分散型農(nóng)村生活污水處理技術(shù)分析

孫家森

（日照市生態(tài)環(huán)境局高新區(qū)分局，山東 日照 276800）

農(nóng)村生活污水已成為當(dāng)前農(nóng)村水體污染的因素，為持續(xù)打好污染防治攻堅戰(zhàn)和建設(shè)美麗鄉(xiāng)村，應(yīng)用分散型處理技術(shù)進(jìn)行整治，已經(jīng)成為建設(shè)良好生態(tài)環(huán)境，深入貫徹落實(shí)大氣、水、土壤污染治理工作的重要舉措。

1 分散型農(nóng)村生活污水處理的必要性

近年來，隨著污水處理技術(shù)設(shè)施不斷完善，污水處理工作效率不斷提高，我國城市污水處理工作已經(jīng)取得了較好的效果，但受大部分農(nóng)村地區(qū)人口多、居住較為分散、缺乏合適的污水收集處理設(shè)施等因素的影響，大部分農(nóng)村污水無法得到妥善地處理。即便是在當(dāng)前群眾環(huán)保意識不斷提高、城鄉(xiāng)一體化建設(shè)等工作不斷推進(jìn)的背景下，農(nóng)村地區(qū)污水收集、處理工作的難度還是比較大。具體來說，以前，農(nóng)村地區(qū)的生活污水排放量相對較少，畜禽糞便等主要被用作農(nóng)田肥料，其中大部分的有機(jī)物被農(nóng)作物吸收，只有很少的有機(jī)物進(jìn)入水體中，這些有機(jī)物沒有超出水體自凈能力，因此，對自然環(huán)境的影響相對較小。近年來，隨著我國農(nóng)村整體經(jīng)濟(jì)水平大幅度提升，自來水、洗衣機(jī)、熱水器等設(shè)備在農(nóng)村地區(qū)得到了廣泛的普及，農(nóng)村地區(qū)人均用水量、生活污水的排放量不斷上漲，并且隨著化肥、農(nóng)藥的廣泛使用，被用作肥料的生活污水量不斷下降，這一情況的出現(xiàn)使得大量含有洗滌劑等化學(xué)物質(zhì)的生活污水增多，并出現(xiàn)了隨意排放的現(xiàn)象。當(dāng)前農(nóng)村生活污水中不僅含有大量氮磷等物質(zhì)，還有較多的細(xì)菌、蟲卵等有害物質(zhì)，直接排放到自然環(huán)境中，不僅會造成農(nóng)村水體的發(fā)黑變臭，導(dǎo)致蚊蟲大量滋生，影響當(dāng)?shù)氐乃w安全，還會給群眾的生命安全造成一定的安全隱患。為了進(jìn)一步提升農(nóng)村地區(qū)污水處理工作的質(zhì)量與效率，在明確農(nóng)村生活污水實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，應(yīng)用分散型污水處理技術(shù)成為推動農(nóng)村環(huán)境保護(hù)工作的一項重要內(nèi)容[1]。

2 分散型農(nóng)村生活污水處理的原則

相較于城市，村居院落布局分散，地勢落差變化大，部分地區(qū)村民生活污水和畜禽養(yǎng)殖廢水混雜在一起，農(nóng)村生活污水治理工作的難度相對較高。對于農(nóng)村來說，在充分做好區(qū)域農(nóng)村生活污水排放狀況調(diào)研的基礎(chǔ)上，制定具有針對性的污水處理方案，提升污染治理工作的可靠性，是保證生活污水有效治理和水環(huán)境持續(xù)改善的關(guān)鍵。這就需要以當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢谩夂驐l件、社會經(jīng)濟(jì)狀況為基礎(chǔ)，對擬實(shí)施的污水治理方案進(jìn)行評估，分析農(nóng)村分散性污水的污染物組成與含量，進(jìn)而選擇合適的農(nóng)村分散型污水處理技術(shù)。可以借鑒別處的經(jīng)驗，但不要機(jī)械復(fù)制城鎮(zhèn)處理模式和其它地方鄉(xiāng)村的技術(shù)方案，避免規(guī)劃設(shè)計方案不合理，造成無法滿足本地農(nóng)村生活污水實(shí)際處理需求[2]。選擇生活污水處理技術(shù)時，應(yīng)遵循以下原則：一是處理技術(shù)符合當(dāng)?shù)貧夂驐l件和客觀實(shí)際。二是污水處理技術(shù)具有較強(qiáng)的抗沖擊能力和一定的調(diào)節(jié)能力，對不同濃度的污水和季節(jié)氣溫變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。三是技術(shù)流程相對簡單，日常管理方便，運(yùn)行維護(hù)成本低。四是便于升級改造，以滿足水環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)逐步加嚴(yán)的要求[3]。

