方 蓉

(中國建材國際工程集團有限公司，上海 200063)

隨著污水處理水平的不斷提升，當前污水處理的效率也在提高。我國城市的污水處理取得了一定的成果的同時，農(nóng)村地區(qū)的污水處理工作卻依然存在較大的疏忽和漏洞。筆者結合實際污水處理結果，農(nóng)村地區(qū)應用土地處理技術可以有效降低污水所帶來的危害，同樣具有較高的處理效率和性價比，適合應用與推廣。

1 生活污水特征分析

結合國家統(tǒng)計局相關數(shù)據(jù)顯示，我國農(nóng)村地區(qū)生活污水的處理水平顯著低于城市區(qū)域。其不但存在污水有機物含量較高的問題，同時也具有氮磷物質(zhì)濃度過高以及水體污染嚴重的情況。另外，太湖流域農(nóng)村生活污水的排放對于整個污染的貢獻率也具有一定的影響，包括氮元素的35%以及磷元素的59%都來自于污水排放。除此之外，其中還具有大量細菌與寄生蟲，這些都會給農(nóng)村居民的飲水安全帶來諸多不利的影響。結合區(qū)域內(nèi)的水樣調(diào)查結果來看，其渾濁度達到了72%。從來源上看，水源地污染主要是由于區(qū)域內(nèi)污水隨意排放所造成的，而飲用水細菌數(shù)量超標也是影響農(nóng)民身體健康的主要原因之一。

2 生活污水土地處理模式與研究進展

與傳統(tǒng)的污水處理模式不同，生活污水土地處理技術是一種綜合利用土壤與微生物的作用關系，再加上植物的調(diào)節(jié)機制來實現(xiàn)綜合凈化的功能。這樣的處理模式不但具有能耗低、造價低的優(yōu)勢，更是具有結構簡單且處理效果好的優(yōu)勢，凈化水質(zhì)可以高達三級標準。相較于城市而言，其在農(nóng)村的推廣更具有價值和意義。

2.1 土地滲濾污水處理系統(tǒng)

土地滲濾污水處理系統(tǒng)是一種利用過濾作用與土壤微生物分解作為處理途徑的處理技術。該技術在應用過程中可以劃分為快速與慢速兩種不同的模式。其中，慢速滲濾處理可以通過土壤與植物結合來實現(xiàn)污水處理，所以在一些降水較少的區(qū)域可以有效應用，比如說污水灌溉就是一種典型的滲透型處理技術。在我國，沈陽西部地區(qū)就利用這種技術來進行污水的處理，效果十分顯著。另外，快速滲濾技術則是在重力的作用下通過流動到土壤中以此來實現(xiàn)凈化，這個技術在應用時對于土壤本身的性質(zhì)具有一定的要求，需要土壤具有較強的通透性與活性。利用該技術能夠最低成本的去除氮磷等元素，防止出現(xiàn)富營養(yǎng)化的問題[1]。

2.2 地溝式處理系統(tǒng)

地溝式污水處理系統(tǒng)也是目前農(nóng)村區(qū)域常用的處理系統(tǒng)之一，其最早由日本人開發(fā)并研制，后傳入中國。該技術盡管在我國起步較晚，但取得了不錯的效果。比如說貴州省地區(qū)就在一些國家級項目基地中選擇了地溝式土地處理技術，運行效果良好。

地溝式污水處理技術是應用自然生態(tài)凈化能力與人工工藝共同作用，充分發(fā)揮土壤的凈化與沉淀作用，進而使得土壤微生物分解并深度凈化污水。在技術應用過程中，不但具有運行穩(wěn)定、費用低的特點，其對于操作者的水平要求也不高，所以推廣難度較小。結合應用實踐情況來看，該技術不容易受到外界環(huán)境的影響，同時再生水也可以重復利用，所以十分適合對于生態(tài)環(huán)境要求較高且氣候變化較大的區(qū)域。

2.3 人工濕地污水處理系統(tǒng)

人工濕地污水處理系統(tǒng)主要依照純天然的濕地對污染物的降解作用去進行作業(yè)，主要目的就是為了清除水中的雜質(zhì)。它是由濕地中的植物與微生物共同構成，由礫石、沙粒、泥土和礦山開采、加工過程中產(chǎn)生的固體廢物等多種介質(zhì)組成的污水處理系統(tǒng)。該技術類型是采用水體、水生植被以及微生物群體來實現(xiàn)化學與生物協(xié)同，最終實現(xiàn)生態(tài)處理系統(tǒng)的有效應用。該技術出現(xiàn)于20世紀70年代，后經(jīng)過技術革新后逐漸成為一種西方國家應用廣泛的技術類型。該技術在歐盟國家中應用較多，其中至少有數(shù)百個人工濕地系統(tǒng)在運行。目前，我國在這個技術的應用方面存在一定的問題，但是技術也在持續(xù)進步與成熟[2]。

