農村生活污水生態處理技術應用研究

0引言

農村生活污水主要來源于農村居民的日常生活，如洗滌、烹飪、沖廁等，其成分復雜，含有大量的有機物、氮、磷等污染物。過去，農村地區基礎設施建設相對滯后，缺乏完善的污水收集和處理系統，大量生活污水未經有效處理直接排放到周邊水體，導致河流水質惡化、水體富營養化等問題，嚴重破壞了農村生態環境，影響了居民的身體健康和農村的可持續發展1。近年來，國家高度重視農村生態環境保護，加大了對農村生活污水治理的投入。生態處理技術作為一種符合農村實際應用情況的污水處理方式，逐漸得到廣泛應用。其利用自然生態系統的自凈能力，通過物理、化學和生物的協同作用，對污水中的污染物進行去除和轉化，具有投資少、運行成本低、維護管理簡單等優勢，特別適合在農村地區推廣，對于改善農村生態環境、提高居民生活質量具有重要的現實意義。

1常見農村生活污水生態處理技術

1.1 人工濕地技術

1.1.1 技術原理

人工濕地是基于天然濕地生態系統而構建的污水處理設施，由人工基質（如砂石、沙子等）、水生植物及微生物菌群組成。在該系統中，污水中的污染物經由基質過濾和吸收后，再由水中植物的吸收和轉化作用以及微生物的生物化學過程進行去除。由于水生植物會吸收掉廢水中的氮和其他營養物質作為食物，并為植物下面的微生物提供棲息場所，因而增加了微生物對于有機物的降解作用。同時，微生物能在好氧和厭氧條件下將廢水中的有機物轉化為 和 ，同時將氨氮轉化為硝酸鹽[2]。

1.1.2 技術特點

人工濕地對水體中的有機物、氮、磷等污染物具有良好的凈化能力，可使水體中的COD、BOD、氨氮等指標達到國家排放指標。相對于傳統的污水處理方法，人工濕地的建設費用低，在運行過程中不需要耗用大量電能，只需定期收割水生植物及簡單維護就可以，故運營費用低[3]。人工濕地既能改善環境質量，又能創造出與鄉村自然環境相協調的生態景觀。人工濕地結構靈活，可以根據農村的地理結構、地形以及污水的排出特性進行相應的規劃與建制，具有良好的適應性。

1.1.3 應用實例

在某農村社區內，采用人工垂直流濕地系統對日常生活污水進行處理。該系統的總面積約為 ，基底層采用碎石和沸石混合作為基礎填充物，種植蘆葦、菖蒲等水生植物，并使用網格去除污水中大塊物質。日常生活污水預先流入調整池（調節水質和水量）中，再用抽水泵將污水抽進垂直流人工濕地。經檢測出水口的COD去除率在 80% 以上，NH3-N去除率在 75% 以上，出水清澈干凈，達到農業用水標準，可灌溉附近的農田。

1.2 穩定塘技術

1.2.1 技術原理

氧化塘又稱穩定塘，是利用天然或人工建造水塘中的微生物（如藻類、細菌、浮游生物等）作用對污水進行凈化的一種裝置。在氧化塘中，污水中的有機物被氧化菌消耗，這些細菌產生的 等非化合元素也可作為藻類光合作用的原料，藻類再通過光合作用產生 ，供給好氧菌進行呼吸與代謝，污水中的氮、磷元素也被藻類和水生植物所吸收利用，這就形成了一個生態環境鏈[4]。

1.2.2 技術特點

第一，操作過程簡單。穩定塘建造方法簡單，建造成本低，無須采用復雜的設備和技術手段。穩定塘主要利用生物自然凈化作用運行，在運行過程中幾乎沒有耗能。第二，管理維護方便。穩定塘的管理維護主要包括定期的水質分析、雜物清理及水生生物的控制等，管理簡便，對管理人員的要求不高。第三，處理效果穩定。穩定塘在恰當條件下能夠有效去除有機物、氮、磷等污水中的污染物，處理效果也十分穩定[5]。

1.2.3 應用實例

某村莊中建立了一個連排式污水處理池。其分為3種不同類型的處理池：首先是厭氧池，對整體生活廢水起到過濾作用，將水中大部分的有機質排盡。其次是兼容池，將水中剩下的有機質進一步清除，如氮、磷等。最后是好氧池，對其他遺留物質進一步處理，使污水達到深層處理要求，其中BOD的去除率在 90% 以上，總氮去除率在 60% 以上。經過3道工序處理后，將廢水供應給村周邊用于環境灌溉，美化村莊的自然環境。

