农村生活污水水质特征与处理技术

邓腊

摘要 主要介绍了我国农村生活污水的来源和特点，概述了此种污水对于自然环境的危害，并且对农村生活污水处理的可行工艺方法做了较全面的总结，最后提出了“厌氧池+人工湿地+氧化塘”的组合工艺用于处理农村生活污水。通过厌氧处理将大部分的有机污染物去除，同时还能提高污水的可生化性，使得后续处理更加容易；人工湿地可以通过植物和微生物的生化降解以及泥石等物理过滤的作用去除部分污染物；针对农村地区，氧化塘是比较适合的一种最终处理单元，可进一步降低有机物和氨氮、总磷的含量，使出水稳定达标排放。

关键词 农村生活污水；来源；水质特征；处理技术

中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）17-0243-02

随着中国社会经济的高速发展，人们的生活水平在不断提高，然而生活环境却变得越来越差了，特别是水环境的污染相当严重。当人们一直在采用新的技术和工艺来处理城市生活污水和工业废水时却疏忽了农村生活污水的污染性。在水资源逐渐减少而污染物排放不断加重的情况下，农村生活污水的污染已然成为了一大问题。农村地区的污水处理主要面临两大问题，一是居民环保意识差，二是农村经济实力薄弱。相比城市生活污水而言农村生活污水排水缺乏专门的管网来收集，也没有专门的污水处理站，基本上是随地泼倒，随着水沟流入当地的河流当中。目前，农村生活污水造成的污染已经威胁到农村水源地的水资源安全，如果不加以处理将会严重影响农村人畜的生存发展和农田地的灌溉[1-3]。

1 农村生活污水来源和水质特征

农村生活污水主要来自厨房排水、厕所排水和洗浴排水，生活污水的来源并不复杂，只是居民生活范围广，排放后污水属于面源污染，难以集中处置处理。由于农村生活污水污染物里有机物占大多数，且氨氮含量较高，B/C值较高，较少或不含有重金属污染物，因此不会存在微生物被毒害的结果，所以可用生化方法加以处理。但是因为农村居民生活用水不规律，因此农村生活污水变化系数很大，通常为3.0～5.0，且呈间歇性排放。具体的污水水质可以参照某村生活污水水质值（表1）。

2 农村生活污水处理技术

农村污水处理工艺选择原则上采用无动力或少动力、无管网或少管网、低运行成本的处理技术，从工艺原理上通常可归为2类。一种是自然处理系统，自然处理是利用自然界已存在的土壤、岩石、动植物、微生物等与污水之间的作用来处理污水。具体来说主要是利用土壤岩石的过滤渗透作用、动植物的食用降解以及吸附作用、微生物的新陈代谢作用等来处理污染物。自然生态系统应用到实际工程中的具体有稳定塘系统、土地处理系统、人工湿地系统等。另一种则是生物处理系统，生物处理系统是将微生物的作用单独提取出来并且加强其处理程度的系统。其中有高负荷的厌氧生物处理系统和较低负荷的好氧生物处理系统。好氧生物处理系统是利用好氧菌种在氧气充足的条件下良性生长，在污水中不断新陈代谢，更新换代，从而不断消耗污染物，达到净水的目的。常用的好氧生物处理单元有氧化沟、SBR法、生物装盘等。而厌氧生物处理系统则是利用厌氧或缺氧菌种在各自适宜的生活条件下通过新陈代谢作用将有机污染物转化为无机小分子的过程。常用的厌氧处理方法有UASB（上流式厌氧污泥床反应器）、沼气池、厌氧生物滤池等[4-6]。

2.1 稳定塘处理技术

稳定塘即氧化塘，是一种天然的或经过一定人工改造的污水净化系统。污水在塘内经过较长时间的停留和存储，通过微生物（细菌、真菌、藻类、原生动物等）的新陈代谢作用，并且伴随着一些动植物的吸附、吸收作用和一些泥石的过滤作用从而将污染物吸收转化为小分子物质，污染物得到降解。稳定塘按塘水中微生物优势群体和塘水的溶解氧状况可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘和曝气塘。此次介绍氧化塘技术，此技术占地面积较大，但无需能源投入，管理维护要求低，适宜在农村地区使用。

