農(nóng)村生活污水處理工藝淺析

陳昱奇 張夢麟 楊曦

農(nóng)村生活污水治理作為“十四五”時期農(nóng)村人居環(huán)境改善和生態(tài)環(huán)境保護的重要組成內容，對于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，全面建設農(nóng)村生態(tài)文明和小康社會至關重要。本文通過明晰農(nóng)村生活污水的主要來源及組成特點，詳細分析了目前主要的農(nóng)村生活污水處理技術及適用條件，總結得出農(nóng)村生活污水處理技術的選擇需要結合當?shù)氐牡乩憝h(huán)境、地勢分布以及經(jīng)濟發(fā)展狀況等綜合考慮，并且需要配套穩(wěn)定的處理設施的維護和管理專項資金，建立完善的長效管理和運行機制，各方面綜合努力才能為農(nóng)村生活污水穩(wěn)定且高效的處理奠定保障，以期為我國農(nóng)村生活污水生態(tài)環(huán)境治理提供參考。

1 農(nóng)村生活污水的主要來源及特點

農(nóng)村生活污廢水主要來源于農(nóng)戶日常生活，包含約占總排放量46%的洗衣、洗浴所產(chǎn)生的洗滌污水和26%的沖廁污水；畜牧及水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水是一種有機污染物濃度高、沖擊負荷大、可生化性好的污水，主要來源于畜牧及水產(chǎn)養(yǎng)殖過程；鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污染廢水向河溝、農(nóng)田直排的粗放型排放方式，對農(nóng)村水體也造成很大程度的污染。整體而言，農(nóng)村生活污水污染物種類簡單，有機物和氮磷等有機物濃度偏高，基本不含重金屬和有毒有害物質。

農(nóng)村生活污水普遍存在以下3方面特征，點多、面廣、量少。第一，生活污水來源點較多，由于農(nóng)戶分布較為分散，生活污水的排放也呈現(xiàn)分散分布的趨勢。第二，農(nóng)村生活污水來源包括居民生活過程中的生活污水，畜牧及水產(chǎn)養(yǎng)殖以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污染廢水，污染范圍較廣。第三，由于農(nóng)村生活的獨特性導致其生產(chǎn)及生活污水的排放總量相對較少，有機物含量高且水質差異性大，由于缺乏完善的排水系統(tǒng)因此呈現(xiàn)較為粗獷的溝渠直排方式。

2 農(nóng)村生活污水主要處理技術

農(nóng)村生活污水的處理技術需要根據(jù)當?shù)厝丝跀?shù)量、生活方式、污水水質狀況、還要充分考慮到處理工藝的最終處理效果、處理費用以及處理工藝的試用性特征等實際情況來綜合決定。針對人口密度較大且居住相對集中的村鎮(zhèn)，可以通過村鎮(zhèn)管網(wǎng)進行集中收集處理，處理后的水用于農(nóng)業(yè)灌溉和河流排放；對于居住較為分散且污水量較小的村鎮(zhèn)，可以采用農(nóng)戶分散處理的模式對農(nóng)村污水進行處理；靠近城市的村鎮(zhèn)可以依托市政排水管網(wǎng)對農(nóng)村生活污水進行統(tǒng)一收集并歸入市政管網(wǎng)統(tǒng)一處理。

目前針對農(nóng)村生活污水主要處理技術有，人工濕地技術、厭氧沼氣池技術、土地處理技術、穩(wěn)定塘技術、新型處理技術等。

2.1 人工濕地技術

人工濕地技術作為農(nóng)村生活污水處理應用較為廣泛且技術相對成熟的處理工藝，其工藝特點主要是依托人工創(chuàng)建天然沼澤的仿生系統(tǒng)，利用濕地的土壤、植物和各種微生物的生態(tài)特性，對農(nóng)村生活污水中的污染組分進行吸附、過濾以及生物分解，從而實現(xiàn)對污水的凈化作用。由于該處理技術具有明顯的耐沖擊性、穩(wěn)定的處理能力以及低投資成本的特點，使其在地勢平坦的農(nóng)村地區(qū)應用較為廣泛。

人工濕地處理技術起源于上世紀初的英國，我國對人工濕地技術的研究開展相對較晚，20世紀80年代天津建了第一座國內的人工蘆葦濕地，目前多工藝和多處理手段的復合處理技術推動人工濕地技術不斷向前發(fā)展。根據(jù)布水方式，人工濕地可以劃分為表面流、垂直流以及水平潛流3種，不同類型系統(tǒng)的污水處理流程存在明顯差異。表面流人工濕地是生活污水在流動的過程中依托濕地表層介質、水生類植物根莖、生物膜的接觸吸附和分解作用等共同作用完成對污水的凈化，適用于污水排放量較小且排放時間較為規(guī)律的農(nóng)村生活污水的處理；垂直流人工濕地是生活污水以垂直狀態(tài)流經(jīng)濕地介質床，并在濕地介質表面反復接觸進行達到凈化污水的目的，該技術處理成本低但處理效率較高，受氣候和環(huán)境要素等影響目前在我國應用較少；水平潛流人工濕地則是利用生活污水在濕地一端流入另一端流出的過程中通過提前鋪設的濕地基質填料依次完成對污水中各類污染組分的凈化，凈化效果受植物根系運輸效果的影響較為顯著。

