分散型農村生活污水處理技術分析

孫家森

（日照市生態環境局高新區分局，山東 日照 276800）

農村生活污水已成為當前農村水體污染的因素，為持續打好污染防治攻堅戰和建設美麗鄉村，應用分散型處理技術進行整治，已經成為建設良好生態環境，深入貫徹落實大氣、水、土壤污染治理工作的重要舉措。

1 分散型農村生活污水處理的必要性

近年來，隨著污水處理技術設施不斷完善，污水處理工作效率不斷提高，我國城市污水處理工作已經取得了較好的效果，但受大部分農村地區人口多、居住較為分散、缺乏合適的污水收集處理設施等因素的影響，大部分農村污水無法得到妥善地處理。即便是在當前群眾環保意識不斷提高、城鄉一體化建設等工作不斷推進的背景下，農村地區污水收集、處理工作的難度還是比較大。具體來說，以前，農村地區的生活污水排放量相對較少，畜禽糞便等主要被用作農田肥料，其中大部分的有機物被農作物吸收，只有很少的有機物進入水體中，這些有機物沒有超出水體自凈能力，因此，對自然環境的影響相對較小。近年來，隨著我國農村整體經濟水平大幅度提升，自來水、洗衣機、熱水器等設備在農村地區得到了廣泛的普及，農村地區人均用水量、生活污水的排放量不斷上漲，并且隨著化肥、農藥的廣泛使用，被用作肥料的生活污水量不斷下降，這一情況的出現使得大量含有洗滌劑等化學物質的生活污水增多，并出現了隨意排放的現象。當前農村生活污水中不僅含有大量氮磷等物質，還有較多的細菌、蟲卵等有害物質，直接排放到自然環境中，不僅會造成農村水體的發黑變臭，導致蚊蟲大量滋生，影響當地的水體安全，還會給群眾的生命安全造成一定的安全隱患。為了進一步提升農村地區污水處理工作的質量與效率，在明確農村生活污水實際情況的基礎上，應用分散型污水處理技術成為推動農村環境保護工作的一項重要內容[1]。

2 分散型農村生活污水處理的原則

相較于城市，村居院落布局分散，地勢落差變化大，部分地區村民生活污水和畜禽養殖廢水混雜在一起，農村生活污水治理工作的難度相對較高。對于農村來說，在充分做好區域農村生活污水排放狀況調研的基礎上，制定具有針對性的污水處理方案，提升污染治理工作的可靠性，是保證生活污水有效治理和水環境持續改善的關鍵。這就需要以當地的地理位置、氣候條件、社會經濟狀況為基礎，對擬實施的污水治理方案進行評估，分析農村分散性污水的污染物組成與含量，進而選擇合適的農村分散型污水處理技術。可以借鑒別處的經驗，但不要機械復制城鎮處理模式和其它地方鄉村的技術方案，避免規劃設計方案不合理，造成無法滿足本地農村生活污水實際處理需求[2]。選擇生活污水處理技術時，應遵循以下原則：一是處理技術符合當地氣候條件和客觀實際。二是污水處理技術具有較強的抗沖擊能力和一定的調節能力，對不同濃度的污水和季節氣溫變化具有較強的適應性。三是技術流程相對簡單，日常管理方便，運行維護成本低。四是便于升級改造，以滿足水環境排放標準逐步加嚴的要求[3]。

3 分散型農村生活污水的處理方法

分散處理模式是根據不同區域農村居民居住密度、地理環境等客觀條件，將區域內的生活污水集中收集到一起，然后進行集中處理與排放。分散收集的區域大小根據地理條件和投入運行成本確定，較大村落可以分成多個采用不同污水處理技術的分散區域。這種將不同區域內生活污水進行分布收集、獨立處理，并且在后續過程中依據污水的實際情況，對其進行回收再利用的方式，不僅減少了污水直接排放對土壤、河流水體的污染，還提高了水資源的循環利用率。這種污水處理模式的成本較大面積集中處理模式更低，因此非常適合較為分散或地理環境條件較為復雜的農村污水處理。

