探索農村污水治理 促進美麗鄉村建設

胡蓉 黃煒

摘 要：國外獨立屋污水處理系統操作簡單，維護成本低，占地面積小，對我國農村的污水治理有較大的應用推廣價值。本文詳細介紹了國外獨立屋污水處理系統的結構和維護措施，以期對我國農村污水分散式處理技術提供借鑒。

關鍵詞：農村生活污水;污水處理系統;化糞池;滲濾場

一、農村生活污水特征

生態環境部、住房和城鄉建設部，在2018年9月聯合印發了《關于加快制定地方農村生活污水處理排放標準的通知》，標志著國家對農村生活污水處理有了明確的要求。目前在我國農村地區中，污水治理對于如何解決農村整體環境問題尤為重要。我國農村大部分地區居住分散，地廣人稀，一般農村生活污水量低于城鎮。農村生活污水包括洗滌、沖廁、廚房等。根據研究統計，農村污水中富含有機物、氮磷，可生化性好，但是城鄉排水水質差異很大，不同地區用水量不同，所以排放系數也不統一[1]。由于經濟、政策以及環保意識的因素，國內農村污水處理還處在初級階段。農村污水處理應考慮技術的實用性和工藝流程的簡易性。目前，常用的技術手段有生物處理技術、生態處理技術以及物化處理技術。國外許多國家農村污水治理發展多年，積累了很多經驗和成熟的技術手段。例如，本篇文章里介紹的國外獨立屋污水處理系統，與我國農村人口數量和房屋分布現狀相似。因此，對我國農村污水的分散式處理具有很好地借鑒意義。

二、國外就地污水處理系統的組成

常見的污水系統是由化糞池（septic tank）和瀝濾場（leaching bed）組成（圖1），將房屋內所有的污水（來自馬桶、淋浴、水池、洗碗機、洗衣機等），處理到安全的水平，最后釋放到地下水體系里。

1.化糞池

化糞池的功用是把污水的液體部分和固體部分相分離，一定程度上化解污水中的有機物。化糞池是一個埋在地下的水密容器，以前的化糞池是由鋼和木頭做成，但是很容易生銹和腐爛。所以現在加以改進，由水泥、聚乙烯和玻璃纖維制造而成。化糞池的體積取決于房屋的大小、房間的數量、水的用途和用量。根據所居住的省份而定，體積從1800L到3600L，有些化糞池會分成兩個單元。

房屋里的水排入化糞池后，水流速度變緩，密度高的固體部分沉淀到化糞池底部，密度小的物質漂浮在上層。沉積在底部的固體部分稱作污泥（sludge），質量較輕的浮油和脂肪形成一層表面物質，稱作浮渣（scum）。污水中的厭氧細菌對水里一部分有機物進行消化。經過凈化的污水，隨著更多污水的注入而被排出化糞池，流進瀝濾場，作進一步的凈化。

2.瀝濾場

瀝濾場通常是一個由多條穿孔的塑料運送管道構成的網絡，鋪設在砂礫建成的壕溝里，覆蓋在一層特殊土地之上。國外多數省份規定，這層特殊土壤必須離地下水位，至少有0.7到1.2m的距離，并且要有一定程度的滲透性。在我國農村，這層特殊的深層土壤距地表，大約有30-50cm。瀝濾場管道過去是用粘土瓦磚制成，現在是由塑料空腔代替砂礫壕溝來放置管道。瀝濾場具體的尺寸、設計、和布局都由所在省份的規章制度來決定，更取決于污水水量、土壤的滲透能力以及離地下水位的距離。化糞池排出的污水一般是在重力的作用下，流到瀝濾場里。但是，如果瀝濾場的地勢較高，污水則先聚集到泵房，再由排水泵輸送到瀝濾場里。

瀝濾場通過土壤來凈化污水，是一個天然的過濾場。污水里的污染物包括固體、溶解的有機物、氮磷、細菌和病毒。細菌粘液層附著在每一條運送壕溝的底部和四壁，并擔當了凈化污水的主要任務。粘液層里的細菌和其周圍的土壤，分解污水中的有機物，并把對水生物有毒的氨態氮轉化成無毒或毒性較小的硝酸鹽。污水里有害的細菌和病毒通過過濾、暴露在環境中、或被其它微生物吞噬等方式被清除干凈。有些瀝濾場的土壤里含有少量的鐵、鋁和鈣，這些金屬可以有效地吸收污水中的磷。土壤里的細菌都是需要氧氣才能生長的，因此，瀝濾場所在的專用土壤不能被地表徑流所飽和，也不能離地下水位太近，更不能被瀝青鋪砌。瀝濾場的專用土壤需要有一定的蓄水能力，給予凈化過程足夠的時間。同時，還需要有一定的滲透性，便于讓水逐漸滲入地下水體系。我國農村人均用水量約100L/天，人均污水產量約80-100L/天。其中，北方農村用水量相對少一些。因此，按平均每戶4-5人來計算，瀝濾場的面積大約需要3-4m2。

