浅议农村生活污水处理工艺

周子琛

(南京大学连云港高新技术研究院，江苏 连云港 222000)

摘要: 随着我国乡镇经济发展，农民的生活水平提高，其农村生活污水的排放量不断增加，但农村住户居住分散，没有完善的污水收集系统，长期以来缺乏有效治理措施，其污水直接排入就近的水渠、鱼塘，直接导致农村地区及其周边水环境的恶化。农村水环境的恶化．不但直接影响到工农业生产的经济效益，同时也不利于社会的经济发展和稳定。农村生活污水治理刻不容缓。本文对我国农村生活污水处理系统现状和特点进行了分析，结合实际经验，以期为我国农村生活污水处理建设提供参考。

关键词:农村；生活污水；模式与技术；现状

0引言

随着我国乡镇经济发展，农民的生活水平提高，其农村生活污水的排放量不断增加，但农村住户居住分散，没有完善的污水收集系统，长期以来缺乏有效治理措施，其污水直接排入就近的水渠、鱼塘，直接导致农村地区及其周边水环境的恶化。农村水环境污染严重制约着农村地区居民生活质量的改善与提高，同时造成了广大农村地区地表水质量严重下降。最近几年来，国家虽然十分重视污水源控制及污水处理事业发展．但是污水排放总量仍以3.15%左右的平均速度递增^[1]。农村生活污水污染影响更加突出，农村生活污水处理设施滞后，污染尤为严重．水环境状况越来越恶化．大部分水源中重金属、氨氮、总磷、化学耗氧量、大肠杆菌、阳离子表面活性剂等指标均存在不同程度的超标。农村水环境的恶化．不但直接影响到工农业生产的经济效益，同时也不利于社会的经济发展和稳定。农村生活污水治理刻不容缓。本文对我国农村生活污水处理系统现状和特点进行了分析，结合实际经验，以期为我国农村生活污水处理建设提供参考。

1农村生活污水处理现状及特点分析

1.1 农村生活污水处理现状

我国农村人口多．缺少科学的规划，处理率低。管网收集系统不完善，属粗放型排放，污水分散排放且流量小。随着近年来一些城市附近的农村工业发展与人口增加，大量未经处理的污水直接通过各村原有的明渠、暗渠和天然沟渠等不完善的污水管网直接排入就近的水塘、洼地、农田、灌溉渠或水渠等，最终被土壤吸收或排入附件大的江河流域。未经处理污水的排放，使农村沟渠、池塘的水质发黑变臭，蚊虫滋生，影响农村人居环境，威胁着农民的身体健康。大部分生活污水未经处理肆意排放．由于污水中含有大量的有机物和N、P元素，使得河流湖泊的水体的环境容量和生态承载能力不堪重负．生态系统受到严重破坏。水污染问题日益加剧，严重影响农村地区的生态环境，并对人民的生活质量和身体健康构成了危害。据统计，我国全国七大江河水系中劣五类水质占41％。有80％的河流受到不同程度的污染，农村有近7亿人的饮用水中大肠杆菌超标^[2]。

1.2农村生活污水特点分析

⑴农村居民没有固定的上下班作息时间和相对稳定的生活习惯．因此，农村生活污水的排放为不均匀排放，瞬时变化较大，日变化系数一般在3.0~5.0，同时农村生活污水还具有早、中、晚不同时段相对集中排放等特点。

⑵来源多，除了人粪便、厨房污水外。还有家庭清洁、生活垃圾堆放渗滤产生的污水。

⑶面广、分散，村庄分散的地理分布特征造成污水分散、难于收集。

⑷增长快，随着农民生活水平的提高及生活方式的改变，生活污水的产生量随之增长。

⑸大部分农村生活污水的性质相差不大，水中基本上不含有重金属和有毒有害物质，含一定量的氮、磷，水质波动大，可生化性强。

⑹经济基础较为薄弱，处理设施要求物美价廉，运行成本低。

2 农村污废水处理模式及工艺

2.1处理模式

农村生活污水处理应根据当地的居住人口数量、污水产生量和人口密度来选择相应的处理模式。农村生活污水处理一般可分为集中处理、分散处理和就地处理模式。

⑴集中处理模式：集中处理模式适合于人口多、人口密度夫和污水产生量大的村镇，可建设管网收集污水，建立污水处理厂。处理后污水可达标排放或回用。通常采用的污水处理技术有活性污泥法和SBR等方法。

⑵分散处理模式：国内外分散式处理生活污水的主要技术有土地处理系统、高效藻类塘技术、人工湿地处理系统和厌氧沼气池技术等。

⑶就地处理模式：就地处理模式类似于分散处理模式，但规模更小。常见技术主要有无动力地埋式污水处理系统（UUAR）、户用沼气池等。

2.2常见处理工艺简介

⑴活性污泥法

常规活性污泥法是一种在好氧条件下利用微生物将污水中的污染物质转化为稳定、无害物质的处理技术，即好氧生物处理法。通过风机等设备给污水输氧，培养生物菌种和微生物，通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质，少部分合成为细胞物质，促使微生物增长，并以剩余污泥的形式排出，使污水得以净化排放。生物处理法和自然处理系统比较，占地面积小，抗气候等外界影响的能力强，建设的地点选择范围大，处理稳定，处理效率高。但基建投资、运行成本要高于自然处理系统。

