我國農村污水處理技術研究進展

唐曉琳，李 妍，李 華

（德州市環境保護科學研究所有限公司，山東 德州 253000）

“十三五”規劃明確指出，圍繞城鄉發展一體化，深入推進新農村建設，全面對農村環境進行整治。近年來，廣大農村由于經濟發展水平不一，缺少完善的污水排放管網系統，再加上村民對環保問題認識的不足，農村污水無秩序排放現象越來越嚴重。農村污水的無秩序排放不僅對村民居住環境造成影響，而且嚴重威脅村民的生產生活用水安全。因此，治理農村污水勢在必行。

結合我國的實際國情，發展有中國特色的農村污水處理技術是治理農村污水問題的關鍵。因此，本文介紹了我國農村污水排放的特點，對農村污水處理模式進行探討并綜合分析，對當下適合我國農村污水處理的幾種技術進行綜述，以期推動我國農村污水的處理。

1 農村污水特點

我國幅員遼闊，東部地區農村人口密度較大，西部地區農村人口密度較小，各個地區農村之間的發展水平差異較大，因此不同地區農村排放的污水呈現出不同的特點[1]。

1.1 污水中有機物含量較高，可生化性較高

表1為我國部分地區農村水質情況，由此可以看出，我國不同地區的農村污水水質情況差別較大，呈現出南北差異、東西差異、經濟發達與欠發達地區之間的差異。在經濟較發達的蘇南地區，農村污水中的COD可高達400 mg/L，在偏遠的云南農村地區COD為30 mg/L，僅為蘇南農村的7.5%。巨大的地區水質差異，增加了農村污水處理的難度。

1.2 總排放量逐年增加，農村環境污染嚴重

近幾年來，國家對農村的扶持力度加大，廣大村民生活水平日益提高，農村污水的排放量也逐年遞增，農村環境污染問題也變得越來越嚴重。

1.3 水質水量波動大，無秩序排放，收集困難

農村污水分為居民生活污水與生產污水，居民生活污水主要有洗滌、洗浴、廚房用水、廁所用水，居民生產用水主要來源于家禽的養殖。農村經濟發展水平不一，導致生活生產污水排放量不同、水質差別較大。早、中、晚三個時段的污水排放量均不同，波動性較大，日變化系數Kd可達3.0～5.0。農村缺乏完善的排水管網系統，亂排現象較常見，使農村污水收集變得非常困難。

2 農村污水處理模式探討

目前，污水處理模式主要分為兩種：集中處理模式與分散處理模式[2]。污水集中處理模式指的是，建立一整套的污水回收系統、處理系統對污水進行處理。其中，回收系統包括污水管網、檢查井、提升泵站等，處理系統主要指的是污水處理廠。分散處理模式指的是，根據區域水質水量差異性較大的特點，建立多個污水處理系統對污水進行分散處理。兩種污水處理模式的優缺點對比如表2所示。結合我國農村人口密度低、經濟發展水平不一、污水水量差異較大等特點，對我國農村污水進行分散式處理是適合我國國情的最優污水處理模式。

表1 我國部分地區農村水質情況

表2 污水處理模式優缺點對比

3 農村污水處理技術

適合我國農村污水處理的污水處理技術主要分為兩大類：一體化處理設備與分步處理工藝，這兩類污水處理技術都在我國農村污水處理中得到了廣泛應用[3]。一體化處理設備包括氣升回流一體化設備等，分步處理工藝包括預處理工藝與主處理工藝，其中主處理工藝主要有人工濕地、土壤滲濾、蚯蚓生態濾池與穩定塘等。

3.1 一體化污水處理設備

一體化設備是集污水預處理、二級處理等有機結合的污水處理設備，因其具有集成化高、占地面積小、投資少、操作管理方便等優點被我國廣大農村所用。張媛媛等自行開發了一種氣升回流一體化設備用于處理校園生活污水，該設備由厭氧區、好氧區、沉淀區、污泥回流系統四部分組成[4]。設備的連續運行結果表明，出水COD維持在40 mg/L以下，對COD的去除率在80%以上；出水氨氮在1 mg/L左右，對氨氮的效果高達95%～97.5%；出水總氮TN在10 mg/L左右，總氮的除去率在75%左右，出水中SS的含量在10 mg/L左右。出水水質達到了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）規定的一級A標準。

