王堅

(廣州市白云區(qū)環(huán)境監(jiān)測站,廣東 廣州 510405)

淺析農村生活污水處理系統(tǒng)及工藝

王堅

(廣州市白云區(qū)環(huán)境監(jiān)測站,廣東 廣州 510405)

本文對農村污水特點和在實施農村生活污水處理系統(tǒng)中遇到的常見問題進行介紹；通過對已建成項目的各種工藝特點和效果的分析，建議在中國農村生活污水處理應根據(jù)實際情況選取操作簡單、運行費用低的處理組合工藝。

農村生活污水；污水處理工藝

隨著我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展，農民的生活水平提高，其農村生活污水的排放量不斷增加，但農村住戶居住分散，沒有完善的污水收集系統(tǒng)，長期以來缺乏有效治理措施，其污水直接排入就近的水渠、魚塘，直接導致農村地區(qū)及其周邊水環(huán)境的惡化。各政府主管部門在加大對城市生活污水處理投入的同時也將目光轉移到農村，增加了對農村污水處理的投入，針對偏遠地區(qū)和城市污水管網(wǎng)未能覆蓋地區(qū)建設農村生活污水處理系統(tǒng)。本文對我國農村污水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀和特點進行了分析，結合實際經(jīng)驗，以期為我國農村污水處理建設提供參考。

1.農村污水的特點

1.1 目前大部分的農村污水排水現(xiàn)狀

管網(wǎng)收集系統(tǒng)不完善，屬粗放型排放，污水分散排放且流量小。隨著近年來一些城市附件的農村工業(yè)發(fā)展與人口增加，大量未經(jīng)處理的污水直接通過各村原有的明渠、暗渠和天然溝渠等不完善的污水管網(wǎng)直接排入就近的水塘、洼地、農田、灌溉渠或水渠等，最終被土壤吸收或排入附件大的江河流域。未經(jīng)處理污水的排放，使農村溝渠、池塘的水質發(fā)黑變臭，蚊蟲滋生，影響農村人居環(huán)境，威脅著農民的身體健康。同時，農村污水造成飲用水源污染，湖泊、水庫富營養(yǎng)化的現(xiàn)象也越來越突出。

1.2 農村污水的組成

農村生活污水分為灰水和黑水,屬于低濃度污水類型[1]，主要包括洗滌、洗浴和廚房用水及人、畜尿和家禽養(yǎng)殖廢水等。農村污水的主要來源就各地區(qū)的經(jīng)濟不同而側重點不同，部分農村城市化程度較高，其污水除生活污水外還包括工業(yè)企業(yè)排放污水和餐飲業(yè)污水等，而以傳統(tǒng)耕作為主的農村則其排放的污水主要為生活污水、農田污水和畜牧業(yè)污水。

1.3 農村污水排放的特點

農村污水排放，特別是農村生活污水排放與當?shù)剞r民生活方式及作息規(guī)律密切相關。其排放規(guī)律具有間歇性，一般的排放高峰期在中午12點到2點和下午5點到7點，表現(xiàn)為從早上到晚上呈上升趨勢，夜間排放量持續(xù)下降[3]。2農村生活污水處理系統(tǒng)建設應解決的問題

2 提高農民的環(huán)保意識

目前大多數(shù)農民由于知識水平的局限性，對污水污染情況認識不足，主要關心的仍是其經(jīng)濟收入，農民參與的積極性不高。對農村污水處理工作主要由村干部主導，而村干部的環(huán)保意識主要集中在解決村內衛(wèi)生方面，以解決村里垃圾和改善、美化村環(huán)境為主。因此，在建設農村生活污水處理系統(tǒng)前，應加大對廣大農民的教育和宣傳，提高其認識，調動其參與該工作的積極性。

2.1 優(yōu)先解決處理站場用地問題

農村生活污水處理站場用地一般采取“不征地，不租地，產權屬村”的原則。在設計農村生活污水處理系統(tǒng)時，應根據(jù)各村的規(guī)劃情況選擇用地，但由于大多數(shù)農村沒有完善的規(guī)劃，選擇站場用地時應加強與村干部溝通，盡量選用村屬的荒地、低洼地，避開耕地和村民自留地。

