陳凱倫

（息烽縣水務管理局，貴州 貴陽 551100）

前言

在對農(nóng)村生活污水進行處理的過程中，源分離技術是當今最為常用且有效的一種處理技術。因此，在具體的處理過程中，相關單位一定要明確農(nóng)村生活污水的主要分類及其特征，然后根據(jù)其實際情況，對其源分離過程中的方案及技術進行深入分析。然后再將源分離處理技術作為基礎，對農(nóng)村分散式的生活污水進行處理。這樣才可以有效確保農(nóng)村生活污水的處理質(zhì)量，進一步提升其回收與再利用率，促進農(nóng)村水資源的良好節(jié)約。

1.農(nóng)村生活污水的主要分類及其特征分析

在農(nóng)村的生活污水中，主要包括尿液、糞便污水以及灰水，其中，灰水主要包括生活中洗滌和洗浴等產(chǎn)生的污水。由于農(nóng)村生活污水的種類不同，其具體的特征也有所不同。以下是幾種主要農(nóng)村生活污水的特征分析：

1.1 尿液

尿液中的鉀、磷和氮等的營養(yǎng)元素濃度較高，其中，鉀主要以離子的形式存在；磷主要以磷酸鹽的形式存在；氮主要以氨氮的形式存在。這些都屬于營養(yǎng)元素，其回收和再利用都具有較高的可行性。同時，健康人的尿液里幾乎不會有致病菌和重金屬元素存在，即使存在，其含量也會比糞便污水和灰水等這些生活污水含量低很多。但是因為尿液中存在著大部分藥物代謝物，這些物質(zhì)會加大尿液的應用風險，如果這些物質(zhì)大量積累在土壤或者水體中，便會對自然環(huán)境以及人體健康造成不良影響。另外，由于尿液中具有較高的含鹽量，氯離子、鈉離子、硫酸根離子、鎂離子以及鈣離子等，這些都會對生活污水的再生利用造成不利影響，因此，如果將其和其他污水分離出來，便可實現(xiàn)灌溉用水質(zhì)量的進一步提升。

1.2 糞便污水

在糞便中，有將近50%的氮具有水溶性，在這些水溶性的氮中，有20%左右是氨氮，這些氨氮主要是從氨基酸、肽和尿素等物質(zhì)中生化降解所產(chǎn)生的氨氮。同時，糞便中也含有磷、鉀等元素，其中，磷的主要成分是沒有消化的礦物質(zhì)磷酸鈣，鉀主要為離子形式。另外，糞便中也含有各種類型的病毒、細菌以及寄生蟲等病原體，和人體內(nèi)排出的激素、藥物等。具體分離處理中，相關單位一定要對這些特征加以綜合分析，然后采取合理的措施來進行處理。

1.3 灰水

灰水是農(nóng)村居民洗滌和洗浴等方面產(chǎn)生的生活污水，其中的氮、磷和尿素等含量會比尿液和糞便污水低很多，但是此類污水中卻有較高的重金屬含量。經(jīng)研究與分析可知，農(nóng)村灰水中的重金屬主要來自廚房中應用的化學品等，其中的磷和鉀主要來源于洗滌劑。因此，在對此類污水進行處理的過程中，相關單位一定要對其中的重金屬加以高度重視，并采取有效的措施來做好其中的重金屬處理。

2.農(nóng)村生活污水源分離方案與技術分析

2.1 分離方案

根據(jù)農(nóng)村生活污水的主要特征，結合目前我國農(nóng)村居民的實際生活習慣，在通過源分離技術進行農(nóng)村生活污水分散處理過程中，其主要分離方案包括以下兩種：

第一是按照黑水以及灰水這兩種類別對農(nóng)村生活污水進行劃分，其中的黑水主要為尿液、糞便污水以及農(nóng)村居民生活中的各種沖洗水，這種生活污水具有較高的污染程度；灰水主要為廚房廢水以及洗浴廢水的混合水，其中污染物主要為有機污染物以及無機污染物，這種生活污水具有較低的污染程度。通過這種分離方案，便可將廁所中的尿液、糞便和其他形式的洗滌污水進行有效分離。該方案屬于一種簡單易行的分離方法。用一套單獨的管道系統(tǒng)對廁所中的尿液和糞便污水等進行收集，這樣便可使其與其他生活污水之間達到良好的源分離效果。在北京市郊區(qū)某農(nóng)村通過源分離技術進行生活污水的分散式處理過程中，便應用了這種分離方案。以下是該農(nóng)村黑水主要的分離處理情況：

表1 某農(nóng)村生活污水處理中黑水的主要分離處理情況

第二是將尿液和糞便作為基礎的源分離技術，也就是進一步進行黑水細分，將尿液和糞便分開收集。在這樣的情況下，農(nóng)村的家庭生活污水就需要按照三類來進行劃分，其一是尿液，其二是糞便污水，其三是灰水。通過北京市郊區(qū)某農(nóng)村的實際分離處理情況來看，雖然糞便具有很低的排放量，它在整體生活污水中的占比不足1%，但是其中的有機物含量卻達到污水中有機物總含量的54%左右；而在生活污水中，有大約50%左右的磷和80%左右的氮都來自尿液。因此，從污水中將糞便和尿液分離出來，可實現(xiàn)其污染負荷與處理難度的顯著降低。而將尿液與糞便污水進行分離，則可以讓尿液中所含有的磷和氮等資源得到良好的回收再利用。

