中國農村生活污水處理現狀及發展方向探討

葛會超，唐 晶，任 亮

(1.中車山東機車車輛有限公司，山東 濟南 250022；2.江蘇中車環保設備有限公司，江蘇 蘇州 215500)

1 引言

隨著國民經濟的飛速發展，我國廣大農村地區的生活方式發生巨大變化，生活條件得到明顯改善。十九大報告中提出實施“鄉村振興戰略”，加快推進農業農村現代化。農村生活污水防治問題是實現美麗鄉村建設過程中不可避免的問題。

近年來農村地區生活污水排放量日益增大，據統計，我國目前有244.9萬個自然村，污水處理率低于10%[1]。未經處理的生活污水隨意排放直接導致了農村“臟、亂、差”的環境狀況，影響村容村貌，對村民的健康形成了潛在威脅；另一方面農村污水也導致了水體富營養化等水體污染，給農村人居生活環境造成了不小的壓力。為了促進農村生活污水問題的解決，筆者對目前農村生活污水處理的現狀、問題進行了總結，并提出了農村污水處理的發展方向。

2 中國農村生活污水現狀與問題

我國農村生活污水可分為灰水和黑水兩類[2]，其中灰水包括餐廚污水、衛生間淋浴水以及洗滌污水，污染較輕；黑水由衛生間尿液和糞便及其沖洗水構成，污染較重。一般農村生活污水來源分散、不易收集、成分復雜，水量變化大，水質不穩定，含較多氮磷元素和懸浮物，有毒物質較少。我國地域廣闊地理差異大導致農村生活污水存在明顯差異[3]，農村生活污水處理不能一概而論。根據城鄉建設統計年鑒[4]，2016年全國城市污水處理率為93.44%，而對生活污水進行處理的鄉村僅為全部鄉9.04% ，農村生活污水處理率不到城市污水處理率的十分之一。全國有4.03億城區人口，而村莊戶籍人口為7.63億。對比這2組數據，有大量農村生活污水未得到有效處理，全國將近一半的人口生活用水安全可能受到威脅。因而，完善農村生活污水處理體系迫在眉睫，找到合適的農村生活污水處理模式顯得尤為重要。

整體來說，農村生活污水處理率低。我國農村生活污水處理起步較晚，大多數農村經濟水平依然偏低，無力安裝污水處理設施。相對城市而言，農村日常生活單一，用水量遠低于城市，所需處理的污水量偏少。同時，農村人口密度小，多是自建房，缺乏完整健全的污水管網系統，效仿城市修建污水處理廠不僅資金壓力大，而且設備利用率不高，造成資源的浪費。現行的生活污水管理體系主要針對城市，不適于農村。相關污水治理設施沒有統一規范，導致農村污水處理市場混亂，治理效果層次不齊。此外，目前仍然缺乏農村生活污水處理設施監管體系。這些問題都導致農村生活污水處理研究較多但實際效果仍不理想。

農村生活污水處理效果不穩定。一般生活污水主要指標包括COD、BOD5、總氮、氨氮、總磷和SS，幾乎不含有毒有害物質。農村居住環境和民俗習慣直接影響著生活污水的產生和排放。而一般農村生活污水在早晚、周末、節假日產生較多，其他時段水量呈低谷狀態，水質水量經常出現波動，會給污水處理帶來一定沖擊。污水處理效果通常受環境影響較大，尤其夏、冬兩季的溫差導致污水處理效果也存在明顯差別。調節進水流量、水質，穩定處理溫度是出水穩定達標的必要條件。因此農村生活污水的水質水量的調節與控制成了處理污水的重要環節。

農村生活污水處理過程產生的污泥等廢物難以處理。污水處理過程中大量有機物被分解、消耗，而氮磷等元素也從水體中轉移到污泥或植物中，富含氮磷的污泥作為廢物的處理方法尚不清晰。現期望通過恰當的處理技術，實現氮磷的資源化利用，以解決農村生活污水處理過程中的二次污染。

同時，為了控制預算節約成本，農村生活污水的處理往往沒有因地制宜，簡單的照搬成功案例導致農村生活污水處理事倍功半。各區域農村生活污水的處理方式和處理標準單一與農村生活污水不穩定性形成鮮明對比，生活習俗、文化的差距導致水量、水質的明顯差異。因此，在處理農村生活污水時，必須考慮當地實際情況確定處理技術并擬定處理方案。

3 農村生活污水處理模式與技術

3.1 農村生活污水處理模式

我國農村生活污水主要處理模式可分為城鄉一體化處理模式、就地集中處理模式以及分散式家庭處理模式[5]。與城市生活污水集中納管的處理模式不同，農村生活污水適合更多元的處理模式。具體處理模式的選擇需要考慮不同地域農村的經濟發展情況、水資源條件、村莊規模、常駐人口、聚集程度、風俗文化等條件。

生活污水城鄉一體化處理模式，即農村生活污水通過已有管網統一收集于城鄉污水管網系統，最終通過城鎮污水處理廠進行處理[5-6]。新疆作為全國農村環境連片整治示范省區，近郊村及距離市政污水管網較近的連片村莊接入市政污水管網，經城鄉統籌將收集的生活污水接入市政管網系統，通過城鎮污水處理廠統一處理農村生活污水，工程最終受益農戶428戶，受益人口達2033人[7]。該處理模式適用于距城鎮較近、交通發達、有較完整污水收集管網系統的村莊，能夠節省施工時間和總投資，見效快效果好，充分利用城鎮原有大型污水處理設施，減少了設備、專業技術人員的投入，方便管理。但大多數村莊距城鎮較遠，不具備相應的污水收集系統，無法通過城鄉一體化模式處理產生的生活污水。