當瀝濾場管道和地下水位之間有足夠高的距離時，可以不用專用土壤，而是將管道網絡直接鋪設在原有的土壤上或進口的沙子上。這種瀝濾場稱作常規系統（conventional system）（圖2）。當地下水位離地表太近時，瀝濾場必須抬高，墊在足夠多的土壤之上。這種瀝濾場叫做升高系統（raised system）或土堆系統（mound system）。

3.有氧處理技術

如果地下水位過高，地下有巖床，土壤條件不佳（粘土、泥沙），或無法達到離地表水、水井、和地產邊界線足夠的距離，是不宜于安裝常規污水系統的。在這些情況下，可以通過有氧處理技術來凈化污水。這些技術已經過證實，頗具成效，從1970年以來就被廣泛應用于北美。有氧處理技術能將污水凈化到比化糞池更高的水平，由此排出來的水只需注入較小的一片土地里，就能達到常規系統所需更多的土地，才能達到的凈化水平。

有氧處理技術依靠的是好氧微生物來分解污水中的有機物。有氧處理技術一般包含三大組成部分：一個沉淀水罐（比普通的化糞池小一些），有氧處理單位（負責清除污水里的有機物），和一個散布系統（一個小型的瀝濾場）。為了優化完善凈化過程，有氧處理單位的容器里，裝有促進微生物生長的物質，以及保持微生物處于懸浮狀態的攪拌裝置。有些技術利用空氣泵或鼓風機來給微生物輸送氧氣;有些技術則設計成一個“滴濾池”，從化糞池排出的污水被滴在一個未飽和的介質上，微生物吸取介質周圍富含的氧氣。之后，水從有氧處理單位排泄到一個小面積的瀝濾場里。在國外有些行政區域，這一步被其它方法取代。例如，用壓力系統把水傳送到，靠近地表的區域或者直接排放到地表水里。

國外每個省和地區，都有自己的一套關于有氧處理技術的規章法則。在選用這些技術之前，應該咨詢當地的政府部門，了解哪種技術是合格的。使用有氧處理技術的用戶，必須與經法律認可的服務商簽約，定期檢視他們的系統。

三、污水處理系統的維護

1.豎管

例行維護中關鍵的一點在于，能夠方便地接近化糞池。因此，安裝一個便于訪問的豎管（riser），對于檢視埋在地下的化糞池是很有必要的。豎管從化糞池向上延伸出來，使化糞池的蓋子靠近地面，便于開啟，尤其是冬天。豎管可以是塑料或水泥制成的，而且有保險鎖。

2.化糞池抽空泵

隨著時間的推移，化糞池底部的污泥會越積越多，如不加以控制，最終會溢出化糞池，堵塞通往瀝濾場的輸送管。輸送管一旦堵塞，污水很可能滲出地表，更嚴重的情況是回流到房屋里。所以堵塞的輸送管，不僅破壞了環境，對健康造成影響，更造成了經濟損失。因此，化糞池每隔3-5年，或是池內固體達到1/3時（由合格的技術人員測算），就要抽空一次。化糞池抽空的頻率取決于用水量和化糞池自身的容積。例如，一個擁有2300L化糞池的五口之家，每兩三年就需要抽空一次化糞池。相比之下，一對擁有3600L化糞池的退休夫婦，可能5-7年才需要抽空一次。國外有些省市規定了化糞池需要抽空的年限。例如，魁北克省規定，每個永久住戶每兩年，就要抽空一次化糞池，季節性住戶則是每四年抽空一次。

化糞池抽空的最佳時間，是夏季至初秋。這段時間里，土壤尚未凍住，比較容易開啟化糞池，而且此時抽空化糞池，能給予池內的微生物以足夠的時間重新恢復生長。如果在春天，融化的積雪會造成地下水位上漲，從而給化糞池底部造成巨大壓力，有時甚至能將化糞池從地里頂出來。對于輕型的化糞池，或是由聚乙烯和玻璃纖維制造的化糞池，這個問題尤其嚴峻。

需要注意的是，檢查和抽空化糞池時，需要注冊的專業人員來操作。因為池內不僅沒有氧氣，還含有劇毒氣體，可以在幾秒鐘之內，致人于死地。

3.污水過濾器

污水過濾器是一個簡單的過濾裝置，安裝在化糞池排泄口，用來阻擋化糞池里的固體，流到瀝濾場。它可以防止瀝濾場的輸送管道過早堵塞。市面上有很多種污水過濾器，購買前咨詢一下當地的承包商，選擇合適的尺寸。過濾器根據尺寸大小和家庭用水量，需要定期清理。有些過濾器配有鈴聲，用到一定程度時就會發出警告。

4.瀝濾場的維護

瀝濾場的土壤上應該覆蓋良好的草皮。良好的通風和充足的陽光，都是加強蒸發的保障。因此，在瀝濾場上，不應該建造任何東西。如果覆蓋瀝濾場，會阻礙氧氣進入土壤中，進而威脅到土壤中微生物的生存。