2.2 根據(jù)實際情況選擇截污模式

農村生活污水不能套用城市大面積鋪設市政管網(wǎng)、集中至污水處理廠的處理模式,應當根據(jù)實際發(fā)展情況，因地制宜、合理規(guī)劃排水系統(tǒng)。各村的建設發(fā)展情況不一，有些農村其規(guī)劃較好應考慮雨污分流，截污管道鋪設到戶；有些農村的住宅密集，分布雜亂，沒有統(tǒng)一的規(guī)劃，在設計管道時應考慮長遠規(guī)劃情況，結合社會主義新農村建設目標采用雨污合流方式，鋪設主管的同時，加強村里原有溝渠的改造，避免管道鋪設后由于村莊建筑整改而荒廢。

設計前應加大力度對村里工業(yè)、餐飲業(yè)、畜牧業(yè)排水調查，根據(jù)其污水污染特征和污染量的實際情況考慮是否將其納入農村污水處理系統(tǒng)，同時應加強與各政府部門的協(xié)調，由政府部門對工業(yè)、餐飲業(yè)、畜牧業(yè)排水的監(jiān)督。

2.3 合理選擇污水處理工藝

目前，成熟的污水處理工藝主要集中在城市污水處理系統(tǒng)，農村污水處理工藝技術仍在探索階段，并沒有合適的大范圍推廣模式。在選擇農村污水處理工藝時應優(yōu)先考慮技術的合理性、處理達標效果和管理上的簡便性，兼顧較低的建設成本和維護管理運作成本。

2.4 加強農村污水處理系統(tǒng)工作人員的培訓，合理安排運行資金的投入

農村污水處理系統(tǒng)在各村內實施，其規(guī)模較小，具有分散性。在管理上，各級政府部門和各村應指定相關人員負責系統(tǒng)運作的管理，同時農村污水處理系統(tǒng)涉及到相關環(huán)境保護專業(yè)知識，相關工作人員和管理人員上崗前應加強專業(yè)技術的培訓，提高管理和操作水平，確保項目建成后的正常運行。建設該系統(tǒng)的主要目的在于運作，在后期維護管理運作上，各級部門應確實落實資金安排，減少因項目投入運行后加大村委、村民的經(jīng)濟負擔，避免一些項目因資金問題而停止運作。

3 廣州市白云區(qū)已建成的農村生活污水處理系統(tǒng)采用處理工藝和效果

目前，廣州市白云區(qū)已對偏遠或市政污水管網(wǎng)暫未能到達的39條村建設了分散式農村生活污水處理系統(tǒng)，將這些村的生活污水通過管網(wǎng)引到各個處理站點進行處理，解決了16萬多人口的生活污水處理問題。這些處理站點根據(jù)實際情況采用了厭氧水解、人工濕地、接觸氧化、穩(wěn)定塘等不同處理工藝的組合模式，污水經(jīng)過處理后能達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B標準或農灌水標準，符合設計要求。

3.1 厭氧水解池+復合人工濕地模式

人工濕地類型可分為表面流和潛流兩類[5]，潛流濕地處理主要有垂直流和水平流兩種方式。復合人工濕地工藝將表面流、水平流、垂直流組合起來，組成組合式濕地床對污水進行處理。厭氧生物處理其主要問題是對懸浮物、氨氮和磷的去除效果差一些，而人工濕地的缺陷是進水要求較高，必須有前處理去除生活污水中大顆粒物質，避免引起濕地濾料的堵塞。人工濕地處理系統(tǒng)能有效去除生活污水的COD、BOD，同時通過水生植物吸收、微生物的硝化和反硝化以及氮的揮發(fā)等以及人工土壤固磷及植物根系吸收方法去除氨氮和磷[4]。通過填料顆粒徑級配合調整，濾清出水。這兩種技術取長補短，有機結合起來其處理效果非常好。

比較而言，采用該工藝其運行費用較低，易維護，可緩沖對水力和污染負荷的沖擊；但占地面積較大，易受蟲害影響，受季節(jié)影響較為明顯。根據(jù)建成后的采樣分析，采用厭氧水解池+復合人工濕地模式出水水質可達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B標準，其對污染物去除效果見下表：

