农村生活污水处理现状及存在问题

农村生活污水处理现状及存在问题

环境工程专业学生王鹏程

指导教师马万征

摘要：农村的生活污水, 是造成农村水环境污染的原因之一, 也是造成湖泊富营养化的重要因素。搞好农村生活污水治理工作，关系到改变农村生活污水无序排放现状改善农村生态环境，提高农民生活水平，加快社会主义新农村建设，促进农村经济和社会的可持续发展。。我们要很据农村具体现状、特点、风俗习惯，以及自然、经济与社会条件，因地制宜地采用有效的，多元化的生活污水处理模式和经挤适用的生活污水处理技术。本文针对中国农村生活污水排放分散、污染物浓度低的各种特点, 介绍了生活污水净化沼气池技术、稳定塘生活污水处理技术、人工湿地处理技术、土地渗滤处理系统和生物滤池技术等, 以及几种工艺先进、具有推广价值的生活污水处理技术的原理、技术特点。

关键词：生活污水处理现状处理技术对策

随着农村经济的快速发展，农村生活污水排放量增大，使农村地区环境状况日益恶化，农村环境质量明显下降，直接威胁着广大农民群众的生存环境与身体健康.制约了农村经济的健康发展，农村环境状况令人担优。目前，我国农村生活污水排放量每年约为80亿~90 亿t，且不断增加，但处理情况却不容乐观。

96 %的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生活污水随意排放，造成农村环境的严重污染，成为农村水源地潜在的安全隐患，加剧了淡水资源的危机。因此，对农村生活污水处理技术进行研究，寻找适合农村生活污水的处理工艺和运行模式，具有迫切的现实意义。

一、农村生活污水概述

农村污水处理的特征首先是处理串低，其次是间歇排放，排量少且分散，第三是氮磷浓度高及含有大量的营养盐、细菌，病毒等，这些都给农村污水的收集和处理带来了一定的难度。农村生活污水是指居民生活过程中粪便及其冲洗水、洗浴污水和厨房污水等，此外，还包括一些农村分散养殖过程中所产生的污水。农村生活污水含有机物质、氮（N）磷（P）营养物质、悬浮物及病菌等污染成分，各污染物排放质量浓度一般为： COD Cr为250 ～ 400 mg/L，氨氮为40 ～ 60 mg/L，TP 为2.5 ～ 5.0mg/L。与城镇污水处理相比，农村生活污水处理有其自身特点。首先，农村地区技术经济基础薄弱，缺少重组的资金和专业的技术管理人员，污水处理设施的日常运行和维护难以保证。其次，农村生活污水在排放方式、水质和水量方面具有自身特性，主要表现在：面广分散，收集困难；水量变化大，排放不均匀；可生化性好，几乎不含有毒有害有机污染物。

二、农村生活污水处理现状

近年来国外的专家学者对农村生活污水的处理越来越关注，农村生活污水处理技术逐渐成熟，工艺呈现出多样性。现阶段，我国小城镇污水处理率还不到10%，农村地区生活污水的处理率更低，绝大部分生活污水未经处理直接排放。国内对农村生活污水的治理随着三河、三湖污染的加重才刚刚兴起，但农村生活污水治理工程较少，很多处理技术也仅仅处在示范研究阶段。目前农村生活污水的治理存在一个较大的难点，即基建投资以及运行费用较大，农村经济实力以及技术力量很难满足常规城市生活污水处理厂技术要求等。因此，急需要开发高效、低能耗、低成本的污水资源化技术，引进适合我国国情的国外发达国家的先进技术与

工艺，解决农村生活污水污染问题。

三、农村生活污水处理技术

1、人工湿地污水处理技术

人工湿地污水处理源于对自然湿地的模拟，它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用，来实现对污水的净化。这种湿地系统是在一定长宽比及地面坡度的洼地中，由土壤按一定坡度、充填一定级别的填料(如砾石等)混合结构的填料床组成，并在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长期长、美观且具有经济价值的植物(如芦苇、茭白、菖蒲等)。人工湿地种植的植物与水中、填料中生存的动物、微生物形成一个独特的动植物生态环境。污水流经床体表面和填料缝隙时，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等，实现对污水的高效净化处理。

人工湿地处理技术经过几十年的发展，目前已成为一种较为成熟的污水处理技术。截至2007年11月底，上海市农村应用人工湿地技术的生活污水处理项目已有8处，主要分布在崇明县、浦东新区、奉贤区和南汇区。，污水处理水量为14m3／d一3 000 m3／d，出水基本可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。

