分散型村莊污水收集及處理模式分析

王 偉

（濱州市生態(tài)環(huán)境局博興分局，山東 濱州 256500）

當(dāng)前，農(nóng)村環(huán)境問題較為突出，尤其是農(nóng)村生活中產(chǎn)生的污水對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成了嚴(yán)重污染。而分散型農(nóng)村污水的排放，對(duì)水體和土壤造成了嚴(yán)重影響。基于新時(shí)期的發(fā)展，農(nóng)村環(huán)境保護(hù)工作已成為國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)的重點(diǎn)，在這項(xiàng)工作中，國(guó)家明確了環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，提出整治農(nóng)村水環(huán)境尤為重要。因此，在實(shí)際工作中，要加快補(bǔ)齊農(nóng)村污水收集與處理設(shè)備，避免設(shè)施短板，并且要盡快實(shí)現(xiàn)污水管網(wǎng)覆蓋，以此對(duì)污水進(jìn)行科學(xué)處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污水排放的有效治理。

1 分散型農(nóng)村與污水特征

1.1 村莊特點(diǎn)

1.1.1 村莊分散

當(dāng)前，分散型農(nóng)村存在住戶分散的現(xiàn)狀，農(nóng)戶居住呈現(xiàn)出點(diǎn)狀分布。主要基于以下原因：由于自然因素的限制，造成農(nóng)村村莊分布態(tài)勢(shì)分散；國(guó)家在道路規(guī)劃時(shí)，鐵路等交通干線會(huì)從村落中穿過，也會(huì)導(dǎo)致村落被劃分成分散型等。因此，分散型村莊大多遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，要想實(shí)現(xiàn)污水的有效處理，必須要采用市政管網(wǎng)，而面對(duì)農(nóng)村分散的局面，要想利用城鎮(zhèn)污水處理廠對(duì)農(nóng)村污水進(jìn)行有效處理，會(huì)存在較大難度。

1.1.2 地勢(shì)差異

分散型村莊由于受面積限制，會(huì)造成多數(shù)村落分散、街道狹窄，由此影響了污水管線工程的順利開展。如果盲目開工，會(huì)存在較大的施工風(fēng)險(xiǎn)。且部分分散型村莊位于山區(qū)位置，存在高程起伏較大的特征，而巨大的落差也會(huì)影響村莊管網(wǎng)的重力流匯，所以，需要在局部地區(qū)設(shè)置泵站。

1.1.3 施工困難

開展污水工程需要開挖基坑，但由于地勢(shì)差異等原因使設(shè)備難以進(jìn)入，僅依靠人力開挖難以保障施工質(zhì)量。再加上部分村莊地下水位較高，開挖時(shí)還需要對(duì)地基的碎石進(jìn)行處理，導(dǎo)致施工過程困難重重。

1.1.4 污水排放現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，由于部分村莊未建立污水處理設(shè)施，且欠發(fā)達(dá)區(qū)域依舊采用旱廁，造成廢水、污水流入河中的次數(shù)增加。因此，應(yīng)建立雨污河流管道，使污水就近排入河道[1]。

1.2 污水的主要特征

農(nóng)村污水主要來(lái)源于村民的日常生活，而生活期間產(chǎn)生的污水主要包括廚房污水、沖廁污水等。不同類型的污水排放，會(huì)受到各地季節(jié)性差異以及地域的影響，會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)性。如水量與水質(zhì)的特點(diǎn)，會(huì)呈現(xiàn)出夏季污水排放量增加的特點(diǎn)；由于污水的可生化較好，會(huì)使水質(zhì)中含有較多成分的有機(jī)物，不具備毒性，經(jīng)過合理的處理和利用，可相應(yīng)提高水資源的利用率；而對(duì)于經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)較高的村莊，排放的污水中會(huì)含有大量油污，所以需要設(shè)置隔油池，實(shí)現(xiàn)排放污水過濾。

將農(nóng)村生活污水與城市生活污水相比，水源相對(duì)固定，水質(zhì)污染并不嚴(yán)重，有著較強(qiáng)的可生化性。但由于農(nóng)村生活污水水質(zhì)、水量變化較大，且部分村內(nèi)污水處理布局規(guī)劃不合理，導(dǎo)致部分地區(qū)廢水的有機(jī)物含量較高。此外，農(nóng)村地區(qū)的污水管理處置相對(duì)困難，通常是將污水直接排放到河流中，對(duì)水體造成了嚴(yán)重污染，從而影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境發(fā)展。