3.1 人工濕地法

人工濕地法即通過人力將農村生活污水、淤泥等物質集中排放到某一區域，利用河灘地、洼地和溝渠等，通過該區域土壤、填料、水體、植被、微生物的共同作用，實現污水凈化。在這一過程中，可對污染物質進行如下處理：（1）吸附；（2）過濾；（3）硝化；（4）沉淀。當前的人工濕地體系建設過程中，較為常見的濕地植物包括馬蹄蓮、黃菖蒲、水芹、美人蕉，金魚藻、苦草、黑藻等挺水或沉水植物，常見填料包含砂礫、沸石、火山巖、陶粒等，根據填料和水的位置關系，人工濕地可分為表面流人工濕地和潛流人工濕地[4]。相較于其它污水處理技術，濕地污水處理方法可利用農村低洼處閑置土地，對低濃度生活污水凈化能力較好，后續管理相對簡單，投入資金也比較少，是當前農村地區凈化污水的有效方式之一。但由于這一污水處理技術在實際應用過程中，需要細菌以及蚯蚓等動物活動實現污染物的凈化，這就使得這一技術對氣溫的要求相對較高，在冬季污水處理效率偏低。

3.2 生態沼氣池法

生態沼氣池法可以將生活污水、畜禽糞便、秸稈等在一定的溫度、濕度、酸度和隔絕空氣的情況下，經微生物的生物化學作用，進行厭氧發酵而產生可燃沼氣。不僅為農村提供方便、清潔的燃料，沼渣也是優質的有機肥料，可以變廢為寶，還改善農村環境、保護自然資源、維持生態平衡。對于當前的農村生活污水治理工作來說，沼氣池的建設對污水處理有著較高的應用價值，但考慮到農村污水排放較為分散，沼氣池及其服務體系建設難度相對較高，沼氣反應對溫度有一定要求等因素的影響，當前農村地區沼氣池的建設普及速度相對緩慢[5]。

3.3 穩定塘技術

穩定塘處理技術通過充分發揮藻類植物吸附污水中的雜質，吸收污水中的有機物功能的方式，實現生活污水中污染物的有效降解、沉淀與過濾。相較于其它污水處理方式，穩定塘技術有著操作難度相對較低、能夠實現生活污水的有效凈化、建設成本與維修管理成本較低等優點。近年來，穩定塘技術得到了有效地優化，在當前的穩定塘技術應用過程中，可以在明確生活污水主要組分的基礎上，通過建設合適類型的穩定塘，并在塘內種植合適藻類，實現有害物質的有效處理。舉例來說，河北省某村莊建設了河道型生態穩定塘，對該村莊居民排放的生活污水進行生態凈化處理，對該穩定塘的水環境參數與水質變化情況進行檢測后發現，經過一段時間的凈化處理后，該穩定塘中的TP、CODCr、N等物質的含量，從原本的地表IV類水體轉化為地表II類水質，證明了生態穩定塘在當前的農村生活污水凈化工作中有著較高的應用價值。但這一技術存在著占地面積較大、污水處理耗時較長、池塘底部容易沉積大量污泥等問題。

3.4 微動力生化與景觀綠地相結合技術

在農村生活污水處理過程中，將微動力生化與景觀綠地結合到一起，不僅可以實現污水的有效凈化，還能為農村地區綠化工作的順利推進提供有效的支持。在這一技術的應用過程中，生活污水通過格柵或者集水井進入到厭氧池中，厭氧細菌與污水進行一段時間的反應后，利用微動力設備在厭氧池內引入一定量的空氣，促使好氧細菌與污水進行反應，從而實現污水中有機物、氨氮等物質的有效分解，降低污水中各類有害物質的含量。在初步完成有害物質的分解工作后，可以將凈化后的污水運輸到景觀綠地區域，通過植被根系對污水進行吸附、攔截、吸收、降解，實現污水的精細化處理，保證污水排放后不會對環境造成污染。相較于其它污水處理技術，微動力生化與景觀綠地技術工藝相結合的技術，投資運行成本相對較高[6]。

