一、農(nóng)村生活污水特點

1、高分散性，難于統(tǒng)一收集。我國幅員遼闊，加上農(nóng)村地形復(fù)雜、經(jīng)濟發(fā)展程度低的影響，污水無法利用市政管網(wǎng)統(tǒng)一收集，農(nóng)戶一般直接將其排放到房外溝渠或潑灑到地面。

2、水量小，水量波動大。由于農(nóng)村分散，常駐人口不多，相應(yīng)產(chǎn)生的生活污水也很少，但每天居民的用水習(xí)慣基本相似，在早、中、晚各有一個用水高峰期，其他時間用水很少，用水量日變化系數(shù)一般為1.9～2.5。季節(jié)特征明顯，夏季排放量比冬季大。

3、有機物濃度偏高。生活污水中含有COD、氮、磷等元素，可生化性強，COD平均最高濃度可達到500mg/L。但生活污水中不含重金屬元素等有害物質(zhì)，利于運用生物處理技術(shù)。

4、水質(zhì)、水量地區(qū)性差異大。由于我國農(nóng)村各個區(qū)域的發(fā)展程度、地形氣候、個人習(xí)慣各不相同，使得農(nóng)村生活污水在每個地方的水量、水質(zhì)各不相同。

二、農(nóng)村生活污水來源

1、廚房污水。廚房污水是農(nóng)村生活污水中有機物的主要來源，排放量占生活污水總量的20%。

2、洗滌污水。洗滌污水占生活污水總量的50%以上，含大量的氨氮、磷等元素，是造成農(nóng)村水體富營養(yǎng)化的主要原因。

3、廁所污水。廁所污水是農(nóng)村生活污水中氮、磷、COD、細菌、病毒的主要貢獻者。

農(nóng)村生活污水處理技術(shù)

一、生物處理技術(shù)

1、生物接觸氧化法

原理：利用外界曝氣的條件，既能讓污水和附著在填料表面的微生物所形成的生物膜充分接觸，又能使好氧微生物分解水中有機物，從而達到凈化的目的。

優(yōu)缺點：出水水質(zhì)好、占地面積小、耐沖擊、適應(yīng)性強、沒有污泥膨脹問題，運行管理方便。但存在填料容易堵塞、坍塌、需要鼓風(fēng)曝氣設(shè)備、基建投資和運轉(zhuǎn)費用偏高的缺點。

2、生物濾池法

原理：以碎石、塑料為濾料，將污水從濾料上面均勻流下，使濾料表面形成微生物膜，利用微生物膜對有機物的分解作用，達到污水凈化的目的。

優(yōu)缺點：運用時無需沉淀池、節(jié)省占地、抗沖擊性強、運行成本低。為避免運行過程中的曝氣工序增加運行成本，目前多采用自然通風(fēng)生物滴濾池。

如將生物滴濾池與人工濕地結(jié)合使用處理農(nóng)村生活污水時，CODcr、NH4－N、TN、TP的平均去除率分別可達到92．53%、99．55%、62．26%、63．82%，出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準，效果較好。

但該法存在蚊蠅滋生、處理效率低、填料容易堵塞、反沖洗耗能的缺點。

3、蚯蚓生物濾池技術(shù)。

在生物處理系統(tǒng)中創(chuàng)新地引入了蚯蚓。

由于蚯蚓的存在，填料中微生物種類更多，蚯蚓和微生物二者可互相協(xié)同，降解有機物，處理效果更好。同時，由于蚯蚓在土壤中的穿梭覓食，解決了傳統(tǒng)濾池易堵塞、生物膜更新的問題。

但該法為了滿足蚯蚓生長要求，對環(huán)境濕度、溫度要求嚴格，而且水力負荷較低。

4、厭氧沼氣池技術(shù)。

目前，厭氧沼氣池在我國農(nóng)村應(yīng)用較為廣泛，它利用微生物的厭氧發(fā)酵，將污水中的有機物變?yōu)檎託?，同時分解污水中的有機物，從而達到凈化的目的。