2.2 分離技術

在對農(nóng)村生活污水進行源分離處理的過程中，對于黑水與灰水，將獨立的管道系統(tǒng)安裝在居民住宅中進行黑水收集，便可達到良好的源分離效果。而在尿液、糞便污水以及灰水形式的源分離處理中，糞尿分離形式的坐便器是一個至關重要的組成部分，這種坐便器可以將尿液與糞便直接進行分離。在這種坐便器中，主要進行了前后兩個排放口設置，前排放口為尿液排放口，后排放口為糞便排放口，中間是一個隔板，這樣便可達到良好的黃水褐水分離效果，然后再借助于重力收集或者是負壓輸送等方式對尿液以及糞便進行分類收集。以下是目前常用的幾種糞尿分離便器及其主要應用特征：

表2 目前常用的幾種糞尿分離便器及其主要應用特征

源分離形式的便器在節(jié)水方面具有很大優(yōu)勢，其中，負壓分離形式的便器具有最好的節(jié)水效果，經(jīng)實踐應用與分析發(fā)現(xiàn)，相比較傳統(tǒng)形式的便器而言，此類便器用水量僅僅可以達到其3%。同時，通過源分離技術的應用，也可以實現(xiàn)管道系統(tǒng)以及污水處理系統(tǒng)運行費用的有效節(jié)約，通過北方某農(nóng)村生活污水源分離項目的運行費用來看，在應用源分離污水處理技術之后，其平均每年的管道系統(tǒng)運行費用較之前降低了67.51%，污水處理系統(tǒng)運行費用較之前降低了50.53%。

3.以源分離為基礎的農(nóng)村分散式生活污水處理技術分析

3.1 屎尿營養(yǎng)鹽回收技術

3.1.1 磷酸銨鎂結晶技術

磷酸銨鎂又叫作鳥糞石，其結晶技術的主要原理是將尿液中所含有的磷和氮以硫酸銨鎂晶體（MgNH4PO4·6H2O）的形式析出，這樣就可以讓尿液中含有的部分氨氮以及大部分磷得到回收利用。通過相關的研究與分析發(fā)現(xiàn)，很多方面的因素都會對硫酸銨鎂的結晶效率產(chǎn)生影響，比如沉降時間、反應時間、攪拌速率、物料比以及PH 值等。而經(jīng)相關實踐研究發(fā)現(xiàn)，在所有條件得到優(yōu)化的情況下，借助于該技術，可將尿液中95%以上的磷和氮回收。該技術的主要優(yōu)點是工藝簡單、能量消耗低，只需要將適量的鎂鹽加入即可；主要缺點是氮的回收率比磷的回收率低。

3.1.2 離子交換吸附技術

在通過離子交換吸附技術進行尿液營養(yǎng)鹽回收的過程中，主要是對其中的鉀離子以及銨根離子等進行性能交換。該技術主要應用原理是將不可溶的離子化合物中可以用來交換的離子和溶液中所含有的同性離子進行交換，石灰石、活性炭以及沸石等在離子交換中屬于最常用的交換劑。通過該技術的應用，不僅可對尿液中含有的氨氮進行吸附回收，同時也可以將其中的正磷酸鹽進行回收利用。經(jīng)實踐研究發(fā)現(xiàn)，在該技術的具體應用中，可對尿液中超過90%的正磷酸鹽進行回收。該技術的主要應用優(yōu)勢是具有較為簡單的工藝和較低的能耗，且離子交換劑具有可再生使用的特點，進而實現(xiàn)處理成本的進一步節(jié)約；主要缺點是需要通過添加酸的方式來提升氮的吸附率，處理中會伴隨著一些有機污染物的釋放，且依然需要通過相應的方法來去除磷。

3.1.3 氨氮吹脫再吸收技術

在尿液中，氨氮大多會以游離氨或者是銨根離子的形式存在，其中，游離氨很容易以氨氣的形式在尿液中逸出，因此，在具體的處理中，可借助空氣吹脫氨氮與酸液吸收相結合的方式對其進行回收。但是在通過該方法進行氨氮回收過程中，因為氣液比、布水負荷、水溫以及PH 值等都會對其產(chǎn)生直接影響，所以需根據(jù)實際情況來進行相應因素的合理控制，以此來確保氨氮的回收效果。該技術主要應用優(yōu)勢是具有很高的氨回收率和十分穩(wěn)定的處理效果，且操作也十分簡單，控制起來十分容易；主要缺點是需要應用到泵、需通過添加堿的方式來實現(xiàn)PH 值控制，且處理之前需要對沉淀進行預處理。

