農(nóng)村生活污水處理技術(shù)分析

吳 迪

（廣東北控環(huán)保裝備有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

污水處理技術(shù)從一開始的盡量處理到現(xiàn)在的想辦法回用，其技術(shù)水平一直在提升，但仍無法滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求，還需要尋找投資少、效率高、對(duì)環(huán)境影響小的處理技術(shù)，只有尋找適合農(nóng)村生活污水的高效處理技術(shù)，才能保障農(nóng)村居住環(huán)境的不斷改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的高質(zhì)量和諧發(fā)展。但是近年來，我國許多農(nóng)村生活用水污染嚴(yán)重，這與可持續(xù)發(fā)展理念不相符。為了促進(jìn)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的建設(shè)，全面做好農(nóng)村生活污水處理，對(duì)農(nóng)村生活污水進(jìn)行回收再利用，我國政府部門出臺(tái)了一系列相關(guān)政策，對(duì)農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)和污水處理標(biāo)準(zhǔn)做出明確規(guī)定。在污水處理和污染治理過程中，保證達(dá)標(biāo)的同時(shí)也要考慮當(dāng)?shù)卣呢?cái)政承受能力[1]，從而減少農(nóng)村污水中COD、NHˉN、TP等關(guān)鍵污染物對(duì)環(huán)境的污染，努力提高當(dāng)?shù)丨h(huán)境質(zhì)量。本文概述了農(nóng)村生活污水的治理現(xiàn)狀，介紹了農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)階段面臨的問題以及農(nóng)村生活污水治理對(duì)策，以廣東省某市為例，對(duì)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)及資源利用進(jìn)行研究。

1 農(nóng)村生活污水治理概述

近幾年，隨著廣東省經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，其農(nóng)村地區(qū)均已進(jìn)入經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新時(shí)代，但是隨著農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展而來的不僅是污水排放量的急劇增加，污水成分也更加多樣和復(fù)雜，根據(jù)污水類型選擇合適的處理工藝就顯得尤為重要。廣東省自然資源豐富，河流眾多，經(jīng)濟(jì)社會(huì)處于發(fā)展中期，農(nóng)村現(xiàn)代化上升空間大，生態(tài)宜居農(nóng)村建設(shè)任務(wù)重，農(nóng)村生活污水排放量也隨之劇增。通過對(duì)農(nóng)村生活污水來源進(jìn)行分析可以了解到，農(nóng)村生活污水處理壓力較大，已經(jīng)成為環(huán)境管理的重要挑戰(zhàn)[2]。

生態(tài)環(huán)境部根據(jù)《農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理攻堅(jiān)戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃》的目標(biāo)要求，充分考慮農(nóng)村的實(shí)際情況，提出了到2020年，以打基礎(chǔ)為要點(diǎn)，制定完善規(guī)章制度，完成農(nóng)村現(xiàn)狀的排查，啟動(dòng)試點(diǎn)示范工程；到2025年，要形成一批可復(fù)制、可快速推廣、先進(jìn)的農(nóng)村黑臭水體治理模式，加快推進(jìn)農(nóng)村黑臭水體治理工作；到2035年，基本消除我國農(nóng)村的黑臭水體。在國家的大力號(hào)召下，全國31個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）均出臺(tái)了多項(xiàng)政策推動(dòng)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)村污水處理。在2018年，全國31個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）均出臺(tái)了各自的《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動(dòng)方案》。2019年，全國31個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）均出臺(tái)或修訂了當(dāng)?shù)氐摹掇r(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。2021年，在“十四五”開年之際，全國31個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）在各自的“十四五”規(guī)劃中均提到要穩(wěn)步推進(jìn)農(nóng)村污水處理。

