基于農村生活污水生態處理工藝研究

趙國琳

新安縣環保局

1 農村生活污水特點

（1）我國國土遼闊,農村地形地貌復雜,再加上農民居住地沒有規劃,分散性特別高,整體經濟水平比較落后,農村生活污水就很難有統一的標準進行管理,因此大多數農戶對于生活污水的處理都是直接排放到屋外溝渠或者潑灑到地面。

（2）農村住戶分散，并且加上近幾年的空巢老人很多，導致農村的常住人口很少，因此對應產生的生活污水也比較少，但是農村居民一般都是早出晚歸，其用水的習慣基本上一致，通常是集中在早上、中午、晚上這三個時間段，是整個一天用水的三個高峰時段，其余時間用水量很少，用水量系數變化通常是在1.9~2.5，通常夏季的用水量比冬季大很多。

（3）農村生活污水通常富含各種化學元素，最常見的便是氮、磷、鉀，另外還富含COD，總體來說整個污水的有機物濃度偏高，COD的最高平均濃度可以達到500mg/L，但是農村排放的生活污水一般來講是不會含有重金屬等有害物質的，很適合利用生物處理技術來進行處理。

2 農村生活污水的來源

2.1 廚房污水

廚房污水在農村生活污水中占據的比例大概在20個百分點左右，也是農村生活污水排放中有機物的主要來源。

2.2 洗滌污水

這是整個農村生活污水占比最大的一部分，通常占據了整個污水排放的一半以上，農村居民一般在生活上用水的最主要目的就是洗滌，這就使得這一部分的排放水含有大量的氮、磷等元素，通常洗衣粉里面富含的元素就會出現在洗滌污水里面，這也直接造成了農村污水水體富營養化。

2.3 廁所污水

廁所污水是農村生活污水避免不了的，并且其中含有許多的氮、磷、COD、細菌等。

3 我國農村生活污水處理所面臨的問題

3.1 建不起農村污水處理設施

農村地區的經濟水平有限，再加上許多農村地區的財政也是捉襟見肘，無法給予農民資金上的支持，農民自身又沒有能力出資用于污水處理設備的購買，這就導致農村地區長年累月無法在污水處理上面有所進步，雖然部分地區建設有污水處理廠，但是也因為經濟問題無法處理日常的運營費用，只能夠將污水處理暫停。

3.2 運行操作復雜，缺乏專業技術人員管理

許多農村地區的污水處理設備比較專業，運行復雜，農民自身由于知識儲備不夠，無法獨立對相關的機器設備進行操作，但是能夠操作的專業技術人員又不愿意深入到農村工作，這就使得花費了大量精力安置的污水處理設備形同虛設。

3.3 污水處理廠(站)設計規模、管網鋪設長度大

在設計我國農村污水處理設施時，借鑒了城市污水處理的經驗，因而設計了過多的污水處理能力。但是，由于農村居民少，污水產生量少，無法達到污水處理的量也就缺少相應的價值。同時，污水處理站不能夠正常的運行，始終處在低負荷狀態之下或者偶爾運行。另外，由于污水處理站的規模較大，污水處理管道也較長，造成了資金投入成本較大。

3.4 未做到因地制宜

相關污水處理部門在進行農村地區污水處理的時候，并沒有制定好相關的政策與措施，很多時候對于污水項目都是采取“一刀切”的方式，在整個地區都采取同樣的辦法去處理農村生活污水，但是這種方式并沒有考慮到我國農村地區的分散，每個村的實際地形地貌和實際情況都不一樣，導致部分地區對于一些污水處理設施完全適用不了，導致政府花費了大量的人力、物力和財力建設的污水處理設施并沒有達到預期的效果。

4 農村生活污水處理技術

4.1 生物處理技術

4.1.1 生物接觸氧化法

原理：首先讓污水填料表面附著的微生物產生的生物膜與污水完全解除，然后利用污水外部的空氣環境條件，其次便是讓水中的部分有機物被氧化分解，讓污水得到凈化處理。

優缺點：經過氧化分解之后污水排水水質較好、不會占用過多空間、使用范圍廣、運行管理簡便、沒有淤泥堵塞。但是添加的填料很容易堵塞、需要輔助設備進行運轉、基建投資費用過高、轉運花銷較大。

4.1.2 生物濾池法

原理：過濾材料選擇碎石和塑料，將污水均勻的經過過濾材料流下，讓過濾材料的表面形成一層生物膜，然后利用有機物可以快速地被微生物膜分解的機理，進行污水凈化。

優點和缺點：不需要沉淀池，能夠節省土地，運行的成本低，抗沖擊的能力也強。為了避免操作成本過高以及操作時發生曝氣的情況，目前基本上使用的是生物滴濾池。我們在實踐過程中發現，如果將生物滴濾池與人工濕地相結合，那么處理的污水效果較好，CODcr去除率達到93%、NH4-4去除率達到99.6%、TN和TP的去除率達到了63%左右，凈化之后的排水滿足國家與行業的標準，效果很好。但是這種辦法容易滋生蚊蟲、填料易阻塞、效率低下、耗能較高。

4.1.3 厭氧沼氣池技術。

現階段，我國農村沼氣池的應用已經十分的廣泛了，不僅僅可以作為生活廚房用氣，還可以對生活的污水進行處理，利用微生物的氧化分解，將有機物氧化為沼氣，從而使生活污水得到凈化。

