農村生活污水處理技術的應用及效果

李莉(青島市生態環境局平度分局，山東 青島 266700)

0 引言

隨著農村城鎮化進程及農村生活方式的轉變，大量的農村生活污水未經處理就直接排放，進而造成農村水污染問題突出，這也嚴重的影響到當地居民身體健康及生活質量的提升。由于農村分布分散且廣泛，所以在農村生活污水處理技術的選擇及管理模式方面就存在較大的差異，這就要求在處理農村生活污水時應當遵守因地制宜的原則，選擇合適的處理技術才是解決農村水污染問題的核心環節。

1 農村生活污水來源

農村水污染的主要來源即生活污水和生產廢水，其中生活污水是農村水污染的主要污染源。農村生活污水主要來自廚房污水、生活洗滌污水以及廁所污水這三個方面。

1.1 廚房污水

廚房污水主要包括淘米水、涮鍋水、洗碗水、洗菜水等，此類污水占生活污水總量的16%，其中涮鍋水與洗碗水占生活污水中COD 與BOD 最大比例。隨著農民生活質量的提升，肉食品及油類食品在飲食中的比例逐漸增加，這就造成農村生活污水中油脂混合物和動植物脂肪的含量迅速增加，也造成廚房污水呈現復雜化。

1.2 洗滌污水

洗滌污水主要包括洗衣污水、洗浴污水及洗漱污水等，此類污水排放量極大，占整個農村污水量的46%，同時其中含有的NH3-N(0.4kg/(人·a))、TP(0.1kg/(人·a))也成為農村水體富營養化的主要因素。

1.3 廁所污水

廁所污水主要是廁所沖洗造成的污水。隨著社會主義新農村建設的推進，經濟條件較好的農村旱廁也進行了改造，而抽水馬桶的普及也導致了大量的廁所污水的產生。廁所污水中的COD(27.5kg/(人·a))、NH3-N(4.4kg/(人·a))、TP(0.7kg/(人·a))遠高于廚房污水和洗滌污水的指標。

2 農村生活污水處理存在的問題

2.1 設計規模與實際有偏差

從我國農村生活污水處理進行的試點工程實際情況來看，多數出現了設計規模與實際水量出現較大偏差的問題。一方面是由于污水處理的設計單位沒有深入的調研了解農村的實際用水需求以及生活污水的排放特點，而是照搬照套城市在進行生活污水處理中采取的模式，進而導致農村生活污水的處理無法正常運營。數據顯示，在試點工程中對于該村的人數估算遠超過實際人數，而導致500m3/d 的生活污水處理站無法在僅有500人的村莊正常運行。

2.2 工藝選擇不合適

農村生活污水處理效果的關鍵在于處理工藝的合理選擇，生活污水處理工藝的不同所產生的出水水質、維護管理的要求以及運營成本也存在較大的差異。當農村地區經濟并不發達的情況下，并不適合選用成本較高的高新處理技術，而應當依照當地的實際情況進行科學選擇。調查顯示，某些村莊為了使出水水質達到更高的標準，以至于對廁所污水進行了高標準的處理，甚至達到了中水的回用標準，但是處理工藝的運行成本也是高至2.0元/噸水。當前農村生活污水處理之后的主要用途即灌溉農田和果園，這對中水回用要求的標準有較大的距離，而造成不必要的浪費。

3 農村生活污水的處理技術應用效果

依照農村生活污水處理方式的不同，主要劃分為集中式處理與分散式處理兩種。集中式污水處理模式的特點在于管線連接教程，埋深較大，而且具有較高的投資標準，更加適用于經濟條件較好，且人口數量集中的農村。這對于在全國范圍內展開農村生活污水處理技術的普及與選擇具有一定的限制，所以本文僅對分散式污水處理技術展開討論。當前農村分散式生活污水處理技術主要包括：人工濕地、厭氧沼氣池、蚯蚓生物濾池、地下土壤滲濾、凈化槽及一體化污水處理裝置等方式。

3.1 人工濕地

人工濕地是通過人工模擬并強化自然濕地功能額一種處理工藝。人工濕地通常會處于飽和狀態，并且有一定水生植物的生長，農村生活污水被人為的投配到土壤(填料)之中而產生的污水流動，通過土壤截留，植物根系的過濾、吸收、光合作用及輸氧作用的化學、物理、生物的協同作用下，通過兼容性微生物分解達到污水凈化的效果。采用人工濕地對農村生活污水處理之后，上清液通過一級人工濕地到二級人工濕地，最終回流至清水池，可大量的運用與灌溉和綠化，也可以溢流到附近的坑塘。

人工濕地的優點：處理效果好，運行維護方便，投資費用低且操作簡單。處理效果：對污水中生活污水中的COD、BOD、TP以及病原體都能夠達到80%以上的去除率，對NH3-N 具有60%的去除率。缺點：人工濕地由于占地面積較大，容易產生病蟲害；而且由于北方在冬季時地區寒冷，導致人工濕地內的微生物和植物在處理人工生活污水效果大打折扣。