3 分散型農(nóng)村生活污水的處理方法

分散處理模式是根據(jù)不同區(qū)域農(nóng)村居民居住密度、地理環(huán)境等客觀條件，將區(qū)域內(nèi)的生活污水集中收集到一起，然后進(jìn)行集中處理與排放。分散收集的區(qū)域大小根據(jù)地理條件和投入運(yùn)行成本確定，較大村落可以分成多個采用不同污水處理技術(shù)的分散區(qū)域。這種將不同區(qū)域內(nèi)生活污水進(jìn)行分布收集、獨(dú)立處理，并且在后續(xù)過程中依據(jù)污水的實(shí)際情況，對其進(jìn)行回收再利用的方式，不僅減少了污水直接排放對土壤、河流水體的污染，還提高了水資源的循環(huán)利用率。這種污水處理模式的成本較大面積集中處理模式更低，因此非常適合較為分散或地理環(huán)境條件較為復(fù)雜的農(nóng)村污水處理。

3.1 人工濕地法

人工濕地法即通過人力將農(nóng)村生活污水、淤泥等物質(zhì)集中排放到某一區(qū)域，利用河灘地、洼地和溝渠等，通過該區(qū)域土壤、填料、水體、植被、微生物的共同作用，實(shí)現(xiàn)污水凈化。在這一過程中，可對污染物質(zhì)進(jìn)行如下處理：（1）吸附；（2）過濾；（3）硝化；（4）沉淀。當(dāng)前的人工濕地體系建設(shè)過程中，較為常見的濕地植物包括馬蹄蓮、黃菖蒲、水芹、美人蕉，金魚藻、苦草、黑藻等挺水或沉水植物，常見填料包含砂礫、沸石、火山巖、陶粒等，根據(jù)填料和水的位置關(guān)系，人工濕地可分為表面流人工濕地和潛流人工濕地[4]。相較于其它污水處理技術(shù)，濕地污水處理方法可利用農(nóng)村低洼處閑置土地，對低濃度生活污水凈化能力較好，后續(xù)管理相對簡單，投入資金也比較少，是當(dāng)前農(nóng)村地區(qū)凈化污水的有效方式之一。但由于這一污水處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要細(xì)菌以及蚯蚓等動物活動實(shí)現(xiàn)污染物的凈化，這就使得這一技術(shù)對氣溫的要求相對較高，在冬季污水處理效率偏低。

3.2 生態(tài)沼氣池法

生態(tài)沼氣池法可以將生活污水、畜禽糞便、秸稈等在一定的溫度、濕度、酸度和隔絕空氣的情況下，經(jīng)微生物的生物化學(xué)作用，進(jìn)行厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生可燃沼氣。不僅為農(nóng)村提供方便、清潔的燃料，沼渣也是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料，可以變廢為寶，還改善農(nóng)村環(huán)境、保護(hù)自然資源、維持生態(tài)平衡。對于當(dāng)前的農(nóng)村生活污水治理工作來說，沼氣池的建設(shè)對污水處理有著較高的應(yīng)用價值，但考慮到農(nóng)村污水排放較為分散，沼氣池及其服務(wù)體系建設(shè)難度相對較高，沼氣反應(yīng)對溫度有一定要求等因素的影響，當(dāng)前農(nóng)村地區(qū)沼氣池的建設(shè)普及速度相對緩慢[5]。

3.3 穩(wěn)定塘技術(shù)

