摘要：我國農(nóng)村居住分散，經(jīng)濟條件差別較大，污水管網(wǎng)和污水處理設(shè)施建設(shè)滯后；農(nóng)村生活污水的水質(zhì)水量也各不相同，污水處理工程的建設(shè)需根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和自然條件現(xiàn)狀、經(jīng)濟承受能力等條件因地制宜進行。水解酸化、接觸氧化、塘系統(tǒng)、蚯蚓濾池、地埋式一體化曝氣設(shè)備、土壤滲濾、人工濕地等各具特點，污水處理工藝的選取可根據(jù)各自特點和實際情況單獨或結(jié)合使用，實現(xiàn)農(nóng)村生物污水的低費運行和污染治理的雙重目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村生活污水,處理工藝,低費運行

我國地域面積廣，農(nóng)村人口居住分散，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后。目前大多數(shù)農(nóng)村，尤其是在經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，基本沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)， 大部分生活污水都隨意排放，直接進入河流，或排出室外空地后任意滲入地下，少部分經(jīng)化糞池簡單處理后滲入地下， 嚴(yán)重污染河水和井水，危及農(nóng)村地區(qū)的飲用水供水安全，農(nóng)村生活污水已成為目前農(nóng)村地區(qū)的主要污染源之一[1]。

農(nóng)村污水處理工作難度大， 存在著諸如資金短缺、環(huán)保意識落后、技術(shù)管理水平較低、缺乏適合我國農(nóng)村地區(qū)實際情況的生活污水處理工藝等許多困難和問題。

我國“十一五”規(guī)劃提出了建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重大歷史任務(wù)，并明確了“生產(chǎn)發(fā)展、生活寬裕、鄉(xiāng)風(fēng)文明、村容整潔、管理民主”的建設(shè)目標(biāo)，加強農(nóng)村生活污水的處理， 既是社會主義新農(nóng)村建設(shè)的重要內(nèi)容和組成部分，也是改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境和防治農(nóng)業(yè)面源污染的重要措施。加強農(nóng)村生活污水收集、處理與資源化設(shè)施建設(shè)，這不僅是新農(nóng)村建設(shè)的需要，也是避免農(nóng)村水體、土壤和農(nóng)產(chǎn)品污染，確保農(nóng)村環(huán)境安全和農(nóng)民身心健康的重要舉措。我國在太湖、滇池的污染治理等項目的研究中曾對農(nóng)村污染治理技術(shù)進行了開發(fā)和工程示范， 近期實施的國家水污染重大科技專項等也對農(nóng)村污染治理進行重點研究和工程示范，鑒于我國農(nóng)村的地域特征、自然條件、生活習(xí)慣、經(jīng)濟承受能力等千差萬別，農(nóng)村污水不僅在水質(zhì)方面有別于城市污水，在排水水量上也差別很大，農(nóng)村污水處理工藝的選取應(yīng)根據(jù)不同的實際來選用污水處理工藝。

1 農(nóng)村生活污水特征

1.1 水質(zhì)

農(nóng)村生活污水水質(zhì)與農(nóng)村的地理環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展水平、生活習(xí)慣等多種因素有關(guān)，根據(jù)已有的調(diào)查數(shù)據(jù)，相對于城市污水，農(nóng)村生活污水COD、氮、磷等營養(yǎng)物含量較高，一般不含有毒物質(zhì)，不同時段的水質(zhì)也略有不同。我國西南及東部地區(qū)的典型污水水質(zhì)見表1[2]。

1.2 水量

農(nóng)村的生活污水量都比較小，變化幅度大，一日之中在上午、中午、下午都有一個高峰時段[3]，夜間基本不外排廢水。高峰時段的出現(xiàn)與季節(jié)、當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的生活習(xí)慣等因素有關(guān)。

2 農(nóng)村生物污水處理工藝

我國農(nóng)村生活污水污染物濃度高、水量小、水量的時變化系數(shù)大，污水處理工藝的選取不僅要依據(jù)經(jīng)濟承受能力、管理水平、投資、占地面積等因素，還有充分考慮農(nóng)村生活污水的特征[4]。

