太陽能在農村污水一體化設備中的應用研究

羅紹文

（屏邊苗族自治縣農業農村和科學技術局，661200，云南紅河）

農村污水主要的來源是家庭生活污水，因此農村污水每天的排放量比工業發達的城市小得多，但存在污水排放過于分散、不易集中起來進行治理的問題。再加上農村村民保護環境的意識較差，經濟發展水平相對較低，沒有城市那么發達的污水治理裝置，這些原因都造成了農村污水難以處理，對環境造成不利。隨著國家對農村發展越來越重視，農村的經濟發展進入了全盛階段。與經濟增長相伴而來的就是農村居民環保意識的增強，因此尋求污水處理之道就成了眾多農村的共同訴求。之前已有的污水治理技術主要是通過優化生化系統曝氣設備、改進污水處理生物反應器等措施，來提高污水充氧效果、提高氧利用率，但該項技術在農村實際應用中資源耗費嚴重，因此以太陽能為驅動力的農村污水一體化設備應運而生。

1 農村污水治理的現狀

我國經濟發展已經不再局限于城市，而是開始大力推進農村的經濟建設。隨著農村經濟的發展，農村的環境問題也越來越嚴重，大量的污水亂排亂放，不僅嚴重影響了當地飲用水的質量，而且對當地的生態文明的影響也不容忽視。

隨著我國經濟的快速發展和“美麗鄉村”建設的大力推進，我國農村居民的生活水平大大提高，人們對水的依賴越來越大，隨之而來的污水排放量也越來越多。由于選擇農村發展的工廠少，因此農村污水的主要來源就是居民的生活用水，整體的排放量比城市小，但排放源分散，使污水綜合治理的難度增加。居民用水無非是用于做飯洗衣等活動，不像工廠進行各種各樣的生產活動，因此污水中的成分比較單一，沒有其他各種化學物質，處理程序比較簡單。另外，農村基礎設施建設不完善，沒有嚴密的地下水道，污水任意流向農村的各個角落，來不及治理就已經滲入土地。

利用現有的技術對農村的污水進行處理存在著許多問題，例如生物濾池和人工濕地等方式對溫度的依賴性很高，只有溫度較高時才能發揮出最好的效果，因此現有技術的效果并不穩定，對外在條件的要求比較高[1]。除了不易實行之外，這些技術應用起來還需要大量的資金投入。這些污水處理裝置保持工作狀態需要依靠微動力池，不僅在建設初期需要大量的資金，在投入使用后也要消耗大量的資源，使用成本非常高。它們的使用期也不長，雖然按照常理應該使用20 年左右，但通常不到20 年就由于種種問題不能繼續使用，壽命非常短。

現有技術在實施中存在的種種問題，促使人們對農村污水處理裝置進行深入的探索。近幾年隨著技術的發展，開發出了各種清潔能源，太陽能作為一種新興資源進入人們的視線。

2 以太陽能為動力的農村污水一體化設備

太陽能在使用過程中不會面臨枯竭的問題，因為它是一種可再生資源，是可以永久存在的高效清潔能源。太陽能既可以作為熱能使用，也可以作為電能使用，在農村污水處理裝置中就是將它作為電能使用，簡單說就是利用太陽能進行發電，為污水處理裝置提供動力支持。該裝置將太陽能驅動動力技術和低成本低能耗的污水凈化技術結合為一體[2]，把太陽能作為裝置的動力源，在光照充足的時候就完全依靠太陽能提供動力，當遇到陰雨天氣等光照不充足的情況時也可以靠蓄電池供電，因而以太陽能為動力的農村污水一體化設備可以在任何情況下保持穩定的運行。太陽能系統主要由太陽能電池板陣列、充放電控制器、蓄電池組、逆變器及各種附屬裝置構成。

3 應用效益分析

實施該項目的試點地區已經取得了初步成效，不僅解決了農村的污水處理問題，還將廁所處理干凈，具有多方面的效益。

3.1 使用維護成本低

以太陽能為動力的農村污水一體化設備在安裝初期需要較大的經濟投入，因為它對技術的要求很高；但該裝置一旦進入運行階段，它的經濟效益就開始顯現出來。以太陽能為動力的農村污水一體化設備與以其他能源為動力的污水處理裝置相比，能源消耗少，壽命非常長，它不像其他裝置需要投入大量時間成本等進行維護，不用聘請相關人員對污水處理裝置進行檢查，省去了許多運行管理費。

3.2 保護生態環境

太陽能是一種可再生的清潔能源，它在使用過程中不會對周圍環境造成負擔。以太陽能為動力的污水處理裝置不僅可以解決污水問題，還可以減少家里廁所糞便的定期抽取次數，將污水進行治理后再排放，不會對周圍的土地、地下水造成破壞，可以有效保護生態環境。

3.3 發揮示范效應

選擇太陽能作為農村污水處理裝置的動力，有效解決了農村污水治理裝置成本高、壽命短的問題，解決了農村的污水亂排亂放的難題，在社會上起到了保護環境、使用清潔能源的示范效應。

3.4 靈活性高，占地面積小

以太陽能為動力的污水處理裝置因為工藝更加簡單，結構小巧，在實際操作中更加靈活，并且與之前的設備相比占地面積要小得多，在人地矛盾突出的今天具有重要意義[3]。

3.5 使用壽命長

傳統的污水處理裝置雖然聲稱可以持續使用20年，但在投入使用后會發生各種各樣的問題，機器的耗損嚴重；因此傳統的污水處理裝置的實際使用年限遠遠低于20 年。而以太陽能為動力的污水處理裝置在使用過程中不僅不需要定期維護，而且使用壽命也遠長于傳統的污水處理裝置。

4 結語

農村的生態環境問題已經日益嚴峻，而污水的排放又是影響環境的重要因素，因此及時采用合理的手段對農村的污水進行處理勢在必行。太陽能作為一種清潔能源，在實行可持續發展的今天具有廣闊的使用前景，它的使用對解決環境問題、資源短缺問題都有重要作用。