氧化塘技术的优点：处理效果好，出水优于二级生物处理的出水；处理量大，有较强的对抗冲击负荷能力，不用投加能源，管理维护要求低，基本无运行成本，成本少；能养殖鱼类等动物，能产生一定的经济效益，并且可以种植一些景观植物，美化环境[7]。

氧化塘技术的缺点：占地面积较大；水力停留时间较长，针对大排量的废水较难处理；处理状况较差时易产生二次环境污染。

2.2 生态沟技术

生态沟即以水生植物和微生物以及沟内其他沉淀物组成的生态系统。污水在生态沟内流动时可以通过植物的吸收和吸附作用、微生物的新陈代谢作用、沉淀物的吸附转化作用等，进而逐渐降低浓度。COD和氨氮、总磷等指标都得到相应的减少。这种长沟渠的处理方法水力停留时间长，污染物能够得到充分的处理。

2.3 跌水充氧技术

跌水充氧技术是利用地势差或用提升泵将污水提升上去，使污水能形成一个势能，通过跌落的过程，从而形成水幕和水滴让其自然充氧，而无需曝气装置，在降低有机物的同时，也会去除氮、磷等其他污染物。

跌水充氧技术的优点如下：跌水充氧系统相对其他鼓风曝气系统，操作流程少，设备简单；对于跌水充氧来说，设计方面可以因地制宜，将山地丘陵等复杂的地势劣势转化为优势，利用地势高差来进行跌水充氧，从而减少土石方的开挖和运输、填埋等工程量，同时，因为不需要曝气和搅拌，电能消耗也大大降低。

2.4 人工湿地技术

人工湿地是由人工建造和管理控制工程化的湿地，将污水、污泥有控制地投配到经人工建造的湿地上。湿地处理是利用低洼湿地和沼泽地处理污水的方法。污水在经过人工湿地时，不断地通过植物、动物、微生物以及泥石等的综合效应而逐渐降低浓度，污染物逐渐得到转化降解。

人工湿地里主要有3种组成成分即填料、植物和微生物。人工湿地内的填料又称基质，主要是一些砂石、碎瓦片和灰渣等。填料主要为植物生长提供介质，同时还有过滤、吸附等作用去除部分污染物。湿地中的植物包括挺水、沉水和浮水植物3种，植物能固定湿地基质，防止淤泥堵塞等，除此之外，植物还能通过吸附作用去除污水中的一些重金属离子，净水能力相当可观。植物通常要求处理性能好、成活率高、抗水能力强，并且能有一定实用价值和美学价值。微生物则是湿地中不可缺少的部分，在处理污水之前，湿地中的微生物种类与自然中的水塘、沼泽地中的微生物相似，但处理过一段时间污水之后，某些以污水为“食物”的菌种逐渐成为优势菌种，并且逐渐成为处理污染物的主力菌种。人工湿地系统去除污染物的机理很多，包括物理沉降、过滤，化学沉淀、吸附、分解以及微生物代谢和植物代谢吸收等作用。不仅能去除大部分有机污染物，而且能吸收富集重金属元素，脱氮除磷，吸附无机颗粒，净化水质效果相当明显。endprint

人工湿地技术具有以下优点：人工湿地系统最大的特点是建设简单、运行耗费低，且具有处理效果好、投资低、能耗低，设备维护简单，技术简单，处理量灵活等优点；人工湿地技术不仅可以有效而经济地净化水质，而且能利用废水中的营养物质和水间接提供其他效益，可饲养水产农产，节省能源，也可提供野生动物栖息地，绿化并改善环境，建立良好的生态环境；对于处理农村的小流量间歇性排放的污水更为适宜，可缓冲对水力和污染负荷的冲击。缺点：受季节和病虫害影响，净化能力受作物生长成熟程度的影响大，对恶劣气候抵御能力弱。

2.5 活性污泥法

活性污泥法工艺是一种广泛应用而高效的传统污水生物处理方法。活性污泥法主要通过污泥即细菌等微生物的新陈代谢作用，将污染物转化为自身细胞生长物质并降解为二氧化碳、水等小分子无机物。从而能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物，或其他一些悬浮固体物质等。活性污泥法目前发展的形式有如下几种技术：推流式曝气法、延时曝气法、完全混合法、氧化沟、SBR法、AB法等各种技术，目前这些技术在城市生活污水处理甚至一些工业废水处理中都派上了用场，因此可以尝试将其引用到农村生活污水处理中去。

