農(nóng)村生活污水處理技術(shù)探討.doc

農(nóng)村生活污水處理技術(shù)探討摘 要：農(nóng)村的生活污水, 是造成農(nóng)村水環(huán)境污染的原因之一, 也是造成湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素。針對(duì)中國(guó)農(nóng)村生活污水排放分散、污染物濃度低的特點(diǎn), 介紹了生活污水凈化沼氣池技術(shù)、穩(wěn)定塘生活污水處理技術(shù)、人工濕地處理技術(shù)、土地滲濾處理系統(tǒng)和生物濾池技術(shù)等, 以及幾種工藝先進(jìn)、具有推廣價(jià)值的生活污水處理技術(shù)的原理、技術(shù)特點(diǎn), 為農(nóng)村地區(qū)污水治理提供參考。關(guān)鍵詞：農(nóng)村生活污水 現(xiàn)狀 處理技術(shù) 對(duì)策隨著我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)村生活水平的不斷提高，農(nóng)村生活污水引起的環(huán)境污染日趨加重。目前，我國(guó)農(nóng)村生活污水排放量每年約為80億90 億t，且不斷增加，但處理情況卻不容樂觀。96 %的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)，生活污水隨意排放，造成農(nóng)村環(huán)境的嚴(yán)重污染，成為農(nóng)村水源地潛在的安全隱患，加劇了淡水資源的危機(jī)。因此，對(duì)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)進(jìn)行研究，尋找適合農(nóng)村生活污水的處理工藝和運(yùn)行模式，具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。1 農(nóng)村生活污水概述農(nóng)村生活污水是指居民生活過程中糞便及其沖洗水、洗浴污水和廚房污水等，此外，還包括一些農(nóng)村分散養(yǎng)殖過程中所產(chǎn)生的污水。農(nóng)村生活污水含有機(jī)物質(zhì)、氮（N）磷（P）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、懸浮物及病菌等污染成分，各污染物排放質(zhì)量濃度一般為： CODCr為250 400 mg/L，氨氮為40 60 mg/L，TP 為2.5 5.0mg/L。與城鎮(zhèn)污水處理相比，農(nóng)村生活污水處理有其自身特點(diǎn)。首先，農(nóng)村地區(qū)技術(shù)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，缺少重組的資金和專業(yè)的技術(shù)管理人員，污水處理設(shè)施的日常運(yùn)行和維護(hù)難以保證。其次，農(nóng)村生活污水在排放方式、水質(zhì)和水量方面具有自身特性，主要表現(xiàn)在：面廣分散，收集困難；水量變化大，排放不均勻；可生化性好，幾乎不含有毒有害有機(jī)污染物。2 農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀近年來國(guó)外的專家學(xué)者對(duì)農(nóng)村生活污水的處理越來越關(guān)注，農(nóng)村生活污水處理技術(shù)逐漸成熟，工藝呈現(xiàn)出多樣性?，F(xiàn)階段，我國(guó)小城鎮(zhèn)污水處理率還不到10%，農(nóng)村地區(qū)生活污水的處理率更低，絕大部分生活污水未經(jīng)處理直接排放。國(guó)內(nèi)對(duì)農(nóng)村生活污水的治理隨著三河、三湖污染的加重才剛剛興起，但農(nóng)村生活污水治理工程較少，很多處理技術(shù)也僅僅處在示范研究階段。目前農(nóng)村生活污水的治理存在一個(gè)較大的難點(diǎn)，即基建投資以及運(yùn)行費(fèi)用較大，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及技術(shù)力量很難滿足常規(guī)城市生活污水處理廠技術(shù)要求等。因此，急需要開發(fā)高效、低能耗、低成本的污水資源化技術(shù)，引進(jìn)適合我國(guó)國(guó)情的國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)與工藝，解決農(nóng)村生活污水污染問題。3 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)3.1 技術(shù)選擇原則農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)薄弱，缺少充足的資金和專業(yè)的技術(shù)管理人員，因此農(nóng)村生活污水處理方式不能照搬或套用城鎮(zhèn)污水處理模式，須結(jié)合農(nóng)村實(shí)情和生活污水特點(diǎn)科學(xué)決策。在具體選擇農(nóng)村生活污水處理方式時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則。