夏 興

（中設設計集團股份有限公司，南京 210014）

2019年2月28日，國家統(tǒng)計局發(fā)布了《2018年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》，公報顯示，截至2018年末，我國大陸總人口139 538 萬人，其中城鎮(zhèn)常住人口為83 137 萬人，占總人口的比重（常住人口城鎮(zhèn)化率）為59.58%，因此農(nóng)村依然分布有大量人口，農(nóng)村排放的生活污水量巨大。研究表明，農(nóng)村生活污水含有大量有機物、氮、磷及病原微生物，隨意排放不僅會污染地表水和地下水，也會影響環(huán)境衛(wèi)生，威脅農(nóng)村居民的身體健康。近年來，我國已經(jīng)意識到改善農(nóng)村環(huán)境問題的重要性，并將加強農(nóng)村生態(tài)建設、建設美麗鄉(xiāng)村作為國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略決策。目前，我國農(nóng)村生活污水處理研究還處于試驗階段，以往文獻多針對某一技術或某一地區(qū)進行研究，相關對比分析的文獻很少。因此，本文概述了我國農(nóng)村生活污水的特點及收集管理方式，總結了現(xiàn)有農(nóng)村生活污水的生物、生態(tài)及生物-生態(tài)組合處理方式，并對相關處理技術的適用范圍及優(yōu)缺點進行了對比分析。

1 我國農(nóng)村生活污水特點及收集管理方式

1.1 農(nóng)村生活污水特點

我國農(nóng)村生活污水主要分為兩類，一類是灰水，主要包括洗浴、洗滌、廚房排水等；一類為黑水，主要包括人畜糞尿及糞便沖洗水等。有研究發(fā)現(xiàn)，生活污水中95%的TN、90%的TP 和50%的COD 均分布于黑水中，灰水中有機質相對較少，污水碳氮比較低，而且一般排放量比黑水大。另外，兩種污水中可能均含有病原微生物。我國農(nóng)村人口眾多，每年生活污水產(chǎn)量約80 億t[1]。但是，農(nóng)村地區(qū)分布范圍廣，村民居住分散，相較于城市而言，片區(qū)內污水排放量較小，具有來源復雜、水質變化較大、排放間歇性等特點[2-3]。多數(shù)地區(qū)村民采用隨意潑灑、無組織排放的方式處置生活污水，使污水很容易隨雨水匯入地表徑流或滲透到地下水中，造成地表水和地下水的污染，導致水體富營養(yǎng)化加劇[4]。

1.2 農(nóng)村生活污水收集管理方式

我國農(nóng)村生活污水的處理很大程度上與污水的收集方式相關，收集方式的不同直接影響后續(xù)水處理方式的選擇，在現(xiàn)有收集管理模式中，黑水與灰水一般不單獨收集。目前，農(nóng)村污水的收集處理方式主要有三種，即納入城市污水處理系統(tǒng)集中處理、村組處理、分戶處理，具體情況如表1所示[5]。

表1 農(nóng)村生活污水收集處理方式比較

2 農(nóng)村生活污水處理技術

由于我國幅員遼闊，南北方氣候差異明顯，農(nóng)村各地環(huán)境狀況不一，生活污水收集困難等因素限制，加之農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟條件相對較差，相關處理工藝難以有效運行和維護管理，使得污水處理技術較難到達滿意的效果。因此，研究應用范圍廣、運行操作簡便的農(nóng)村分散污水處理方式十分必要。目前，農(nóng)村分散式生活污水處理主要分為生物處理和生態(tài)處理兩種，當單級生物處理或生態(tài)處理難以達到預期標準時，常采用生物-生態(tài)組合處理工藝。

2.1 生物處理

2.1.1 生物濾池

生物濾池是目前比較常用的農(nóng)村分散式生活污水生物處理技術。生物濾池是由濾料構成的生物處理構筑物，通過濾料表面微生物的降解作用及濾料的截留、過濾作用凈化污水。傳統(tǒng)生物濾池為滴濾池，隨后出現(xiàn)了如曝氣生物濾池、厭氧生物濾池、反硝化濾池及多級組合濾池等多種工藝。

曝氣生物濾池是最為常見的生物濾池之一。在濾池內添加濾料，如煤渣、固體廢棄物、復合材料等，并對系統(tǒng)進行曝氣，污水流經(jīng)濾料及其表面的生物膜后，有機物可得到有效的去除[6]。由于缺少厭氧、缺氧段，TN 去除效果較差，曝氣生物濾池常需與缺氧池、厭氧池組合應用。該技術具有操作簡單、成本低、集成化高等特點，適合處理農(nóng)村生活污水[6]。

2.1.2 沼氣技術

沼氣技術利用產(chǎn)甲烷菌在厭氧條件下產(chǎn)生甲烷的原理，將農(nóng)村生活污水和一些固體廢棄物如秸稈、畜禽糞便等進行混合發(fā)酵，產(chǎn)生的沼氣可供農(nóng)戶作為燃料使用，沼液可用于農(nóng)田灌溉，沼渣可用作飼料，它是資源利用的有效方法。沼氣發(fā)酵工藝較早服務于中國農(nóng)村建設，截至2000年，中國農(nóng)村已經(jīng)建成沼氣池848 萬個，但沼氣池的使用過程中存在較多問題，例如，沼氣池維護管理及服務不足，沼氣池出現(xiàn)故障后得不到及時的修整，不僅影響農(nóng)戶正常生活，而且存在較多的安全隱患。另外，沼氣的產(chǎn)量不穩(wěn)定且品質無法保證，沼液、沼渣的安全性問題存疑等，導致目前農(nóng)村沼氣池利用率較低，農(nóng)戶利用沼氣的積極性不高。