穩(wěn)定塘處理技術(shù)通過充分發(fā)揮藻類植物吸附污水中的雜質(zhì)，吸收污水中的有機(jī)物功能的方式，實(shí)現(xiàn)生活污水中污染物的有效降解、沉淀與過濾。相較于其它污水處理方式，穩(wěn)定塘技術(shù)有著操作難度相對較低、能夠?qū)崿F(xiàn)生活污水的有效凈化、建設(shè)成本與維修管理成本較低等優(yōu)點(diǎn)。近年來，穩(wěn)定塘技術(shù)得到了有效地優(yōu)化，在當(dāng)前的穩(wěn)定塘技術(shù)應(yīng)用過程中，可以在明確生活污水主要組分的基礎(chǔ)上，通過建設(shè)合適類型的穩(wěn)定塘，并在塘內(nèi)種植合適藻類，實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)的有效處理。舉例來說，河北省某村莊建設(shè)了河道型生態(tài)穩(wěn)定塘，對該村莊居民排放的生活污水進(jìn)行生態(tài)凈化處理，對該穩(wěn)定塘的水環(huán)境參數(shù)與水質(zhì)變化情況進(jìn)行檢測后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一段時間的凈化處理后，該穩(wěn)定塘中的TP、CODCr、N等物質(zhì)的含量，從原本的地表IV類水體轉(zhuǎn)化為地表II類水質(zhì)，證明了生態(tài)穩(wěn)定塘在當(dāng)前的農(nóng)村生活污水凈化工作中有著較高的應(yīng)用價值。但這一技術(shù)存在著占地面積較大、污水處理耗時較長、池塘底部容易沉積大量污泥等問題。

3.4 微動力生化與景觀綠地相結(jié)合技術(shù)

在農(nóng)村生活污水處理過程中，將微動力生化與景觀綠地結(jié)合到一起，不僅可以實(shí)現(xiàn)污水的有效凈化，還能為農(nóng)村地區(qū)綠化工作的順利推進(jìn)提供有效的支持。在這一技術(shù)的應(yīng)用過程中，生活污水通過格柵或者集水井進(jìn)入到厭氧池中，厭氧細(xì)菌與污水進(jìn)行一段時間的反應(yīng)后，利用微動力設(shè)備在厭氧池內(nèi)引入一定量的空氣，促使好氧細(xì)菌與污水進(jìn)行反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)污水中有機(jī)物、氨氮等物質(zhì)的有效分解，降低污水中各類有害物質(zhì)的含量。在初步完成有害物質(zhì)的分解工作后，可以將凈化后的污水運(yùn)輸?shù)骄坝^綠地區(qū)域，通過植被根系對污水進(jìn)行吸附、攔截、吸收、降解，實(shí)現(xiàn)污水的精細(xì)化處理，保證污水排放后不會對環(huán)境造成污染。相較于其它污水處理技術(shù)，微動力生化與景觀綠地技術(shù)工藝相結(jié)合的技術(shù)，投資運(yùn)行成本相對較高[6]。

3.5 塔式生物濾池技術(shù)

生物濾池技術(shù)是一種相對傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，主要通過生物膜實(shí)現(xiàn)污水中有害物質(zhì)的有效分離，在最初應(yīng)用階段，生物濾池有機(jī)負(fù)荷與水力負(fù)荷相對較小，導(dǎo)致這一技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，盡管污水凈化效果可以滿足實(shí)際需要，但生物濾池占據(jù)的面積相對較大，在一定程度上阻礙了對它的推廣使用。在當(dāng)前生物化學(xué)技術(shù)研究不斷深化的背景下，生物濾池污水處理技術(shù)以及處理水回流技術(shù)得到了有效地應(yīng)用，在污水處理過程中，有機(jī)負(fù)荷與水力負(fù)荷均得到了有效的提升，這使得污水、空氣與膜能夠更為充分地接觸，從而為污水處理效率的提升提供了有效的支持。隨著塔式生物濾池技術(shù)研究不斷地深入，污水二級處理工藝的處理質(zhì)量相對較高，在實(shí)際應(yīng)用過程中有著占地面積相對較小、結(jié)構(gòu)較為簡單、不需要供氧設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，可以被應(yīng)用于土地資源較為豐富但經(jīng)濟(jì)水平相對較低的農(nóng)村污水處理工作中。這種污水處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中對氨氮、BOD等物質(zhì)的處理效果相對較好，但由于濾池在工作過程中，無法做到與空氣有效隔絕，污水中總氮、總磷的處理效率相對較低。同時，在實(shí)際應(yīng)用過程中，污水處理成本在0.2～2.0元/噸的范圍內(nèi)，部分試點(diǎn)村污水處理工藝成本高達(dá)6.0元/噸，這就使得大部分農(nóng)村地區(qū)居民降低了對污水處理工程推進(jìn)的支持度與重視度[7]。