2 分散型農(nóng)村污水治理存在的問題

通常情況下，農(nóng)村各地區(qū)的人均污水排放量不同，也就造成了不同地區(qū)污水排放量存在差異。且由于較多村落缺乏完善的污水收集系統(tǒng)以及農(nóng)村一直以來(lái)形成的習(xí)慣，居民生活產(chǎn)生的污水會(huì)直接潑灑在地面上，污水既滲透到了土壤中對(duì)環(huán)境造成了破壞，而排水溝渠也無(wú)法收集到污水。此外，由于農(nóng)村地區(qū)分布較廣，不同村落之間的人口差異較大，所以，污水量變化也大，加之農(nóng)村地形復(fù)雜，更是進(jìn)一步加大了污水的收集難度。如果按照城市對(duì)廢水的處理模式，要求農(nóng)村集中收集污水，就需要在農(nóng)村建設(shè)較為龐大的排水管網(wǎng)，同時(shí)還要做好各節(jié)點(diǎn)的污水處理設(shè)施建設(shè)工作。而對(duì)于農(nóng)村而言，部分地區(qū)不具備建設(shè)條件和資金，即使有足夠的運(yùn)行維護(hù)資金，也會(huì)因?yàn)榈胤揭蛩叵拗疲y以推動(dòng)工程開展。

當(dāng)前，農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對(duì)薄弱，村民文化水平較低，缺乏環(huán)保意識(shí)，導(dǎo)致環(huán)保意識(shí)較差，未能注意水資源的保護(hù)以及污染等問題。這就需要專業(yè)人員根據(jù)農(nóng)村的實(shí)際發(fā)展情況，來(lái)提供科學(xué)的運(yùn)行維護(hù)管理措施，以此推動(dòng)農(nóng)村污水處理設(shè)施建設(shè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久運(yùn)行的目標(biāo)。在國(guó)外，較多地方針對(duì)農(nóng)村生活污水治理進(jìn)行了研究，這為國(guó)內(nèi)分散型農(nóng)村污水收集與處理提供了參考經(jīng)驗(yàn)[2]。鑒于國(guó)內(nèi)外農(nóng)村生活方式、經(jīng)濟(jì)水平相差較大，需要在開展污水治理的過程中，選擇可以對(duì)應(yīng)農(nóng)村發(fā)展實(shí)情的方法，因地制宜的開展污水收集與處理，減少污水排放造成的影響。

3 分散型農(nóng)村污水收集模式與處理模式

3.1 重力流污水管線收集

在以前的農(nóng)村生活中，污水處理都是通過化糞池排放，并連接重力流污水井，實(shí)現(xiàn)污水的排放處理。而對(duì)于分散型村莊而言，一旦管線高程受到影響，就需要設(shè)置額外的泵站，才能保障污水處理站對(duì)污水進(jìn)行有效處理。但對(duì)于地勢(shì)起伏較大的區(qū)域，難以有效實(shí)現(xiàn)管線接入，并且，受到管道坡度限制影響，使管線基坑開挖難度增加，造成了較大的施工風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 真空排水管線收集

真空排水系統(tǒng)收集包括收集箱、管道、泵等多項(xiàng)設(shè)施構(gòu)成，與重力流系統(tǒng)相比較，真空排水管線施工埋設(shè)管徑小，對(duì)周圍施工環(huán)境影響小，更適用于排水距離長(zhǎng)、分散型的排水點(diǎn)。而對(duì)于地勢(shì)相對(duì)平坦，地下水位高的區(qū)域，使用真空排水系統(tǒng)收集污水非常有效。

3.3 污水處理模式

當(dāng)前，分散型農(nóng)村污水處理分為集中處理與分散處理，前者是利用配套管網(wǎng)系統(tǒng)，將污水集中統(tǒng)一運(yùn)輸?shù)轿鬯幚碚荆M(jìn)行統(tǒng)一處理；后者則是將農(nóng)戶使用的污水進(jìn)行聯(lián)戶，這種方式更適用于小規(guī)模村莊，便于有效對(duì)污水進(jìn)行處理。

