農村生活污水處理工程的工藝應用探究

秦本念，楊 洋

（德陽市廣漢生態(tài)環(huán)境局，四川 德陽 618300）

2011年，《中國環(huán)境狀況公報》的調查數(shù)據(jù)顯示：在我國廢水的總排放量中，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水所占比超過30.7%。城鄉(xiāng)二元結構特點造成我國城市與農村的污水處理情況存在巨大差異，農村生活污水的處理率顯著低于城市。我國作為世界人口大國，所面臨的生活污水問題更加嚴峻，尤其是在現(xiàn)代化程度遠遠落后于城市的農村地區(qū)，如何結合農村特點，設計出適合農村當?shù)厍闆r的生活污水處理工程，成為現(xiàn)階段亟待解決的問 題[1]。

1 農村生活污水特點分析

1.1 來源復雜

農村生活污水主要來自三個方面：①畜禽養(yǎng)殖業(yè)產生的污水；②日常生活中排放的污水，如廚房、洗滌等；③農家樂、中小學、民宿旅游、機關、事業(yè)單位等排放的污水，如食堂餐飲業(yè)產生的含油廢水等。

1.2 位置分散

農村居民的居住點相對分散，生活污水的排放不夠集中，許多村莊并未建立起完善的排水系統(tǒng)，相當一部分農村地區(qū)采用的是居民自己埋設的排水管道，直接把未經處理的生活污水排入河內，污水收集難度大[2]。

2 農村地區(qū)生活污水的處理方法

2.1 土地滲透法

技術原理：借助人工技術，把土地廢水資源集中到某塊土地上，再利用土壤-水生植物-顆粒等自然生物構成的排水系統(tǒng)實現(xiàn)凈化廢水的目的。土地滲透技術能夠直接過濾、凈化生活污水，并吸附、降解廢水中的微生物。如果生活污水經天然的混凝土、土壤直接滲透到地下，在此過程中，生物排水系統(tǒng)就可以在前期起到凈化污水的效果。該技術的入滲速度較慢，但污水中的有機成分能夠被充分地消化、吸收和利用，有效降低了對混凝土地下水所產生的污染性與破壞性，也是目前公認的安全性最高的入滲方法。

2.2 人工快速滲透法

這是一種基于既往傳統(tǒng)快速滲透排水技術發(fā)展而來的滲濾技術，將天然河沙作為滲透介質，然后再加入某些特殊的材料。人工快速滲透不僅保留了傳統(tǒng)技術成本低、操作方便的優(yōu)勢，而且顯著提升了大型水電站承力機的承載能力，實用性強，基本不會受到其他因素的限制。但目前為止，人工快速滲透技術的去污原理還沒有完全明確，需要后續(xù)的深入研究，但主流觀點認為，在快速過濾系統(tǒng)中，對生物物質的截留、吸附與降解發(fā)揮了協(xié)同作用。

2.3 凈化沼氣池處理技術

如今，傳統(tǒng)的生活化糞池已經被沼氣池取而代之，近幾年建設而成的生活沼氣凈化池，對池體處理厭氧的條件有嚴格要求，污水沼氣中的有機化學物質經過沼氣池的分解后，轉化成二氯甲烷，可以作為農村生活燃料使用，沼渣可以作為肥料使用，不僅祛除了污水池中的有機物，而且還能夠殺滅蛔蟲、大腸桿菌等各種寄生蟲卵及細菌，處理后的廢渣還可以供農民施肥。

2.4 人工濕地處理技術

人工濕地是參考我國天然污水濕地建設而成的，施工過程中，濕地的側面與底部都要做深層污水防滲處理，并且把天然污水管道引到濕地沼澤的天然地面，然后由人工控制污水的流動方向。在此過程中，天然污水管通過人工濕地中的土壤、水生植物、污水介質，所產生的物理、化學作用實現(xiàn)對污水的凈化。但人工濕地的污水處理效果，會受到濕地植物類型、環(huán)境溫度、水流堵塞等因素的影響，所以可考慮綜合多種人工濕地處理系統(tǒng)，提高污水處理效率。

2.5 低速自動滲濾污水處理技術

該技術滲透污水的速度較慢，需要解決的是污水二次凈化、可持續(xù)利用、剩余營養(yǎng)化學物質的二次過濾。污水凈化后的工作效率明顯提高，排放的剩余水源的清潔度較高，所以基本沒有二次污染問題。前期利用玉米-大豆-小麥系統(tǒng)凈化污水，磷與氮的綜合凈化利用度在70%左右，磷的凈化度甚至高達50%，污水凈化效果十分理想。