人工濕地的優(yōu)勢在于基本建設所需的資金較少，在投入使用后不需要較高的維護資金，且運行過程較為單一，工人便于開展工作，大批量栽種在水中生長的植物能夠讓環(huán)境獲得凈化，也會增強生物的多樣性，進而逐漸改善生態(tài)環(huán)境。然而其亦存在一定的缺陷：建設人工濕地污水處理系統(tǒng)需要較大的土地面積，同時這一處理系統(tǒng)受天氣的影響較大，由于天氣的不斷變化，時常會讓污水的處理效果變差，這一污水處理系統(tǒng)的除磷水平亦將慢慢降低。

結合污水流經(jīng)的方式進行分類，人工濕地污水處理系統(tǒng)可以劃分為潛流人工濕地、垂直流人工濕地以及表面流人工濕地等等。其中，表面流人工濕地的技術特征最為顯著，處理效果也較好，其相比于另外兩種技術的造價較低，不過對于占地面積具有一定的要求，而且處理效果也不及另外兩種技術。所以在應用時，需要多種技術協(xié)調(diào)應用，確保人工濕地的區(qū)域影響效果。

人工濕地的運行維護費用一般為 0.25～0.80元/t水，其基建投資費用見表1。

2.4 穩(wěn)定塘污水處理系統(tǒng)

穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，是一種通過利用塘內(nèi)形成的獨立完整的水生生態(tài)系統(tǒng)的自然生物分解功能，達到去除污水中污染物，使污水得到凈化的池塘，屬于生物處理技術?？赏ㄟ^在池中種植經(jīng)濟植物和養(yǎng)殖水生物來實現(xiàn)穩(wěn)定塘的利益最大化，既能達到凈化污水的目的，又能帶來一些經(jīng)濟收益。

利用水生植物與微生物來實現(xiàn)污水的凈化是穩(wěn)定塘污水處理系統(tǒng)的核心。該技術于20世紀初出現(xiàn)于美國，經(jīng)過上百年的發(fā)展，目前該技術在我國十幾個省中都有不錯的應用。結合實際應用情況來看，穩(wěn)定塘系統(tǒng)可以劃分為厭氧、兼性、高效等多種不同的穩(wěn)定塘類型，其中，充分利用地形來進行構建時，其具有基建投資少、系統(tǒng)能耗低以及運行費用低的優(yōu)勢。另外，其對于管理和維護的需求不大，同時可以去除多種病原體，所以在一些本身就具有自然河流的地區(qū)應用優(yōu)勢十分明顯。

具體來講，穩(wěn)定塘污水處理系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：用于基本建設的資金較少，這一系統(tǒng)內(nèi)部的結構較為單一，用于運行及后期維護方面的投入亦較少，運行及維護工作較為簡單，操作起來比較容易，這一系統(tǒng)對于能源的消耗量特別的少，甚至可以達到零能源消耗。然而這一污水處理系統(tǒng)亦存在一定的缺陷：進行污水處理的環(huán)節(jié)較為繁瑣，在將污水引入穩(wěn)定塘之前應該進行事先處理工作；建設這一污水處理系統(tǒng)所需的土地面積也較大；由于天氣、時令的變化會導致處理效果受到影響，整體的性能不夠穩(wěn)定；若將其用于處理污染程度較高的廢水，那么將產(chǎn)生異常難聞的氣味，并容易促使蚊蟲的大規(guī)模繁殖。

新興穩(wěn)定塘技術對于傳統(tǒng)的穩(wěn)定塘系統(tǒng)進行了強化，有效降低了占地面積過大的問題，同時也對于污水滯留的情況進行了改善。除此之外，德州市以及官渡市都采用了穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)來對城市的污水進行處理，取得了不錯的治理效果。一些城市選擇該技術來對農(nóng)業(yè)廢水以及造紙廠的廢水進行處理，效果較好且成本效益良好，取得了不錯的應用推廣價值。

穩(wěn)定塘的運行維護費用低于0.1元/t水，基建投資費用見表2。

表2 穩(wěn)定塘的基建投資費用 噸水投資費用/元

2.5 凈化沼氣池污水處理系統(tǒng)

生活污水凈化沼氣池是一種典型的厭氧生物處理技術，該方法是結合了厭氧發(fā)酵和兼性生物過濾技術，一般由前處理區(qū)和后處理區(qū)組成。前處理區(qū)為厭氧區(qū)，后處理區(qū)為兼性厭氧區(qū)，生活污水在厭氧和兼性厭氧的條件下被分解轉化成CH4、CO2和水，從而達到使生活污水得到凈化處理的目的。