人工湿地具有一定的污水净化能力，其对COD、BOD。、TN和TP的去除率分别可达80％、85％一95％、40％～50％和80％一85％。硝化反硝化作用是人工湿地脱氮的主要途径，占到TN去除量的40％以上，而由植物吸收形成的TN去除率不大p1。介质吸附和沉淀作用则是其除磷的主要途径

人工湿地不适于直接处理高浓度生活污水，较多情况是将其作为组合工艺中的后续生态处理单元，进一步脱氮除磷。人工湿地具有以下优点：①投资和运行费用低，仅为传统活性污泥法的10％一30％；②管理维护较为简便；③具有景观功能。

人工湿地的应用也受到了自身缺陷的限制：①水力负荷较低，占地面积远大于传统处理技术；②处理效果受气候条件影响较大；③脱氮效率不高；④田间条件下，部分营养物质会随着植物的死亡而很快返回湿地中，其中以磷的释放最为常见；⑤土壤中有机质会积累而出现“营养饱和”现象；⑥设计缺乏经验参数和相应规范；⑦净化机理还不十分明确。

2、土壤地下渗滤处理技术

土壤地下渗滤处理系统是日本开发的一种浅层土壤处理系统。地下渗滤是藉毛管浸润和土壤渗透作用，使污水在具有良好渗透性的地层中向四周扩散，并通过过滤、沉淀、吸附和生物降解等作用使污水得到净化。整个系统居于地下，无臭味，无噪音，不影响表面景观，受气候条件影响较小。地下渗滤具有较好的污水净化效果。张建等在滇池周边进行地下渗滤处理生活污水的中试，采用间歇配水，水力负荷为8 em／d时，系统对COD、NH，一N、TP和TN的去除率分别达到80％、90％、95％和80％以上。一些学校采用地下渗滤作为生活污水处理系统的主体设施，也取得了较理想的结果。工程的吨水投资为600～1 300元，污水处理成本为0．18—0．30元／m3。地下渗滤的推广主要受其水力负荷低、占地面积大的限制，处理1 m3污水占地为6—8 m2。合适的土层配置可以提高系统的渗透性能，水力负荷最高可升至40 cm／d。

3、蚯蚓生态滤池处理技术

蚯蚓生态滤池将蚯蚓引入生物滤池，利用蚯蚓具有的增加过滤层通透性、清

除未完全分解有机物和提高微生物活性的功能，能够解决充氧、反硝化碳源和土壤板结等传统生物滤池不能很好解决的技术难题。

中国对蚯蚓生态滤池的研究起步较晚。杨健等旧如率先进行了蚯蚓生态滤池处理城市污水的中试研究，水力负荷为1 m3／(m2·d)，结果显示，系统对COD、BOD，和NH，一N的去除率分别为83％一88％、9l％一96％和55％一65％，且污泥减量化效果明显。在此基础上，韩润平等采用复合床生态滤池，滤床由植物性填料层和惰性填料层组成，系统水力负荷提高至2 mm3／(m2·d)，并仍有较好的污水净化效果。南京大学的塔式蚯蚓生态滤池组合技术处理农村生活污水在太湖周边农村得到了示范性推广应用，组合工艺对COD、TP、NH，一N和TN的去除率分别达到70％、85％、95％和75％以上，且对气温变化适应能力较强，冬季各种污染物平均去除率仅降低5％左右。但蚯蚓生态滤池应用也有其相应的局限性心引：①蚯蚓对环境温度和湿度的要求较高，其最适生存温度是20—25℃，极限生存温度为3～35℃；最适宜蚯蚓活动的土壤含水率为20％一30％，限制了水力负荷的提高；②进水有机负荷不能太大，不能高于蚯蚓的摄食能力(COD<200 mg／L)，否则积累的有机物腐败会恶化蚯蚓的生存环境。

4、高效藻类塘处理技术

高效藻类塘通过连续搅拌装置使污水做环型或螺旋型流动，因而促进了污水

的完全混合，并调节塘内O

2和CO

2

的浓度，从而使得塘内的菌藻共生体系具有比传

统稳定塘更丰富的生物相，强化了对污染物的去除效果。

高效藻类塘最大限度地利用了藻类产生的氧气，污水停留时间和占地面积均小于传统稳定塘，但其受环境因素的影响明显，温度和光照都是其限制因子。并且其出水中含有较多的藻类，需要设置后续的藻类去除单元。陈广等采用二级串联高效藻类塘工艺进行了处理农村生活污水的中试研究，设计处理量为10 m3／d，水力负荷为14 em／d，停留时间为8d。运行期内出水中COD、TN、NH，一N和TP的平均浓度分别为120．01 mg／L、47．1 mg／L、5．73 m／L和3．11 mg／L，平均去除率分别为69．4％、41．7％、90．8％和45．6％。高效藻类塘对NH

