農村生活污水處理的現狀與技術應用
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摘 要：由于農村經濟問題以及技術條件的缺失，我國農村污水沒有得到良好的處理，農村污水的處理，已然成為當今農村水環境問題的重點和難點。文章以農村污水處理為基本點，介紹了農村污水的現狀以及污水處理中所面臨的問題，針對目前在農村污水處理中較為流行的幾種污水處理技術進行簡要分析與論述，提出未來農村污水處理發展的建議。
關鍵詞：水環境;農村污水;農村污水現狀;污水處理技術
中圖分類號：X703.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）09-0161-04
Abstract： Due to rural economic problems and lack of technical conditions， rural sewage in China has not been treated very well. Rural sewage treatment has become the focus and difficulty of rural water environment problems. This paper， based on the rural sewage treatment， introduces the current situation of rural sewage and the problems and difficulties faced in sewage treatment. It briefly analyzes and discusses several sewage treatment technologies that are currently popular in rural sewage treatment， and proposes the direction of future rural sewage treatment development.
Keywords： water environment; rural sewage; rural sewage status; sewage treatment technology
隨著農村經濟發展，農村的生活質量得到了大幅提高，與此同時，農村也出現了許多環境問題，其中最為突出的便是農村水體污染，農村水體的污染使農村生態環境遭到嚴重破壞，生態環境失去平衡。因此，農村污水處理是一個亟待解決的問題，而決定農村污水處理方式的因素主要包括村莊發展規劃、人口規模、人口密度（或房屋間距）、距城（鎮）區市政管網的距離、環境條件、經濟條件和運行管理等，也取決于處理水的用途[1]。所以在解決農村污水處理問題上，要堅持因地制宜，才能達到最好的處理效果?；诖?，本文通過概述目前我國農村污水處理面臨的問題以及現階段運用于農村污水處理的技術，分析得出能夠適用于不同農村地區的污水處理技術。
1 農村污水處理現狀
1.1 農村污水的特點
我國農村居民的居住特點與生活習慣，使得我國農村生活污水具有以下特點：
（1）水質水量波動性大。我國農村生活污水具有分散、日變化系數大（通常為3.0～5.0）、排放時間集中，且氨氮含量高、可生化性強、含重金屬等有毒有害物質較少等特點[2]。
?。?）有機物含量高。我國農村生活污水主要來源于廁所糞便及其沖洗水、洗浴廢水、畜牧廢水和廚房餐飲用水等，含有較高COD、氮磷污染物。
?。?）污水排放隨意性大。由于很多農村沒有污水集中處理設備，農村生活污水大多都是就地潑灑或利用天然形成的溝渠排入湖泊、河流之中，這會引起當地地下水污染以及湖泊水體的富營養化，對農村水環境造成影響。
1.2 農村污水處理所面臨問題
農村生活污水的處理在我國起步較晚，因此在處理農村污水上面臨以下幾種問題：
?。?）居民環保意識薄弱。農村居民普遍缺少環境保護這一理念，我國大部分農村地區都沒有污水收集處理設備，加之建設污水處理設備前期需要投入大量資金，很多居民不愿承擔這一費用，導致農村污水處理這一政策進展困難。
?。?）管網布置比較困難。農村地區的建筑不具備合理的規劃與布局，在人口居住比較密集的村鎮，其道路也比較狹窄，這將導致施工難度增加，污水管道鋪設困難，施工成本提高，鋪設進度緩慢等問題。