（1）因地制宜農(nóng)村生活污水處理不能拘泥于一種或幾種模式，關(guān)鍵要根據(jù)鎮(zhèn)村的功能、人口、地形地貌、地質(zhì)特點(diǎn)、氣候、排放要求和經(jīng)濟(jì)水平等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較，因地制宜地選擇簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、有效的處理技術(shù)。如在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、用地受限的鎮(zhèn)村，可以選擇由厭氧、好氧組合而成的一體化處理設(shè)備；在用地充裕、氣候適宜的鎮(zhèn)村，可以選擇人工濕地、穩(wěn)定塘等生態(tài)處理技術(shù)。（2）維護(hù)管理簡(jiǎn)便我國(guó)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)相對(duì)落后，缺乏專業(yè)技術(shù)人員，往往發(fā)生農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建成投產(chǎn)后無法實(shí)現(xiàn)科學(xué)維護(hù)與管理的現(xiàn)象。因此，在農(nóng)村宜選用維護(hù)需求量少、日常管理簡(jiǎn)單的處理技術(shù)。（3）運(yùn)行費(fèi)用低廉目前，我國(guó)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用十分有限，缺少穩(wěn)定經(jīng)費(fèi)來源，城鎮(zhèn)污水處理中最常采用的好氧處理技術(shù)因運(yùn)行費(fèi)用高，在農(nóng)村地區(qū)推廣應(yīng)用受到一定局限。因此，在條件允許的地區(qū)，應(yīng)盡可能采用生態(tài)或厭氧處理法，做到污水處理能耗的最小化。（4）工藝流程簡(jiǎn)單農(nóng)村生活污水處理設(shè)施規(guī)模小，維護(hù)管理不容易到位，因此其工藝流程不能太過復(fù)雜，要盡量減少工藝環(huán)節(jié)，以便于運(yùn)行管理。一般來說，農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)最好不設(shè)初沉池和二沉池，可采用較大體積的均化池代替調(diào)節(jié)池和初沉池，利用生態(tài)處理法或生物膜法省去二沉池。3.2 技術(shù)方法根據(jù)以上農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的選擇原則，目前適合農(nóng)村生活污水處理技術(shù)主要有生活污水凈化沼氣池處理技術(shù)、土地滲濾處理系統(tǒng)、穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)、人工濕地處理系統(tǒng)、生物濾池技術(shù)等。321 生活污水凈化沼氣池處理技術(shù)生活污水凈化沼氣池處理技術(shù)是利用有機(jī)物厭氧發(fā)酵的原理，在厭氧和兼性厭氧的條件下對(duì)污水進(jìn)行處理的一種技術(shù)。這種技術(shù)在我國(guó)農(nóng)村生活污水處理的實(shí)踐中，是最通用、節(jié)儉、能夠體現(xiàn)環(huán)境效益與社會(huì)效益結(jié)合的生活污水處理方式。污水中的大部分有機(jī)物經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣，發(fā)酵后的污水被去除了大部分有機(jī)物，達(dá)到凈化目的; 產(chǎn)生的沼氣可作為浴室和家庭用能源; 厭氧發(fā)酵處理后的污水可用作澆灌用水和觀賞用水。在我國(guó)，生活污水凈化沼氣池主要用于取代傳統(tǒng)的化糞池，漆貫學(xué)等的課題研究認(rèn)為生活污水凈化沼氣池技術(shù)的主要問題包括工藝設(shè)計(jì)不合理，運(yùn)行穩(wěn)定性難以保證，處理效果不及二級(jí)污水廠等。毛華海對(duì)生活污水凈化沼氣池池型、工藝改進(jìn)進(jìn)行了初探，提出了改進(jìn)生活污水凈化沼氣池處理效果的3 個(gè)方向。目前，生活污水凈化沼氣池工藝已較為成型，曹軍等對(duì)其工藝流程及施工流程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。322 土地滲濾處理系統(tǒng)土壤滲濾處理系統(tǒng)是利用自然系統(tǒng)的凈化功能，將污水有控制地投配到土層中，通過“土壤 植物”系統(tǒng)的生物、化學(xué)、物理的吸附、固定，對(duì)污水資源及N、P 等營(yíng)養(yǎng)元素再利用，對(duì)污水中的污染物進(jìn)行降解。常用的技術(shù)有慢速滲濾處理系統(tǒng)和人工快速滲濾系統(tǒng)。3221 慢速滲濾處理系統(tǒng)慢速滲濾處理系統(tǒng)將廢水利用到耕作土壤中，達(dá)到處理的目的，同時(shí)可以滿足作物生長(zhǎng)的需要。慢速滲濾處理系統(tǒng)滲濾速度慢，以污水的深度處理和利用水、營(yíng)養(yǎng)物為主要目標(biāo)，故污水凈化效率高，出水水質(zhì)優(yōu)良，基本不產(chǎn)生二次污染。早期的慢速滲濾處理系統(tǒng)的研究主要以玉米 小麥系統(tǒng)的研究為主，這種工藝對(duì)氮的去除率達(dá)到70%，磷的去除率達(dá)到50%，且具有良好的經(jīng)濟(jì)收益。