南方農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的探討
隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村地區(qū)生 活水平不斷提高，農(nóng)村生活污水引起的 面源污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重。而面源污染 是造成湖泊富營(yíng)養(yǎng)化重要原因之一，以 前農(nóng)村污染的問(wèn)題在我國(guó)一直被忽略， 近幾年隨著湖泊富營(yíng)養(yǎng)的加劇，我們才 把農(nóng)村的污染治理問(wèn)題逐步提到日程 上來(lái)。到目前為止，處理農(nóng)村生活廢水 的例子很少，加之廣大農(nóng)村的特殊性， 找到適合農(nóng)村生活污水處理的技術(shù)顯 得尤為重要和緊迫。
1 農(nóng)村生活污水的水質(zhì)調(diào)查
根據(jù)廣州市環(huán)境保護(hù)局的統(tǒng)一部 署，我院是第一批參與廣州市農(nóng)村污 水、碧水工程的設(shè)計(jì)院之一。我院對(duì)廣 州市有7000多個(gè)自然村，約301萬(wàn)農(nóng)村 人口生活習(xí)慣、用水設(shè)施、用水特點(diǎn)進(jìn) 行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村多數(shù)住宅排水管 出戶前為雨污分流，生活污水排入市政 排水系統(tǒng)前均經(jīng)過(guò)化糞池（簡(jiǎn)單厭氧發(fā) 酵）處理。生活污水主要來(lái)自農(nóng)家的廁 所沖洗水、廚房洗滌水、洗衣機(jī)排水、 淋浴排水及其他排水等，因此生活污水 主要含纖維素、淀粉、糖類(lèi)、脂肪、蛋白 質(zhì)等有機(jī)類(lèi)物質(zhì)，還含有氮、磷等無(wú)機(jī) 鹽類(lèi)。污染物平均濃度如表1。
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由于生活污水中污染物以有機(jī)物 為主，同時(shí)生活污水中還含有許多微生 物，對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行分解，因而生活 污水是不穩(wěn)定的，生物可降解的和易 腐爛的，如果不經(jīng)處理直接排放到環(huán) 境中會(huì)引起環(huán)境的污染。
2 農(nóng)村生活污水的處理方法及工藝
生活污水中的污染物是以有機(jī)物 為主，其生化性較好，通常情況下生 活污水的處理都是采用生物處理的方 法。根據(jù)廣州市農(nóng)村聚居的特點(diǎn)，一般 都是以自然村為單位，村莊人口從幾十 人到幾千人不等，村莊間的距離從幾公 里到幾十公里，不同村莊的村民生活方 式、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等相對(duì)比較獨(dú)立。我院經(jīng) 過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)研后決定取消集中污水處理的方式，以自然村為單位結(jié)合現(xiàn)狀 排水特點(diǎn)進(jìn)行分散處理。生污污水分散 處理適用于廣東地區(qū)農(nóng)村現(xiàn)狀，具有如 下的特點(diǎn)：
（1）農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)均以自然村為 單位，污水處理站的管理及設(shè)備的維護(hù) 費(fèi)用需由村民分擔(dān)，通常是村內(nèi)集體經(jīng) 費(fèi)支持。所以分散處理符合廣東地區(qū)農(nóng) 村的經(jīng)濟(jì)方式。
（2）我國(guó)的土地政策是農(nóng)村土地均 屬于農(nóng)民所有，集中后的污水處理廠選 址比較困難，更無(wú)法得到農(nóng)民的支持。
（3）道路的建設(shè)落后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展， 富裕后農(nóng)村道路已經(jīng)無(wú)法滿足村民出行 的要求。集中處理的污水管網(wǎng)須在狹窄 的村道上進(jìn)行污水管網(wǎng)的施工，給村民 的出行造成不便，村民極力的反對(duì)。