1.3 生態溝渠技術

1.3.1 技術原理

生態凈化渠是在原有渠道基礎上進行生態改造而成，通過加入水生植物和微生物薄膜附著物等，使其具備污水凈化能力。污水流經渠道后，水中雜質被渠中植物吸收、微生物降解、渠底及渠壁物理吸附，最終得以凈化。同時，通過流水可防止渠道內污物沉積并保持渠道水流的暢通[]

1.3.2 技術特點

首先是配套農業灌溉。生態溝渠可以在凈化廢水的同時，為農田灌溉提供水源，實現污水資源化。生態溝渠建設成本低，主要利用現有灌溉溝渠進行改造，能節約建設成本。其次是生態系統功能多樣。生態溝渠除了可對廢水進行處理外，還能為水生動物提供棲息地，促進生態平衡。生態溝渠流速較慢，但對污水水質及水量變化的適應性強[7]。

1.3.3 應用實例

某一鄉村地區對渠道展開生態型改造，在渠道內種植了一些水生植物（如美人蕉、水蔥等），并在其底部鋪設碎石便于微生物的吸附生長。該生態型渠道不僅能夠對村落的生活污水進行吸收與凈化，還能將其凈化后的水用于農田灌溉。試驗數據顯示，該生態型渠道可以將COD的去除率提高到60% ，總磷的去除率達到 50% ，此舉措能很好地改善農業用水的水質，降低廢水的污染程度。

2農村生活污水生態處理技術的優勢

2.1 環境友好

污水生態處理是一種利用自然生態環境的凈化處理方式，不會產生其他環境破壞問題。相對于傳統水質凈化處理方式可以有效減少化合物類藥物的使用量，避免因此而導致的環境污染發生。此外，此方式中的水生物、細菌等物質能夠維持生態鏈的穩定性，并保護物種多樣性。

2.2 經濟性好

2.2.1 建設成本低

生態處理工藝的裝置較為簡單，不需要過多的機械裝置和復雜的構筑物，如人工濕地只需構筑最基本的池塘和覆蓋基質，穩定池可以采用天然或者人工的池塘，極大地節約了建設成本。

2.2.2 經營成本低

濕地生態處理技術主要利用自然物質、動植物本身的凈化作用，能量消耗很低。穩定塘基本上沒有電耗，人工濕地的人工操作只需少量抽水設備，而且其維護與管理成本也遠比其他技術低，只需修剪植物，對其系統進行簡單維護。

2.2.3 可資源再利用

人工濕地和穩定塘內的水生植物是吸收污水中的營養物而生長起來的，收獲的水生植物可以再作為肥料、飼料或生物質能源的原料，具有很高的經濟效益。

2.3操作管理簡便

生態處理相較于其他處理方式，技術性操作要求相對較低，無須專業技術人員參與。穩定塘和生態溝渠的維護僅僅需要進行水質監控和垃圾清理等工作，人工濕地只需定期觀察植物長勢并收獲。這對于普遍缺乏專業技術人員的農村來說，具有較高的實用性和便利性。

3農村生活污水生態處理技術應用面臨的挑戰

3.1 污水收集困難

3.1.1 污水收集管網施工難

農村居民居住分散，污水來源較多、分布較廣，難以集中收集。建設污水收集管網的造價高，施工難度大，尤其是地形起伏較大、交通不太方便的山區農村，污水收集管網的建設受到極大限制。

3.1.2 農村地區住房建設缺乏規劃

部分農村地區，在進行住房建設時沒有規劃，使得房屋建設雜亂無章，污水排放路徑不清楚，增加了污水收集的難度。

3.1.3 缺乏建設資金

污水處理系統工程建設需投人一定資金，農村地區經濟水平較低，資金緊缺，無法承受大型污水收集管網的建設費用。

3.2處理效果受季節影響

3.2.1受氣候變化影響

微生物活動和水生植物的生長受氣候因素影響較大。特別是在冬季，氣溫降低，微生物代謝活動減緩導致水生植物生長緩慢或者停滯，會對生態處理系統產生不利影響。

3.2.2 受光照條件影響

在穩定塘和人工濕地等生態處理系統中，藻類和水生植物的光合作用都需要足夠的光照，如果遇陰雨天，光照強度不足，光合作用就會降低，從而影響對污水中污染物的凈化效率。

3.3維護管理水平低

農村地區管理人員及村民對污水處理缺乏整體概念，不知道污水處理生態系統的運作機制與養護知識，給系統的保養管理帶來一定的困難。部分農村地區對生活污水治理認識不到位，對生態處理系統缺乏維護管理和適時檢測，致使該系統出現故障時不能得到及時處理。由于資金不足，生態處理系統運行維護難以得到保障，對系統運行的效果會產生一定的影響。