由此可見，人工濕地處理技術在農(nóng)村生活污水處理方面有很顯著的應用價值，是改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)水資源循環(huán)利用的重要技術手段，發(fā)揮著不容忽視的作用。但是，這項技術仍存在不足之處，人們需要結合農(nóng)村實際情況來合理制定技術方案。

2.2 厭氧沼氣池技術

厭氧沼氣池技術主要以含有人畜糞便的生活污水為處理對象，通過采用高溫堆肥的方式將糞便污水以及秸稈進行自然發(fā)酵。由于該類型污水有機物含量較高，在厭氧條件下依托微生物的厭氧發(fā)酵技術產(chǎn)生甲烷等清潔能源，對農(nóng)村污水中的COD、BOD及病原微生物等具有較好的處理效果，處理后的污水與污泥具有很高的肥效，可以被農(nóng)戶二次利用。該技術由于其運行方便且費用較低，與此同時可以產(chǎn)生清潔能源供農(nóng)戶使用，在廣大農(nóng)村地區(qū)普及率較高。

2.3 土地處理技術

土地處理技術是在將生活污水進行預處理的前提下利用土壤的滲濾和毛細作用將其引入到滲濾溝和已經(jīng)設計完成的滲濾田。通過生態(tài)凈化和人工濕地組合技術，依托土壤清洗床中的土壤植物以及人工調控的方式，利用土壤的吸附、微生物的分解、植物的過濾來去除相關的有機物，進而達到凈化農(nóng)村生活污水中的污染物質的目的，耦合物理化學等的吸附降解過程，保證污水處理效率有效提高。該技術工藝要求相對簡單、污水處理效果較好且出水水質穩(wěn)定，運行和維護費用較低，但占地面積相對較大，易出現(xiàn)土壤阻塞情況，且同時存在污染地下水源的風險。

2.4 穩(wěn)定塘技術

穩(wěn)定塘技術作為一種天然的污水凈化處理方式，通過延長污水在塘內的停留時間，利用塘內各種藻類以及水生生物的組合方式，依托生物降解、光降解、吸附等生物、化學和物理作用能夠長期穩(wěn)定的處理農(nóng)村生活污水，處理周期相對較長，處理效果相對穩(wěn)定，適用于土地資源比較廣的農(nóng)村地區(qū)。根據(jù)其特點及特性可以分為3類，厭氧穩(wěn)定塘技術、好氧穩(wěn)定塘技術及兼性穩(wěn)定塘技術。

此外，已有研究表明淹沒式生物膜穩(wěn)定塘組合技術和多級串聯(lián)穩(wěn)定塘技術能夠將COD和氨氮等污染物的去除率提升到80%以上，大大提升了微生物和水生植物的處理效能。針對常規(guī)穩(wěn)定塘易產(chǎn)生臭味和堆積污染物的問題，在后續(xù)的曝氣條件控制等方面均得到改善和彌補。

2.5 新型處理技術

蚯蚓生態(tài)濾池是在傳統(tǒng)陶粒、石英砂、火山巖等濾料生物濾池的基礎上，通過增加的蚯蚓濾層提高濾床介質的通氣性，改善微生物群落活性及功能菌數(shù)量，有利于有機污染物快速地得到分解。該技術集初沉池、曝氣池、二沉池等于一體，在分解濾床有機污染物的同時還能夠利用蚯蚓上下攀爬的過程清通濾床的堵塞物， 促進含氨物質的硝化與反硝化作用。蚯蚓生態(tài)濾池工藝流程相對簡單， 運行維護方便， 適用于中小城鎮(zhèn)生活污水的處理與回用。

3 農(nóng)村生活污水處理工作啟示

（1）目前，農(nóng)村生活污水的處理技術呈現(xiàn)多樣化且逐漸趨于成熟，針對農(nóng)村生活污水處理技術的選擇需要結合當?shù)氐牡乩憝h(huán)境、地勢分布以及經(jīng)濟發(fā)展狀況等綜合考慮，單純的復制某一地區(qū)的成功案例并不能達到和好的處理效果。

（2）在選定適用于研究區(qū)的農(nóng)村生活污水處理技術后，需要配套穩(wěn)定的處理設施的維護和管理專項資金，建立完善的長效管理和運行機制，為污水處理的穩(wěn)定進行奠定保障。

（3）處理達標之后的生活污水由于其營養(yǎng)物質的含量較高，對于園林綠化和灌溉用水較為適宜，顯著降低肥料的使用量。

（4）廣大農(nóng)村居民的環(huán)保和污水處理意識需要提升，借助科學合理的宣傳方式鼓勵居民積極參與到污水處理的工作當中，學會在日常生活中合理節(jié)水，在污水處理過程中能夠積極支持，保障生活污水處理工作的有序高效開展。

4 結語

農(nóng)村生活污水處理作為鄉(xiāng)村振興的重要組成部分，對于改善農(nóng)村人居環(huán)境至關重要。農(nóng)村生活污水處理技術的選擇應根據(jù)農(nóng)村污水不同來源及組成特點，綜合考慮當?shù)氐拇迓浞植?、人口密度、地理環(huán)境、地勢與氣候條件以及經(jīng)濟發(fā)展狀況等，選擇合適的處理模式與工藝技術。與此同時，需要配套當?shù)卣块T的長效運行與管理制度，規(guī)范好農(nóng)村生活污水的排放制度，從根源上保護農(nóng)村周邊的生態(tài)環(huán)境，從而保證污水處理效果更加突出，避免對生態(tài)環(huán)境造成污染，為農(nóng)村經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展提供保障。