2 農(nóng)村生活污水治理的現(xiàn)狀

2.1 農(nóng)村生活污水處理缺少專門的規(guī)劃

雖然從總體上講，我國農(nóng)村污水處理設(shè)施的數(shù)量不算少，但是多數(shù)污水處理設(shè)施的配置不夠合理，且往往形式單一，站點(diǎn)位置分散，污水集中處理水平較低，多數(shù)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)處理能力在50～500 t/d，還有較多農(nóng)村生活污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)處理能力低于20 t/d。相鄰的農(nóng)村生活污水無法集中處置而采用分散收集處理形式。

2.2 部分農(nóng)村生活污水處理方面的投入較少

對(duì)于農(nóng)村生活污水的治理，各地政府對(duì)于污水處理的重視程度不高，許多農(nóng)村缺乏專項(xiàng)建設(shè)資金，政府或有關(guān)部門對(duì)于污水處理過程中的問題往往避而不見。

2.3 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)不合理

目前農(nóng)村生活污水主要采用建設(shè)村鎮(zhèn)級(jí)污水處理廠和分散式污水處理設(shè)施進(jìn)行處理，處理工藝的抗沖擊負(fù)荷、處理達(dá)標(biāo)能力受季節(jié)溫度影響，產(chǎn)泥量、運(yùn)行維護(hù)難度等并不符合農(nóng)村生活污水處理的應(yīng)用場景。

2.4 污染治理效果不盡如人意

農(nóng)村生活污水中的污染物種類多、進(jìn)水濃度高、水量波動(dòng)大等，容易對(duì)小型站點(diǎn)造成較大負(fù)荷沖擊。同時(shí)農(nóng)村生活污水運(yùn)營分散，管理維護(hù)難，運(yùn)維人員素質(zhì)普遍較低，與目前日益增長的監(jiān)管達(dá)標(biāo)要求不匹配。雖然已有多數(shù)污水處理設(shè)施在運(yùn)行，但污染治理效果仍不盡如人意，農(nóng)村生活污水處理出水達(dá)標(biāo)率普遍較低。并且部分農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的日常運(yùn)行沒有嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行，大部分污水處理設(shè)施仍以政府名義經(jīng)營，相當(dāng)一部分污水處理設(shè)施不符合規(guī)定[2]。

3 農(nóng)村生活污水的治理對(duì)策

要想快速提升我國農(nóng)村生活污水處理工作的質(zhì)量，就要通過先進(jìn)的污水處理技術(shù)，有效地提高工作效率和質(zhì)量。根據(jù)農(nóng)村的實(shí)際情況來選擇治理技術(shù)，在有先進(jìn)技術(shù)支撐的條件下，確保我國農(nóng)村生活污水治理工作的順利開展，保護(hù)我國農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境[3]。

3.1 完善農(nóng)村生活污水收集管網(wǎng)建設(shè)

為了更好地處理農(nóng)村生活污水，只有不斷完善污水收集管網(wǎng)的建設(shè)，污水處理設(shè)施才能在一定程度上充分發(fā)揮其作用。要先對(duì)現(xiàn)有的農(nóng)村污水收集管網(wǎng)進(jìn)行排查，找出存在的問題，提出有效的解決方案。同時(shí)控制污水的來源，排除農(nóng)村生活污水以外的其他廢水進(jìn)入收集管網(wǎng)，采用不同的處理方法來提高污水的處理效果。另外，在設(shè)計(jì)污水處理設(shè)施時(shí)，應(yīng)充分考慮農(nóng)村的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢、水源地和周邊環(huán)境，使農(nóng)村污水處理設(shè)施布局符合農(nóng)村總體規(guī)劃，污水主干線與農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)應(yīng)。對(duì)于短期內(nèi)不能完全確定的集合分支，必須預(yù)留接口。

3.2 采用先進(jìn)的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)