3.6 生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)

生物轉(zhuǎn)盤是一種利用生物化學(xué)法處理污水的一體化裝置。生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器主要由盤體、反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)動軸、驅(qū)動裝置等部分組成。盤片多采用圓形或正多邊形波紋板，材質(zhì)目前多采用聚乙烯硬質(zhì)塑料或玻璃鋼。實(shí)際應(yīng)用過程中，可以在明確污水污染物質(zhì)主要成分的基礎(chǔ)上，在盤片上培育具有針對性的污染物處理微生物，然后將盤片間隔一定距離穿到水平軸上，通過將裝置旋轉(zhuǎn)浸入污水中的方式，使微生物能夠與污水中的污染物進(jìn)行充分接觸，實(shí)現(xiàn)污染物的有效降解。考慮到盤片在應(yīng)用過程中能夠為微生物提供附著生長的區(qū)間，使微生物群形成生物膜，因此，這種污水處理方式在某種意義上可以被歸類于生物膜污水處理技術(shù)當(dāng)中。同時，由于盤片上的微生物在繁衍過程中附著于固體表面，并且微生物對污水水質(zhì)變化情況有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此，將這種污水處理技術(shù)應(yīng)用于當(dāng)前的農(nóng)村生污水處理中時，微生物容易形成較為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，在提升污水處理效率的同時，降低污水處理成本，減少污水處理產(chǎn)生的污泥[7]。一般情況下，生物轉(zhuǎn)盤作為污水處理一體式設(shè)備，可以露天放置。在實(shí)際應(yīng)用過程中，有著運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便、運(yùn)行噪音小等優(yōu)點(diǎn)，同時，通過實(shí)際使用分析可以發(fā)現(xiàn)，將這一污水處理方式應(yīng)用到每日處理污水量在一千噸以下的環(huán)境中，有著較高的污水處理經(jīng)濟(jì)性。

例如，某鎮(zhèn)位于華東地區(qū)，屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)大陸性氣候，年平均氣溫約13 ℃，年平均降水量約800毫米，年平均相對濕度72%，全鎮(zhèn)轄區(qū)共有46個自然村。該鎮(zhèn)采用多種處理技術(shù)結(jié)合的方式處理農(nóng)村生活污水。對居住集中的26個大中型村落，建設(shè)生物轉(zhuǎn)盤污水處理站；對居住分散、人數(shù)較少的17個村莊，建設(shè)污水收集池（配套自動液位傳感器）將污水進(jìn)行抽運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)至生物轉(zhuǎn)盤污水處理站處理；對人數(shù)較少、周邊生態(tài)自凈能力強(qiáng)的3個村，采取穩(wěn)定塘的方式進(jìn)行處理。全鎮(zhèn)日收集處理生活污水1 500噸，農(nóng)村生活污水處理率從原來不足30%提升到80%，生物轉(zhuǎn)盤污水處理站出水水質(zhì)化學(xué)需氧量、氨氮、總磷指標(biāo)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

總而言之，不同區(qū)域農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)水平仍存在著一定的差別，不同地區(qū)間的污水排放與水污染情況也不完全相同，現(xiàn)階段，為了進(jìn)一步提升污水處理的質(zhì)量，在尊重農(nóng)村地區(qū)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，選用合適的污水處理技術(shù)不僅可以提升 農(nóng)村地區(qū)污水處理效率，對推動當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)也具有非常積極的影響。