在實(shí)際應(yīng)用中，污水收集模式與處理模式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，具體內(nèi)容詳見表1。

表1 污水收集模式與處理模式對(duì)比

4 分散型農(nóng)村污水處理方法

當(dāng)前，農(nóng)村生活污水對(duì)水體環(huán)境造成的影響不容忽視，已造成國(guó)內(nèi)大量人工水體富營(yíng)養(yǎng)化，這對(duì)于水體環(huán)境的發(fā)展極為不利。對(duì)于農(nóng)村地區(qū)，針對(duì)分散型村莊的污水缺乏明確的認(rèn)知，導(dǎo)致在處理過程中直接對(duì)污水進(jìn)行處理，由此對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。

一般情況下，污水處理系統(tǒng)包含在線系統(tǒng)與群集系統(tǒng)，區(qū)別在于：在線系統(tǒng)需要收集裝置回收廢水，以此實(shí)現(xiàn)過濾與處理，較為常見的有化糞池、瀝濾廠；而群集系統(tǒng)則可以針對(duì)更多的對(duì)象服務(wù)，但有一定的服務(wù)范圍，是通過化糞池與裝置連接的方式對(duì)污水進(jìn)行處理，成本相對(duì)較小。而以往的污水處理工藝，分為自然、集水、傳統(tǒng)處理模式。在新時(shí)期背景下，膜技術(shù)以較好的過濾特點(diǎn)成為了污水處理的主要工藝[3]。此外，膜技術(shù)相比于其他處理技術(shù)，有著巨大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)污水處理的小型化、分散化處理，更適用于分散型農(nóng)村，下面針對(duì)不同的處理技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

4.1 無(wú)動(dòng)力污水處理工藝

4.1.1 厭氧處理

分散型村莊污水處理工藝，需借助處理裝置才能進(jìn)行聯(lián)戶收集后使用。通常使用的設(shè)備不依靠水泵，是以厭氧為主，屬于生物處理手段。基于厭氧階段，能夠?qū)⒉蝗菀追纸獾姆肿雍陀袡C(jī)物進(jìn)行處理，可將其分解成小分子，使其成分更容易被微生物過濾。在實(shí)際應(yīng)用中，由于農(nóng)村的水環(huán)境污染主要是日常排放污水所致，再加上地理位置的影響，以及日常降水導(dǎo)致的水源污染，主要是依靠濾料減少污泥的生成量；而依靠厭氧生物與導(dǎo)流系統(tǒng)對(duì)水體進(jìn)行降解處理，是為了有效去除水中的氨氮物質(zhì)。一般情況下，對(duì)于高程落差較大的村莊，可采用無(wú)動(dòng)力處理方式，因?yàn)闊o(wú)動(dòng)力污水處理技術(shù)，更適用于污水量較小時(shí)的處理，且不會(huì)消耗過多動(dòng)力，有著低成本的優(yōu)勢(shì)。而使用無(wú)動(dòng)力設(shè)施，能夠?qū)⑵錅\埋于地表下，不會(huì)占用較大空間，同時(shí)，在處理廢水時(shí)，對(duì)周圍環(huán)境幾乎不產(chǎn)生任何影響。但由于無(wú)動(dòng)力污水處理裝置不通電力、缺乏好氧環(huán)境，難以有效去除有機(jī)物，是否能夠應(yīng)用，需要根據(jù)不同地區(qū)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行界定。

4.1.2 人工濕地處理技術(shù)

人工濕地屬于生態(tài)處理工藝，常見于歐美國(guó)家。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)更適用于小片區(qū)域污水處理。其建造費(fèi)用低廉，是符合國(guó)家污水生態(tài)處理的技術(shù)之一。人工濕地是利用建造的地面，對(duì)水體中的淤泥和污水進(jìn)行吸附，以完成過濾、分解操作。在實(shí)際處理污水過程中，是基于系統(tǒng)形成生物膜，當(dāng)污水經(jīng)過時(shí)，能夠被生物膜進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以此去除水中的有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)凈化處理的目的。人工濕地結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于地勢(shì)平坦的區(qū)域，且回收處理后的污水，符合國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)，能夠直接用于農(nóng)田澆灌。

4.1.3 氧化塘污水處理技術(shù)

