農村生活污水水質特征與處理技術

鄧臘

摘要 主要介紹了我國農村生活污水的來源和特點，概述了此種污水對于自然環境的危害，并且對農村生活污水處理的可行工藝方法做了較全面的總結，最后提出了“厭氧池+人工濕地+氧化塘”的組合工藝用于處理農村生活污水。通過厭氧處理將大部分的有機污染物去除，同時還能提高污水的可生化性，使得后續處理更加容易；人工濕地可以通過植物和微生物的生化降解以及泥石等物理過濾的作用去除部分污染物；針對農村地區，氧化塘是比較適合的一種最終處理單元，可進一步降低有機物和氨氮、總磷的含量，使出水穩定達標排放。

關鍵詞 農村生活污水；來源；水質特征；處理技術

中圖分類號 X703 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）17-0243-02

隨著中國社會經濟的高速發展，人們的生活水平在不斷提高，然而生活環境卻變得越來越差了，特別是水環境的污染相當嚴重。當人們一直在采用新的技術和工藝來處理城市生活污水和工業廢水時卻疏忽了農村生活污水的污染性。在水資源逐漸減少而污染物排放不斷加重的情況下，農村生活污水的污染已然成為了一大問題。農村地區的污水處理主要面臨兩大問題，一是居民環保意識差，二是農村經濟實力薄弱。相比城市生活污水而言農村生活污水排水缺乏專門的管網來收集，也沒有專門的污水處理站，基本上是隨地潑倒，隨著水溝流入當地的河流當中。目前，農村生活污水造成的污染已經威脅到農村水源地的水資源安全，如果不加以處理將會嚴重影響農村人畜的生存發展和農田地的灌溉[1-3]。

1 農村生活污水來源和水質特征

農村生活污水主要來自廚房排水、廁所排水和洗浴排水，生活污水的來源并不復雜，只是居民生活范圍廣，排放后污水屬于面源污染，難以集中處置處理。由于農村生活污水污染物里有機物占大多數，且氨氮含量較高，B/C值較高，較少或不含有重金屬污染物，因此不會存在微生物被毒害的結果，所以可用生化方法加以處理。但是因為農村居民生活用水不規律，因此農村生活污水變化系數很大，通常為3.0～5.0，且呈間歇性排放。具體的污水水質可以參照某村生活污水水質值（表1）。

2 農村生活污水處理技術

農村污水處理工藝選擇原則上采用無動力或少動力、無管網或少管網、低運行成本的處理技術，從工藝原理上通常可歸為2類。一種是自然處理系統，自然處理是利用自然界已存在的土壤、巖石、動植物、微生物等與污水之間的作用來處理污水。具體來說主要是利用土壤巖石的過濾滲透作用、動植物的食用降解以及吸附作用、微生物的新陳代謝作用等來處理污染物。自然生態系統應用到實際工程中的具體有穩定塘系統、土地處理系統、人工濕地系統等。另一種則是生物處理系統，生物處理系統是將微生物的作用單獨提取出來并且加強其處理程度的系統。其中有高負荷的厭氧生物處理系統和較低負荷的好氧生物處理系統。好氧生物處理系統是利用好氧菌種在氧氣充足的條件下良性生長，在污水中不斷新陳代謝，更新換代，從而不斷消耗污染物，達到凈水的目的。常用的好氧生物處理單元有氧化溝、SBR法、生物裝盤等。而厭氧生物處理系統則是利用厭氧或缺氧菌種在各自適宜的生活條件下通過新陳代謝作用將有機污染物轉化為無機小分子的過程。常用的厭氧處理方法有UASB（上流式厭氧污泥床反應器）、沼氣池、厭氧生物濾池等[4-6]。

2.1 穩定塘處理技術

穩定塘即氧化塘，是一種天然的或經過一定人工改造的污水凈化系統。污水在塘內經過較長時間的停留和存儲，通過微生物（細菌、真菌、藻類、原生動物等）的新陳代謝作用，并且伴隨著一些動植物的吸附、吸收作用和一些泥石的過濾作用從而將污染物吸收轉化為小分子物質，污染物得到降解。穩定塘按塘水中微生物優勢群體和塘水的溶解氧狀況可分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘和曝氣塘。此次介紹氧化塘技術，此技術占地面積較大，但無需能源投入，管理維護要求低，適宜在農村地區使用。

