農(nóng)村污水處理技術(shù)研究進(jìn)展

劉文來(lái)

（合肥經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)公用事業(yè)發(fā)展公司 安徽合肥 230601）

引言

十八大首次提出“推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”和“建設(shè)美麗中國(guó)”。指出：建設(shè)生態(tài)文明，是關(guān)系人民福祉、關(guān)乎民族未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)。面對(duì)資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴(yán)峻形勢(shì)，必須樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的生態(tài)文明理念，把生態(tài)文明建設(shè)放在突出地位。在我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)的進(jìn)程中，農(nóng)村建設(shè)越來(lái)越被放在重要得位置上，國(guó)家提倡大力開發(fā)新農(nóng)村，建設(shè)美麗農(nóng)村，提升農(nóng)村生活品質(zhì)，提升人們?nèi)罕姷男腋８小ｋS著人口的增多和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的需要，農(nóng)村生態(tài)環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出，最嚴(yán)峻的問(wèn)題之一就是農(nóng)村污水的處理沒有受到全面的重視和科學(xué)合理的規(guī)劃。農(nóng)村污水排放是當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題，未經(jīng)處理的養(yǎng)殖，農(nóng)產(chǎn)品加工等生產(chǎn)廢水及生活污水隨意排放，嚴(yán)重污染周邊的了池塘，河流，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，發(fā)黑變臭，蚊蟲滋生，病毒傳播，威脅群眾的身體健康。政府在“十三五”規(guī)劃中明確提出：“全面推進(jìn)農(nóng)村人居住環(huán)境整治，加大農(nóng)村污水治理”[1]。農(nóng)村地區(qū)污水排放總量大，成分復(fù)雜，缺少資金和污水處理系統(tǒng)，研究適合農(nóng)村污水特點(diǎn)的處理技術(shù)，對(duì)改善農(nóng)村人居環(huán)境，推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展意義重大。

1 農(nóng)村污水的分類及特征

農(nóng)村污水按照其來(lái)源不同一般分為生活污水和生產(chǎn)污水，農(nóng)村生活污水一般包括廁所排放的污水、廚房污水以及日常洗滌污水[2]；生產(chǎn)污水一般包括畜牧養(yǎng)殖業(yè)污水、農(nóng)產(chǎn)品加工廢水，水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水。除此之外還有垃圾堆放產(chǎn)生的污水和高濁度的雨水徑流，農(nóng)藥化肥污水及零散小企業(yè)排放的污水等幾個(gè)方面，各類污水的比例受地區(qū)分布，居民生活條件狀況、生活習(xí)慣等因素影響而各有不同。

農(nóng)村污水因其廣泛的來(lái)源，分散式的布局，污水中污染物成分復(fù)雜含量低，難收集，水環(huán)境容量小。而且隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，農(nóng)村居民生活水平的提高，生活污水以及各類生產(chǎn)污水的排放量將越來(lái)越多，污水成分也將更加復(fù)雜。我國(guó)農(nóng)村居住環(huán)境和人文風(fēng)俗的差異導(dǎo)致不同農(nóng)村地區(qū)排放的生活污水水質(zhì)差別較大。生活污水中氨氮、溶解態(tài)磷等污染物濃度與居民經(jīng)濟(jì)條件、生活習(xí)慣、作息規(guī)律等密切相關(guān)。[3]例如經(jīng)濟(jì)條件較好、肉類蛋白類食物消費(fèi)比例高的地區(qū)，生活污水中的氨氮濃度較高，同時(shí)洗滌劑的大量使用致使生活污水中溶解態(tài)磷偏高；而經(jīng)濟(jì)條件較差的農(nóng)戶往往反復(fù)用水后再排放，導(dǎo)致化學(xué)需氧量較高，且這些農(nóng)戶一般較少使用衛(wèi)生潔具和洗滌劑，產(chǎn)生的生活污水中氮、磷含量不高。畜牧養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖集中的地區(qū)排放的污水化學(xué)需氧量較高。