氧化塘是建立在自然池塘的基礎(chǔ)上，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易維護(hù)，且造價(jià)費(fèi)用低，但占地面積大。因此，該技術(shù)更適用于水資源嚴(yán)重短缺，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)。利用氧化塘技術(shù)，能有效去除水中的懸浮物質(zhì)，保證污水得到科學(xué)、合理的處理[4]。

4.1.4 一體化地埋式處理系統(tǒng)

該技術(shù)主要應(yīng)用于小型污水處理工藝中，與生物濾池性質(zhì)相類似，也具有能耗低、處理效果好等優(yōu)勢(shì)。但無(wú)法一次性處理大量污水，且施工技術(shù)要求高。又由于施工應(yīng)用到的部分建筑材料受天氣因素影響小，有良好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，所以，也更適用于分散型村莊污水處理。

4.2 膜技術(shù)處理工藝

4.2.1 膜分離技術(shù)

膜技術(shù)處理工藝是利用膜為介質(zhì)，采用過濾手段對(duì)農(nóng)村污水進(jìn)行處理。該技術(shù)能夠?qū)⒉煌鬯械牟煌s質(zhì)過濾出來(lái)，以此提高凈化功效。其處理工藝是以推動(dòng)力對(duì)污水進(jìn)行處理，使雜物透過膜進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)過濾處理的目的。基于這種推動(dòng)力，可以不受工藝流程以及場(chǎng)所限制，且經(jīng)過膜技術(shù)處理的污水，符合污水處理標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)污水的二次回收和利用。

4.2.1.1 反滲透技術(shù)

反滲透技術(shù)是利用半透膜進(jìn)行分離，使不同濃度的溶液能夠基于化學(xué)反應(yīng)，自發(fā)地向半透膜溶液中遷移。

4.2.1.2 納濾技術(shù)

納濾膜是在壓力操作下進(jìn)行過濾，要保持壓力在1.0 MPa以下，以此對(duì)污水中的有機(jī)小分子進(jìn)行截留，并將水中的雜物分離出來(lái)，提高凈化效果。

4.2.1.3 超濾膜技術(shù)

超濾膜作為膜技術(shù)處理的方法之一，能夠基于納濾技術(shù)提取水中雜質(zhì)。超濾膜包括兩種，一種是半透性膜，能夠通過壓力促使水源從其膜中的細(xì)孔中穿過，阻擋水中高分子物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)快速過濾；另一種則是高壓超濾，基于高壓實(shí)現(xiàn)過濾，但無(wú)法保證有效去除水中的特殊雜質(zhì)。

4.2.1.4 電滲析

電滲析是基于電流電場(chǎng)作用下，以陰陽(yáng)離子的方式對(duì)污水進(jìn)行處理。通常在交換膜過濾時(shí)，陰陽(yáng)膜僅允許屬于自己屬性的離子透過，以此達(dá)到污水的過濾效果。

4.2.2 膜生物反應(yīng)器

膜生物反應(yīng)器是當(dāng)前新型的污水處理技術(shù)，其構(gòu)成是基于膜技術(shù)與生物處理工藝，以此有效對(duì)污水進(jìn)行處理。起初，膜分離技術(shù)主要是應(yīng)用于微生物發(fā)酵領(lǐng)域，但隨著技術(shù)與材料變化的不斷發(fā)展，擴(kuò)大了其應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)在已應(yīng)用到了污水、化工等多環(huán)節(jié)的水處理工藝中。該技術(shù)與傳統(tǒng)活性污泥處理工藝相比較，能夠更方便的對(duì)污水進(jìn)行處理，在節(jié)約能耗的同時(shí)也保障了出水水質(zhì)，且有極高的脫氮能力。

4.2.3 活性污泥生物膜符合生物反應(yīng)器

應(yīng)用膜技術(shù)需要建設(shè)曝氣池，并投加微生物，通過利用載體與微生物的優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮兩者的特性，使生物能夠發(fā)生復(fù)合生物反應(yīng)，以此穩(wěn)定水態(tài)結(jié)構(gòu)。