但考慮到傳統(tǒng)的慢速滲濾系統(tǒng)的污水投配負(fù)荷一般較低，趙建芬等進(jìn)行了污水慢速滲濾土地處理系統(tǒng)改進(jìn)的試驗(yàn)研究，研究表明改進(jìn)的慢速滲濾土地處理系統(tǒng)對(duì)懸浮物、有機(jī)物( CODCr) 、氨氮、總氮、總磷有很高的去處效果，分別達(dá)到了51 55%、84 76%、97 92%、91 78%、98 83%。3222 人工快速滲濾系統(tǒng)人工快速滲濾系統(tǒng)是在傳統(tǒng)快速滲濾基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)技術(shù)，它采用天然河沙作為主要滲濾介質(zhì)，并摻入一定量的特殊填料，不僅繼承了土地處理工藝建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本低，操作方便，管理簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，和傳統(tǒng)工藝相比，還大大地提高了水力負(fù)荷，不受土地等自然環(huán)境的影響，具有較高的工藝實(shí)用性，被認(rèn)為是解決小流量生活污水的最適合、最可靠的途徑。人工快速滲濾系統(tǒng)采用干濕交替的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，傳統(tǒng)的快速滲濾系統(tǒng)，一般采用1 3 d 淹水和4 10 d 落干的方式運(yùn)行。邵堅(jiān)等對(duì)人工快滲系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行了研究，研究表明通過縮短淹水周期，加大系統(tǒng)淹水和落干的頻率，可以明顯改善人工快滲系統(tǒng)的污染物去除效果。至今，人工快速滲濾系統(tǒng)污染物的去除機(jī)理尚未研究清楚，但普遍認(rèn)為是在過濾截留、吸附和生物降解的協(xié)同作用。323 穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)穩(wěn)定塘是一種經(jīng)過人工修整而且設(shè)有圍堤和防滲層的池塘，它主要利用水生生物系統(tǒng)，依靠自然生物凈化功能，使污水得到凈化。這種工藝基建費(fèi)用低，運(yùn)行費(fèi)用低，無污泥處理，但同時(shí)存在有機(jī)負(fù)荷低、占地面積大、處理效果受氣候條件影響大的缺點(diǎn)。為了提高穩(wěn)定塘的處理能力和效果，研究者們提出并發(fā)展了高效藻類塘，最大限度地利用藻類產(chǎn)生的氧氣，充分利用菌藻共生關(guān)系，對(duì)污染物進(jìn)行高效處理。目前我國(guó)已在太湖地區(qū)建立了高效藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水的試驗(yàn)研究。324 人工濕地處理系統(tǒng)人工濕地，是一種為處理污水而采用工程手段模擬自然濕地系統(tǒng)建造的構(gòu)筑物，在構(gòu)筑物的底部，按一定的坡度填充選定級(jí)配的填料，如碎石、沙子等，在填料表層土壤中種植一些對(duì)污水處理效果好、成活率高、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、美觀以及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物，通過生態(tài)處理系統(tǒng)內(nèi)的微生物和水生植物的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)污染物的去除。人工濕地是一種經(jīng)濟(jì)、高效的處理系統(tǒng)，可用作處理農(nóng)村生活污水。它的凈化機(jī)理比較復(fù)雜，植被系統(tǒng)起著重要的作用。Li 等在太湖地區(qū)建立了水稻濕地系統(tǒng)，研究表明水稻濕地系統(tǒng)不僅具有對(duì)氮有很好的去除效果，而且還能節(jié)省化肥的使用和灌溉的水量。同時(shí)，填料也是人工濕地的重要組成部分，對(duì)于凈化磷素污染物有重要作用。以上海市農(nóng)村地區(qū)為例，人工濕地得到了廣泛應(yīng)用，9處垂直潛流人工濕地出水皆能達(dá)標(biāo)排放。325 生物濾池技術(shù)生物濾池，是一種內(nèi)部由碎石或塑料制品等惰性過濾材料填充，材料表面生長(zhǎng)生物群落，污水與填料表面上生長(zhǎng)的微生物膜間隙接觸，得以去除的生物反應(yīng)器。其最大的特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池，具有池容小、占地面積小、出水水質(zhì)好和流程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。童晶晶等研究表明，高效功能陶粒用作填充材料，生物濾池能取得更好的效果。此外，有研究者將生物物種蚯蚓引入生物濾池構(gòu)成蚯蚓生物濾池，它是根據(jù)蚯蚓具有吞食有機(jī)物、提高土壤通氣透水性能和促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化等生態(tài)學(xué)功能而設(shè)計(jì)的。在我國(guó)最早是陳旸等對(duì)其進(jìn)行了研究，利用蚯蚓生物濾池處理城市生活污水初步試驗(yàn)的結(jié)果表明，當(dāng)表面水力負(fù)荷為1 m3 /( m3d)時(shí)，以細(xì)木屑、泥炭、石英砂為濾料，污水的CODCr、BOD5、SS去除率分別為72 4%、72 8%、90 5%; 以粗木屑、泥炭、石英砂、谷殼為濾料，污水的CODCr、BOD5、SS 去除率分別為80 5%、87 5%、93 2%。