基于農(nóng)村生活污水生態(tài)處理工藝研究

趙國(guó)琳

新安縣環(huán)保局

1 農(nóng)村生活污水特點(diǎn)

（1）我國(guó)國(guó)土遼闊,農(nóng)村地形地貌復(fù)雜,再加上農(nóng)民居住地沒(méi)有規(guī)劃,分散性特別高,整體經(jīng)濟(jì)水平比較落后,農(nóng)村生活污水就很難有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理,因此大多數(shù)農(nóng)戶對(duì)于生活污水的處理都是直接排放到屋外溝渠或者潑灑到地面。

（2）農(nóng)村住戶分散，并且加上近幾年的空巢老人很多，導(dǎo)致農(nóng)村的常住人口很少，因此對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的生活污水也比較少，但是農(nóng)村居民一般都是早出晚歸，其用水的習(xí)慣基本上一致，通常是集中在早上、中午、晚上這三個(gè)時(shí)間段，是整個(gè)一天用水的三個(gè)高峰時(shí)段，其余時(shí)間用水量很少，用水量系數(shù)變化通常是在1.9~2.5，通常夏季的用水量比冬季大很多。

（3）農(nóng)村生活污水通常富含各種化學(xué)元素，最常見(jiàn)的便是氮、磷、鉀，另外還富含COD，總體來(lái)說(shuō)整個(gè)污水的有機(jī)物濃度偏高，COD的最高平均濃度可以達(dá)到500mg/L，但是農(nóng)村排放的生活污水一般來(lái)講是不會(huì)含有重金屬等有害物質(zhì)的，很適合利用生物處理技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理。

2 農(nóng)村生活污水的來(lái)源

2.1 廚房污水

廚房污水在農(nóng)村生活污水中占據(jù)的比例大概在20個(gè)百分點(diǎn)左右，也是農(nóng)村生活污水排放中有機(jī)物的主要來(lái)源。

2.2 洗滌污水

這是整個(gè)農(nóng)村生活污水占比最大的一部分，通常占據(jù)了整個(gè)污水排放的一半以上，農(nóng)村居民一般在生活上用水的最主要目的就是洗滌，這就使得這一部分的排放水含有大量的氮、磷等元素，通常洗衣粉里面富含的元素就會(huì)出現(xiàn)在洗滌污水里面，這也直接造成了農(nóng)村污水水體富營(yíng)養(yǎng)化。

2.3 廁所污水

廁所污水是農(nóng)村生活污水避免不了的，并且其中含有許多的氮、磷、COD、細(xì)菌等。

3 我國(guó)農(nóng)村生活污水處理所面臨的問(wèn)題

3.1 建不起農(nóng)村污水處理設(shè)施

農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平有限，再加上許多農(nóng)村地區(qū)的財(cái)政也是捉襟見(jiàn)肘，無(wú)法給予農(nóng)民資金上的支持，農(nóng)民自身又沒(méi)有能力出資用于污水處理設(shè)備的購(gòu)買，這就導(dǎo)致農(nóng)村地區(qū)長(zhǎng)年累月無(wú)法在污水處理上面有所進(jìn)步，雖然部分地區(qū)建設(shè)有污水處理廠，但是也因?yàn)榻?jīng)濟(jì)問(wèn)題無(wú)法處理日常的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，只能夠?qū)⑽鬯幚頃和！?/p>

3.2 運(yùn)行操作復(fù)雜，缺乏專業(yè)技術(shù)人員管理

許多農(nóng)村地區(qū)的污水處理設(shè)備比較專業(yè)，運(yùn)行復(fù)雜，農(nóng)民自身由于知識(shí)儲(chǔ)備不夠，無(wú)法獨(dú)立對(duì)相關(guān)的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行操作，但是能夠操作的專業(yè)技術(shù)人員又不愿意深入到農(nóng)村工作，這就使得花費(fèi)了大量精力安置的污水處理設(shè)備形同虛設(shè)。

3.3 污水處理廠(站)設(shè)計(jì)規(guī)模、管網(wǎng)鋪設(shè)長(zhǎng)度大

在設(shè)計(jì)我國(guó)農(nóng)村污水處理設(shè)施時(shí)，借鑒了城市污水處理的經(jīng)驗(yàn)，因而設(shè)計(jì)了過(guò)多的污水處理能力。但是，由于農(nóng)村居民少，污水產(chǎn)生量少，無(wú)法達(dá)到污水處理的量也就缺少相應(yīng)的價(jià)值。同時(shí)，污水處理站不能夠正常的運(yùn)行，始終處在低負(fù)荷狀態(tài)之下或者偶爾運(yùn)行。另外，由于污水處理站的規(guī)模較大，污水處理管道也較長(zhǎng)，造成了資金投入成本較大。

