plan" period. Therefore, it is imperative to explore a sewage treatment mode suitable for the country zones which are relatively backward in economy. Combing the research situation of sewage treatment technology in the similar rural region of south, three sewage treatment modes which adapted to the rural areas in southern Henan province based on its geographical environment and economic level were proposed, to provide references for the construction of rural decentralized wastewater treatment systems in southern regions.

southern Henan province; rural sewage; treatment technology

河南省科技廳重點資助項目：農村社區生態環境建設對策及應用技術研究(142102310244)。

韓露(1990-)，女，在讀碩士研究生。主要研究方向：農村生活污水處理。

郭一飛。

X506

A

1001-9677(2016)08-0143-03