首先需要設(shè)計較大水停留時間的調(diào)節(jié)池以平衡和緩沖水質(zhì)水量對污水處理系統(tǒng)的沖擊；其次由于污染濃度高，可以選擇水解酸化預(yù)處理，再結(jié)合好氧曝氣、生物濾池、氧化塘、人工濕地等，實現(xiàn)農(nóng)村生活污水的有效治理。

2.1 水解酸化

水解酸化是厭氧過程的第一階段，水解酸化可以在短時間內(nèi)和相對較高的負(fù)荷下獲得較高的懸浮物去除率，并可將難降解的有機大分子分解為易降解的有機小分子，可大大改善和提高廢水的可生化性和溶解性。與傳統(tǒng)厭氧工藝相比，水解酸化工藝不需要密閉池，也不需要復(fù)雜的三相分離器，出水無厭氧發(fā)酵的不良?xì)馕叮桓醚豕に囅啾?，該工藝具有能耗低的?yōu)點。近年來，水解酸化越來越廣泛地用于中等濃度工業(yè)廢水的預(yù)處理。

水解酸化用于農(nóng)村生活污水的缺點在于出水水質(zhì)達不到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918- 2002）一級標(biāo)準(zhǔn)，但是采用水解酸化后可以大大簡化后續(xù)生物處理，酸化出水再經(jīng)過人工濕地處理后可以到要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，同時能夠減小人工濕地直接處理生活廢水的堵塞風(fēng)險。

水解酸化應(yīng)用的關(guān)鍵問題在于如何實現(xiàn)反應(yīng)器（池）足夠的污泥濃度、泥水的充分混合和泥水的有效分離，這三個因素直接決定著水解酸化處理效果的好壞。

2.2 生物膜或活性污泥

農(nóng)村生活污水好氧處理的方法很多如SBR、A/O 工藝、接觸氧化等。接觸氧化由于運行維護簡便，因而最為常用。接觸氧化是在填料表面上培養(yǎng)微生物，形成生物膜，并采用與曝氣池相同的方法向微生物供氧，污水流過時與填料上的生物膜接觸，通過微生物的新陳代謝作用降解污水中的污染物從而達到凈化的目的。生物接觸氧化工藝占地面積小、處理負(fù)荷高、污泥產(chǎn)量少、抗沖擊能力強、維護管理簡便。生物接觸氧化工藝對沖擊負(fù)荷有較強的適應(yīng)能力，在間歇運行條件下仍能保持良好的處理效果，對于水量不均勻的農(nóng)村生活污水處理更具有實際意義。但是無論是采用接觸氧化還是其他的SBR 工藝， 要使農(nóng)村污水的氮磷等指標(biāo)達標(biāo)國家規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)尚有一定的難度。

然而對于農(nóng)村生活污水來說生物接觸氧化工藝的投資和運行費用偏高， 所以此工藝適合于農(nóng)村污水水量大、我國南方及東部城市化速度快、比較富裕的能夠從經(jīng)濟和運行方面接受類似于城市污水處理工藝的農(nóng)村推廣應(yīng)用。

2.3 塘處理系統(tǒng)

塘處理系統(tǒng)的污水凈化過程類似與天然水體的自凈過程，主要通過在污水中存活的微生物的代謝活動和塘內(nèi)水生植物及多種生物的共同作用， 使有機污染物得到降解。通過在塘中種植水生作物，進行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖，形成人工生態(tài)系統(tǒng)。在太陽能的推動下，通過生態(tài)塘中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級傳遞、轉(zhuǎn)化，將進入塘中的有機物和營養(yǎng)物進行降解和轉(zhuǎn)化。最后不僅去除污染，而且以水生作物、水產(chǎn)的形式作為資源回收，凈化的污水也作為再生水資源予以回收利用，使污水處理與利用結(jié)合起來，實現(xiàn)污水的資源化。

塘處理系統(tǒng)具有基建投資省、年運行費用低、管理維護方便、運行穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)點，不足之處就是地面積大、污水處理效果受季節(jié)、氣溫、光照等自然因素影響較大且處理效果不夠穩(wěn)定；隨著研究的深入，開發(fā)出了多種高效塘處理工藝，在一定程度上彌補了傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的不足之處。