氧化塘技術的優點：處理效果好，出水優于二級生物處理的出水；處理量大，有較強的對抗沖擊負荷能力，不用投加能源，管理維護要求低，基本無運行成本，成本少；能養殖魚類等動物，能產生一定的經濟效益，并且可以種植一些景觀植物，美化環境[7]。

氧化塘技術的缺點：占地面積較大；水力停留時間較長，針對大排量的廢水較難處理；處理狀況較差時易產生二次環境污染。

2.2 生態溝技術

生態溝即以水生植物和微生物以及溝內其他沉淀物組成的生態系統。污水在生態溝內流動時可以通過植物的吸收和吸附作用、微生物的新陳代謝作用、沉淀物的吸附轉化作用等，進而逐漸降低濃度。COD和氨氮、總磷等指標都得到相應的減少。這種長溝渠的處理方法水力停留時間長，污染物能夠得到充分的處理。

2.3 跌水充氧技術

跌水充氧技術是利用地勢差或用提升泵將污水提升上去，使污水能形成一個勢能，通過跌落的過程，從而形成水幕和水滴讓其自然充氧，而無需曝氣裝置，在降低有機物的同時，也會去除氮、磷等其他污染物。

跌水充氧技術的優點如下：跌水充氧系統相對其他鼓風曝氣系統，操作流程少，設備簡單；對于跌水充氧來說，設計方面可以因地制宜，將山地丘陵等復雜的地勢劣勢轉化為優勢，利用地勢高差來進行跌水充氧，從而減少土石方的開挖和運輸、填埋等工程量，同時，因為不需要曝氣和攪拌，電能消耗也大大降低。

2.4 人工濕地技術

人工濕地是由人工建造和管理控制工程化的濕地，將污水、污泥有控制地投配到經人工建造的濕地上。濕地處理是利用低洼濕地和沼澤地處理污水的方法。污水在經過人工濕地時，不斷地通過植物、動物、微生物以及泥石等的綜合效應而逐漸降低濃度，污染物逐漸得到轉化降解。

人工濕地里主要有3種組成成分即填料、植物和微生物。人工濕地內的填料又稱基質，主要是一些砂石、碎瓦片和灰渣等。填料主要為植物生長提供介質，同時還有過濾、吸附等作用去除部分污染物。濕地中的植物包括挺水、沉水和浮水植物3種，植物能固定濕地基質，防止淤泥堵塞等，除此之外，植物還能通過吸附作用去除污水中的一些重金屬離子，凈水能力相當可觀。植物通常要求處理性能好、成活率高、抗水能力強，并且能有一定實用價值和美學價值。微生物則是濕地中不可缺少的部分，在處理污水之前，濕地中的微生物種類與自然中的水塘、沼澤地中的微生物相似，但處理過一段時間污水之后，某些以污水為“食物”的菌種逐漸成為優勢菌種，并且逐漸成為處理污染物的主力菌種。人工濕地系統去除污染物的機理很多，包括物理沉降、過濾，化學沉淀、吸附、分解以及微生物代謝和植物代謝吸收等作用。不僅能去除大部分有機污染物，而且能吸收富集重金屬元素，脫氮除磷，吸附無機顆粒，凈化水質效果相當明顯。endprint

人工濕地技術具有以下優點：人工濕地系統最大的特點是建設簡單、運行耗費低，且具有處理效果好、投資低、能耗低，設備維護簡單，技術簡單，處理量靈活等優點；人工濕地技術不僅可以有效而經濟地凈化水質，而且能利用廢水中的營養物質和水間接提供其他效益，可飼養水產農產，節省能源，也可提供野生動物棲息地，綠化并改善環境，建立良好的生態環境；對于處理農村的小流量間歇性排放的污水更為適宜，可緩沖對水力和污染負荷的沖擊。缺點：受季節和病蟲害影響，凈化能力受作物生長成熟程度的影響大，對惡劣氣候抵御能力弱。