優(yōu)缺點：運行費用低，出水可用于農(nóng)田灌溉，既可埋入地下，又可產(chǎn)生能源，資源利用率高?？蓱?yīng)用于一家一戶或聯(lián)戶農(nóng)村污水的初級處理。對于養(yǎng)殖一定數(shù)量家禽的用戶，可再次對沼渣、沼液進行利用，但其出水有惡臭味。

5、一體化污水處理技術(shù)。

借鑒日本推行“凈化槽”的經(jīng)驗，我國在處理農(nóng)村生活污水方面也推行了一體化污水處理技術(shù)，它可埋置于地下或安裝于地上，將傳統(tǒng)生物處理工藝的反應(yīng)、沉淀、污泥回流集中于一個反應(yīng)器中，可實現(xiàn)污水就地處理。

優(yōu)缺點：它集抗沖擊性強、能耗低、維護管理簡便、見效快等優(yōu)點為一體。但存在工程施工要求較高、處理水量不宜過大的缺點。適用于急需解決農(nóng)村生活污水污染問題且土地和水資源較少的地區(qū)。

二、生態(tài)處理技術(shù)

1、人工濕地

人工濕地是將污水投配到生長有蘆葦、香蒲等特定植物的土地上，利用填料的過濾、吸附作用和植物的吸收、微生物的分解作用，去除水中的有機物。

優(yōu)缺點：人工濕地系統(tǒng)具有出水水質(zhì)好，投資、運行費用低，抗沖擊性強、處理效果穩(wěn)定，生態(tài)效益顯著等優(yōu)點。

但其占地大，脫氮、除磷效率低，并且處理效果受氣溫和植物生長季節(jié)的影響。尤其是在寒冷地區(qū)的冬季，低溫可能導(dǎo)致人工濕地微生物活性降低、植物休眠死亡、濕地處理效率大幅下降甚至濕地凍結(jié)無法運行。

適用于資金少、技術(shù)人才缺乏、有大量土地可供利用的南方農(nóng)村地區(qū)。

2、土壤滲濾

原理：土壤滲濾系統(tǒng)屬于土地處理的一種，其工作原理是將水解池中經(jīng)過預(yù)處理的污水，由滲濾溝有控制地通入到已設(shè)計好的滲濾田，利用土壤的滲濾和毛細作用，使污水向各個地方流動，利用土壤、微生物、植物的過濾、吸附、分解作用去除有機物。

優(yōu)缺點：地下滲濾系統(tǒng)工程簡單、管理簡便、運行費用低、處理效果穩(wěn)定、水質(zhì)好，但存在占地面積大、土壤易堵塞的缺點。

而且如果設(shè)計不周，在運行過程中會出現(xiàn)污染周邊地下水源的情況。

目前，土地滲濾技術(shù)在國內(nèi)已有運用。如上海市寶山區(qū)羅店鎮(zhèn)張墅村采用了土壤滲濾系統(tǒng)處理生活污水，出水可達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)一級B標準，且整個處理系統(tǒng)建造成本低，基本免維護。

3、穩(wěn)定塘

穩(wěn)定塘是將污水在塘內(nèi)滯留較長時間，依靠菌藻、微生物的各種代謝活動，使污水進行生物處理的一種污水處理技術(shù)。

優(yōu)缺點：穩(wěn)定塘充分利用地形，且有基建費用低、運行管理成本低、能夠?qū)崿F(xiàn)污水資源化、美化環(huán)境的優(yōu)點。但該法占地面積大，易產(chǎn)生臭味、滋生蚊蠅，污水處理效果受季節(jié)、氣溫、自然因素影響較大，處理效果不夠穩(wěn)定。

