農村分散式污水處理適用方法及機理探究

畢節生態環境監測中心 劉迪

從現代農村發展情況來看，由于農村地區與城市地區基礎設施建設的不均衡發展，如果在農村應用污水集中處理技術，不僅需要耗費大量的人力、物力，污水處理效果也很難達到預期目標。針對該種情況，相關政府與科研單位結合農村發展情況、技術成本與建設條件，逐步研發出了人工濕地、蚯蚓生態濾池、生態廁所、厭氧技術等污水分散處理方法，為農村水資源的優化利用與生態環境治理提供了技術支持。

一、分散式污水綜合技術研究與應用現狀

（一）國外污水處理現行情況

分散式的污水綜合處理技術在國外已經實行幾十年，早在20世紀中期，丹麥就將農村地區污水的排放與處理納入立法管理中，制定了具體的實施方案與處理準則；美國也根據本國地域環境特征，對水源作出法律限定，并逐步采用分散式污水處理技術對污水進行生態化治理，已有幾十年的經驗積累；德國針對農村污水來源與生物特征，研發了膜生物處理技術，能夠對農村污水進行高效的凈化處理，污水處理效率達到了60%以上。

（二）我國農村區域污水處理情況

我國具有地域廣闊、地形地勢復雜的自然環境特點，農村地區的分布形式較為復雜，呈現分散性的特點，基礎設施的全面建設進程滯后，對于生產生活的污水處理難度較大。針對該種情況，采用分散式的污水綜合處理技術，可以對氮磷含量較高、有機負荷波動大的污水進行靈活、高效處理。以人工濕地、蚯蚓生態池、滴濾池、一體化小型污水處理設備等為代表的生態、工業處理技術的應用范圍不斷擴大，隨之而來的是能源消耗、設備引進、生物工程建設等方面的問題，對污水分散處理技術的推廣提出了新的要求，相關管理部門應結合農村居住地的分布特點、人口數量、生產生活特征等，合理選擇技術，全面推進新農村建設，優化生態治理策略。

二、分散式污水生態處理技術的主要類型

（一）人工濕地

人工濕地污水處理技術是指將植物、微生物、人工介質等按照特定的比例與土壤結合，人工建造成濕地的綜合性污水處理技術。濕地建設技術借助生物在特定環境下循環再生的規律，使濕地內的物質與水體污染物發生生物、化學作用，對污水進行凈化處理。該項技術可以有效改善地區水環境污染問題，實現對水資源的優化利用。當前，人工濕地根據類型，可分為表面流、立式流和潛流三種，我國在農村污水生態治理方面，多采用潛流型人工濕地。

（二）厭氧技術

厭氧技術也屬于生物凈化技術的一種，最早起源于十九世紀，使用污泥作為凈化介質，對污水中的有害物質進行處理。該項技術實質上是利用厭氧微生物、厭氧菌等生物介質的正常代謝作用，將污水中含有的有機物轉變為無機物成分，控制水中的有機物含量。微生物或厭氧菌在進行代謝時，無需氧氣支持，可以在無氧或氧氣含量較低的環境下相互作用，轉化后的污泥還可以作為肥料使用，因此具有處理成本低、占地面積小、污水處理效率高且技術應用安全穩定的優勢。滴濾池是利用厭氧技術設置生物膜對污水進行處理的典型，通常生物膜在這種類型的生物處理裝置中厚度較厚，因此對于溶解氧(DO)進入，只能在膜的表層以下的100-200微米，在生物膜上劃分出好氧區、厭氧區，對污水進行脫氮處理。滴濾池中的反應設備結構簡單、操作便捷、操控靈活，經濟成本相對較低。

（三）蚯蚓生態濾池

生態濾池的建設是將蚯蚓與其他微生物、基質放置到特定的地點，作為污水處理的生態介質，對水體中有害物質進行過濾、分解處理的技術。作為新型污水處理生態技術，生態濾池中的蚯蚓可以有效分解、轉換、吸收污水中的污泥，并為過濾層中的氨氮、有機碳等物質的處理提供氧氣。與此同時，在生態濾池中加入蚯蚓，還可以改善池內的環境，在大量繁衍后作為禽畜的飼料。生態濾池的建設規模普遍較小，污水處理的整體能害較低，且對建設條件的要求不高、易于操作，后期管理簡單，在南方地區廣泛適用。但由于蚯蚓具有季節性蟄伏、睡眠的特點，因此污水處理效果不穩定，在技術實際應用階段，需要技術人員綜合考慮各項影響因素。

（四）生態廁所

生態廁所是基于農村地區生活設施建設特點，使用木屑、秸稈等孔隙率好、排水性與吸水性強的材料，作為微生物的繁殖場所。生態廁所的木屑、秸稈等混合物會與排泄物結合，在微生物的作用下產生降解反應，后期可以作為肥料、改良劑的制作原料。需要注意，使用生態廁所的材料進行堆肥時，應設置對應的反應箱。