?。?）缺少污水排放標準。目前，農村污水的排放尚沒有統一標準，與城市相比，農村污水污染的關鍵問題是因氮、磷導致的富營養化，如果按照城鎮的處理標準，處理成本和技術要求會相應提高，而農村地區的管理水平和經濟水平普遍薄弱，因此照搬城市污水處理的標準不是非常合理[3]。
?。?）缺乏運行管理。污水處理設備建成后，該設備的運行管理及責任主體指代不明，由于缺少專業人員進行維護管理，設備運行出現故障時得不到及時的修理，設備則處于廢棄狀態。
綜上所述，在實施農村污水處理的政策上，需要選擇針對性強、經濟高效、管理維護簡單、居民能夠接受的處理工藝。
2 農村污水處理的技術應用
目前可用于處理農村污水的技術眾多，每個工藝都具有其優缺點，在污水處理中應根據農村當地的具體情況，選擇效益最佳的技術工藝，現將應用于農村污水處理的技術分述如下：
2.1 生物轉盤
生物轉盤是一種生物膜法污水處理技術，整個工藝流程的動力設備只有轉盤驅動電機和污水提升泵，極大的提高了該工藝在運行時的穩定性[4]。生物轉盤對污水具有較好的處理效果，并且用轉盤代替風機供氧，可以節省電耗，降低成本。如韋真周等[5]運用生物轉盤工藝處理小城鎮生活污水，處理效果良好，COD、SS、NH3-N、TP去除率分別為85.47%、94.68%、84.48%、78.33%。此外，利用多種不同類群、功能各異、具有協同作用的微生物組成的復合微生物，可以提高處理能力，減少調試時間。李成森等[6]以復合微生物菌劑代替活性污泥和生物轉盤進行組合的工藝在崇左市大新縣下雷鎮污水處理廠調試運行，出水各指標為COD：38mg/L，SS：17mg/L，NH3-N：7.59mg/L，TP：0.89mg/L，pH：7.82，TN：9.47mg/L，出水水質達到（GB18918-2002）一級B標準，并且生物轉盤產生的污泥量較少，對于剩余污泥進行脫水后可用于林地施肥。 2.2 膜生物反應器
膜生物反應器（MBR）是由活性污泥法和膜法相結合的一種污水處理技術，由于膜的高效截留作用，可以截留微生物難以分解的大分子有機物，提高污水出水水質，減小污泥產生量。如謝晴等[7]在示范工程中運用A2/O-MBR一體化設備的工藝組合對農村污水進行處理，出水水質均優于GB18918-2002（城鎮污水處理廠污染物排放標準）一級A排放標準。也可增加混凝沉淀工藝對污水進行預處理，所投加的絮凝劑產生的雙電層及吸附架橋作用，高效率去除水中懸浮顆粒物質，可保證后續深度生化處理的穩定運行[8]。如左燕君等[9]運用混凝-兩級A/O-MBR工藝處理生活污水，出水中COD濃度為17.8mg/L，SS濃度為8.7 mg/L、NH3-N濃度為3.4mg/L，滿足GB19818-2002一級A標準。MBR復合工藝具有占地面積小，運行穩定，耐沖擊性能強，出水水質效果好等優點。但膜容易發生堵塞，清洗困難且所需能耗較高。
2.3 人工濕地
由于人工濕地集污水處理與美化環境于一體，在凈化污水的同時還具有景觀效果，目前人工濕地技術已在我國廣泛使用，運用人工濕地復合工藝處理可使出水水質達到要求。如趙海洲等[10]在上海市閔行區某農村污水收集治理工程中，運用接觸氧化與人工濕地組合工藝的調試運行中，出水COD、BOD、NH3-N、TP的去除率分別為92.5%，97.6%，82.9%和88.4%。又如谷鵬飛等[11]在示范工程中運用無動力水池-人工濕地-氧化塘的塘壩濕地近自然處理組合技術，該技術對COD去除率為70.54%，NH3-N去除率為96.12%，TN去除率為91.23%，TP去除率為93.25%，出水水質滿足（GB18918-2002）一級B標準。由此可見，與傳統的污水處理方法相比，人工濕地具有投資低，耗能少，運行費用低等優點，但人工濕地占地面積較大，所以對污水處理地區的地形地貌要求較高。
2.4 穩定塘
