農村污水處理技術的研究與應用

劉愷華，李衛東

（1.南陽水文水資源勘測局，河南 南陽 473000；2.南召縣水利局，河南 南陽 474650）

目前，我國農村污水處理仍處于初級階段。一方面，各地區管理人員對農村污水處理的重視程度遠遠不足，農村污水處理系統及其相關設施的建設和完善程度遠遠低于城市系統。另一方面，我國各地區對農村生活污水處理技術和先進管理制度的重視及引入不夠，部分重視農村生活污水處理的地區存在生活污水認識不足和生活污水可排放標準較低等情形，在一定程度上影響了新農村建設的推進。深入探討我國農村污水處理發展極其緩慢的原因可知，不少地區對農村污水處理的重視度不足、缺乏相應的污水治理資金和完善系統的污水處理體系等都是我國農村污水處理難以快速發展的重要原因。查閱相關資料可知，目前我國處理農村污水的方式主要是直接排入地面、就近排入溝渠和借助下水道排入附近水域等方式，直接或間接對當地土壤環境造成了污染，更大幅度加大了后期環境治理的成本及難度。

1 農村污水處理技術

1.1 生物生態濾池

生物生態濾池主要是通過大自然中的微生物和大自然的自我恢復凈化功能處理區域內的農村污水。通常情況下可分為蚯蚓生物反應器、土壤過濾系統和一級生物濾池等三大類，最大程度上凈化農村生活污水。相關研究數據表明，往一級生物過濾池中添加相應的鈣、鎂等物質能在極大程度上提升生物過濾池對磷物質的去除效率[1]。蚯蚓生物反應器則是在已建立完整的生態處理設施中加入相應的蚯蚓和其他微生物等，通過微生物對污水中相關有害物質的吸收分解凈化污水。在此過程中，工作人員需經常對慮池進行清掃，防止濾孔的堵塞。同時，該方法具有設備簡單、操作容易、管理維護方便和運行成本低等優勢。

1.2 厭氧好氧處理

厭氧好氧處理系統主要包括兩極升流式的厭氧反應器、相應的沉降器、藻類池塘和有關熟化池等重要組成部分，旨在通過給微生物提供一個較好的厭氧好氧生活環境，進而使微生物能夠通過自身的新陳代謝作用凈化污水。目前，我國使用較多的厭氧處理技術即沼氣池和化糞池。沼氣池能在極大程度上為家畜較多的農村家庭提供用于生活的能源，進而降低農村生活的成本支出。而化糞池則主要通過提供一個厭氧環境，為更好地處理污水做鋪墊，同時借助化糞池后面相應的過濾器和過濾床等對最終的污水進行處理，最大程度上降低污水對周圍環境的影響，也為農業肥料做出了一定貢獻。

1.3 穩定塘

眾所周知，穩定塘包括好氧塘、厭氧塘、曝氣塘、深度處理塘、水生植物塘、生物塘等，主要是利用大自然的自我恢復能力和凈化能力處理生活污水。通常情況下，人們將多種反應器有機結合，最大程度上增加廢水處理和資源利用的效率及效益。其中，水生植物塘是利用水生植物處理污水廢水的重要方式，大多情況下為單塘。而利用多級串聯技術等將多個單塘進行不同的組合和連接，則能夠大幅度地提升處理污水的實際效率。同時，串聯式多塘的流態和推流式反應器功能相似，能在極大程度上減少斷流情況發生的概率，提高單位容積面積處理污水的實際經濟效益。同時，不少學者通過研究將高負荷式的藻塘、沉淀塘以及深度處理塘等進行組合，從而形成高級的綜合塘系統，不僅在極大程度上增大了污水處理量，減少了處理系統的占地面積，并且增強了污水處理的實際效果[2]。此外，和塘類處理技術相似的是植物體系的處理污水系統，如生態浮島等。工作人員可利用植物根系強大的凈化功能處理生活污水，提升水質的同時增強水的透明性。