我國的污水處理技術(shù)種類很多，但能夠在農(nóng)村地區(qū)推廣應(yīng)用的技術(shù)都很少。目前，大部分農(nóng)村采用性價(jià)比高的生物處理技術(shù)處理污水，主要原因是該技術(shù)相對(duì)簡單，而其他污水處理技術(shù)的設(shè)備和維護(hù)成本高，給農(nóng)村帶來財(cái)政負(fù)擔(dān)。因此，需要大力開發(fā)新的污水處理技術(shù)，并呼吁相關(guān)科研院所開發(fā)更新、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的污水處理技術(shù)，并迅速普及。為滿足農(nóng)村生活污水處理的實(shí)際需要，污水處理項(xiàng)目正在快速發(fā)展。

3.2.1 厭氧+人工濕地技術(shù)

人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的技術(shù)。將污水、污泥有控制地投配到經(jīng)人工建造的濕地中，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過程中，利用土壤、人工填料、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水進(jìn)行處理。垂直流人工濕地在凈化污水尤其是脫氮除磷方面具有較好的效果。該工藝以耐沖擊負(fù)荷的碎石床作為第一級(jí)，將污染物去除效率高、水質(zhì)深度處理效果好的垂直流人工濕地作為第二級(jí)，形成了類型多樣、結(jié)構(gòu)合理、優(yōu)勢互補(bǔ)的低能耗綜合處理系統(tǒng)。表面種植具有一定觀賞價(jià)值的水生、濕生植物，可提高整個(gè)處理系統(tǒng)的感觀效果，使人工濕地發(fā)揮多項(xiàng)綜合效益[4]。

農(nóng)村生活污水處理中的人工濕地通常搭配厭氧技術(shù)使用。厭氧+人工濕地技術(shù)保留了常規(guī)地下滲濾技術(shù)，其具有環(huán)境和景觀效果好、運(yùn)行和管理費(fèi)用低、維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，日處理1 m3生活污水的地下滲濾面積僅需2 m2，并且增強(qiáng)了其脫氮除磷效果和氣候（低溫）適應(yīng)性，是一項(xiàng)建得起、用得起、效果好、可持續(xù)的農(nóng)村生活污水處理新技術(shù)[5]。

3.2.2 膜生物反應(yīng)器技術(shù)

膜生物反應(yīng)器（membrane bioˉreactor,MBR）技術(shù)是一種新型技術(shù)，該技術(shù)不僅采用了膜分離技術(shù)，而且集成了生物處理技術(shù)，使該技術(shù)的廢水處理效率非常高。該技術(shù)最早應(yīng)用于20世紀(jì)60年代末，它將活性污泥法和超濾膜組件有機(jī)結(jié)合，用膜分離技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥法中使用的二沉池，實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。眾所周知，膜分離技術(shù)能夠有效地分離出不同的物質(zhì)，使生物反應(yīng)器能夠持續(xù)在低F/M比（食微比，也叫污泥負(fù)荷）下運(yùn)行，進(jìn)一步加快了有機(jī)物的分解。隨著科技的進(jìn)步，各類膜技術(shù)得到了飛速發(fā)展，這讓MBR技術(shù)的發(fā)展有了進(jìn)一步的突破。最開始是日本科學(xué)家對(duì)其進(jìn)行相關(guān)研究，由于日本地區(qū)的人口較多但面積較小的特點(diǎn)，需要一種更小、更高效的污水處理系統(tǒng)，MBR技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生，其具有處理穩(wěn)定、工藝簡潔、占地小等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地解決上述問題。

3.2.3 接觸氧化法

接觸氧化法是生物膜法的一種，又稱淹沒式生物濾池。該方法在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置填料，廢水經(jīng)過充氧后與填料相接觸，在填料上的生物膜和填料空隙間的活性污泥雙重作用下，使廢水得到凈化。和其他生物膜法一樣，活性污泥經(jīng)過培養(yǎng)馴化后，在其填料表面形成一層生物膜。在溶解氧和有機(jī)物等營養(yǎng)成分充足的情況下，生物膜逐漸增厚。當(dāng)生物膜形成一定厚度時(shí)，內(nèi)部生成厭氧層，并發(fā)生反硝化反應(yīng)，在厭氧代謝氣體和水流的沖刷下，造成生物膜脫落，生物膜脫落后的載體上還會(huì)形成新的生物膜[6]。