4農村生活污水生態處理技術推廣應用對策

4.1完善污水收集系統

4.1.1 因地制宜選取合適的污水收集方式

人口密集型農村地區可采取集中收集方式，設置排水管道系統將污水集中輸送到污水處理站；人口較少區域可采取分散收集方式，如設置小型污水處理設備或一體式污水處理設備，以適應每一個單體戶或小部分家庭的污水處理需求。還可根據地貌地形，合理設計污水管網路線，降低建設成本。

4.1.2 強化規劃引導

農村建設規劃過程中需要綜合考慮污水收集和排水的問題，合理布局房屋和污水排放管道。制定相關政策，引導農民按照規劃標準建成污水排放管道，保障污水能夠得到收集。

4.1.3 增加資金來源

一方面政府應當加大對農村污水收集設施的資金投入，另一方面也可以鼓勵社會各界加入農村污水收集設施建設工程。建議通過財政獎補、銀行貸款和采用PPP模式等方式吸引更多的資金加入農村污水收集設施的建設與運營中來。

4.2 提高生態處理系統的穩定性

4.2.1 優化設計理念

在進行環境修復工程的設計時，需要考慮到當地氣候條件，選擇合適生長的生態環境物種和細菌，如對于寒冷的冬季景區可以選擇生長抗寒的湖泊植物，以及適當增加人造湖的深度和廣度，提高其御寒能力。同時，合理布局相應生態處理單元，如將人造湖和人造池塘進行有效組合利用，提高系統的季相適應性和應對水量變化的彈性。

4.2.2 精細化調控運行

生態處理系統應結合季節變化和水量水質的變化，適當調控進水量和處理流程的停留時間，提高生物處理效率；在光照不足時，可以通過燈光促進水生植物的光合作用。

4.2.3 開發適用工藝

加大農村生活污水生態處理技術的研發力度，研發抗寒性更強、抗逆性更強的水生植物種和菌種，以及更加適應季節和水質變化的生態處理新工藝，提高生態處理系統的穩定性和處理效率。

4.3 加強維護管理

4.3.1 開展宣傳教育和業務培訓

定期組織村級管理人員、農民群眾進行污水治理知識宣傳教育，提高他們的職業能力和環保意識。宣傳教育和業務培訓內容包括生態處理工藝原理、維護模式、常見問題及解決辦法等，使其熟悉掌握系統運行管理技能，

4.3.2建立健全的保養管理制度

建立完善的生態環境處理系統保養管理規程規定好保養管理的內容和流程。建立定期的巡查制度，及時解決生態環境處理系統運行過程中暴露的問題。同時，加強對保養管理工作任務的檢查評價，確保保養管理工作任務得以落實。

4.3.3 保障運維資金

地方政府可以設立農村生活污水處理專項資金，支付污水生態處理系統涉及的機械維修、雜草修剪、化學產品購買等費用，并積極探索制定合理收費標準，從受益者（農戶）繳費中征得部分水質處理服務費作為維護管理資金。

5結束語

農村生活污水生態處理技術具有環境友好、成本效益高、操作管理簡便等優勢，在農村生活污水治理中具有廣闊的應用前景。通過人工濕地技術、穩定塘技術、生態溝渠技術等多種生態處理技術的應用，有效地改善了農村的水環境質量。然而，在實際應用過程中，農村生活污水生態處理技術也面臨著污水收集困難、處理效果受季節影響、維護管理水平低等挑戰。為了更好地推廣和應用生態處理技術，需要采取完善污水收集系統、提高生態處理系統穩定性、加強維護管理等一系列措施，解決應用過程中存在的問題。未來，隨著技術的不斷創新和完善，農村生活污水生態處理技術將在農村生態環境保護中發揮更加重要的作用，為實現農村的可持續發展提供有力支撐。同時，還需要進一步加強對農村生活污水治理的政策支持和資金投人，提高農村居民的環保意識，形成全社會共同參與農村生態環境保護的良好氛圍。

參考文獻：

[1]陳家興，曹旭，楊國劍.探討農村生活污水生態處理研究與應用[J」.中國住宅設施，2022（2）：13-15.

[2]孫玲善.基于農村生活污水生態處理工藝研究[J].資源節約與環保，2020（7）：127.

[3]李建斌.探討農村生活污水生態處理研究與應用[J].山西農經，2021（12）：130-131.

[4]李慶吉.農村生活污水生態處理工藝研究與應用[J].環境與發展，2017，29（5）：61，63.

[5]王霞.農村生活污水生態處理工藝研究[J].造紙裝備及材料，2020，49（5）：103-105.

[6]楊文杰.農村生活污水生態處理工藝研究與應用[J].清洗世界，2020，36（9）：10-11，14.

[7]程楊.農村生活污水生態處理工藝研究與應用[J].地產，2019（21）：112.