對于一些距城鎮較遠、位置分散而人口較多的村莊，城鄉一體化處理模式不再適宜，生活污水通過各村戶的污水收集管道集中于當地建立的中小型污水處理設施，最終得到處理。2008年上海南匯區啟動的農村生活污水治理工程，建成一批農村污水就地處理設施[8]。

目前國內主要村莊一般常駐人口較少，水量變化大，更適用于分散式家庭處理模式。即針對單戶或多戶住宅，采用家庭式一體化處理設施等分散型處理裝置處理生活污水。美國分散式污水處理源于19世紀中葉的現場污水處理系統(OWTSs)，流行于20世紀90年代后期，主要服務于遠離市政集中處理設施地域對污水處理的需求[9]。這種方式投資成本低，管理維護簡單，運行維護較簡單，動力消耗小，技術成熟，運行穩定[10]，適合村戶分散、污水不易集中、管網不完善且資金不充足而管理水平落后的村莊。2013年常熟地區開始的農村生活污水治理工程中86%的行政村采用分散污水處理設施或小型污水處理設施處理污水[11]，部分處理設施引進日本凈化槽設施，有效解決的村莊一家一戶生活污水的處理問題。

3.2 農村生活污水處理技術

根據農村生活污水處理模式，可將處理技術分為集中式和分散式兩大類。集中式是針對規模較大的村莊通過排污管道收集至當地污水處理設施統一處理。分散式處理模式是指以戶為單位，通過小型一體化處理裝置處理家庭生活污水。目前國內外常見中小型污水集中處理技術包括好氧/厭氧生物處理技術、高效藻類塘處理技術、蚯蚓生態濾池技術及土壤滲濾技術等，分散式污水處理技術包括人工濕地、沼氣池、小型膜生物反應器(MBR)工藝及凈化槽等技術[5]。

早在2006年就有人將高效藻類塘技術應用于江蘇宜興市[12]，出水溶解性COD去除率達70%以上，但處理效果受溫度影響較大；而蚯蚓生態濾池屬于生態型污水處理技術，得到眾多研究者青睞[13]。20世紀90年代以后，德國農村污水的處理辦法逐步由集中式向分散式處理轉化。對于四面環海淡水資源緊缺的日本，適用于分散式污水處理的凈化槽應運而生[14]。

綜合我國實際情況來看，小型凈化槽更適于我國分散式農村污水的處理。日本小型凈化槽處理量可根據需要進行調控，能與其他處理設施靈活組合，這使得該技術在我國更具應用前景。凈化槽是一種組合處理技術，其內部處理工藝流程如圖1[15]，污水進入凈化槽后，先進行預處理，雜物去除槽去除比重較大的顆粒及懸浮物，提改善污水的可生化性能，厭氧濾床槽中填料上的厭氧生物膜可去除可溶性有機物并為生物脫氮提供場所，載體流動槽集曝氣、截留懸浮物為一體，沉淀槽部分污水回流至雜物去除槽緩沖進水負荷在一定程度上調節水質，其后設置消毒裝置，對出水進行消毒處理。通常經過凈化槽處理，出水BOD 、TN和SS含量均不高于20mg/L。

圖1 凈化槽處理工藝流程

我國自1994年開始研究凈化槽技術，對該技術在中國的應用進行了初步的探究[16]。在我國特別是東部較發達地區農村得到成功應用[17]，但在運行過程中也遇到了一些問題：(1)采購原裝日本進口凈化槽的成本較高，主要在東部沿海發達農村地區使用，難以在我國其他經濟欠發達農村地區普及；(2)維持凈化槽的高效性能需要定期對其進行維護，而我國缺少相關技術條例和專業人員，凈化槽實際效能可能受到制約；(3)就效果而言，凈化槽自身除磷性能較弱。

凈化槽技術在我國的進一步推廣還需因地制宜，根據不同的地域特點設計改造凈化槽以充分發揮其處理性能，提高出水水質。目前全國產凈化槽產品已用于常熟農村生活污水的處理并取得了良好的效果，作為住建部村鎮分散污水區域整治的成功典范向全國推廣，進一步推動了國產凈化槽技術在我國農村生活污水處理中的應用。

4 中國農村污水處理前景展望

日本凈化槽技術為我國提供了農村生活污水處理的解決思路，為了加快國產凈化槽在我國的推廣應用，同時根據我國農村的特點，需解決以下幾個方向性問題：

(1)通過黑灰分離或設置穩定槽保證水質基本穩定，減緩來水水質水量變化給凈化槽帶來的沖擊。

(2針對凈化槽除磷效果較弱，可在出水處增設除磷設施，可選化學除磷、電解除磷或吸附除磷等工藝。

(3)我國地域遼闊，南北、四季溫度差異大，凈化槽填埋位置需根據實際情況有所調整。

(4)完善農村污水處理制度，培養專業人員，明確責任與義務，提高村民污水處理意識，實現政府、企業與村戶聯動，共同維護管理污水處理設施。