326 組合工藝任何農(nóng)村生活污水處理技術(shù)都有它的不足之處，為了取得更好的農(nóng)村生活污水處理效果，往往將兩種或多種處理技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用，以期達(dá)到處理效果和經(jīng)濟(jì)性的最佳組合。唐晶等將生物和生態(tài)技術(shù)進(jìn)行組合，對(duì)處理農(nóng)村生活污水進(jìn)行了研究，利用厭氧/跌水充氧接觸氧化/水生蔬菜型人工濕地組合工藝處理農(nóng)村生活污水取得了較好的去除效果，且處理效果很穩(wěn)定。在云南瀘湖當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)村地區(qū)，也使用到了生物/生態(tài)技術(shù)，將氧化溝與人工濕地聯(lián)用處理農(nóng)村生活污水。吳迪等將厭氧工藝與生物膜技術(shù)結(jié)合，處理農(nóng)村生活污水，出水水質(zhì)良好，可用于農(nóng)業(yè)灌溉和觀賞性景觀河道用水。武漢大學(xué)也有關(guān)于組合工藝處理農(nóng)村生活污水的研究，研究證明了IST( Innovative Septic Tank)+ CMFB( Compound Media Filter Bed) 系統(tǒng)是一種處理生活污水可行的工藝。4 建議與對(duì)策4.1 加緊相關(guān)政策落實(shí)大力推行鄉(xiāng)村清潔工程和生態(tài)家園富民工程等農(nóng)村生態(tài)環(huán)境綜合整治工程的實(shí)施，落實(shí)國(guó)家關(guān)于新農(nóng)村建設(shè)以及改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的有關(guān)政策、規(guī)劃和措施，為農(nóng)村生活污水處理提供有力的政策支持和保障。4.2 加強(qiáng)應(yīng)急處理能力建設(shè)對(duì)農(nóng)村環(huán)境問題上加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)和應(yīng)急保障，完善應(yīng)對(duì)方案和措施，搞好組織協(xié)調(diào)、應(yīng)急物資保障和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置，積極開展污染源受損情況排查和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估判斷，確保生活污水污染控制在最低限度。加強(qiáng)相關(guān)應(yīng)急能力建設(shè)，建立相關(guān)組織協(xié)調(diào)體系，為農(nóng)村污水處理提供有力的制度保障。4.3 加快相關(guān)技術(shù)研發(fā)農(nóng)村生活污水污染是一個(gè)不可忽視的問題，需要迫切解決。目前國(guó)內(nèi)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)主要還處于實(shí)驗(yàn)?zāi)M階段，因此，需要聯(lián)合高等院校以及科研院所科研攻關(guān)力量，進(jìn)行技術(shù)交流與合作，加快開發(fā)高效、低能耗、低成本的污水資源化技術(shù)，提高污水處理效率；引進(jìn)適合我國(guó)國(guó)情的國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)與工藝，為農(nóng)村生活污水處理提供有力的技術(shù)支持。4.4 加大資金投入力度農(nóng)村生活污水的處理只靠單戶農(nóng)民很難實(shí)現(xiàn)，政府部門更需要加大農(nóng)村環(huán)境綜合整治的投資力度。除了采取國(guó)家扶持、地方資助的方式外，還需要多渠道籌集生活污水處理設(shè)施與運(yùn)行的資金，建立專項(xiàng)資金，形成多元化投入，為保證農(nóng)村生活污水處理工程的順利運(yùn)行提供有力的資金支持。5 小結(jié)為改變農(nóng)村生活污水無序排放現(xiàn)狀，積極開展農(nóng)村生活污水治理研究是十分必要的，農(nóng)村生活污水的管網(wǎng)收集是農(nóng)村生活污水處理的前提，開發(fā)投資節(jié)省、運(yùn)行費(fèi)用低、操作管理簡(jiǎn)便的適用技術(shù)是農(nóng)村生活污水處理的關(guān)鍵，落實(shí)建設(shè)資金和運(yùn)行費(fèi)用是農(nóng)村生活污水處理的保障，政府部門應(yīng)高度重視農(nóng)村生活污水的有效治理，盡快建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范，加大投資力度，確保農(nóng)村污水治理工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。參考文獻(xiàn)1 蘇東輝, 鄭正, 王勇, 等. 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)探討 J . 環(huán)境科學(xué)與技術(shù),