該法適用于有水溝或池塘、土地面積相對豐富的農(nóng)村地區(qū)。

國內(nèi)目前應(yīng)用較廣泛的穩(wěn)定塘是在太湖地區(qū)的高效藻類氧化塘，其對COD的平均去除率可達70%；氨氮主要通過硝化作用去除，去除率高于90%；磷酸鹽主要通過沉淀作用去除，去除率為50%。

三、生物－生態(tài)系統(tǒng)集成處理技術(shù)

由于目前單一的生物技術(shù)需要復(fù)雜管理，單一的生態(tài)處理技術(shù)對環(huán)境的依賴性又強，二者都存在一定的局限性，可能導(dǎo)致出水達不到規(guī)范標準。

因此，我國小部分農(nóng)村地區(qū)也采用了創(chuàng)新型的生物－生態(tài)組合工藝來處理農(nóng)村生活污水問題。

例如，在江蘇農(nóng)村地區(qū)采用的厭氧/跌水充氧接觸氧化/水生蔬菜型人工濕地組合工藝，其對COD、NH4－N、TN、TP的去除率分別高達68．15%、68．15%、69．50%、86．30%，處理效果較好且穩(wěn)定。但該法要求技術(shù)創(chuàng)新條件較高。

農(nóng)村污水處理面臨的問題

單看上面我國農(nóng)村生活污水處理單元技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展的很成熟了，但是由于每個單元技術(shù)都有各自的缺陷、適用范圍，所以必須因地制宜地選取農(nóng)村生活污水處理技術(shù)?，F(xiàn)在我們?nèi)狈Φ氖窍到y(tǒng)集成創(chuàng)新。

我國農(nóng)村生活污水處理所面臨的問題主要有如下幾點：

1、建不起、用不起農(nóng)村污水處理設(shè)施。

由于村鎮(zhèn)經(jīng)濟水平低，有的鎮(zhèn)財政資金短缺，導(dǎo)致農(nóng)村地區(qū)買不起設(shè)備，或者已建成但沒有經(jīng)濟條件維護污水處理廠的日常運營費用，只能擱置。

2、運行操作復(fù)雜，缺乏專業(yè)技術(shù)人員管理。

許多農(nóng)村污水處理設(shè)備運行步驟復(fù)雜，需要專業(yè)技術(shù)人員才能操作。但由于農(nóng)村的經(jīng)濟、地理等外部條件所限，許多技術(shù)人員不愿到農(nóng)村污水處理廠(站)工作，導(dǎo)致污水處理設(shè)備閑置。

3、污水處理廠(站)設(shè)計規(guī)模、管網(wǎng)鋪設(shè)長度過大。

我國在設(shè)計農(nóng)村污水處理設(shè)施時，照搬城市處理的經(jīng)驗，對污水處理量上的設(shè)計過大，而由于農(nóng)村地區(qū)常駐人口少，產(chǎn)生污水較少，達不到污水處理設(shè)備的設(shè)計值，導(dǎo)致污水處理站只能低負荷運行或間歇性運行。同時，由于設(shè)計的污水處理站規(guī)模過大，導(dǎo)致市政污水管網(wǎng)的鋪設(shè)長度也過大，基建投資費用偏高。

4、未做到因地制宜。

某些地方政府在建設(shè)污水處理項目時施行“一刀切”政策，即在該地區(qū)統(tǒng)一施行一種污水處理技術(shù)。但該地區(qū)農(nóng)村分散，每個農(nóng)村各自的地形等條件又不一樣，導(dǎo)致有的地方根本不適合建這種污水處理設(shè)施，所以所建的污水處理廠(站)也就達不到預(yù)計效果了。

5、農(nóng)村管網(wǎng)建設(shè)薄弱。

許多農(nóng)村地區(qū)由于地形復(fù)雜、財政資金少，沒有健全的污水排水管網(wǎng)系統(tǒng)，導(dǎo)致許多農(nóng)戶居民室內(nèi)無污水管道，無法外排，這也使得所建成的污水處理設(shè)施沒法使用。