（1）高效藻類塘。高效藻類塘是對傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的改進，其充分利用菌藻共生關(guān)系，對污染物進行處理。正因其最大限度地利用了藻類產(chǎn)生的氧氣，塘內(nèi)一級降解動力學(xué)常數(shù)值比較大，故稱之為高效藻類塘。高效藻類塘較傳統(tǒng)的穩(wěn)定塘停留時間短，占地面積少，建設(shè)容易，維護簡便，基建投資少，運行費用低。

（2）水生植物塘。利用高等水生植物主要是水生維管束植物提高穩(wěn)定塘處理效率，控制出水藻類，除去水中的有機毒物及微量重金屬。研究表明，生長速度最快和改善水質(zhì)效果最好的水生維管植物有水葫蘆、水花生和寬葉香蒲。

（3）組合塘工藝。將單塘改造成多級串聯(lián)塘，其流態(tài)更接近于推流反應(yīng)器的形式，從而減少了短流現(xiàn)象，提高了單位容積的處理效率。由于不同的水質(zhì)適合不同的微生物生長，串聯(lián)穩(wěn)定塘各級水質(zhì)在遞變過程中，會產(chǎn)生各自相適應(yīng)的優(yōu)勢菌種，因而更有利于發(fā)揮各種微生物的凈化作用。

2.4 蚯蚓生態(tài)濾池

蚯蚓生態(tài)濾池是根據(jù)蚯蚓具有提高土壤通氣透水性能和促進有機物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化等功能而設(shè)計，是一種既可高效、低能耗地去除城鎮(zhèn)污水中的污染物質(zhì)，又大幅度降低了剩余污泥處理和處置費用的全新概念的污水處理工藝。它集物理過濾、吸附、好氧分解和污泥處理等功能于一體，利用濾料截留、蚯蚓和微生物分解利用污水、污泥中的有機物和營養(yǎng)物質(zhì)、并具有促進含氮物質(zhì)的硝化與反硝化作用。生態(tài)濾池基本不外排剩余污泥；通過蚯蚓的運動疏通和吞食增殖微生物，解決傳統(tǒng)生物濾池所遇到的堵塞問題。但由于蚯蚓的生活習(xí)性受溫度影響明顯，低于或高于一定溫度會冬眠或夏眠，故在蚯蚓冬眠或夏眠時處理效果不是很理想，濾池的填料易發(fā)生堵塞。采用蚯蚓生物濾池處理生活污水， 蚯蚓生物濾池出水可達相應(yīng)的農(nóng)田灌溉標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 地埋式一體化設(shè)備

地埋式一體化設(shè)備是依照傳統(tǒng)的城市污水處理工藝，依據(jù)污水處理能力的不同將各個處理單元如調(diào)節(jié)池、水解池（缺氧池）、好氧池（接觸氧化或活性污泥、自然通風(fēng)）、二沉池等一體化建設(shè)并埋入地下的污水處理設(shè)備。這類設(shè)備多為環(huán)保設(shè)備供應(yīng)商針對不同用戶需求而開發(fā)成套設(shè)備。我們曾調(diào)查過采用地埋式一體化污水處理設(shè)備的數(shù)個高速公路開發(fā)區(qū)污水處理系統(tǒng)， 沒有一個能夠正常運行，不是地上控制柜被盜或被認(rèn)為損毀，就是地下設(shè)備如鼓風(fēng)機、水泵在雨季或操作不當(dāng)進水后被破壞而廢棄。一體化設(shè)備并不節(jié)能埋于地下反而會帶來不必要的麻煩， 管理水平較高的高速公路運行商的污水處理系統(tǒng)尚且如此， 將來在我國廣大農(nóng)村推廣地埋式一體化設(shè)備的前景應(yīng)該是不容樂觀。

2.6 土壤地下滲濾

土壤地下滲濾處理系統(tǒng)是日本開發(fā)的一種淺層土壤處理系統(tǒng)。將污水有控制地投配到具有一定構(gòu)造和良好擴散性能的土層中，利用土壤毛細(xì)管浸潤擴散原理，通過生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動，逐級降解、凈化。投配污水緩慢通過布水管周圍的碎石和砂層， 在土壤毛管作用下向附近土層中擴散。表層土壤中有大量微生物，作物根區(qū)處于好氧狀態(tài)，污水中的污染物質(zhì)被過濾、吸附、降解。污水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)供給地表綠地植物生長需要，由于水、肥充足和經(jīng)常適量供給，所以綠地植物生長良好，生長期長。地下滲濾系統(tǒng)具有不影響地面景觀、基建及運行管理費用低、運行管理簡單、氮磷去除能力強、處理水質(zhì)好、可用于污水回用等特點[5]。而且還能夠利用污水中的水肥資源，把污水處理與綠化相結(jié)合，美化和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

