農村生活污水處理現狀分析

張洪玲 董延強 程木峰 于夢夢 李明明

（1. 中科華魯土壤修復工程有限公司，山東德州 253000；2. 日照市禹德污水處理有限公司，山東日照 276800）

1 引言

隨著人民生活水平不斷提高，農村生活污水產生量與日俱增，給農村生產建設、區域環境、自然資源以及村民的身體健康帶來極大影響。我國農村地區人口分布廣泛，但人口密度低、居住分散，污水處理率低，導致農村生活污水治理面臨巨大挑戰。因此，對于開展農村生活污水治理工作，采取切實有效的技術措施、建立健全農村污水排放管理機制尤為重要。

2 我國農村生活污水來源及特點

了解農村生活污水的來源及特點，有針對性地解決農村生活污水排放問題，保障農業農村安全用水，對推進農村可持續發展尤為重要。

農村生活污水來源廣泛，主要有以下幾類：（1）村民洗滌、廚衛用水。農村的廚房、衛生間、洗滌用水直接通過暗溝或者明溝排出，除小部分蒸發外，下雨沖淋導致大部分生活污水直接流入河道，造成河道及農用水污染，水體變黑發臭，部分指標超標，導致水體富營養化。（2）飯店、理發店等生活污水的排放。一些農村尤其是旅游村，設有農家樂，由于村鎮基礎設施建設落后、環保技術不足、村民環保意識不強，農家樂、洗發店等產生的污水沒有處理直接排入河道、溝渠中。調查發現這些廢水中含有較高濃度的油分、懸浮物（SS）、BOD 和COD。（3）畜禽養殖產生的污水。隨著農村畜禽養殖的增加，大部分畜禽產生的糞便沒有經過處理直接隨雨水排入河道，加上一些散養家禽的到處走動，隨意排放糞便，造成水體發黑發臭，嚴重影響生態環境。（4）生活垃圾處置不當。垃圾產生量隨著農村生活水平的提高逐年增加。由于村民環保意識不強、監督管理部門監管不到位，造成垃圾隨意丟棄，隨著風吹雨淋垃圾流入河道，產生大量細菌和病菌，對農村水體、生態環境產生嚴重影響。（5）化肥農藥的使用。隨著科技的進步，村民對農作物的產量要求越來越高，為了增產使用過多的化肥農藥，一方面，化肥農藥的包裝塑料及玻璃等垃圾被丟入河溝污染水體；另一方面，過多農藥化肥的直接使用造成難以降解的有機化合物不斷在地下滲透，污染地下水。（6）瓜果及雜草的腐爛。農田中的雜草、果園中熟爛的瓜果等被村民扔在河溝或地頭，隨著雨水的沖刷沖入河道，不斷堆積腐爛造成水體污染。

我國農村生活污水分布廣泛、分散，污染范圍大，南北方差異大；污水總量小，排放具有間歇性；日排放量較城市居民少，大部分集中在白天，晚上較少；日排放量變化幅度大，季節變化大，受旱雨季及天氣變化影響明顯；污染成分單一，主要為氮磷污染物質，并不存在較多金屬、有毒有害物質。多數地區無管網或管網不完善，管網破裂無人監管，給村民身體健康及生活環境帶來嚴重影響。

3 農村生活污水主要處理工藝

目前農村污水處理工藝、技術種類繁多，主要分為活性污泥法、生物膜法、生態處理法等。

3.1 活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥為主體進行廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續通入空氣，經過一定時間后，好氧微生物繁殖而形成污泥狀絮凝物，上面以菌膠團為主的微生物群具有很強的吸附與氧化有機物的能力［1］。常見的活性污泥法有A2O 工藝（污水—集水井—厭氧—缺氧/好氧—出水井—達標排放）、A/O 工藝（集水井—初沉池—厭氧—好氧—達標排放）、間歇性活性污泥法（SBR）工藝、氧化溝工藝、MBR 工藝以及基于以上工藝改進的工藝，如倒置A2O 工藝、改良A2O 工藝、UCT 工藝、多級AO 工藝、分段進水工藝、CASS 工藝、ICEAS工藝、MSBR 工藝等。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用來分解去除污水中的有機污染物，然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統?；钚晕勰喾ǖ膬烖c是出水水質好，能夠達到較高的排放標準，但工藝過于復雜，運營維護要求高，尤其是需要合理控制曝氣、污泥齡、內外回流，產生剩余污泥需要處置等，適合中等規模污水處理（幾十噸到幾百噸）。傳統活性污泥法污水處理工藝流程如圖1 所示。