瀝濾場上不可以開車或開機器，因為車和機器的重量，會把地下的輸送管道壓垮。尤其是在冬天的時候，會壓縮土地上的雪，降低雪的天然保溫作用，使地下的輸送管道更容易冰凍。

瀝濾場上不能栽種樹木，有些樹（柳樹和楊樹）的根部會在地下延伸很長的距離，尋找水源。這些樹根會穿透或堵塞地下的輸送管道。另外，不要給瀝濾場上的草地澆水。還要確保地面上所有的排水渠都朝著瀝濾場四周的方向。因為任何多余的水，都會加重瀝濾場的工作負擔。一般情況下，污水系統的瀝濾場，能夠維持二十年正常運轉。但是，輸送管道最終會被積累的有機物堵塞，需要修補。

5.污水系統防凍

（1）造成污水系統冰凍的原因

管道泄水不暢。任何存積在管道中的水都會結冰。造成存水的原因，可能是安裝管道時坡度不夠、地陷、或霜凍。解決這個問題只有挖掘并更換壞掉的管道部分。

用水量少。慢慢滴流的水（像漏水的水龍頭一樣），會逐漸形成一層容易結冰的水膜。用水量過少或零用水量，都會造成化糞池冰凍。如果冬天零用水量，則應將化糞池的水抽空。

系統水澇。由于設計上的缺陷或管道堵塞，導致瀝濾場水量飽和，污水系統冰凍。解決方法是，暫時把化糞池當作儲水池用。直到春天瀝濾場冰凍融解后，修補或更換瀝濾場管道。這意味著，在此期間，化糞池每次水滿后就必須抽空，抽空的頻繁程度可以達到每周兩次。建議給排水泵安裝一個警報裝置，以便化糞池水位升高時，發出警告。

（2）污水系統防凍

溫度是影響污水處理系統正常運行的重要因素。氣溫較低時，會使土壤中微生物的活性下降，甚至死亡。從而導致處理效果下降，甚至系統堵塞。國外地區氣溫較低，與我國北方相似。阻擋冰凍的第一條防線就是要有足夠的保溫。所以一般將管道埋于凍土層之下。有以下幾種方法可以參考：給污水系統上面的土地加蓋0.3m厚的覆蓋物（樹葉、稻草）;在秋天時讓原有的草生長，可以加強土地的保溫層;在污水系統上堆雪，給連接房屋和化糞池的管道保溫;在化糞池上面鋪泡沫塑料;在污水系統上加蓋土壤。

其次，找專業技術人員修理冰凍問題。很多承包商用高壓蒸汽機來給管道解凍，并且可以安裝保暖帶和化糞池暖器。

6.日常注意事項

污水系統依靠細菌消解水中的廢物。油漆、溶液、稀釋劑、洗甲水和其它常用的家庭液劑，會傷害或殺死用來分解有機物的細菌，因此，要避免排入污水管道。少量的家用消毒水和漂白水，不會影響污水系統的正常工作，過量就會殺死污水系統中的細菌。

避免將不易分解或分解過程很慢的物質倒進下水道里。例如，油脂、脂肪、一次性尿布、紙巾、面巾、塑料、香煙過濾嘴、咖啡渣、雞蛋皮等。

污水停留在化糞池里的時間越長，留存在水里的有機物和懸浮分子就越少。相反，如果污水在污水系統里逗留的時間太短（比如用水量大、頻率高），那么水中的有機物和固體就沒有足夠的時間分離和沉淀，而是直接排泄到瀝濾場里，進而影響系統水力負荷。土壤的滲透速率一般與土壤的孔隙度、飽和水力傳導性能以及介質的植物種類有關。為了防止堵塞，可以實行間歇排放，干濕交替的運行方式，給土壤的天然凈化能力留有充分的恢復時間。因此，在平時可以有節律地用水，例如，積攢足夠的衣服或者碗盤一起清洗;給衛生器具安裝節水裝置等。多留意漏水的水籠頭或馬桶，特別是漏水的馬桶會浪費很多水。可以通過一個污水排泄泵裝置，來自動控制水流進瀝濾場的容量和時間。此外，地基排水系統（如排水泵）和暖爐冷凝液排泄管，不能與化糞池相連。

隨著我國城鎮化，城鄉一體化進程的加快，農村環境污染問題越來越突出。據統計，我國農村每年產生超過80億噸的污水[2]。由于各種原因，并沒有完善的污水處理系統和措施。國外獨立屋污水處理系統，簡便適用，對于我國農村分散式污水處理有很好的啟發和借鑒意義。

參考文獻：

[1]謝林花、吳德禮、張亞雷.中國農村生活污水處理技術現狀分析及評價[J].生態與農村環境學報，2018.34（10）865-870

[2]王麗媛、孫潔梅、葉鍇.農村生活污水分散式處理現狀與思考[J].四川環境，2015.34（2）73-75