6、居民對污水處理項目的質(zhì)疑。

當一個村想要眾籌購買污水處理設(shè)備或收取農(nóng)村生活污水處理費用時，村民由于缺乏環(huán)保意識，對所收取的污水處理項目資金的使用產(chǎn)生質(zhì)疑，不支持、不擁護政府的決策。

兩個層面上的對策

一、針對農(nóng)村污水所面臨的問題上的對策

以目前我國農(nóng)村的發(fā)展現(xiàn)狀和前景來看，經(jīng)濟水平落后、管理人員缺乏、操作管理困難仍是阻礙農(nóng)村生活污水處理的三大屏障。

因此，今后的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)勢必要研發(fā)出具有基建費用低、操作運行和維護簡單、運行成本低廉、裝置便于安裝等一系列優(yōu)勢的處理工藝。

針對以上問題給出下列對策：

1、開發(fā)新工藝，降低污水處理設(shè)備建造、運行費用

對于建不起、用不起農(nóng)村污水設(shè)施的問題，其主要原因還是水處理設(shè)備建造、運行費用太高。所以應(yīng)鼓勵科技創(chuàng)新，開發(fā)新型污水處理工藝，在保證出水效果的同時，還能大幅降低建造、運行費用。

2、推行操作、管理簡單工藝

對于運行所需操作復(fù)雜、缺乏專業(yè)技術(shù)人員管理的問題，其根本原因還是工藝過于復(fù)雜。所以政府應(yīng)多提倡運用無需專人管理或只需簡單操作的小型智能污水處理技術(shù)。

3、將水處理裝置“設(shè)備化”

由于農(nóng)村污水處理裝置在安裝中經(jīng)常出現(xiàn)工期時間長、施工慢的問題，建議推行水處理裝置設(shè)備化，以設(shè)備的形式實現(xiàn)污水處理，加快建造速度，縮短施工工期。

4、完善農(nóng)村生活污水處理規(guī)范

針對我國農(nóng)村污水處理廠(站)設(shè)計規(guī)模過大的問題，應(yīng)結(jié)合農(nóng)村實際情況，盡快編制、完善農(nóng)村污水處理相關(guān)規(guī)范，為以后的設(shè)計做出規(guī)范性指導(dǎo)，避免在設(shè)計時出現(xiàn)無標準可依、規(guī)模不合適的問題。

二、工藝上的對策

針對農(nóng)村生活污水特點與存在的問題，以現(xiàn)有的技術(shù)及應(yīng)用成果為基礎(chǔ)，提出能夠快速應(yīng)用并推廣的微動力、易管理的新型農(nóng)村生活污水處理工藝技術(shù)和設(shè)備裝置，具體可列為以下3套技術(shù)方案。

1、C－CBR 一體化生物反應(yīng)工藝

C－CBR(Continuous－flowContinuousBiochemicalＲeactor)即連續(xù)流連續(xù)生化反應(yīng)器，C－CBR工藝是基于倒置A2/O工藝的一體化活性污泥法裝置。

經(jīng)格柵、沉砂池處理后的污水由進水管進入?yún)捬鯀^(qū)，多點進水。內(nèi)循環(huán)經(jīng)水泵與射流器的組合將污水由厭氧區(qū)吸至好氧區(qū)，在聚磷菌的作用下完成生物除磷；

富含硝酸根離子的硝化液由好氧區(qū)重力回流至缺氧區(qū)，并通過氨化－硝化－反硝化過程實現(xiàn)生物脫氮。

缺氧區(qū)的污水重力自流至厭氧區(qū)，從而達到缺氧－厭氧－好氧不斷循環(huán)的目的，實現(xiàn)生化反應(yīng)的連續(xù)進行，從而達到高效的脫氮除磷效果。沉淀區(qū)產(chǎn)生的污泥部分回流至好氧區(qū)，部分外排，出水經(jīng)溢流堰由出水管排出。