優缺點：沼氣池分解污水運行費用低、運行方便，出水不但可以用于灌溉還可以直接排放，可以產生再生資源，在農村普及率很高，受眾性很廣。在農村還可以將沼渣用于生禽的喂養，但是其出水有臭味。

4.2 生態處理技術

4.2.1 人工濕地

人工濕地處理系統就是在人工鋪的基質上種植蘆葦、香蒲、鳳眼蓮等這類水生植物，利用濕地構成的土壤、植物、水生動物和微生物共同過濾、吸收污染物的工藝。一般來說，按植物類型分類，可以分為挺水植物和浮游植物；按照水流形式分類可以分為表面流濕地、潛流人工濕地以及垂直流人工濕地。人工濕地作為一種新型生態污水處理技術具有其他污水處理系統不可比擬的優勢，例如人工濕地的投資和運行費用在同等條件下一般較低，除此之外它還具有抗沖擊負荷能力強、出水水質好以及處理效果穩定等優勢，并且水生植物還存在一定經濟價值，這些都是人工濕地的有利之處。一般來說，農村生活污水處理采用的主要是潛流人工濕地，更有利于農村的污水處理。雖然人工濕地具有不少優勢，比如人工濕地系統的出水水質較高，投資，運行費用也很低、效果穩定，抗沖擊性強，凈化效果顯著等。但是人工濕地處理系統占地大，而且處理效果會受到氣溫、植物生長季節的影響，除此之外它的脫氮、除磷效率也較為低下。

4.2.2 土壤滲濾

生活污水處理的另一種方式就是土壤滲濾系統，它的工作原理就是利用土壤的滲濾和毛細作用將水解池中經過預處理的污水通過滲濾溝有效地通入到已經設計完成的滲濾田，并且讓污水多個方向流動，同時利用土壤的吸附、微生物的分解、植物的過濾來去除相關的有機物。地下滲濾系統具有不可比擬的優勢，它的工程較為簡單，管理相對來說也較為方便，同時土壤滲濾系統處理的水質好、效果穩定、運行費用低，其不足之處便是占地面積過大、土壤容易阻塞，在設計運行的過程中，如果出現紕漏就會導致運行過程中出現污染周邊地下水源的后果。在目前這個階段，國內已經出現并開始應用土地滲濾技術。比如在我國上海市寶山區羅店鎮張墅村，采用了土壤滲濾系統來處理生活污水，出水可達到國家一級標準，同時土壤滲濾系統的建造成本低，而且基本免維護。

4.2.3 穩定塘

穩定塘顧名思義時間周期較長，整個污水處理比較穩定，它是依托于穩定塘內的各種菌藻，微生物能夠長期存留在塘內，可以將污水里面的有機物不斷地分解處理，塘內微生物的新陳代謝速度將決定污水分解的速度。穩定塘一般是由人工挖掘而成，也有少部分天然的池塘，其成本較低，藻、菌、微生物等易產生，污水優化之后的排水干凈。在實際的穩定塘處理之后的污水研究中發現，TSS的去除率高達80%以上，COD的去除率也是接近于80%，但是氣溫下降，去除率會相應地降低

優缺點：穩定塘的建設成本低，運行管理方便，很多時候根據農村的地形因地制宜，能夠自然地優化生活污水，美化環境。但是此種辦法占地面積偏大，也容易產生臭味，招來蚊蟲，并且受季節和天氣的影響較大，處理的效果并不穩定。這種辦法適用于土地資源較豐富的地區，并且適用于水溝與池塘，當前我國在太湖地區已經大面積的使用藻類穩定塘，對于污水里面的有機物分解效果很好，氨氮的去除率更是高達90%以上。

5 農村污水問題的對策

從我國農村地區的發展現狀和前景來看，經濟落后，管理人員匱乏，經營管理困難仍然是阻礙農村生活污水處理的三大障礙。因此，未來的農村生活污水處理技術必將發展一系列基礎設施成本低，操作維護簡單，運行成本低，設備易于安裝的處理工藝。針對上述問題，提出了以下對策。

5.1 開發新工藝以減少污水處理設備的建造和運營成本

由于農村污水處理設施無法建設或使用的問題，主要原因是水處理設備的建設和運行成本過高。因此我們要以鄉村振興為背景，鼓勵農村地區的科技創新，要積極開發新的污水處理工藝，要以降低能耗，節約成本為前提，努力做到污水處理的出水效果達到標準。

5.2 實施簡單的經營管理流程

對于操作復雜以及專業技術人員缺乏管理的問題，根本原因在于過程過于復雜。因此，政府應促進使用不需要特殊管理或簡單操作的小型智能污水處理技術。

5.3 將水處理裝置“設備化”

由于農村污水處理設備經常存在施工周期長，安裝過程中施工緩慢的問題，建議對水處理設備進行設備化，以設備的形式實現污水處理，加快施工速度，縮短工期。

5.4 完善農村生活污水處理標準

針對我國農村污水處理廠（站）規模化設計的問題，有必要盡快制定和完善有關農村污水處理的相關標準。結合農村實際情況，為將來的設計提供規范指導，避免設計時存在遵循老舊標準，規模不合適的問題。