3.2 黑水處理和資源化利用技術

在黑水中，磷、氮以及有機物都具有較高的含量，而在對這些物質(zhì)進行處理過程中，最佳的一種處理技術就是厭氧消化技術。相比較好氧技術而言，該技術并不需要進行曝氣通氧處理，這樣便可實現(xiàn)能耗的進一步節(jié)約；同時，厭氧消化處理中不僅會有含甲烷沼氣所產(chǎn)生的能量，同時也會有氮磷含量很高的有機肥產(chǎn)生。因此，如果站在可持續(xù)發(fā)展這一角度來看，厭氧處理技術在未來具有非常好的發(fā)展前景。

經(jīng)相關實踐研究發(fā)現(xiàn)，在通過源分離技術進行黑水處理過程中，如果將黑水和固體廚余垃圾結合起來，并通過厭氧消化技術來進行處理，廚房中的垃圾將很容易得到良好的生物降解效果，且具有和黑水相似的有機負荷。近年來，糞便和廚余垃圾形式的真空管道源頭收集和現(xiàn)場生物處理技術已經(jīng)得到了合理開發(fā)，經(jīng)實踐研究發(fā)現(xiàn)，真空便器每一次的抽水量大約是1L，而在對1kg 的垃圾進行破碎時，其用水量在0.4-0.6L 之間，總體停留時間是28d；對于混合形式的上清液，厭氧折流板反應器可將其中91%左右的COD 去除。將馴化所獲得的解鉀、解磷菌株和消化污泥相混合，便可進行菌肥制取。經(jīng)實踐應用與研究發(fā)現(xiàn)，解鉀菌可使土壤中的有效鉀提升33.4%，解磷菌可使土壤中的有效磷提升67.5%。

如果將厭氧消化處理之后的產(chǎn)物排放到環(huán)境中，或者是將其應用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通常都需要做進一步處理，以此來將其中所含有的病原菌以及剩余激素、藥物和有機物等去除，并將其再利用情況作為依據(jù)，對其中的營養(yǎng)物質(zhì)進行回收或者是去除處理。具體處理中，可借助于蘆葦床系統(tǒng)、土壤吸附場、折流塘系統(tǒng)柜、活性污泥、滴濾池、生物轉(zhuǎn)盤以及穩(wěn)定塘等來進行處理。

除了和廚余垃圾混合來進行資源化處理之外，黑水也可以和其他形式的有機液體、固體等共同進行資源化處理。比如，可將糞便和鋸末混合在一起，借助于反應箱來進行堆肥處理，通過合理的溫濕度控制，便可為微生物的繁殖提供良好環(huán)境，使其在其中快速繁殖，以此來加速尿液、糞便以及其他垃圾的分解，并將其產(chǎn)物用作土壤改良劑或者是有機肥料。

3.3 灰水處理技術

灰水處理技術在我國發(fā)展十分迅速，就目前來看，其處理方法主要包括生態(tài)處理、生物處理以及人工強化物化處理等。就其處理工藝而言，主要的工藝包括生物流化床、生物接觸氧化法、膜生物反應器、凈化槽、生物轉(zhuǎn)盤、曝氣生物濾池、生物濾池等，在這些處理工藝中，除了生物轉(zhuǎn)盤之外，其他的所有處理工藝都需要曝氣，所以具有較高的運行成本，且管理維護也較為復雜。

因為農(nóng)村地區(qū)具有較為豐富的土地資源，所以在具體灰水處理中，可借助于人工濕地來進行處理，這種處理方法不僅在設計和操作方面都十分簡單，同時也可實現(xiàn)農(nóng)村景觀環(huán)境進一步優(yōu)化，是農(nóng)村灰水處理中最為適用的一種處理工藝。隨著科學技術的發(fā)展與源分離技術的應用，越來越多的專家學者開始重視人工濕地處理技術的應用研究，且該技術在我國很多農(nóng)村分散式生活污水源分離處理中都已經(jīng)開始投入應用，實踐應用發(fā)現(xiàn)，相比較傳統(tǒng)的灰水處理工藝項目建設而言，人工濕地處理系統(tǒng)的建設成本僅僅可以達到其三分之一，其主要的運行成本是水泵電費。在水泵運行中，每噸水消耗的電費大約在0.05-0.1 元之間。由此可見，人工濕地處理技術的運行成本也十分低廉。加之該技術的應用可實現(xiàn)農(nóng)村景觀環(huán)境的良好改善，所以在農(nóng)村灰水處理中，該技術具有良好的適用性和推廣價值。

結束語

綜上所述，在通過源分離技術進行農(nóng)村生活污水的分散式處理過程中，相關單位一定要根據(jù)農(nóng)村生活污水的實際特征，對其分離方案以及分離技術加以合理的設計和應用。然后以此為基礎，通過合理的技術措施來進行農(nóng)村生活污水的回收及其再利用。這樣不僅可以有效確保農(nóng)村生活污水的處理效果，盡最大限度防止自然與生態(tài)環(huán)境受到污染，同時也可以讓農(nóng)村生活污水中所含有的營養(yǎng)物質(zhì)成分得以充分利用，從而為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展和農(nóng)村生活質(zhì)量提升奠定良好的技術基礎。