凈化沼氣池污水處理系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：與化糞池對比來看，凈化沼氣池污水處理系統(tǒng)對于生活排放污水的處理成效優(yōu)于化糞池，其用于基本建設的資金也較少，在運行與后期維護上的工作相對也比較簡單。

凈化沼氣池污水處理系統(tǒng)的缺點在于：凈化沼氣池污水處理系統(tǒng)在設計方面有一定的不足，利用直通式自行排放方法，將較易導致沼氣池中的微生物產(chǎn)生好氧反應，將沼氣池進行全面封閉則容易發(fā)生爆炸問題。

2.6 土地處理污水處理系統(tǒng)

土地處理是利用土壤、微生物和植物三者之間的關系構成一個穩(wěn)定的陸地生態(tài)系統(tǒng)——土壤-微生物-植物系統(tǒng)，將污水投配在天然或經(jīng)過人工馴化過的土壤上，通過該系統(tǒng)的物理、化學和生物等一系列凈化過程，使污水得到凈化的污水處理方法。

土地處理污水處理系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：用于基本建設的資金較少，在運行與后期維護方面的工作較為簡單，操作起來也較為方便，對于因為污水帶來的沖擊力有很好的適應性，亦能夠通過水肥資源和農(nóng)業(yè)聯(lián)合起來，提高土壤的肥力，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。

土地處理污水處理系統(tǒng)存在的缺陷：建設這一污水處理系統(tǒng)所需要的土地面積較大，在處理污水的過程中，污水存留的時間比較長；對于污水的處理成效受氣候、時令等原因影響較大，不是很穩(wěn)定；僅適用于處理一些污染程度較低的水，不適用于處理污染程度較高的廢水，若將其用于處理污染程度較高的廢水，那么將產(chǎn)生異常難聞的氣味，并容易促使蚊蟲的大規(guī)模繁殖[3]。

3 污水土地處理系統(tǒng)存在的問題

3.1 土壤阻塞

污水土地處理系統(tǒng)屬于自然處理，其中土壤為基質(zhì)，通過對污水的過濾、沉淀、生物的吸附、自我調(diào)控等作用下達到凈化污水的目的。在污水處理系統(tǒng)的持續(xù)工作中，漂浮在污水上方的雜質(zhì)被持續(xù)沉淀，微生物逐漸增多，一段時間后超出土壤的吸附能力，極易導致土壤縫隙被堵，加大整個處理系統(tǒng)的負擔，影響系統(tǒng)的正常運行。

3.2 土地占用面積過大

污水土地處理系統(tǒng)以土地為媒介，故而會導致占地面積過大，在慢速滲濾處理與地表漫流處理這兩種工藝中，對土地面積需求量更大，嚴重影響了污水土地處理系統(tǒng)的發(fā)展。為了確保污水土地處理系統(tǒng)的正常發(fā)展，就要避免土地占用面積過大的缺點，比如加大單位體積(面積)濾料日廢水處理量。但隨著處理量的加大，整個污水處理系統(tǒng)的效率就會變快，與土地的接觸時間變短，在降低水質(zhì)的同時，加大土壤縫隙過濾壓力，使土壤阻塞更加嚴重[4]。

3.3 二次污染問題

在污水處理過程中容易出現(xiàn)重金屬富集、溫室氣體釋放和病原體的增加，特別是重金屬污染是制約土地處理系統(tǒng)發(fā)展的主要問題之一。重金屬的積累會對植物的生長、土壤微生物的生物活性造成影響;由于土地處理系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境長期處于厭氧狀態(tài)，導致微生物厭氧呼吸而產(chǎn)生CH4和N2O兩種溫室氣體;病原體可能瀝濾進入地下水，從而造成二次污染。

4 結 語

我國生活污水的處理是生態(tài)環(huán)境保護的重要環(huán)節(jié)，同樣也是維護環(huán)境穩(wěn)定，降低各種污水所帶來的人類健康威脅的主要途徑。立足于技術應用現(xiàn)狀，結合處理模式的研究進行，筆者從土地滲濾污水處理、地溝式處理、人工濕地污水處理、穩(wěn)定塘污水處理、凈化沼氣池污水處理和土地污水處理6個方面進行了分析與探討，并且依據(jù)污水土地處理系統(tǒng)的應用狀況，分析了污水土地處理系統(tǒng)存在的問題，希望可以為我國污水處理技術中的土地處理技術的應用與推廣提供思路與借鑒。