浅议农村污水处理工艺（修改稿）

　　

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: 随着经济发展，中国的乡镇农民的生活标准不断提高，农村污水排放量持续增加，但居住分散的农村家庭，长期以来没有适当的污水收集系统，生活污水的排放一直缺乏有效的控制措施，直接进入了附近水体，如鱼塘、明渠、河流等，直接导致了农村周围的水环境的恶化。农村地区的水环境的恶化，不仅直接影响工农业生产的经济效率，更不利于社会和经济的发展和稳定。农村生活污水处理刻不容缓。本文依据农村污水处理现状及处理工艺系统的特点，与实际经验相结合，为中国的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

随着中国的经济发展以及乡镇农民的生活标准的提高，农村生活污水排放量继续增加，长期以来，因为农村居民居住分散等原因，缺乏完善的污水收集系统，没有有效的污水处理设施，农村居民的生活污水通常直接排放到就近的水体中，如鱼塘、明渠、河流等，导致农村和周围的水环境恶化。近年来，国家高度重视污水源控制和污水处理业务的发展。但是污水排放总量仍然以约3.15％的平均速度递增^[1]。农村生活污水污染尤为突出，农村生活污水处理设施落后，大部分的污水，重金属、氨氮、总磷、化学需氧量（COD）、大肠杆菌、阳离子表面活性剂（LAS）指标不同程度的超标。农村地区水环境的恶化。不仅直接影响工农业生产的经济效率，而且严重的限制了农村地区的人们的生活质量的改善和提高，不利于社会和经济的发展和稳定。农村生活污水治理刻不容缓。本文依据农村污水处理系统的现状及特点，以实际经验相结合，为中国的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

我国农村人口数量多，分布缺乏科学规划，废弃物处理率低。污水收集管网系统相当不完善，污水排放总量大，排放污水的分散性强，单户排放流量小。近年来，随着一些农村乡镇工业发展以及人口增长，大量未经处理的污水直接通过村庄附近的明渠，暗渠和自然沟渠和其他途径直接排入就近的池塘、洼地、农田、灌溉渠道或排水沟等，最终由土壤吸收或排放至河流水体中。大部分未经处理的污水肆意排放，导致农村沟渠、池塘水质黑色和恶臭，蚊虫滋生，影响农村人居环境，威胁农民身体健康。生活污水中大量的有机质和N，P元素，超出附近水体的环境容量和生态承载能力，使河流和湖泊不堪重负，对生态系统造成严重损害。水质污染问题越来越多，严重影响生态环境，对农村居民的生活质量和身体健康构成严重的威胁。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

根据当地常住人口数量，农村生活污水处理的污水量和人口密度，选择合适的处理模式。在农村地区的污水处理可以大致可以分为集中处理，分布式处理和就地处理模式。

⑴集中模式：集中处理模式适合人口密度大和污水产生量大的城镇和村庄，建设管网收集污水，并建立一个污水处理厂。经处理的污水达标排放或者循环使用。常用的污水处理技术，如活性污泥法和SBR法等。

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。它不是连续流提供的空间程序的污水处理，采用可变间歇式反应器，提供了时间程序的污水处理，是一种新型的好氧生物处理技术。SBR 法按设计，依次进行进水、反应(曝气)、沉淀、出水、待机(闲置)等基本操作，从进水到待机闲置结束为一个周期，周期循环往复，以达到污水净化的目的。

序批式活性污泥法的主体是反应池。该池主要具有均化水质、初次沉淀、生物降解及二次沉淀等功能，工艺比较简洁，通过自动控制装置完成整套运行操作，投资较省。 “序批式”包括两层含义：一是在空间上，按运作和间歇的方式交替运行，由于污水大都是连续或半连续排放，一般至少有2 个甚至多个反应器交替运行，污水是依次进入每个反应器，每一个反应器都是间歇进水和间歇排水，各反应器分别处于不同阶段，从总体上看，作为一个有机的整体完成污水净化处理流程；二是分阶段、按时间顺序进行每个反应器的运行操作，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

这种方法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。

慢速渗滤土地处理系统比较具有代表性的是我国沈阳建设的慢速渗滤土地污水处理场，占地面积达到700hm²，该系统主要是由水稻田、紫穗槐和垂柳林地等组成，实际运行数据显示，对COD、BOD 、SS、总氮和总磷的去除率分别达到86.9%、97.0%、42.2%、90.3%和96.6%^[3]。

快速渗滤系统相对于慢速渗滤土地处理系统来说，水力负荷较高，对生活污水的净化效果相对更好。以北京市昌平区的快速渗滤处理系统为例，该系统由预处理池、渗滤池、集排水系统和贮存塘等部分组成，实际运行数据显示，该系统对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，利用土壤的毛细管作用和渗滤使污水中的有机质以及其他污染物与微生物充分接触，充分利用土壤的过滤、吸附作用，以及土壤微生物的降解作用，使污水得到净化，但是要达到良好的效果，必须选择具有一定构造和良好扩散性能的土层，并对污水注入条件加以严格控制。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。填充介质将土壤、陶粒、炉渣和两种自然有机质，按5:2:2:1的比例配置为试验用人工土壤上层，构建成地下渗滤系统。结果表明在进水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，证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。

⑷高效藻类塘技术

高效稳定塘是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，最早是由美国加州大学伯克利分校Oswald教授提出并发展的^[6,7]。高效藻类塘在普通稳定塘的基础上，利用藻类的增殖，大幅提升藻类产生氧气的利用率，造成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，强化处理效果，以达到对污染物的有效去除。高效藻类塘具有停留时间短、占地面积少、基建投资少、建设容易、运行费用、低维护简便等众多优点。

同济大学的黄翔峰等^[8]研究了高效藻类塘系统对太湖地区农村生活污水脱氮除磷的处理效果，高效藻类塘以及水生生物塘水力停留时间分别为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针对高含氮农村生活污水中氮的去除以及迁移转化方面的规律。高效藻类塘和水生生物塘水力停留时间分别为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%，处理效率的季节排序为夏季＞秋季＞春季＞冬季。

⑸人工湿地处理系统

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