1.4 組合工藝

隨著現代社會人們生活水平的提升，污水成分更加復雜多樣，組合工藝能夠在極大程度上強化污水的凈化效果。因此，組合式污水處理工藝得到了快速的發展和更為廣闊的應用。無動力升流式的厭氧生物濾池和潛流式人工濕地的耦合技術能夠降低污水處理系統的動力消耗，減少系統的管理維修，為農村污水的處理做出重要的貢獻。生態塘—人工濕地—生態渠等組合而成的生態處理系統，在各項出水指標上均有所提升，達到了目前城市污水處理的一級B標準，為更好地處理農村生活污水奠定了技術基礎。厭氧生物和高效碳纖維生物塘的組合技術則不僅能夠有效處理生活污水，達到現有城鎮污水處理的二級排放標準，更能夠在極大程度上降低污水處理能耗，減少污水處理系統的后期管理運營成本，提升整個污水處理系統的經濟效益和社會效益。

2 農村生活污水處理工藝綜合效能評估

2.1 模型建立

對農村污水處理及其相關設施而言，本文借鑒了城市污水處理廠的相關評估方法，在建立農村污水處理設施實際效能評估指標體系的基礎上，進一步構建了農村污水處理設施的綜合評價模型，給農村污水處理實際工藝流程的安排及選擇帶來實際指導，最大程度上發揮農村污水處理設施效能的同時，更為我國農村區域生態環境的可持續性發展及當地水域環境的保護做出重要的貢獻。在此過程中，首先可根據農村污水處理實際過程中技術指標和經濟指標生具體數值建立農村污水處理設施綜合效能的評價體系，其層次圖如圖1所示。其次，利用德爾菲法等確定各級指標的具體權重，最后根據已得出的有關結論和信息數據等建立最終的農村污水處理設施綜合評價模型，有效評估農村污水處理設施的實際效能。

2.2 實際案例應用分析

某地區污水處理設施采用厭氧池—生態塘—生態渠相組合的方式，擬投資11.5萬元建設總面積為265 m2的污水處理設施處理該區域內排放的污水，出水標準嚴格按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》設計，每15 d抽樣檢測一次，具體水質指標為氨氮、TN（總氮）等影響區域水質的物質。其中，厭氧池—生態塘—生態渠相組合的方式可以將生態環境自然恢復法和生物相結合，在綜合厭氧池、生態池和生態渠降解有機物、硝化反應、反硝化作用和脫氮除磷作用等的基礎上進一步處理農村生活污水[3]。

圖1 實際效能層次分析圖

通過檢測，該區域內原有水質數據如表1所示，根據綜合效能評價體系模型，經過計算可知厭氧池—生態塘—生態渠組合的方式的綜合效能值為0.8。參照綜合效能分級表可知，該工藝的綜合效能好，說明該工藝不僅能夠有效地利用有機物分解、硝化反應和反硝化功能等科學處理農村生活污水，更能夠在系統的管理維護和動力運行等方面占據極大的優勢，為我國其他地區農村生活污水的處理帶來更多的啟迪和指導。

表1 區域原有水質數據分析

3 結語

我國國土面積較大，地域遼闊，不同區域的人用水習慣有所不同，污水的產生量和排放規律等因而有著極大的差異。農村污水治理應因地制宜，科學適宜地借鑒城市污水廠的治理模式而不是簡單的復制，在根據農村分散污水實際情況和區域特征等的基礎上探索污水處理的運行、管理、監督和檢查機制，使得農村污水處理系統能夠長期有效、科學穩定地運行。同時，農村污水處理技術選擇的重要理念便是投資少和運行費用較低，考慮到農村的實際人口規模和所處的地理條件、區位經濟等，盡可能地利用較少的資金投入建立處理效果較好的污水處理體系，為我國農村污水的處理和農村環境的可持續性發展做出一定的貢獻。