活性污泥法系统运行的影响因素主要有温度、污水进水水质、曝气量和污泥浓度等。主要需注意的问题为污泥膨胀，污泥膨胀主要表现为丝状菌的膨胀，此问题可能会导致系统瘫痪。活性污泥法系统运行状况可以通过以下几点来评价。观察生物相的生存情况，利用显微镜等观察系统中存在的细菌、真菌和一些原生动物的种类、数量和代谢活动等状况；混合液悬浮固体浓度（MLSS）、混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS），工程中常以MLSS作为评价活性污泥量的指标；SV和SVI值判断污泥沉降性能和污泥浓缩性能，SV即污泥沉降比，是指曝气池混合液静止30 min后沉淀污泥的体积分数，SVI即污泥体积指数，是指曝气池混合液沉淀30 min后，每单位质量干污泥形成的湿污泥的体积。活性污泥法是最基本的微生物处理方法之一，其处理效果好，运行管理较方便，且投资较少，因此而被广泛使用。

2.6 生物接触氧化法

生物接触氧化法又称浸没式曝气生物滤池，是经过一些科研工作者在生物滤池的基础上加以改造发展而形成的。生物接触氧化池是在池体内设置填料，底部设置布气系统，布水系统处于上下都有。经过挂膜启动，填料上附着很多微生物，形成生物膜，污水在池体内与生物膜接触，不断进行吸附交换，污染物得到降解去除，生物膜脱落更新换代，继续处理污水，脱落的生物膜则会随着水流进入沉淀池中去除掉。底部曝气系统不断提供微生物生长代谢所需的氧气，并且加大水体的湍流程度，从而起到搅拌作用，加大污水与生物膜的接触。

生物接触氧化法具有以下特点：净化效率高，处理效果好；停留时间较小，工程使用较多；有较强的抗冲击负荷能力；没有太多的能源投入，投资较少；挂膜简单方便，启动时间短；污泥产量少，无需污泥回流，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。

3 “厌氧池+人工湿地+氧化塘”组合工艺

通过对上述处理技术的研究，笔者归纳总结出了一套“厌氧池+人工湿地+氧化塘”的组合工艺，此工艺处理生活污水具有如下优点：工艺考虑到农村用地较方便，因此用此方法较合理；工艺充分考虑了农村管理难度较大，因此选择管理简便、运行方便的处理单元；工艺基本上无需外加能源，处理成本低，设备和投资少；出水水质较好，可稳定达标，出水可用于农田灌溉等；处理系统可种植一些景观植物，形成观赏性较强的自然景观。此组合工艺适用于我国大多数欠发达的农村地区，出水能稳定达标，对于农村环境综合整治有很好的借鉴作用，可供参考。

4 结语

我国地大物博，农村人口占大多数，农村污水问题需得到很大的重视。在处理农村污水问题时要做好当地水质水量的调查，要根据每个地方的实际情况选择合适的处理方法，不能千篇一律，本文中所提的方法只能提供一个参考。考虑农村经济条件，需要开发高负荷、低能耗的处理设备，当然在探索新的处理技术和方法的同时要不断提高农村人口的环保意识。农村污水处理的道路还很漫长，需要更多时间和精力的投入。

5 参考文献

[1] 张家炜，周志勤.浅析农村生活污水分散式处理适用技术[J].环境科学与管理，2011，36（1）：95-99.

[2] 夏汉平.人工湿地处理污水的机理与效率[J].生态学杂志，2002，21（4）：51-59.

[3] 曹群，佘佳荣.农村污水处理技术综述[J].环境科学与管理，2009，34（3）：118-121.

[4] 李海明.农村生活污水分散式处理系统与实用技术研究[J].环境科学与技术，2009，32（9）：177-181.

[5] 李清雪，耿媛，李改翠，等.ABR- 好氧组合工艺对农村生活污水处理效果研究[J].给水排水，2010，36（增刊1）：135-138.

[6] 詹旭，吉祝美，吕锡武.五级跌水充氧生物接触氧化法处理农村污水[J].净水技术，2007，26（3）：60-61.

[7] 杨晓蓉.我国农村生活污水的治理[J].北方环境，2011（5）：178.endprint