2 農(nóng)村污水處理的現(xiàn)狀及必要性

我國(guó)的農(nóng)村人民居住不想城鎮(zhèn)那么集中，農(nóng)村地區(qū)房屋絕大部分都屬于自建房，居住比較分散，缺乏合理的總體布局規(guī)劃。污水收集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施都很匱乏，由于經(jīng)濟(jì)條件限制及人們環(huán)保意識(shí)的缺乏，致使目前農(nóng)村污水的處理率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于城鎮(zhèn)污水的處理率。我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的污水大都直接排入溝渠或者池塘，由于污水直接暴露在自然環(huán)境中，往往會(huì)匯入雨水以及其他的污水等，匯集的污水成分復(fù)雜，污染物種類多，使得農(nóng)村污水的收集處理難度加大。粗放式的排放方式、缺少監(jiān)管以及缺乏污水處理設(shè)施是導(dǎo)致農(nóng)村污水治理困難的重要因素。

農(nóng)村污水的露天徑流和地下滲漏一方面惡化了村民居住環(huán)境，影響村民身體健康，丑化村容村貌；另一方面也極易造成地表及地下水污染，傳播病毒細(xì)菌，對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境造成長(zhǎng)久的惡劣影響。環(huán)境的日益惡化勢(shì)必會(huì)阻礙經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)一直堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展道路，新時(shí)期在建設(shè)美麗農(nóng)村的號(hào)召下，農(nóng)村污水治理成為勢(shì)待解決的問(wèn)題。

3 農(nóng)村污水處理技術(shù)對(duì)比

歐美很多發(fā)達(dá)國(guó)家很早就開始探索農(nóng)村污水處理技術(shù)，我國(guó)正逐步加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，把綠水青山放在金山銀山之前，大約從上個(gè)世紀(jì)80年代以后我國(guó)逐漸開始研究農(nóng)村污水處理技術(shù)。各種形式的污水處理技術(shù)逐漸開始了在我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的探索應(yīng)用。

3.1 厭氧-缺氧-接觸氧化技術(shù)

圖1 厭氧-缺氧-接觸氧化工藝流程

厭氧-缺氧-接觸氧化工藝是將厭氧，缺氧硝化與接觸氧化工藝聯(lián)合起來(lái)，該工藝在處理污水時(shí)具有很好的反硝化和硝化處理效果[4]。污水先進(jìn)入?yún)捬醪壑邪l(fā)生厭氧反硝化反應(yīng)，達(dá)到生物脫磷的目的。接著污水進(jìn)入缺氧槽去除污水里面的氮及病菌，隨后進(jìn)入氧化槽利用前兩步產(chǎn)生的能量加快有機(jī)物的降解，在經(jīng)過(guò)沉淀過(guò)濾和消毒工藝完成整個(gè)污水處理過(guò)程。污水經(jīng)過(guò)厭氧，缺氧過(guò)程，大分子有機(jī)物被微生物代謝轉(zhuǎn)化成小分子有機(jī)物；而后進(jìn)入好氧狀態(tài)將有機(jī)小分子轉(zhuǎn)化成CO2和H2O等物質(zhì)。該技術(shù)對(duì)于COD，BOD，氨氮的去除率效果很好，占地少。但是該技術(shù)工藝復(fù)雜，需要機(jī)械曝氣，后期的運(yùn)行成本高，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

3.2 人工濕地技術(shù)