土壤堵塞是地下滲濾處理系統(tǒng)存在的主要問題。土壤堵塞的表現(xiàn)是土壤滲透性能下降， 局部易形成短流，出水水質(zhì)變差。地下滲濾系統(tǒng)負(fù)荷率低，以土壤為介質(zhì)時，占地面積較大。因此研究滲透性較高并具有較好生物活性的填充介質(zhì)是土壤地下滲濾系統(tǒng)發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵。

2.7人工濕地

人工濕地指模擬自然濕地， 人工設(shè)計建造的由填料、植物、動物、微生物等組成的統(tǒng)一體，人工濕地是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的共同作用來實現(xiàn)對污水的凈化。人工濕地系統(tǒng)通常是在一定長寬比及底面有坡度的洼地中，由土壤或填料（如卵石等）組成填料床，污染水可以在床體的填料縫隙中曲折地流動（潛流型），或在床體表面流動（表面流型）。同時，在床體表面種植具有耐污性能好、易成活的水生植物（如蘆葦?shù)龋纬梢粋€獨特的動植物生態(tài)環(huán)境，對污染水進行處理。濕地填料表面和植物根系中存在大量的微生物，形成生物膜，廢水流經(jīng)濕地時，懸浮物被填料及根系阻擋截留，有機質(zhì)通過生物膜的吸附及同化、異化作用得以去除。濕地系統(tǒng)中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍的微環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，保證了廢水中的氮、磷不僅能被植物及微生物作為營養(yǎng)成分直接吸收，還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的積累作用從廢水中去除， 最后通過濕地基質(zhì)的定期更換或植物收割， 使污染物質(zhì)最終從系統(tǒng)中去除。

由于各地的氣候條件、濕地規(guī)模、負(fù)荷率、幾何布置、植物種類構(gòu)成及廢水的構(gòu)成等變化很大， 因而對人工濕地很難有統(tǒng)一的設(shè)計和運行參數(shù)。

在大量人工濕地填料和植物選擇研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)組合工藝（人工濕地與其他工藝組合），改良濕地技術(shù)，適應(yīng)不同地區(qū)的氣候特征和生態(tài)環(huán)境，以低占地面積，達到較高的去除效率是今后的發(fā)展重點[6]。

在經(jīng)濟水平相對落后、用地并不十分寬松的廣大農(nóng)村，要實現(xiàn)農(nóng)村生活污水的有效處理，需要根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和自然條件現(xiàn)狀、經(jīng)濟承受能力、排水標(biāo)準(zhǔn)等條件因地制宜進行工藝優(yōu)化，采用水解酸化與人工濕地、塘系統(tǒng)與人工濕地、水解酸化與塘系統(tǒng)等技術(shù)的組合應(yīng)該是一種適宜的工藝路線。

參考文獻：

[1] 陳俊敏. 人工快速滲濾系統(tǒng)機理及其在農(nóng)村生活污水處理中的應(yīng)用研究[D].成都：西南交通大學(xué),2008.

[2] 徐洪斌,呂錫武,李先寧，等.農(nóng)村生活污水（太湖流域）水質(zhì)水量調(diào)查研究[J].河南科學(xué),2008(7):36-39.

[3] 白曉龍,顧衛(wèi)兵,沃飛，等.農(nóng)村生活污水處理技術(shù)與展望[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2008(6):59-62.

[4] 梁嘉晉,董申偉.分散式農(nóng)村生活污水處理技術(shù)[J].廣東化工, 2009(7):168-169.

[5] 劉洪喜.農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的探討[J].污染防治技術(shù),2009 (3):30-31.

[6] 向速林.農(nóng)村生活污水處理的組合工藝試驗研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(2):677-678.

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