3.2 人工濕地

人工濕地污水處理技術是一種模擬自然濕地的污水凈化技術，人工濕地凈化污水的機理復雜多樣，其中包括沉淀、過濾、土壤介質的吸附、離子交換、微生物的分解作用等多重作用機理。孫紅杰等總結了適合農村污水處理的人工濕地工藝，包括組合工藝、多級人工濕地工藝與單級人工濕地工藝[5]。同時，其從人工濕地的填料、植物選擇、處理效果分析與投資運行成本分析等方面對人工濕地技術進行綜述，認為人工濕地技術適用于農村污水處理，具有投資低、出水水質好的優點。

3.3 土壤滲濾

土壤滲濾污水處理技術包括土壤慢速滲濾技術與土壤快速滲濾技術，兩種技術都是將污水投配到種有植物的土地表面進行水質凈化。其作用機理主要包括物理截留、物理吸附、化學反應與化學沉淀、微生物氧化分解等。湖北十堰地區農村污水處理采用人工土壤快速滲濾技術，林明等對土壤快速滲濾技術處理生活污水的效果進行了分析與總結[6]。結果表明，該工藝對COD的平均去除率為85%，對氨氮的去除率在90%以上，對SS的去除率在95%以上，工藝運行效果良好，污染物的去除率較高。

3.4 蚯蚓生態濾池

蚯蚓生態濾池作為一種近幾年來新開發的污水生態處理技術，已經顯示出獨特的優勢，其作用原理主要是利用蚯蚓在土壤中的活動能夠增加土壤的通氣性，提高土壤微生物量，利用蚯蚓與微生物的協同作用對污水進行凈化。太湖地區農村生活污水的粗放式排放對太湖的水環境造成了嚴重影響，李軍狀等人在江蘇省無錫市某村建立蚯蚓生態濾池進行現場試驗研究[7]。連續試驗運行結果表明，在特定的表面水力負荷、蚯蚓負荷條件下，該村生活污水的COD、氨氮、總氮、總磷的去除率分別高達81%、82%、66%、89%。因此，蚯蚓生態濾池處理農村生活污水具有可行性，且可靠性較高。

3.5 穩定塘

穩定塘又稱氧化塘，是經過人工修正土地、設置圍堰與防滲層的生物凈化工藝。穩定塘有多種類型，包括好氧塘、厭氧塘、兼性塘、曝氣塘、深度處理塘等多重類型[8]。穩定塘的作用機理主要有：污水稀釋作用、微生物絮凝作用、好氧生物與厭氧微生物氧化分解作用、水生植物的凈化作用。曝氣塘與污水處理廠中的曝氣池功能相似，在實際工程中得到了廣泛應用。李懷正等用曝氣塘處理上海市奉賢區青村鎮生活污水，試驗過程中檢測了池內污泥濃度的分布、溶解氧的變化，并確立最佳曝氣時間與曝氣周期，獲得了較滿意的運行效果[9]。

4 結語

農村污水處理市場前景非常廣闊，多種污水處理技術在我國農村污水處理中的應用，已經取得了較好的環境效益和經濟效益，大大改善了廣大村民的生活環境。但是，當前農村污水處理仍然存在一些不足的地方，未來，人們應加強高效污水處理設備的研發，使農村污水處理工藝向標準化方向發展，同時建立完善的農村污水收集系統，從源頭上解決農村污水亂排放的問題。

1 潘碌亭，吳 坤，楊學軍，等.我國農村污水現狀及處理方法探析[J].現代農業科技，2015，（5）：223-225.

2 齊 瑤，常 杪.小城鎮和農村生活污水分散處理的適用技術[J].中國給水排水，2008，24（18）：24-27.

3 張曼雪，鄧 玉，倪福全.農村生活污水處理技術研究進展[J].水處理技術，2017，（6）：5-10.

4 張媛媛，潘 楊，黃 勇，等.氣升回流一體化工藝處理生活污水[J].環境工程學報，2014，8（1）：121-125.

5 孫紅杰，楊少華，崔玉波，等.人工濕地在農村生活污水處理中的研究與應用[J].吉林農業大學學報，2013，35（3）：328-333.

6 林 明，李 建，駱靈喜，等.人工快滲一體化設備在農村污水處理中的應用[J].環境工程，2017，35（5）：44-47.

7 李軍狀，羅興章，鄭 正，等.蚯蚓生態濾池處理農村生活污水現場試驗研究[J].環境污染與防治，2008，30（12）：11-16.

8 張自杰.排水工程（下冊）[M].北京：中國建筑工業出版社，2000.

9 李懷正，姚淑君，徐祖信，等.曝氣穩定塘處理農村生活污水曝氣控制條件研究[J].環境科學，2012，33（10）：3484-3488.