2.2 生態(tài)處理

2.2.1 土壤滲濾處理工藝

土壤滲濾處理包括土壤慢速滲濾處理、土壤快速滲濾處理和地下滲濾處理，主要利用土壤—植物—微生物組合系統(tǒng)處理污水。土壤慢速滲透處理將污水緩慢分布在自然土壤與植物復合系統(tǒng)中，該方法負荷小、處理量有限且衛(wèi)生條件較差，在實際應用中使用較少。地下滲濾系統(tǒng)通過將污水注入到距離地面一定高度的土層中，改善了地表衛(wèi)生環(huán)境，是目前最受關注的土壤滲濾處理工藝。研究人員針對滲濾系統(tǒng)中填料的成分、配比等進行了大量的研究，例如，在土壤中加入煤渣，在土壤中加入粉煤灰和腐熟牛糞等，均能在一定程度上提高氮磷的去除效果[7-8]。

2.2.2 穩(wěn)定塘

穩(wěn)定塘又稱氧化塘，是利用稀釋、絮凝、微生物、植物等自然凈化的原理處理污水的構筑物。穩(wěn)定塘可以依據(jù)地形設置，構筑物結構較為簡單，但一般水力停留時間較長，負荷較小，構筑物占地面積較大，容易散發(fā)臭氣，其處理效果受氣候影響較大[9]。為了強化穩(wěn)定塘的優(yōu)勢，人們研究出一系列的新型穩(wěn)定塘，如高效藻類塘、水生植物塘、高效生物厭氧塘等。其中，高效藻類塘是目前最受關注的穩(wěn)定塘類型之一，該技術利用藻類的大量繁殖形成菌藻共生系統(tǒng)，系統(tǒng)對有機物、氮磷均有較好的去除效果，而且池深較淺，水力停留時間較短。

2.2.3 蚯蚓生態(tài)濾池

蚯蚓生態(tài)濾池是由法國和智利研發(fā)的一種人工強化污水生態(tài)處理技術，該工藝通過蚯蚓的分解作用和填料表面生物膜的作用去除污染物，近年大量研究將其與植物生態(tài)系統(tǒng)相結合。該技術建設成本低，操作簡便，適合戶級或片區(qū)級的小規(guī)模應用，但研究表明蚯蚓對TP 的去除貢獻較小，冬季系統(tǒng)處理效果明顯變差，同時蚯蚓和植物的大量死亡使得系統(tǒng)負荷嚴重增加。資料顯示，上海市嘉定區(qū)錢門村采用蚯蚓生態(tài)濾池工藝，為57 戶村民處理生活污水，日處理量為60 m3，處理后出水可達到一級B 標準[10]。

2.3 生物-生態(tài)組合處理

在實際污水處理中，使用單級的生物處理技術或生態(tài)處理技術有時難以達到預期的處理效果，為了提高有機物、氮磷的處理效能，常采用生物處理與生態(tài)處理相結合的方法。采用A2O-人工濕地組合系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水，工藝包含好氧、厭氧、缺氧池，連接地表流人工濕地，具有污染物去除效率高、系統(tǒng)運行操作簡單、能耗低等優(yōu)點，最終出水可達到一級A標準；采用生物濾池-表面流人工濕地-穩(wěn)定塘處理農(nóng)村生活和養(yǎng)殖混合污水，NH4+-N、TN、TP、COD的去除率分別為93.8%、93.4%、90.2%和86.0%，最終出水可達到一級B 標準。在組合工藝的選擇過程中，需要考慮各技術的原理、優(yōu)勢與劣勢等因素，將生物處理與生態(tài)處理有機結合，盡可能發(fā)揮生物處理和生態(tài)處理各自的優(yōu)勢。

3 結論

目前，農(nóng)村生活污水處理技術的基礎研究已經(jīng)取得了一定的成效，可供選擇的污水處理技術較多，但是實際應用推廣存在較多困難。例如，相關主管部門在工藝建設時缺乏系統(tǒng)、科學的技術指導；村民缺乏相關技術知識，難以對系統(tǒng)進行科學、有效的維護；村民應用技術的積極性不高等。因此，人們可以從以下幾個方面著手：技術層面，開發(fā)適用范圍廣、經(jīng)濟實用、維護簡單的分散式一體化工藝，針對季節(jié)及地域等變化建立靈活的調控方案；管理層面，對村鎮(zhèn)污水收集情況、處理設備運行狀況進行在線監(jiān)測并對相關運維人員進行統(tǒng)一培訓、管理，將智慧水務應用于村鎮(zhèn)污水處理管理中；政策法規(guī)層面，完善農(nóng)村污水處理法律法規(guī)，建立可靠的污水排放標準，通過政策鼓勵村民積極參與生活污水處理行動；環(huán)保意識層面，提升村民的環(huán)保意識，增加村民的環(huán)保知識。當前，人們要積極采納和落實相關措施，全面推進農(nóng)村生活污水的治理。