3.5 塔式生物濾池技術

生物濾池技術是一種相對傳統的污水處理技術，在實際應用過程中，主要通過生物膜實現污水中有害物質的有效分離，在最初應用階段，生物濾池有機負荷與水力負荷相對較小，導致這一技術在實際應用過程中，盡管污水凈化效果可以滿足實際需要，但生物濾池占據的面積相對較大，在一定程度上阻礙了對它的推廣使用。在當前生物化學技術研究不斷深化的背景下，生物濾池污水處理技術以及處理水回流技術得到了有效地應用，在污水處理過程中，有機負荷與水力負荷均得到了有效的提升，這使得污水、空氣與膜能夠更為充分地接觸，從而為污水處理效率的提升提供了有效的支持。隨著塔式生物濾池技術研究不斷地深入，污水二級處理工藝的處理質量相對較高，在實際應用過程中有著占地面積相對較小、結構較為簡單、不需要供氧設備等優點，可以被應用于土地資源較為豐富但經濟水平相對較低的農村污水處理工作中。這種污水處理技術在實際應用過程中對氨氮、BOD等物質的處理效果相對較好，但由于濾池在工作過程中，無法做到與空氣有效隔絕，污水中總氮、總磷的處理效率相對較低。同時，在實際應用過程中，污水處理成本在0.2～2.0元/噸的范圍內，部分試點村污水處理工藝成本高達6.0元/噸，這就使得大部分農村地區居民降低了對污水處理工程推進的支持度與重視度[7]。

3.6 生物轉盤技術

生物轉盤是一種利用生物化學法處理污水的一體化裝置。生物轉盤反應器主要由盤體、反應槽、轉動軸、驅動裝置等部分組成。盤片多采用圓形或正多邊形波紋板，材質目前多采用聚乙烯硬質塑料或玻璃鋼。實際應用過程中，可以在明確污水污染物質主要成分的基礎上，在盤片上培育具有針對性的污染物處理微生物，然后將盤片間隔一定距離穿到水平軸上，通過將裝置旋轉浸入污水中的方式，使微生物能夠與污水中的污染物進行充分接觸，實現污染物的有效降解?？紤]到盤片在應用過程中能夠為微生物提供附著生長的區間，使微生物群形成生物膜，因此，這種污水處理方式在某種意義上可以被歸類于生物膜污水處理技術當中。同時，由于盤片上的微生物在繁衍過程中附著于固體表面，并且微生物對污水水質變化情況有較強的適應性，因此，將這種污水處理技術應用于當前的農村生污水處理中時，微生物容易形成較為穩定的生態系統，在提升污水處理效率的同時，降低污水處理成本，減少污水處理產生的污泥[7]。一般情況下，生物轉盤作為污水處理一體式設備，可以露天放置。在實際應用過程中，有著運轉管理方便、運行噪音小等優點，同時，通過實際使用分析可以發現，將這一污水處理方式應用到每日處理污水量在一千噸以下的環境中，有著較高的污水處理經濟性。

例如，某鎮位于華東地區，屬于暖溫帶半濕潤季風大陸性氣候，年平均氣溫約13 ℃，年平均降水量約800毫米，年平均相對濕度72%，全鎮轄區共有46個自然村。該鎮采用多種處理技術結合的方式處理農村生活污水。對居住集中的26個大中型村落，建設生物轉盤污水處理站；對居住分散、人數較少的17個村莊，建設污水收集池（配套自動液位傳感器）將污水進行抽運，轉運至生物轉盤污水處理站處理；對人數較少、周邊生態自凈能力強的3個村，采取穩定塘的方式進行處理。全鎮日收集處理生活污水1 500噸，農村生活污水處理率從原來不足30%提升到80%，生物轉盤污水處理站出水水質化學需氧量、氨氮、總磷指標達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）一級B標準。

4 結語

總而言之，不同區域農村的經濟水平仍存在著一定的差別，不同地區間的污水排放與水污染情況也不完全相同，現階段，為了進一步提升污水處理的質量，在尊重農村地區實際情況的基礎上，選用合適的污水處理技術不僅可以提升 農村地區污水處理效率，對推動當地農村經濟和生態環境協調也具有非常積極的影響。