C－CBR 一體化生物反應(yīng)工藝示意圖

1）該工藝為一體化活性污泥法裝置，理論基礎(chǔ)為A/A/O工藝。通過一臺水泵實現(xiàn)混合液回流、曝氣充氧和混合攪拌等功能。

2）設(shè)計總水力停留時間為15.5h，其中好氧區(qū)停留時間為9.3h，缺氧區(qū)停留時間為2.4h，厭氧區(qū)停留時間為1.3h，沉淀區(qū)停留時間為2.5h；

經(jīng)過污泥培養(yǎng)后的試驗裝置在穩(wěn)定運行期，COD、NH4－N、TN、TP的平均出水濃度分別為57.2、15.9、27.1、1.7mg/L，平均去除率為74.3%、53..8%、50.1%、60.3%，運行費用為0.55元/t，試驗裝置對COD及TP有較好的去除效果。

2、強化通風(fēng)分級跌水充氧生物過濾器

強化通風(fēng)分級跌水充氧生物過濾器的主體工藝為具有生物脫氮功能的A/O工藝。

A池為水解調(diào)節(jié)池，內(nèi)置彈性填料，具有均衡水質(zhì)和反硝化功能。A段末端設(shè)置污水提升泵，經(jīng)水射器充氧將污水提升至生物過濾器。

O池為強化通風(fēng)分級跌水充氧生物過濾器，污水經(jīng)內(nèi)部兩級跌水板以及通風(fēng)管拔風(fēng)充氧進入填料區(qū)進行生物處理，實現(xiàn)硝化反應(yīng)和泥水分離。出水流入出水槽，部分回流至調(diào)節(jié)池進水口，部分外排。

強化通風(fēng)分級跌水充氧生物過濾裝置的示意圖如圖所示。

強化通風(fēng)分級跌水充氧生物過濾裝置示意圖

1）該工藝通過射流器、強化通風(fēng)分級跌水實現(xiàn)兩次充氧，布水均勻且充氧效率高，克服了傳統(tǒng)生物濾池處理效率低、滋生蚊蠅、易堵塞等缺點；

2）整套污水處理裝置耗電設(shè)備僅為一臺潛污泵，每噸水的處理費用低于0.5元；

3）操作簡單、管理方便，無需污泥回流，無需專人值守，運行管理簡便；

4）基建費用低、施工周期短，適合遠離市政管網(wǎng)的村鎮(zhèn)生活污水處理，滿足當前節(jié)約型農(nóng)村生活污水處理的要求。

3、接觸氧化跌水充氧污水處理工藝

整體工藝采用A/O工藝，原水經(jīng)人工格柵后進入水解調(diào)節(jié)池，經(jīng)均衡水質(zhì)和反硝化后，泵提升至配水井，配水井之前設(shè)置射流器實現(xiàn)第1次充氧。

配水井把來水均勻配送至跌水充氧接觸氧化池，接觸氧化池分五級跌水，實現(xiàn)第2次充氧。

然后經(jīng)出水槽實現(xiàn)出水和回流水分離，回流水重力回流至格柵池，出水重力流入中水池。最終處理的出水可用作農(nóng)田灌溉。脫落生物膜少，污泥采用干化處理，無需脫水設(shè)備。

接觸氧化跌水充氧污水處理工藝示意圖

該工藝運轉(zhuǎn)設(shè)備僅為1臺水泵，充氧方式為射流器充氧和跌水充氧，省卻傳統(tǒng)的鼓風(fēng)曝氣設(shè)備，具有以下3個顯著特點：

1）運行費用低廉;

2）操作管理簡單;

3）安裝施工便捷。

目前，農(nóng)村已成為我國環(huán)境整治的新陣地。必須根據(jù)村莊所處的地形地貌、排水特點、人口規(guī)模，結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟承受能力，采用適宜的農(nóng)村生活污水收集、處理方法進行農(nóng)村生活污水處理。

只有因地制宜，選擇建設(shè)運行費用低、管理操作方便的設(shè)備裝置，才能做到“建得起、用得起、管得好、用得好”。