3.2 厭氧沼氣池

厭氧沼氣池在我國農村生活污水處理中得到了最廣泛最普遍的應用。它主要是將沼氣池內的污水、秸稈以及畜禽糞便經過微生物厭氧發酵，而產生大量的沼氣。而沼氣屬于無毒、清潔、熱值很高的可再生能源。發酵后的生活污水能夠有效的去除大部分的有機物，實現生活污水的凈化效果。隨著社會主義新農村，改廁、改廚、改圈的不斷普及，農村生活污水以及豬舍污水在經過厭氧沼氣池充分發酵之后，可以作為農田肥料，這有利于節省農民的耕地成本。目前浙江、四川多地沼氣池處理技術得到有效的推廣。沼氣池優點：資源利用率高，處理效果好，占地小，操作簡單。處理效果：對生活污水中的COD 和BOD達到80%以上的去除率，NH3-N 達到60%左右的去除率，對TP達到80%以上的去除率。缺點：為實現厭氧沼氣池內微生物的厭氧發酵，需要長時間的停留生活污水，在處理之后出水的指標略低。

3.3 蚯蚓生態濾池

蚯蚓生態濾池是以生物濾池為基礎，通過蚯蚓翻動來實現土壤透氣性能的提升，在氣體和水分充足的條件下，實現有機物的分解轉化。蚯蚓生態濾池優點：有機物去除率高，運營管理簡單，造價較低，污水污泥同步處理。處理效果：對生活污水中的COD 和BOD 去除率高達90%左右，TP 和NH3-N 去除率也在80%左右。缺點：蚯蚓生態濾池對生活污水中的TP 去除率有較大的波動，且對溫度要求比較敏感。

3.4 地下土壤滲濾

地下土壤滲濾是指對預處理的生活污水，間歇式分段投入的地表以下0.5米的土壤中，通過植物根系吸收，土壤截留以及微生物降解等實現對生活污水的處理。地下土壤滲濾運行原理在于農村生活污水在化糞池中進行厭氧處理之后，通過土壤滲濾管均勻的分布厭氧濾層進行滲透，通過污染物與水進行分離，將污染物截留在土壤中。地下土壤滲濾優點：處理效率高，投資費用低，不影響地面景觀，出水水質標準高。處理效果：對生活污水中的CPD 處理率達80%左右，且對生活污水中的BOD、TP、NH3-N 實現90%的有效去除。缺點：地下土壤滲濾容易造成堵塞與地下水污染。

3.5 凈化槽

生物凈化槽是在厭氧-兼氧的環境下，采用膜處理、活性污泥，接觸氧化以及消毒工藝，通過多種微生物的協同合作，有效的分解污水中的有機物，同時產生無污染的CO2，H2O 以及CH4的過程。生物凈化槽的工作步驟主要可以分為水解反應、發酵酸化以及產乙酸產甲烷三個階段。生物凈化槽裝置優點：處理效果穩定，操作簡單，體積小，出水水質好。處理效果：對污水中的COD 有80%的去除率，BOD 有90%的去除率。缺點：運營維護有一定的困難，安裝和運行費用較高。

3.6 一體化污水處理裝置

對農村已經設立了生活污水的收集設備，且能夠達到幾十立方以上污水量的前提下，可以采用一體化生活污水處理裝置。此裝置能夠有效的對集中處理較難的農村生活污水進行分散處理。改良之后的一體化生活污水處理裝置已經在實際工程中達到了比較理想的處理效果。當前的主要工藝包括A/O 工藝、SBR 工藝和MBR 工藝。

3.6.1 基于A/O工藝為主體的一體化設備

A/O 工藝主要是通過在缺氧段進行異養菌水解酸化反應，以實現污水的可生性，進而降低好氧段的有機負荷。生活污水經過缺氧處理后，在好氧段的硝化菌能夠將生活污水中的氨氮氧化轉化成硝態氮。而且好氧段的聚磷菌能夠大量的吸收生活污水混合液中的正磷酸鹽。在經過好氧段處理之后的生活污水進一步回流到缺氧段。通過缺氧段與好氧段的交替反應，最終實現除磷脫氮的效果。

3.6.2 基于SBR工藝為主體的一體化設備

SBR 是通過進水、反應、沉淀、排水、閑置5個階段，在一定的周期內進行缺氧與好氧工作的交替，間歇性的去除生活污水中污染物的目的。SBR 工藝不需要像AO 工藝一樣設立專門的回流設備。其使用的曝氣池容積較少，而且費用較低。

3.6.3 基于MBR工藝為主體的一體化設備

MBR 工藝是將膜分離工藝與活性污泥生物工藝進行結合，促使中空膜在生化池中產生濃度較高的活性污泥，進而實現分離生活污水污染物的效果。一體化污水處理裝置優點：體積小，效率高，出水水質穩定，能夠實現信息化自動管理。處理效果：A/O工藝的能夠去除生活污水中，80%的COD，90%的BOD 以及75%以上的TP 和NH3-N；SBR 工藝能夠去除80%以上的COD、BOD 和TP 但是NH3-N 的去除方面有較大的波動；MBR 能夠實現90%左右的COD、OD、NH3-N 的去除率。缺點：SBR 工藝對自控系統要求較高，不易于維護管理；MBR 工藝容易產生膜堵塞，而增加運營成本。

4 結語

生活農村生活污水不僅對農村的水源地產生潛在的安全隱患，還可能會進一步加劇淡水資源危機，影響到農田耕地的有效灌溉，進而威脅到農民未來的生存和發展。農村生活污水處理效果與農民的生活環境具有直接的相關性，這也是關系到社會主義新農村建設與農村生活質量水平提高的有效落實。因此，農村生活水污染的治理任重道遠。