3.4 未做到因地制宜

相關(guān)污水處理部門在進(jìn)行農(nóng)村地區(qū)污水處理的時(shí)候，并沒(méi)有制定好相關(guān)的政策與措施，很多時(shí)候?qū)τ谖鬯?xiàng)目都是采取“一刀切”的方式，在整個(gè)地區(qū)都采取同樣的辦法去處理農(nóng)村生活污水，但是這種方式并沒(méi)有考慮到我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的分散，每個(gè)村的實(shí)際地形地貌和實(shí)際情況都不一樣，導(dǎo)致部分地區(qū)對(duì)于一些污水處理設(shè)施完全適用不了，導(dǎo)致政府花費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力建設(shè)的污水處理設(shè)施并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果。

4 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)

4.1 生物處理技術(shù)

4.1.1 生物接觸氧化法

原理：首先讓污水填料表面附著的微生物產(chǎn)生的生物膜與污水完全解除，然后利用污水外部的空氣環(huán)境條件，其次便是讓水中的部分有機(jī)物被氧化分解，讓污水得到凈化處理。

優(yōu)缺點(diǎn)：經(jīng)過(guò)氧化分解之后污水排水水質(zhì)較好、不會(huì)占用過(guò)多空間、使用范圍廣、運(yùn)行管理簡(jiǎn)便、沒(méi)有淤泥堵塞。但是添加的填料很容易堵塞、需要輔助設(shè)備進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)、基建投資費(fèi)用過(guò)高、轉(zhuǎn)運(yùn)花銷較大。

4.1.2 生物濾池法

原理：過(guò)濾材料選擇碎石和塑料，將污水均勻的經(jīng)過(guò)過(guò)濾材料流下，讓過(guò)濾材料的表面形成一層生物膜，然后利用有機(jī)物可以快速地被微生物膜分解的機(jī)理，進(jìn)行污水凈化。

優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：不需要沉淀池，能夠節(jié)省土地，運(yùn)行的成本低，抗沖擊的能力也強(qiáng)。為了避免操作成本過(guò)高以及操作時(shí)發(fā)生曝氣的情況，目前基本上使用的是生物滴濾池。我們?cè)趯?shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，如果將生物滴濾池與人工濕地相結(jié)合，那么處理的污水效果較好，CODcr去除率達(dá)到93%、NH4-4去除率達(dá)到99.6%、TN和TP的去除率達(dá)到了63%左右，凈化之后的排水滿足國(guó)家與行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，效果很好。但是這種辦法容易滋生蚊蟲(chóng)、填料易阻塞、效率低下、耗能較高。

4.1.3 厭氧沼氣池技術(shù)。

現(xiàn)階段，我國(guó)農(nóng)村沼氣池的應(yīng)用已經(jīng)十分的廣泛了，不僅僅可以作為生活廚房用氣，還可以對(duì)生活的污水進(jìn)行處理，利用微生物的氧化分解，將有機(jī)物氧化為沼氣，從而使生活污水得到凈化。

優(yōu)缺點(diǎn)：沼氣池分解污水運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行方便，出水不但可以用于灌溉還可以直接排放，可以產(chǎn)生再生資源，在農(nóng)村普及率很高，受眾性很廣。在農(nóng)村還可以將沼渣用于生禽的喂養(yǎng)，但是其出水有臭味。

4.2 生態(tài)處理技術(shù)

4.2.1 人工濕地

人工濕地處理系統(tǒng)就是在人工鋪的基質(zhì)上種植蘆葦、香蒲、鳳眼蓮等這類水生植物，利用濕地構(gòu)成的土壤、植物、水生動(dòng)物和微生物共同過(guò)濾、吸收污染物的工藝。一般來(lái)說(shuō)，按植物類型分類，可以分為挺水植物和浮游植物；按照水流形式分類可以分為表面流濕地、潛流人工濕地以及垂直流人工濕地。人工濕地作為一種新型生態(tài)污水處理技術(shù)具有其他污水處理系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，例如人工濕地的投資和運(yùn)行費(fèi)用在同等條件下一般較低，除此之外它還具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、出水水質(zhì)好以及處理效果穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，并且水生植物還存在一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值，這些都是人工濕地的有利之處。一般來(lái)說(shuō)，農(nóng)村生活污水處理采用的主要是潛流人工濕地，更有利于農(nóng)村的污水處理。雖然人工濕地具有不少優(yōu)勢(shì)，比如人工濕地系統(tǒng)的出水水質(zhì)較高，投資，運(yùn)行費(fèi)用也很低、效果穩(wěn)定，抗沖擊性強(qiáng)，凈化效果顯著等。但是人工濕地處理系統(tǒng)占地大，而且處理效果會(huì)受到氣溫、植物生長(zhǎng)季節(jié)的影響，除此之外它的脫氮、除磷效率也較為低下。