（五）地下滲濾設施

地下滲濾設施是通過腐化池的設置，對污水進行預處理，然后經過滲濾裝置的處理，對污水進行就地處理的凈化技術。滲濾裝置中的毛細管具有浸潤、過濾的功能，地下土壤也具有滲透功能，污水通過物理攔截、沉淀、過濾與吸附處理，實現了生物降解，最后被動物、植物循環吸收。地下滲濾技術能夠高效去除有機物與TP等物質，但對于TN成分的降解效果相對較差，在實際應用過程中，具有建設與運行管理成本低、對地面環境影響小的特點，適用于土壤滲透性較強、人口密度低的地區。

（六）一體化污水小型處理系統

分散式污水的綜合處理設施可以對污水進行一體化處理，設備占地面積小，基于自動化、智能化控制系統，綜合運用過濾、吸附、降解等裝置，對污水進行分類處理。實踐表明，小型凈水系統對污水中N、P、SS等物質的處理效率較高，對P的去除率達到了99%左右，且設備運行相對穩定，出水達標率高，設備后期維護簡單，上流式飽和過濾器除磷率較高，并可在飽和時用作農田有機肥料。

三、分散式污水處理技術的應用機理

（一）技術應用條件

現階段，在人口較為密集、基礎設施建設完善的村莊，在進行污水收集時，可以運用雨污分流的方式進行，雨水借助明溝集中起來，集水排放設施的建設成本相對較低，排污管網可以對污水進行集中收集、處理。但在干旱、半干旱、經濟發展相對滯后等地區的村莊，一般是利用邊溝、自然溝渠等進行集水。因此，在分散式污水生態處理技術的實際應用階段，需要在全面、綜合分析地區集水與污水處理條件的基礎上，遵循以下原則：一是分散污水集水與處理裝置需要具備較高的自動化水平，可以遠程動態調整設備工藝參數，降低日常巡檢成本。二是設備應具備抗水量、水質波動的性能，降低波動敏感性，確保出水質量穩定。三是具有低能耗、小型化的特點，由于農村地區污水處理的實際成本相對較高，需要對生物治理技術的能耗進行嚴格控制，以保證環境保護戰略的全面實行。

（二）不同地區污水排放與處理技術的應用選擇

不同地區農村基礎設施建設情況、用水量、經濟條件以及生活環境具有較大的差異，分散式污水排放與處理技術的選擇也有所區別，在鋪設排污管網時，應根據地區地形地勢、溫度變化、降雨降雪等條件的不同，合理規劃埋設線路。布設管道過程中盡量考慮自流排水，如果污水收集系統不能實現全部重力自流，可以在需要提升的管渠連接點建設泵站。在村莊零散分布的地區，利用建設生態廁所、庭院濕地、污水滴濾池以及凈化槽等小型設施的方式，進行分散處理；如果村莊分布較為密集，基礎設施整體建設情況較為完善，可以采用生物接觸氧化法、活性污泥法、膜生物反應器法、生物膜自然曝氣法、人工濕地等污水處理技術；在自然保護區、水源保護區、旅游風景區、生態循環較為脆弱的高敏感地區，應根據功能區的污水具體處理要求，確定生態治污對策，科學規劃處理技術的應用形式，采用標準化、實用性的污水凈化工藝，平衡環境開發、治理之間的關系。

（三）分散式治污設備的后期運維管理

分散治污設施的建設規劃階段，應制定對應維護、檢修與費用保障制度，避免設備運維管理缺位導致的資源浪費、保障不到位等問題。可根據村鎮實際情況，通過結合各級財政補助、引入市場化運營機制、適度收費、完善補償機制等途徑，為分散式污水生態處理系統的長效、穩定運維提供保障。具體來講，大型、中型規模的處理設施可以聯合項目管理人員、村委會等組織共同進行常規檢修與管理，分戶污水排放與處理系統的維護，可以采用自主管理的模式，也可以采用物業管理的形式進行集中管理、統一收費，降低污水排放與處理的實際檢修與運維成本。

四、結語

當前階段，鄉村振興與城鄉一體化戰略深入推行的背景下，新農村建設不僅應將農業產業的集成化、機械化發展作為戰略核心，還應聚焦農村生活環境的優化建設方面，促進農村地區經濟生產效益與生態效益的均衡發展，做好環境治理工作。針對農村地區污水治理成本高、效率低的問題，相關政府部門應結合區域自然環境、人口分布、用水需求等條件，綜合分析人工濕地、厭氧技術、蚯蚓生態濾池、生態廁所、地下滲濾設施、滴濾池、一體化小型污水處理系統等技術應用的特點，因地制宜、科學選擇污水治理方案，并完善后期維修與運營管理機制，全面貫徹新農村可持續建設的目標。