圖1 傳統活性污泥法處理工藝流程

梁珊等［2］采用氧化溝與MBR 工藝相結合構建了一種新型的一體化村鎮污水處理裝置，處理某村鎮生活污水（100 m3/d），在進水COD 濃度為（345.5±25.2）mg/L、BOD5濃度為（212.6±21.4）mg/L、NH4+-N濃度為（28.9±3.4）mg/L、TN 濃度為（44.1±4.3）mg/L、TP 濃度為（4.5±0.7）mg/L 的條件下，該一體化裝置對上述指標的去除率分別為88.2%～95.7%，95.4%～98.7%，81.7%～94.4%，78.1%～90.3%和80.0%～87.8%，出水中除了TP 濃度僅能達到GB 18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的一級B 標準外，其他指標均能穩定達到一級A 標準。脂假絲酵母、產朊假絲酵母聯合活性污泥法處理含鉻電鍍廢水，可以提高廢水中污染物的生物吸附效率［3］。

3.2 生物膜法

生物膜法屬于好養生物處理的方法，廢水通過好氧微生物和原生動物、后生動物等在載體填料上生長繁殖形成的生物膜，有機物被吸附和降解而使廢水得到凈化［4］。根據裝置的不同，生物膜法可分為生物濾池、生物轉盤、接觸氧化法和生物流化床等4類［4］。常見的有厭氧濾池、生物接觸氧化工藝、曝氣生物濾池（BAF）、反硝化濾池、生物轉盤、移動床生物膜反應器（MBBR）等。生物膜法也是我國目前一體化設備采用最多的工藝技術，適合小規模污水處理（幾噸到幾十噸）。生物膜法的優點是運營維護要求低，可以做到無人管理，只有少量生物膜脫落，污泥排放量小，抗沖擊能力強及動力消耗低，大多數的一體化設備采用的都是厭氧濾池+生物接觸氧化工藝等，但不能除磷，需要設置除磷系統。生物膜法處理工藝流程如圖2 所示。

圖2 生物膜法處理工藝流程

為提高生物膜的處理能力，國內外科研人員從微生物菌種、膜反應器、曝氣生物濾池、濾料等方面進行科研工作，通過研發篩選濾料、填料、研發新型生物轉盤等生物膜技術，可使出水水質達到GB 18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中一級A 和B 標準［5］。

3.3 生態處理法

常見的生態處理法有人工濕地、微生態濾床、人工快滲、土地處理法、氧化塘等［6］。生態處理法是通過生態技術，以植物、動物和微生物為主，通過栽植水生植物、建設植物隔離帶等方式進行生態化改造，使污水在濕地生態系統中進行系統處理［7-8］。生態處理法具有可持續、能耗低、景觀效果好等特點，對有機物、氮、磷的處理效果較好；缺點是去除污染物效果易變，易受溫度、污染物排放量和濃度、季節等影響，容易滋生蚊蠅，造成淺層地下水污染等。盡管生態處理法在污染物去除和經濟成本方面具有明顯優勢，但土地需求可能是其應用的最大限制因素，尤其是在丘陵地區。

研究發現，采用多級表面流人工濕地去除污染物的效率超過90%，此外，出水中TN，NH4+-N，TP 濃度大大低于《中國城市污水處理廠污染物排放標準》一級A 所設定的標準［9］。