4.2.2 土壤滲濾

生活污水處理的另一種方式就是土壤滲濾系統(tǒng)，它的工作原理就是利用土壤的滲濾和毛細(xì)作用將水解池中經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污水通過(guò)滲濾溝有效地通入到已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的滲濾田，并且讓污水多個(gè)方向流動(dòng)，同時(shí)利用土壤的吸附、微生物的分解、植物的過(guò)濾來(lái)去除相關(guān)的有機(jī)物。地下滲濾系統(tǒng)具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，它的工程較為簡(jiǎn)單，管理相對(duì)來(lái)說(shuō)也較為方便，同時(shí)土壤滲濾系統(tǒng)處理的水質(zhì)好、效果穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低，其不足之處便是占地面積過(guò)大、土壤容易阻塞，在設(shè)計(jì)運(yùn)行的過(guò)程中，如果出現(xiàn)紕漏就會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)污染周邊地下水源的后果。在目前這個(gè)階段，國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)并開(kāi)始應(yīng)用土地滲濾技術(shù)。比如在我國(guó)上海市寶山區(qū)羅店鎮(zhèn)張墅村，采用了土壤滲濾系統(tǒng)來(lái)處理生活污水，出水可達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)土壤滲濾系統(tǒng)的建造成本低，而且基本免維護(hù)。

4.2.3 穩(wěn)定塘

穩(wěn)定塘顧名思義時(shí)間周期較長(zhǎng)，整個(gè)污水處理比較穩(wěn)定，它是依托于穩(wěn)定塘內(nèi)的各種菌藻，微生物能夠長(zhǎng)期存留在塘內(nèi)，可以將污水里面的有機(jī)物不斷地分解處理，塘內(nèi)微生物的新陳代謝速度將決定污水分解的速度。穩(wěn)定塘一般是由人工挖掘而成，也有少部分天然的池塘，其成本較低，藻、菌、微生物等易產(chǎn)生，污水優(yōu)化之后的排水干凈。在實(shí)際的穩(wěn)定塘處理之后的污水研究中發(fā)現(xiàn)，TSS的去除率高達(dá)80%以上，COD的去除率也是接近于80%，但是氣溫下降，去除率會(huì)相應(yīng)地降低

優(yōu)缺點(diǎn)：穩(wěn)定塘的建設(shè)成本低，運(yùn)行管理方便，很多時(shí)候根據(jù)農(nóng)村的地形因地制宜，能夠自然地優(yōu)化生活污水，美化環(huán)境。但是此種辦法占地面積偏大，也容易產(chǎn)生臭味，招來(lái)蚊蟲(chóng)，并且受季節(jié)和天氣的影響較大，處理的效果并不穩(wěn)定。這種辦法適用于土地資源較豐富的地區(qū)，并且適用于水溝與池塘，當(dāng)前我國(guó)在太湖地區(qū)已經(jīng)大面積的使用藻類穩(wěn)定塘，對(duì)于污水里面的有機(jī)物分解效果很好，氨氮的去除率更是高達(dá)90%以上。

5 農(nóng)村污水問(wèn)題的對(duì)策

從我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景來(lái)看，經(jīng)濟(jì)落后，管理人員匱乏，經(jīng)營(yíng)管理困難仍然是阻礙農(nóng)村生活污水處理的三大障礙。因此，未來(lái)的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)必將發(fā)展一系列基礎(chǔ)設(shè)施成本低，操作維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，設(shè)備易于安裝的處理工藝。針對(duì)上述問(wèn)題，提出了以下對(duì)策。

5.1 開(kāi)發(fā)新工藝以減少污水處理設(shè)備的建造和運(yùn)營(yíng)成本

由于農(nóng)村污水處理設(shè)施無(wú)法建設(shè)或使用的問(wèn)題，主要原因是水處理設(shè)備的建設(shè)和運(yùn)行成本過(guò)高。因此我們要以鄉(xiāng)村振興為背景，鼓勵(lì)農(nóng)村地區(qū)的科技創(chuàng)新，要積極開(kāi)發(fā)新的污水處理工藝，要以降低能耗，節(jié)約成本為前提，努力做到污水處理的出水效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 實(shí)施簡(jiǎn)單的經(jīng)營(yíng)管理流程

對(duì)于操作復(fù)雜以及專業(yè)技術(shù)人員缺乏管理的問(wèn)題，根本原因在于過(guò)程過(guò)于復(fù)雜。因此，政府應(yīng)促進(jìn)使用不需要特殊管理或簡(jiǎn)單操作的小型智能污水處理技術(shù)。

5.3 將水處理裝置“設(shè)備化”

由于農(nóng)村污水處理設(shè)備經(jīng)常存在施工周期長(zhǎng)，安裝過(guò)程中施工緩慢的問(wèn)題，建議對(duì)水處理設(shè)備進(jìn)行設(shè)備化，以設(shè)備的形式實(shí)現(xiàn)污水處理，加快施工速度，縮短工期。

5.4 完善農(nóng)村生活污水處理標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)我國(guó)農(nóng)村污水處理廠（站）規(guī)?；O(shè)計(jì)的問(wèn)題，有必要盡快制定和完善有關(guān)農(nóng)村污水處理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合農(nóng)村實(shí)際情況，為將來(lái)的設(shè)計(jì)提供規(guī)范指導(dǎo)，避免設(shè)計(jì)時(shí)存在遵循老舊標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)模不合適的問(wèn)題。