2.5 活性污泥法

活性污泥法工藝是一種廣泛應用而高效的傳統污水生物處理方法。活性污泥法主要通過污泥即細菌等微生物的新陳代謝作用，將污染物轉化為自身細胞生長物質并降解為二氧化碳、水等小分子無機物。從而能從污水中去除溶解的和膠體的可生物降解有機物，或其他一些懸浮固體物質等。活性污泥法目前發展的形式有如下幾種技術：推流式曝氣法、延時曝氣法、完全混合法、氧化溝、SBR法、AB法等各種技術，目前這些技術在城市生活污水處理甚至一些工業廢水處理中都派上了用場，因此可以嘗試將其引用到農村生活污水處理中去。

活性污泥法系統運行的影響因素主要有溫度、污水進水水質、曝氣量和污泥濃度等。主要需注意的問題為污泥膨脹，污泥膨脹主要表現為絲狀菌的膨脹，此問題可能會導致系統癱瘓。活性污泥法系統運行狀況可以通過以下幾點來評價。觀察生物相的生存情況，利用顯微鏡等觀察系統中存在的細菌、真菌和一些原生動物的種類、數量和代謝活動等狀況；混合液懸浮固體濃度（MLSS）、混合液揮發性懸浮固體濃度（MLVSS），工程中常以MLSS作為評價活性污泥量的指標；SV和SVI值判斷污泥沉降性能和污泥濃縮性能，SV即污泥沉降比，是指曝氣池混合液靜止30 min后沉淀污泥的體積分數，SVI即污泥體積指數，是指曝氣池混合液沉淀30 min后，每單位質量干污泥形成的濕污泥的體積。活性污泥法是最基本的微生物處理方法之一，其處理效果好，運行管理較方便，且投資較少，因此而被廣泛使用。

2.6 生物接觸氧化法

生物接觸氧化法又稱浸沒式曝氣生物濾池，是經過一些科研工作者在生物濾池的基礎上加以改造發展而形成的。生物接觸氧化池是在池體內設置填料，底部設置布氣系統，布水系統處于上下都有。經過掛膜啟動，填料上附著很多微生物，形成生物膜，污水在池體內與生物膜接觸，不斷進行吸附交換，污染物得到降解去除，生物膜脫落更新換代，繼續處理污水，脫落的生物膜則會隨著水流進入沉淀池中去除掉。底部曝氣系統不斷提供微生物生長代謝所需的氧氣，并且加大水體的湍流程度，從而起到攪拌作用，加大污水與生物膜的接觸。

生物接觸氧化法具有以下特點：凈化效率高，處理效果好；停留時間較小，工程使用較多；有較強的抗沖擊負荷能力；沒有太多的能源投入，投資較少；掛膜簡單方便，啟動時間短；污泥產量少，無需污泥回流，也不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便。

3 “厭氧池+人工濕地+氧化塘”組合工藝

通過對上述處理技術的研究，筆者歸納總結出了一套“厭氧池+人工濕地+氧化塘”的組合工藝，此工藝處理生活污水具有如下優點：工藝考慮到農村用地較方便，因此用此方法較合理；工藝充分考慮了農村管理難度較大，因此選擇管理簡便、運行方便的處理單元；工藝基本上無需外加能源，處理成本低，設備和投資少；出水水質較好，可穩定達標，出水可用于農田灌溉等；處理系統可種植一些景觀植物，形成觀賞性較強的自然景觀。此組合工藝適用于我國大多數欠發達的農村地區，出水能穩定達標，對于農村環境綜合整治有很好的借鑒作用，可供參考。

4 結語

我國地大物博，農村人口占大多數，農村污水問題需得到很大的重視。在處理農村污水問題時要做好當地水質水量的調查，要根據每個地方的實際情況選擇合適的處理方法，不能千篇一律，本文中所提的方法只能提供一個參考。考慮農村經濟條件，需要開發高負荷、低能耗的處理設備，當然在探索新的處理技術和方法的同時要不斷提高農村人口的環保意識。農村污水處理的道路還很漫長，需要更多時間和精力的投入。

5 參考文獻

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