由于農(nóng)村生活污水中包含了廚、糞、洗滌等污水，所以水中富含大量的有機(jī)物質(zhì)與細(xì)菌，盡管此類污水不含有毒性，但還是需要強(qiáng)化水體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)水資源的二次利用。在實(shí)際處理過程，運(yùn)用膜技術(shù)能夠?qū)ξ鬯M(jìn)行高效處理，并可以保證出水水質(zhì)穩(wěn)定，同時(shí)能以低成本實(shí)現(xiàn)高效果的污水處理。此外，膜技術(shù)還可以通過微濾和納濾實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的凈化分解。因此，在農(nóng)村污水處理中，該技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，且與傳統(tǒng)處理模式相比較，膜技術(shù)能建立集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模塊化和自動(dòng)化操作。所以，應(yīng)用該技術(shù)可以提高水體的清潔程度，也減少了對(duì)周圍環(huán)境的破壞。

4.3 其他處理工藝

土地滲濾處理技術(shù)，是相對(duì)原始的處理工藝。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速滲濾處理，并兼具生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益。隨著相關(guān)技術(shù)人員的不斷研究，該技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟，現(xiàn)已進(jìn)入實(shí)用階段。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于生態(tài)系統(tǒng)，是通過吸附土壤中的微生物，促使污水得到有效凈化，并且，該工藝處理成本低、易維護(hù)，更適用經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的村落[5]。

5 未來(lái)污水處理工作展望

近些年，盡管國(guó)內(nèi)針對(duì)農(nóng)村污水治理工作給予了一定關(guān)注，積極著手在農(nóng)村建設(shè)污水收集管網(wǎng)，對(duì)分散型農(nóng)村污水進(jìn)行有效收集處理。但隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，農(nóng)村污水收集管網(wǎng)建設(shè)呈現(xiàn)出滯后狀態(tài)，導(dǎo)致部分區(qū)域污水排放嚴(yán)重超標(biāo)。因此，具體的水環(huán)境污染治理還有很長(zhǎng)的路要走，而對(duì)于當(dāng)?shù)卣裕挥凶ズ妹裆鷮?shí)事工程項(xiàng)目，改善農(nóng)村的分散式污水收集處理模式，才能真正改善農(nóng)村居民居住環(huán)境，切實(shí)提升污水的治理效果，保證居民生活質(zhì)量。在實(shí)際工作中，針對(duì)于分散型農(nóng)村污水排放現(xiàn)象，需要當(dāng)?shù)卣宕迩f實(shí)際情況，并針對(duì)污水處理采取專項(xiàng)規(guī)劃，進(jìn)而采取科學(xué)的污水處理系統(tǒng)，合理布局農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，同時(shí)，還要做好城鄉(xiāng)污水系統(tǒng)聯(lián)通工程，梳理并建立污水管網(wǎng)系統(tǒng)，為后續(xù)農(nóng)村污水治理規(guī)劃和治理工作提供理論依據(jù)。

當(dāng)前，分散式污水處理模式更適用于農(nóng)村污水處理。但在實(shí)際工作中，應(yīng)結(jié)合地方特征與污染程度，來(lái)采取對(duì)應(yīng)的解決方案，并逐步落實(shí)在發(fā)達(dá)村落進(jìn)行新技術(shù)的試點(diǎn)工作，以此進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的推廣與應(yīng)用。在此背景下，相關(guān)技術(shù)人員要努力研發(fā)新技術(shù)，有效提升污水的處理效果。

6 結(jié)論

綜上所述，農(nóng)村生活污水治理工作，是國(guó)家開展農(nóng)村振興戰(zhàn)略必不可少的關(guān)鍵內(nèi)容。當(dāng)前，農(nóng)村生活污水治理還處于起步狀態(tài)，還需要在未來(lái)運(yùn)營(yíng)過程中加強(qiáng)推廣和嘗試。而對(duì)于分散性農(nóng)村而言，需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，明確村莊地勢(shì)、分布等條件，綜合打造性價(jià)比較高的工藝與處理方式，要確保處理方式符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境需求。同時(shí)，也要加快推進(jìn)污水處理設(shè)施建設(shè)，這是落實(shí)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)的重要抓手，也是深入貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的重要之舉。并且，在優(yōu)化農(nóng)村人居環(huán)境工作中，污水處理措施關(guān)系到農(nóng)村居民的切身利益，所以，要全面提升農(nóng)村污水收集的處理能力，以此為農(nóng)村污水治理模式的順利發(fā)展提供可靠依據(jù)。