農(nóng)村生活污水處理應(yīng)用接觸氧化法搭配前端水解酸化工藝，能起到更好的處理效果。

4 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的選擇與應(yīng)用

4.1 項(xiàng)目情況

某市農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)薄弱，經(jīng)常出現(xiàn)污水、雨水不經(jīng)處理直接混合排入河流，造成環(huán)境污染嚴(yán)重。通過改建污水系統(tǒng)，可以增強(qiáng)污水處理能力，改善生態(tài)環(huán)境，保證水源安全。該市500個(gè)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)完成后能夠?qū)崿F(xiàn)最高4500 m3/d的污水處理量。污水處理嚴(yán)格按照《農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 44/2208—2019）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 污水處理技術(shù)選擇原則

采用哪一種污水處理技術(shù)對(duì)農(nóng)村污水處理的效果有著至關(guān)重要的影響，同時(shí)關(guān)乎著污水處理的前期投資情況和運(yùn)行成本，是污水處理工程中最重要的環(huán)節(jié)之一。根據(jù)農(nóng)村生活污水排放特點(diǎn)，選擇農(nóng)村生活污水處理技術(shù)時(shí)應(yīng)該遵循5項(xiàng)原則：①污水處理后排水情況穩(wěn)定，能滿足國家有關(guān)排放要求。②系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗沖擊能力和一定的調(diào)節(jié)能力。③可以處理不同濃度的污水，系統(tǒng)運(yùn)行成本低。④技術(shù)流程相對(duì)簡單，系統(tǒng)管理方便。⑤便于標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)，滿足擴(kuò)建需要。

4.3 技術(shù)方案

針對(duì)廣東地區(qū)農(nóng)村生活污水處理站點(diǎn)分散、規(guī)模小、濃度低、水量波動(dòng)大的特點(diǎn)，推薦采用AAO、MBR技術(shù)、接觸氧化法、人工濕地這幾種技術(shù)進(jìn)行污水處理。在本案例中按照技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性選擇了接觸氧化法和MBR技術(shù)兩種方案進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比（表1），以明確技術(shù)方案。

表1 接觸氧化法與MBR技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比對(duì)

接觸氧化法：接觸氧化法占地面積較大，前期投入中等，后續(xù)投入少，運(yùn)行管理簡單，產(chǎn)泥量較少，抗沖擊能力較好，處理效果較好。

MBR技術(shù)：MBR技術(shù)處理負(fù)荷高，占地面積小，前期投入大，后續(xù)投入也較大，運(yùn)行管理較復(fù)雜，抗沖擊能力強(qiáng)，產(chǎn)泥量極少，處理效果好。

考慮到廣東地方農(nóng)村生活污水排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)出水水質(zhì)要求較低，接觸氧化法已能完全滿足要求。各地農(nóng)村可征地面積較大，不存在占地受限情況。故投資較少、運(yùn)行管理簡單、處理效果較好的接觸氧化法為本案例最佳方案。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段我國很多農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)并不完善，許多農(nóng)村盲目跟從其他農(nóng)村的污水處理技術(shù)，實(shí)施起來卻并不適用當(dāng)?shù)匦枨?。只有選擇合適的技術(shù)才能達(dá)到低投入、高效率的污水處理效果，才能符合我國大多數(shù)農(nóng)村的情況。在污水處理過程中，相關(guān)人員要充分了解和分析環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施的使用情況，有效研究和解決存在的問題，對(duì)在役基礎(chǔ)設(shè)施，特別是管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行全面檢查，才能為和諧發(fā)展奠定基礎(chǔ)，創(chuàng)造良好農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。