⑵SBR法

SBR 法全称为序批式活性污泥法，是一种新型的好氧生物处理技术。它采用可变间歇式反应器，提供了时间程序的污水处理，而不是连续流提供的空间程序的污水处理。SBR 法按时间顺序进行进水、反应(曝气)、沉淀、出水、待机(闲置)等基本操作，从污水流入开始到待机时间结束为一个周期，这种周期循环往复，从而达到污水净化的目的。

序批式活性污泥法的核心是反应池。该池集水质均化、初次沉淀、生物降解及二次沉淀等功能于一体，整个工艺简洁，运行操作可通过自动控制装置完成，合理简单，投资较省。序批式活性污泥法中“序批式”包括两层含义：一是运行操作在空间上按序批和间歇的方式运行，由于污水大都是连续或半连续排放，处理系统中至少需要2 个或多个反应器交替运行，因此总体上污水是按顺序依次进入每个反应器，而各反应器相互协调作为一个有机的整体完成污水净化功能，但对每一个反应器则是间歇进水和间歇排水；二是每个反应器的运行操作分阶段、按时间顺序进行，典型SBR 工艺的一个完整运行周期由5 个阶段组成，即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段，从第一次进水开始到第二次进水开始称为一个工作周期。

⑶土地处理系统

由土壤层作为净化介质，是目前国内应用最广泛的污水净化方法。按运行机理可分为慢速渗滤土地处理系统、快速渗滤土地处理系统和地下渗滤处理系统。我国沈阳建有面积为700hm²的慢速渗滤土地污水处理场，该土地处理系统主要是水稻田、紫穗槐和垂柳林地，对SS、BOD 、COD、总氮和总磷的去除率分别达到42.2%、97.0%、86.9%、90.3%和96.6%^[3]。快速渗滤系统具有较高的水力负荷，对生活污水具有较好的净化效果。北京市昌平区的快速渗滤处理系统由预处理池、渗滤池、集排水系统和贮存塘等部分组成，对COD、BOD、SS、总氮、总磷去除率分别为91.9%、95.3%、98.0%、83.2%和69.0%^[4]。地下渗滤系统是将污水有控制地导入具有一定构造和良好扩散性能的土层中，在土壤的渗滤和毛细管作用下，通过过滤、吸附和土壤微生物的降解作用，使污水得到净化。该系统净化效果好、氮磷去除率高、投资小、管理运行费用低，对进水负荷的变化适应性强。能够利用污水中的水肥资源，把污水处理绿化相结合，可以美化和改善区域生态环境，适合在我国推广使用。郑彦强等^[5]在天津武清区一村落构建了2个并行的地下渗滤系统，该系统水力负荷为10cm/d，处理能力为50t/d。填充介质选用土壤、陶粒、炉渣和两种自然有机质，按5:2:2:1的比例配置的人工上层。结果表明地下渗滤系统对污水中各种主要污染因子均有一定的去除效果，在进水COD和C/N较低的不利条件下，COD、总磷、氨氮、总氮、悬浮物均得到有效去除，出水中各项污染指标平均浓度均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，处理效果良好。

⑷高效藻类塘技术

高效稳定塘是由美国加州大学伯克利分校Oswald教授提出并发展的一种传统稳定塘的该进形式，充分利用菌藻共生关系，对污染物进行处理^[6,7]。高效藻类塘是在传统稳定塘的基础上强化利用藻类的增殖来产生有利于微生物生长和繁殖的环境。形成更紧密的“菌~藻”共生系统，最大限度地利用藻类产生的氧气，达到对污染物的有效去除。高效藻类塘停留时间短。占地面积少，建设容易，维护简便，基建投资少，运行费用低。同济大学的黄翔峰等^[8]研究了高效藻类塘系统处理太湖地区农村污水脱氮除磷效果，高效藻类塘和水生生物塘HRT分别为8d和4d，出水溶解COD_cr的浓度低于100mg/L，总氮和氨氮的全年平均去除率分别为46.16%和90.14%。黄翔峰等^[9]还研究了高效藻类塘系统处理高氮农村污水氮的去除及其迁移转化规律。高效藻类塘和水生生物塘HRT分别为8d和4d，进水总氮和氨氮分别为17.13~132.2mg/L和1.85~108.3mg/L，两级高效藻类塘对总氮和氨氮的全年平均去除效率分别为29.4%和91.6%，季节处理效率排序为夏季＞秋季＞春季＞冬季。

⑸人工湿地处理系统

利用自然生态系统中物理、化学和生物的协同作用，污水经沙石、土壤过滤和植物根际微生物的作用，使水质得到净化。按照水体流态可分为表面流湿地、水平潜流湿地和垂直流湿地。帖靖玺等^[10]采用二级串联潜流式人工湿地系统对太湖地区农村生活污水进行了脱氮除磷的试验研究，试验结果表明：在夏季，当进水容积负荷为400 L/d 时，人工湿地