2.6 生物過濾技術

金屬、塑料、大理石、礦物等都是生物水質過濾器的常用材料。過濾器表面有部分生物群落，因此廢水與填充上述材料的表面所存在的微生物群落膜之間充分接觸，所以能夠迅速、有效地去除生化反應。生物過濾技術最大的優(yōu)勢在于實現(xiàn)了生物水質氧化與化學攔截懸浮固體一體化，所以室內不需要設置生物沉淀池，節(jié)約了大量占地面積，而且操作簡單，生物水質含量較高。大量研究顯示：把生物凈化物種的過濾水引到生物凈化過濾器內，能夠形成蚯蚓型的生物凈化過濾器，可以有效改善土壤的通風性，提高土壤的滲透凈化效果，十分利于有機化學物質的分解與再轉化。

3 農村生活污水處理工程實例

2010年，上海青浦區(qū)金澤鎮(zhèn)開展農村生活污水處理工程，工程范圍廣、施工難度大，而且農村地區(qū)的居住點相對分散，收集污水的成本較高，管網(wǎng)設施破損和堵塞嚴重。在工程建設、運行期間，應做好風險防范工作，盡量減少對周圍居民造成的影響，及時修復和疏通管網(wǎng)系統(tǒng)。

3.1 農村生活用水水質特點

各地區(qū)農村的生活污水水質有很多相似之處，通常具有良好的可生化性，污水中主要以氮、磷等化學物質為主。近年來，隨著農村建設的飛速發(fā)展，不僅生活污水的排放量增加，而且污水成分中油漬、有機物、重金屬的比例也在提高。農村生活污水水質如表1所示：

表1 農村生活污水水質

3.2 污水處理工藝的設計

3.2.1 初沉池

正如前文所述，農村生活污水的來源比較復雜，污水管理水平較差，污水中會含有大量顆粒狀、無法被生物處理降解的雜質，需要在系統(tǒng)前端截留。選擇平流型的初沉池，通過對顆粒絮凝的沉降來處理雜質。罐體尺寸L：10 m×Ф3 m，材質為玻璃鋼。兩臺不銹鋼材質的排泥泵，其中一臺為備用，單臺排泥泵參數(shù)：Q=12 m3/h；H=6 m；N=0.55 kW。配有一套聚合氯化鋁，加藥能力為25 L/h。

3.2.2 斜管沉淀池

這種沉淀池的沉淀效率較高，池內安裝了斜管填料，利用淺層沉淀原理獲得的水力負荷較大。經過好氧反應后，污水中仍然含有部分懸浮污泥與老化的生物膜。經斜管沉淀池處理后，可以使懸浮物沉降，提高水質的清潔度。

3.2.3 A2O工藝

這是處理各種污染物的核心技術，集合了厭氧、缺氧、好氧三種工藝，這三種工藝的微生物降解反應都能夠去除有機物，其中好氧工藝去除的有機物最多。在三種工藝之間設置回流，可利用硝化菌所具備的硝化作用，以及反硝化菌的反硝化作用去除氨氮與總氮。

3.2.4 石英砂過濾利用合適的石英砂、鵝卵石可以達到微米級的過濾精度，有效去除污水中的有機物、微生物、懸浮物、膠質顆粒等。

3.2.5 紫外消毒

污水排放標準對大腸桿菌的含量有明確要求，農村生活污水的原水就含有部分大腸桿菌，只采用生化系統(tǒng)無法將其去除，利用過濾技術也只能去除一部分，無法達到規(guī)范標準中的要求。紫外殺毒的原理是：利用一定波長的紫外線對大腸桿菌細胞中的RNA、DNA分子結構造成破壞，使生長性細胞與再生性細胞死亡，從而實現(xiàn)殺菌消毒效果。配置一套管道式的紫外消毒裝置，功率2 550 W；燈管壽命超過12 000 h，反應器材質為304不銹鋼。紫外消毒流程見圖1：

圖1 污水處理工藝紫外消毒流程

4 結語

近年來，我國對農村地區(qū)生活污水的處理采取了一系列措施，并取得了一定成效。生活污水的處理工藝、處理方式還需要結合農村當?shù)氐膶嶋H情況選擇，并將其當成一項長期、系統(tǒng)的工程，這對于促進新農村建設具有重要意義。