在對(duì)農(nóng)村污水的長(zhǎng)期投入和研究 中，我們發(fā)現(xiàn)：農(nóng)村污水處理工作必須 與村民的思想方法和文化素質(zhì)相結(jié)合； 污水處理站必須運(yùn)行費(fèi)用低，出水水質(zhì) 高（不低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排 放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918－2002）的一級(jí)B標(biāo) 準(zhǔn)），污水處理站須設(shè)置成綠化園林景 觀帶。因此我院推薦人工濕地為主要的 好氧處理工藝，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)情況，分 別選擇與厭氧發(fā)酵池、厭氧水解、接觸 氧化渠等相結(jié)合，常用的主要工藝流程 如下。
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2.1 厭氧水解池－人工濕地
工藝流程如圖1。技術(shù)特點(diǎn)為：通過(guò)多級(jí)厭氧池對(duì)污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行多 級(jí)消化后進(jìn)入人工濕地，污染物在人工濕地內(nèi)經(jīng)過(guò)濾、吸附、植物吸收及生物降解 等作用得以去除。
2.2 接觸氧化渠－人工濕地
工藝流程如圖2。技術(shù)特點(diǎn)為：人工濕地技術(shù)上進(jìn)行的改進(jìn)，通過(guò)在厭氧水解 池后增加接觸氧化工藝段，提高氮磷的去除率。該技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，無(wú)動(dòng)力損耗，維 護(hù)管理方便。
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2.3 厭氧水解池－人工濕地－生態(tài)溝
工藝流程如圖3。技術(shù)特點(diǎn)為：生活污水進(jìn)入?yún)捬跛獬，截流大部分有機(jī) 物，并在厭氧水解作用下，被分解成小分子有機(jī)物和穩(wěn)定的沉渣。厭氧水解池出水 進(jìn)入人工濕地，污染物在人工濕地內(nèi)經(jīng)過(guò)濾、吸附、植物吸收及生物降解等作用得 以去除；生態(tài)溝利用水生植物的生長(zhǎng)，吸收氮磷，進(jìn)一步降低有機(jī)物含量。
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該工藝采用生物、生態(tài)結(jié)合技術(shù)，可根據(jù)農(nóng)村自身情況，因勢(shì)而建，無(wú)動(dòng)力消 耗。厭氧水解池可利用現(xiàn)有凈化沼氣池改建或參照三格化糞池新建，生態(tài)溝可利 用現(xiàn)有河塘、溝渠進(jìn)行改建。
3 農(nóng)村污水工藝設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)
我們對(duì)已運(yùn)行的從化市、增城市、白云區(qū)農(nóng)村污水進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)污水在主工 藝池中停流的時(shí)間對(duì)出水的水質(zhì)有重要影響。比如從化市的草埔村，總的停留時(shí)間 為26個(gè)小時(shí)，出水水質(zhì)：BOD5為21mg/L，CODcr為63mg/L；南沙區(qū)的蘆彎村，總 停留時(shí)間為28小時(shí)，出水水質(zhì)：BOD5為17mg/L，CODcr為58mg/L。經(jīng)過(guò)對(duì)廣東 省300多個(gè)在運(yùn)行的農(nóng)村污水設(shè)計(jì)參數(shù)的分析，農(nóng)村污水處理工藝參數(shù)建議如下：
（1）一級(jí)厭氧池（厭氧活性污泥）處理，水力停留時(shí)間24～30h，二級(jí)厭氧水解 池（厭氧掛膜）水力停留時(shí)間4～8h，污 泥清掏周期360d；接觸氧化渠水力停留 時(shí)間24～2 8h；人工濕地水力停留時(shí)間 24～36h，水力負(fù)荷0.2～0.6m3/m2d。
（2）厭氧水解池水力停留時(shí)間
4～8 h，污泥清掏周期3 6 0 d；人工濕 地水力停留時(shí)間2 4～3 6 h，水力負(fù)荷 0 . 2～0 . 6 m 3 / m 2 d；生態(tài)渠水力負(fù)荷 0.3～0.6m3/m2 d。
出水水質(zhì)可達(dá)或高于《城鎮(zhèn)污水 處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918－ 2002）的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。