3.4 其他方法

其他常見的方法有化糞池、穩定塘、沼氣池等［10］。由于我國的污水管道系統和處理設施不完善，化糞池成為居民污水處理的關鍵設施。在沒有污水處理網絡的農村地區，居民嚴重依賴現場衛生設施，例如化糞池和廁所來進行臨時處理。化糞池通常是厭氧反應器，在處理污水和去除懸浮污染物方面起作用。但是這類方法的污染物去除能力有限，效果較差，一般用在經濟較差的偏遠地區或者作為預處理措施［11］。目前部分村莊已進行廁所改造，廁所改造的形式主要為三格式或雙甕式化糞池［12］，化糞池的糞污定期進行清理。對新型四室化糞池的結構和性能進行設計改造［13］，并用Fluent 軟件進行數值模擬分析發現，與傳統的三室化糞池相比，在長期穩定的運行條件下，采用最佳參數的改良化糞池污水處理效果得到顯著改善，改造后的COD 和BOD 去除效果得到加強。

4 國家及地方農村生活污水排放標準分析

隨著農村水體污染加重，我國陸續頒布了新的規章制度。2019 年4 月，生態環境部發布了《農村生活污水處理設施水污染排放控制規范編制工作指南（試行）》，指出尾水排放標準要因地制宜，鼓勵優先選擇氮磷資源化與尾水利用技術。同月，住房和城鄉建設部發布《農村生活污水處理工程技術標準》，并于2019 年12 月正式實施，標準中全面系統地對設計水量、水質、污水收集系統、污水處理配套設施、施工和驗收、運行和維護等內容進行了規定。全國農村污水治理目標中，到2020 年新增完成環境綜合整治的建制村13 萬個，經過整治的村莊生活污水處理率≥60%。

2010 年9 月21 日，住房和城鄉建設部組織編制了東北、華北、東南、中南、西南、西北6 個地區的農村生活污水處理技術指南，根據排水去向分別執行不同的標準，除西北地區無漁業用水標準外，其余各地區執行的排水參考標準相同，見表1。

表1 農村污水排放標準

隨著2018 年9 月國家《關于加快制定地方農村生活污水處理排放標準的通知》的出臺，我國各省（區、市）紛紛出臺各自的農村污水排放標準體系，目前，已公布的農村污水處理設施水污染物排放標準見表2。各地除需滿足國家的排放標準外，還要滿足地方的排放標準。

各省（區、市）依據農村污水處理設施的處理規模、排入地表水的水環境功能、敏感程度等因素分為不同等級，不同等級對應執行不同排放標準。

從各省（區、市）農村生活污水處理設施水污染物排放標準來看，各?。▍^、市）均制定并依據實際情況更新各自所執行的標準，最新印發時間均為2018年以后，主要指標有pH、CODCr、SS、氨氮、總氮、總磷和動植物油。海南、新疆、浙江、內蒙古、安徽、河北和山東對類大腸桿菌指標有要求，北京新（改、擴）建設施對五日生化需氧量（BOD5）有要求。從主要指標最嚴限值上看，京津冀地區（北京、天津和河北）和上海的標準要求相對較高，主要體現在CODCr、SS、氨氮、總氮和總磷指標上；各地標準限值的差異可能與不同地區水資源狀況、處理后尾水去向以及社會經濟發展水平有關。各指標具體情況分析如下：

（1）CODCr：北京新（改、擴）建農村生活污水處理設施水污染物排放限值最嚴為30 mg/L，其他省（區、市）最嚴為50 mg/L 或60 mg/L。

（2）BOD5：僅北京有該指標要求，最嚴分別為新（改、擴）建設施6 mg/L、現有設施10 mg/L。

（3）SS：上海和河北的標準要求最嚴，均為10 mg/L。

（4）NH4+-N：山西、天津、河北和北京的一級排放標準中NH4+-N 要求較高，為5 mg/L。其中，北京新（改、擴）建農村生活污水處理設施水污染物排放限值最嚴，為1.5 mg/L。