3.2 厭氧好氧模式

該工藝利用在厭氧池中厭氧及兼氧微生物水解，將長鏈有機物初步分解為短鏈有機物，產生生物酶；在接觸氧化池中進行曝氣，利用好氧生物的生長代謝降解水中有機污染物。AO工藝負荷較高，占地面積小，處理的建筑物少，可以采用地埋式處理，維護可采用全自動方式進行，但需要較多的維護管理與運行費用。經(jīng)檢測分析可達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B標準，其對污染物去除效果見下表：

表1 農村生活污水厭氧水解池+復合人工濕地處理系統(tǒng)對污染物去除率表

3.3 生物濾池方式

廢水經(jīng)收集，通過格柵池和調節(jié)池后將污水引到高負荷生物濾池中進行處理，再經(jīng)沉淀后排放。在高負荷生物濾池中裝填料，污水流經(jīng)填料表面時，懸浮物被截留，膠體物質被吸附，廢水中的微生物則以此為養(yǎng)料而生長繁衍，這些微生物又進一步吸附懸浮物、膠體和溶解狀態(tài)的有機物，在適宜的條件下，逐漸形成具有生物化學活性的生物膜。由于微生物的增殖和生物膜對懸浮物的吸附，生物膜逐漸增厚，膜表面由于易吸收營養(yǎng)物和溶解物，微生物增長迅速，形成了好氧和兼性微生物組成的好氧層。在生物膜內部，由于氧無法進入，形成了厭氧和兼性微生物組成的厭氧層。隨生物膜的增厚，靠近填料表面的兼性微生物無法得到營養(yǎng)物，其生長進入內源生長期，生物膜呈老化現(xiàn)象，在水力沖刷下脫落，并重新長出新的生物膜。

表2 農村生活污水厭氧好氧模式系統(tǒng)對污染物去除率表

該工藝占地面積小，操作簡單，處理運行比較穩(wěn)定，能有效去除對水中的COD、BOD，對總氮、氨氮、總磷有一定的處理效果，但需要一定的運行費用，并且系統(tǒng)在運行較長時間后容易產生填料堵塞現(xiàn)象，需要及時更換。其對污染物去除效果見下表：

表3 農村生活污水生物濾池方式系統(tǒng)對污染物去除率表

3.4 厭氧水解+生態(tài)溝+穩(wěn)定塘處理工藝

該工藝利用厭氧菌水解、酸化作用將有機物進行初步分解再進入生態(tài)溝，利用水生植物的生長，吸收氮磷，降低有機物含量。生態(tài)溝出水進入氧化塘，通過自然充氧，氧化分解作用和水生生物的吸收作用，進一步降低水中有機物。由于南方地區(qū)的氣候溫暖多雨，農村衛(wèi)生條件較差，需要在處理設施末端設置應急消毒池。該工藝簡單可行，可以分建或合建，可以利用自然魚塘、閑置溝渠，總占地面積少。在人口不多，污水量不大的自然村落采用該工藝能有效去除污染物，同時達到美化環(huán)境效果。其對污染物去除效果見下表：

4 結語

隨著我國社會主義新農村的建設，解決農村生活污水污染問題已勢在必行。要實現(xiàn)農村生活污水的有效處理，需要實事求是，根據(jù)當?shù)氐牡匦巍夂颉⒔?jīng)濟、行政管理等綜合因素進行考慮，采用簡單、有效、易管理、運行費用低的、與實際情況相符合的處理工藝。

表4 農村生活污水“厭氧水解+生態(tài)溝+穩(wěn)定塘處理工藝”系統(tǒng)對污染物去除率表

[1]GA JUREL D R,LI Z,OTTERPOHL R.Investigat ion of th e effect iveness of source control san itat ion concep ts including pretreatmen t w ith Rottebe haelter[J].Wat SciTeclino,l 2003,48(1):111-118.

[2]胡恒祥,呂偉婭,梁磊,王曉玲.農村地區(qū)生活污水處理技術研究.安徽農業(yè)科學,2010,38(31).

[3]白曉龍,顧衛(wèi)兵,沃飛，等.農村生活污水處理技術與展望[J].農業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2008(6).

[4]向速林.農村生活污水處理的組合工藝試驗研究[J].安徽農業(yè)科學,2008,36(2).

[5]徐光來，徐曉華.人工濕地污水處理技術的應用初探[J].云南地理環(huán)境研究，2006，18（3）.

X52

A