4 管網(wǎng)設(shè)計(jì)與地形高程相結(jié)合
農(nóng)村污水運(yùn)行費(fèi)用均要求低成 本，要求采用無(wú)動(dòng)力設(shè)計(jì)，因此管網(wǎng)設(shè) 計(jì)時(shí)管道的埋深必須嚴(yán)格控制。廣東 省農(nóng)村的地形多數(shù)為丘陵，給污水管 網(wǎng)建設(shè)提供了條件，多數(shù)的房屋相對(duì)整 齊，房屋的兩側(cè)有排水明溝。因此對(duì)廣 東省農(nóng)村污水管的改建主要雨污分建 （建筑單體內(nèi)污水管與雨水管一般分 建，前面已述），通過(guò)改造的形式把現(xiàn) 狀的明溝改造為雨水渠，新增污水收集 管網(wǎng)系統(tǒng)。此方法不但能解決污水對(duì)環(huán) 境的污染，同時(shí)也避免農(nóng)村生活垃圾對(duì) 污水水質(zhì)的影響。從事農(nóng)村污水設(shè)計(jì)幾 年來(lái)，通過(guò)對(duì)農(nóng)村污水管網(wǎng)及城市市政 污水管網(wǎng)在設(shè)計(jì)方面進(jìn)行比較，有下列 幾方面的特點(diǎn)：
（1）管渠的接駁點(diǎn)。農(nóng)村一般無(wú)獨(dú) 立的排污管網(wǎng)，住宅排污管從化糞出來(lái) 后接入室外排水明溝，因此污水管網(wǎng)建 設(shè)必須從住宅的化糞池開(kāi)始，沿街坊排至污水處理站。
（2）排水管線布置原則。生活污水排放 管道應(yīng)根據(jù)農(nóng)村建筑物的布置情況，結(jié)合 排水流向、街坊、地形高程、減少埋深、自 流排出的原則布置。宜沿道路和建筑物周 邊平行布置；主排水管道應(yīng)布置在接支管較 多一側(cè)。
（3）排水管道管材選擇。根據(jù)農(nóng)村污水 流量少、排放不均勻、管網(wǎng)施工困難等特 點(diǎn)，排水支管一般采用U PVC或HDPE排水 管，管徑一般為φ150mm或φ2 0 0mm。主 干管可用混凝土或雙壁波紋管。
（4）排水管道流速及坡度。農(nóng)村生活污 水普遍為流量少，排水不均勻，管道設(shè)計(jì)為 重力非滿流，流速須大于淤積流速0. 6 0m/ s。最小的設(shè)置坡度，φ15 0 m m為0 . 0 0 5， φ200mm為0.004。
（5）窨井及檢查井設(shè)置。生活污水排放 管道在支管接入處，需設(shè)窨井；排水管道線 上隔一段要設(shè)檢查井，以方便維護(hù)疏通。
5 結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)來(lái)說(shuō)，居住分 散，難以建立完備的管網(wǎng)系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)力量薄 弱，缺乏污水處理專(zhuān)業(yè)人員。人工濕地具有 造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用少、低能耗或無(wú)能耗、運(yùn) 行管理簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。此外，小型 分散式污水處理裝置具有布局靈活、施工簡(jiǎn) 單、管理方便、出水水質(zhì)保障等特點(diǎn)，也不失 為解決農(nóng)村分散式污水處理的有效途徑。 人工濕地的污水處理工藝，適合我國(guó) 南方的氣候特點(diǎn)，廣東位于北回歸線北側(cè)， 年平均氣溫為2 0 . 7 ℃，夏季長(zhǎng)，幾乎無(wú)冬 季，濕地的植物一年四季都有綠色，能有 效地吸收有機(jī)物及為有機(jī)物的降解提供氧 料。該處理系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)單，出水水質(zhì) 好，抗沖擊能力強(qiáng)，無(wú)需采用人工曝氣、污 泥回流、混合攪拌等措施，也就不存在大型 的處理機(jī)械和復(fù)雜的操作控制系統(tǒng)，所以 運(yùn)行工作極為簡(jiǎn)單，不需要大量訓(xùn)練有素 的操作管理人員，非常適宜目前我國(guó)農(nóng)村迫 切需要經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、技術(shù)先進(jìn)可靠的 污水處理工藝和技術(shù)。
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