3

一N 有很好的去除效果，但受反硝化条件的限制，TN的去除率较低。

5、净化槽处理技术

净化槽是由日本研发的一种分散处理污水的一体化装置，其形式多种多样，规格分布为5—2 000人型，适用范围较广。净化槽组合了物理、化学和生物处理技术，构筑物中包括厌氧、好氧、沉淀和消毒等单元。不同类型净化槽的处理流程和构筑形式略有差异，应用较多的是厌氧滤床一接触氧化净化槽。中国自上世纪90年I代起引进净化槽进行试验。王然等对1 m3／d型厌氧滤床一接触氧化净化槽进行的试验结果显示，净化槽对冲厕污水有较好的净化效果，出水中COD<60 mg ／L，BOD，<20 mg／L，对COD、BOD5和浊度的去除率分别大于86．9％、97．4％和97．7％。江苏无锡市自2003年起在太湖周边安装了12台数种类型的净水进水BOD、TN和TP平均值为200 mg／L、50 mg／L和5 mg／L时，处理出水中BOD、TN 和TP低于10 mg／L、10 mg／L和1 mg／L，污水处理成本为3．9元／m3。净化槽具有很多的优点：①安装地点灵活，安装简单，家庭小型净化槽的安装仅需l周左右的时间，大型的也只需1—2个月；②污水处理效果较好；③出水便于回用。但净化槽在中国农村地区应用还有一些制约因素：①投资和运行费用较高，净化槽人均建设投资约为1万元，建设一个5人型(1 m3／d)净化槽需要7万元；②工艺复杂，需要专业技术管理人员；③产生了污泥的收集处置问题；④国内没有相应的行业标准和技术评价系统。

四、建议与对策

1、加紧相关政策落实

大力推行乡村清洁工程和生态家园富民工程等农村生态环境综合整治工程

的实施，落实国家关于新农村建设以及改善农村生态环境的有关政策、规划和措施，为农村生活污水处理提供有力的政策支持和保障。

2、加强应急处理能力建设

对农村环境问题上加强组织领导和应急保障，完善应对方案和措施，搞好组织协调、应急物资保障和现场应急处置，积极开展污染源受损情况排查和环境风险评估判断，确保生活污水污染控制在最低限度。加强相关应急能力建设，建立相关组织协调体系，为农村污水处理提供有力的制度保障。

3、加快相关技术研发

农村生活污水污染是一个不可忽视的问题，需要迫切解决。目前国内农村生活污水处理技术主要还处于实验模拟阶段，因此，需要联合高等院校以及科研院所科研攻关力量，进行技术交流与合作，加快开发高效、低能耗、低成本的污水资源化技术，提高污水处理效率；引进适合我国国情的国外发达国家的先进技术与工艺，为农村生活污水处理提供有力的技术支持。

4、加大资金投入力度

农村生活污水的处理只靠单户农民很难实现，政府部门更需要加大农村环境综合整治的投资力度。除了采取国家扶持、地方资助的方式外，还需要多渠道筹集生活污水处理设施与运行的资金，建立专项资金，形成多元化投入，为保证农村生活污水处理工程的顺利运行提供有力的资金支持。

五、总结和展望

为改变农村生活污水无序排放现状，积极开展农村生活污水治理研究是十分必要的，农村生活污水的管网收集是农村生活污水处理的前提，开发投资节省、运行费用低、操作管理简便的适用技术是农村生活污水处理的关键，落实建设资金和运行费用是农村生活污水处理的保障，政府部门应高度重视农村生活污水的有效治理，尽快建立相关标准及技术规范，加大投资力度，确保农村污水治理工程的长期稳定运行。

中国农村分散式生活污水处理技术的发展，在设计规模上需要具备一体化、设备可大可小的特点，要求结构紧凑，且小规模处理系统可实现设备化；在系统构成上需要尽量简化，尽量利用当地易于获取的材质，节省工程造价，从而简化管理，降低运行费用；同时还要保证处理效果，特别是氮和磷等营养元素的去除；由于分散式处理一般离生活区较近，二次污染应得到有效控制。这几个方面同时达到最优化是农村生活污水分散处理的难点所在。综上所述，发展有较高水力负荷，并具备小规模设备化特征，多种生物处理单元复合的创新技术是我国农村生活污水处理技术发展的主要方向。

参考文献

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