（5）TN：上海、河北和北京新（改、擴）建的農村生活污水處理設施水污染物排放限值對TN 要求最高，為15 mg/L。

（6）TP：北京、河北的農村生活污水處理設施水污染物排放限值對TP 要求最高，限值為0.5 mg/L，其中北京新（改、擴）建的要求為0.3 mg/L。

（7）動植物油：僅針對含農家樂廢水的農村生活污水處理設施執行，最嚴的省市為上海、河北、北京（現有設施），限值為1 mg/L，其中北京要求新（改、擴）建的排放限值為0.5 mg/L。

（8）pH：除甘肅排放標準中三級B 要求pH 為5.5～8.5，其余?。▍^、市）pH 要求均為6～9。

（9）類大腸桿菌：山東、海南、新疆、內蒙古、浙江、河北、安徽對類大腸桿菌的要求均為10 000 個/L；其他省（區、市）對類大腸桿菌指標沒有要求。

（10）陰離子表面活性劑：上海、青海對此項指標有要求，最嚴為0.5 mg/L，其他省（區、市）對此項指標沒有要求。

各省（區、市）在農村生活污水處理設施水污染物排放標準上分級控制，一方面，充分考慮受納水體的環境影響，處理設施排放規模對受納水體的影響；另一方面，充分考慮農村地區的現有經濟水平和管理水平，具有較強的科學性和合理性。依據國家和地方、行業排放標準要求，各?。▍^、市）陸續出臺農村生活污水治理行動方案，要求各縣（市、區）依據行動方案和相關地方標準編制實施方案，在規定期限內完成農村生活污水治理任務，對我國農村推進污水治理工作起到很大促進作用。

5 我國農村生活污水治理的建議

5.1 明確管理體制

近年來我國政府高度重視農村污水治理工作，相繼出臺了各種污水排放標準、農村環境綜合整治方案、水污染防治計劃等，但責任主體和管理主體不明晰，部門職責劃分不清。加上污水治理的公共性特征，治理缺乏長效的管理機制，容易出現管理混亂、后期無人管理等問題，因此做好農村污水治理工作，需要明確各方責任主體，加強村民的環保意識，完善污水處理相關的法律法規，形成長效有序的管理體制，完善運營管理模式，必要時可委托第三方機構進行市場運作管理。

5.2 加大資金投入

經濟因素是農村污水治理技術選擇的最重要因素。大部分農村地區在完成農村污水處理設施建設后因缺乏資金而無法延續。目前污水處理主要依靠市縣鄉鎮政府補貼，但補貼資金有限，設施運行后的維修維護費用增加了政府負擔。為保證農村污水治理工作長久有效，國家在加大財政專項補貼的同時，各級政府應該拓寬投資渠道，鼓勵企業、社會組織、愛心人士及村民進行投資或捐助，通過政策引導，鼓勵社會資本積極加入，保障污水治理長久維持。

5.3 控制源頭，分類治理

農村村莊分散、農戶分散，村莊用水量不同，不適合像城市那樣修建污水管網集中治理，必須從污染源頭解決，應該采用分散處理、分散利用，就地資源化、分散與集中相結合的治理方式。針對不同村莊的地形條件、氣候條件、排水去向等，選擇不同的處理方式及治理技術，保證充分利用當地的技術條件。結合實際情況，選擇成本小、能耗低、實用、適用農村地區生活污水的處理方式和技術。

5.4 優化治理技術，加強人才培養

各級政府和科研機構應加大科研投入力度，因地制宜地優化污水處理技術，鼓勵多種工藝相結合，探索高效去除污染物的工藝。強化人才培養和專業人才隊伍建設，加強運維監督管理。擁有過硬的技術、專業的團隊，對農村污水治理工作具有重要意義。

6 結語

我國農村生活污水治理方面還存在很多不足，政策上需要政府相關部門明確管理機制；資金上需要社會各界加大投入，保障農村污水治理工作正常運行；技術上需要不斷優化創新，根據實際情況制定合適的污水治理模式和治理工藝；管理方式上需要制定監督管理方式、強化專業人才培養，兼顧社會效益、環境效益、經濟效益，加強污水治理工作的宣傳，引導各方增強環保意識，并積極投入到農村生活污水治理工作中。