穩定塘是通過將土地進行適當的人工修整，建成池塘，并設置圍堤和防滲層而建成，有機物主要通過微生物降解、有機物吸附、有機顆粒的沉降和截濾作用去除[12]。當生活污水進入穩定塘后，有機物經過穩定塘中的微生物和藻類的協同作用下分解，張巍等[13]針對北方地區農村生活污水運用前置強化塘、人工后置調節塘、組合塘系統構建技術，該技術在示范工程中對污染物去除效果較好，COD平均去除率為85%，氨氮平均去除率為90.6%。但同時穩定塘也具有占地面積大、水力停留時間較長、處理效果不穩定、散發臭味、處理效果受氣候條件影響大等缺陷[14]。為了改善這些缺點，強化的藻菌共生系統，增強污染物被藻類和細菌的協同降解吸收過程，提高處理效果，美國加州大學伯克利分校Oswald教授提出的高效藻類塘對COD、BOD、NH4+-N、TN、TP 的去除率分別為75%、60%、92%、75%、50%[15]。J.B.K.Park等[16]研究發現高效藻類塘可以去除高達95%的溶解性有機化合物。與傳統的二級生物處理技術相比，高效藻類塘具有占地面積小、投資低、運行費用少的特點[17]。并且經過穩定塘處理的污水可以直接應用于林地灌溉，可實現污水資源化利用，藻類產物也可創造經濟效益。
2.5 土地滲濾技術
土地處理系統是利用土壤-植物-微生物的復合作用將污水進行處理，污水土壤滲濾系統的界面環境復雜，其中氮的去除主要包括植物吸收、生物脫氮及氨氮揮發，并且生物脫氮起主要作用[18]。高勝兵等[19]采用植物-土壤滲濾系統處理農村生活污水，復合體系對BOD5、COD、TN、NH4+-N、TP的平均去除率分別為73.5%、76%、85%、89%、85%。呂晶晶等[20]運用曝氣預處理+深型土壤滲濾系統處理高氨氮廢水，COD、氨氮和TN的去除率分別為83.1%、98.0%和76.6%，運用該工藝處理高氨氮廢水比普通土壤滲濾系統在TN去除方面效果更佳。張金旭等[21]在高寒地區的實驗表明，當水力負荷為7cm/d時，經處理后的污水COD、TN、SS和NH3-N去除率最高分別為56.0%、40.8%、56.1%和53.5%。該工藝具有投資少，易維護管理的特點，適合土質通透性高、居住較為分散、人口密度小、經濟發展比較落后的農村地區。
3 污水處理技術對比
根據污水處理中處理工藝的特點和處理成本，歸類出該工藝在農村污水處理中的優勢點和局限性，將可運用到農村地區的污水處理工藝進行簡單對比，以得出該工藝的適用地區，見表1。
4 結束語
農村生活污水已經成為農村環境的主要污染源，也是目前我國亟待解決的主要環境問題。因此，必須根據村莊所處的地形地貌、排水特點、人口規模，結合當地經濟承受能力，采用適宜的農村生活污水收集、處理方法進行農村生活污水處理。只有因地制宜，選擇建設運行費用低、管理操作方便的工藝，才能做到“建得起、用得起、管得好、用得好”。但由于我國農村污水的處理起步較晚，需要積極借助國外的處理經驗與技術，同時還要盡快完善我國農村污水出水水質標準，并根據農村地區的實際狀況選擇合適的工藝，以求達到低成本、高回報、易管理的目的。綜上給出目前農村污水處理的建議：
?。?）提高居民環保意識。我國農村居民對環境保護概念薄弱，需要加強宣傳力度，改變居民對環保的看法，使農村居民能夠積極配合國家推進農村污水處理的政策，同時要加快管道的鋪設，讓居民的生活污水有處可排，從而從源頭上解決農村水環境污染問題。
?。?）國家增加投資。居民在抗拒污水處理時，大多是受到經濟的影響，所以在建設農村污水處理系統的同時，將國家出資與居民承擔有機結合，以減少居民的經濟負擔，從而使居民愿意接受污水處理。
?。?）完善運行管理體系。大多數農村污水處理設備建成后，由于后期沒有資金支撐，很多設備處于閑置狀態，或運行出現問題時沒有得到及時維修。這是因為居民對污水處理的繳費意識不強，難以攤平后期設備運行的成本以及管理維護所需要的費用。所以我國需要建立完善一套完整的運行管理體系，在農村地區建立繳費制度，讓繳費和維護管理形成良性循環，以改善農村的生態環境。 ?。?）選擇合適的處理技術。由于我國各農村之間的發展狀況與環境條件不同，農村污水的處理技術選擇要盡量結合當地發展，堅持因地制宜的原則，給出適合當地狀況的污水處理技術，盡量與當地產業相結合，以減少污水處理的成本，做到經濟、綠色、環保、易管理。
?。?）加快排放標準的完善。目前我國對農村生活污水的排放尚沒有標準，由于農村污水水質的特點和水環境與城市不同，盲目套用城鎮的標準顯然不合理，所以應盡快制定農村污水的排放標準讓污水處理有據可依。
?。?）推進污水處理技術的研究。我國農村污水處理技術不是十分成熟，所以應針對農村污水的水質特點，加快推進污水處理技術的研究，提高污水處理的整體技術水平，以達到更好的處理效果。此外，當單一的處理技術很難滿足要求時，可以研究組合技術以彌補單一工藝處理上的缺陷，提高處理效率。
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