人工濕地技術(shù)被較早的研究用于農(nóng)村污水的治理，它模擬自然濕地利用人工水生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)多級(jí)生物的稀釋降解作用去除或消減水中污染物的方法。其污水處理機(jī)理是通過(guò)植物的去污機(jī)理，土壤的凈化機(jī)理，微生物與藻類的凈化機(jī)理，以及上述的綜合作用機(jī)理達(dá)到凈化污水的目的。近來(lái)有技術(shù)人員進(jìn)行創(chuàng)新開發(fā)了微電解耦合人工濕地技術(shù)針對(duì)農(nóng)村分散式污水進(jìn)行處理[5]，并且在去磷，去COD上效果良好。CHEN等開發(fā)的一體化人工濕地的對(duì)于去除農(nóng)業(yè)活動(dòng)和養(yǎng)殖產(chǎn)生的抗生素和抗生素抗性基因具有明顯的效果[6]。人工濕地技術(shù)技術(shù)地域適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)成本低，處理效果優(yōu)良，穩(wěn)定，但人工濕地占地面積大，受氣候影響較大，該技術(shù)較適合于土地資源充足、距離城市污水管網(wǎng)遠(yuǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展薄弱的農(nóng)村地區(qū)。

3.3 穩(wěn)定塘處理技術(shù)

穩(wěn)定塘是將天然池塘或人工池塘進(jìn)行相應(yīng)修整，并設(shè)置好圍堤和防滲層，利用天然凈化能力對(duì)污水進(jìn)行處理，通過(guò)塘中的水生生物和菌藻綜合作用降解水中污染物，達(dá)到凈化污水的目的。在國(guó)內(nèi)外穩(wěn)定塘常見的有好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘、深度處理塘、水生植物塘、生態(tài)塘和完全存儲(chǔ)塘等，在實(shí)際使用時(shí)常常將幾種塘結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)污水處理和資源利用。該技術(shù)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低，設(shè)備簡(jiǎn)單，一般不需要處理污泥，可實(shí)現(xiàn)污水資源化，但處理效率較低，并且有臭氣散出。農(nóng)村地區(qū)可結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦危?jīng)濟(jì)狀況等進(jìn)行選擇。

3.4 組合處理技術(shù)

農(nóng)村污水的一大特點(diǎn)就是污水成分復(fù)雜，由于缺乏統(tǒng)一的管理往往生活污水和生產(chǎn)廢水混合在一起，且不同的農(nóng)村地區(qū)生活習(xí)慣和生產(chǎn)狀況千差萬(wàn)別，單一的污水處理技術(shù)難以達(dá)到滿意的效果，在選擇污水處理技術(shù)上往往多樣化，將幾種技術(shù)串聯(lián)起來(lái)聯(lián)用，綜合它們各自的優(yōu)勢(shì)，降低運(yùn)行費(fèi)用、減小能耗，提高污水處理效能。組合技術(shù)將在農(nóng)村污水處理中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。例如厭氧發(fā)酵濾池組合人工濕地技術(shù)，出水COD、氨氮、總氮、總磷含量達(dá)到了國(guó)家污水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)[7]。又有采用新型生物濾池—人工濕地—穩(wěn)定塘組合技術(shù)治理農(nóng)村污水，COD、氨氮、總氮、總磷的處理效果良好[8]。“跌水充氧接觸氧化+人工濕地”生物-生態(tài)組合工藝用于山地、丘陵地區(qū)農(nóng)村生活污水處理，COD、BOD5、氨氮、總氮、總磷平均去除率都在80%以上，并且系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)[9]。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視，農(nóng)村污水處理技術(shù)和工藝不斷被研究開發(fā)，但只有因地制宜的污水處理技術(shù)才能真正有效的治理農(nóng)村水污染。各地在選則污水處理技術(shù)時(shí)，還應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，地形地貌，經(jīng)濟(jì)實(shí)力等因素，建立具有當(dāng)?shù)靥厣奈鬯幚硐到y(tǒng)。政府還應(yīng)盡快建立明確的農(nóng)村污水排放標(biāo)準(zhǔn)，完善農(nóng)村污水排放管理制度，鼓勵(lì)污水處理技術(shù)、設(shè)備的創(chuàng)新。隨著科技的不斷發(fā)展，新興的污水處理技術(shù)將會(huì)大力用于美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。