分散处理模式中关于农村地区污水处理实用技术的研究

晁雷，沙桐，王焕舒，李亚峰

分散处理模式中关于农村地区污水处理实用技术的研究

晁雷，沙桐，王焕舒，李亚峰

（沈阳建筑大学市政与环境工程学院， 辽宁 沈阳 110168）

综述了我国农村污水的特点及处理现状，介绍了目前主要存在的分散处理模式。笔者基于农村的分散程度，地形特点，经济水平，气候条件等，对农村水环境的控制提出相应建议。

农村污水；处理模式；水环境；控制

1 我国农村污水的特点及处理现状

由于我国占地面积大，南方与北方的农村生活污水的特点也有所差异。其中相同的特点有间歇性排放、污染物浓度相对较高但可生化性强、重金属等有毒有害物质含量较少等。不同则在于北方的农村居民居住较聚集，而南方的较分散。根据统计[1]，我国每年农村地区产生的生活污水总量约为90亿t，我国所有的建制镇和乡村对生活污水进行处理的仅占8%，行政村对生活污水进行处理的仅占不到3%。农村污水排放量之多，并且大部分地区对污水没有采取任何的污水处理措施，所以农村水环境污染问题已迫在眉睫，急需找到符合我国农村实际情况的污水处理技术。

2 分散处理模式

集中污水处理是我国城镇污水的主要处理模式，分散处理处理模式则是对集中处理的补充，对于我国农村地区污水排放存在点源化，分散等特点，难以采用集中处理模式，因此偏远郊区、乡村是以分散处理模式为主[2]，两种模式是并行存在着。分散处理模式对污水进行收集、处理，并实现达标排放或回用是一种可以在农村地区广泛推广的处理模式。下面就分散处理处理模式下探讨我国农村污水处理的一些实用技术。

2.1 传统分散处理模式

在2014年，国家下达了关于加强农村改厕的通知，要求在到2020年全国农村卫生厕所普及率要达到85%。在改厕阶段中，三格式化粪池是应用最为普遍的污水处理设施。但三格化粪池处理能力有限，并且处理效果又受寒冷地区冬季温度的影响，出水水质很差。如果能够在三格化粪池的基础上进行改造，提高出水水质，将在改造费用及环境治理上给予偏远地区农村很大的帮助。

2.1.1 通过内部优化改造化粪池

内部优化是通过填料将厌氧生物膜技术应用到三格化粪池中，对于改造后的三格化粪池，除了发生厌氧消化作用外，还能够利用填料拦截大颗粒的有机物，并且增加微生物密度及生化反应速度。SHARMA等[3]利用10～12 mm陶粒填料化粪池处理生活污水，结果发现在不同有机负荷条件下，COD、TSS的平均去除率分别为88. 6 % 、91. 2 % ，并有一定的耐冲击负荷能力。

2.1.2 通过优化结构改造化粪池

近年来厌氧污水处理技术（升流式厌氧污泥床、厌氧折流板反应器和厌氧滤床等）的发展，学者们将厌氧技术应用到传统化粪池中，来提高化粪池的处理效果，因此出现了UASB化粪池、折流板化粪池等的新型化粪池。如陈志强等[4]在我国寒冷的哈尔滨地区，研究ABR型化粪池、填料化粪池与传统化粪池作对比处理农村生活污水，结果发现在不同的水力停留时间下，ABR型化粪池比传统化粪池的COD去除率提高了12%～21% 。NASR等人[5]也得到了类似的结果。LOUSTARINEN等[6]在低温条件下利用 UASB型化粪池处理黑水和灰水的混合污水，结果发现10 ℃条件下两相UASB型化粪池的TSS、TCOD去除率分别为97%和91%。对于经济条件相对落及偏远的农村地区，可考虑强化型化粪池来取代传统化粪池作为简易的污水处理设施，也可利用化粪池中的熟粪便作为肥料。

2.2 新兴分散处理模式

新兴分散处理模式是指将区域划分成多个单元，将每个单元或邻近几户铺设污水管网，各自收集、处理、排放污水。目前，新兴分散污水处理模式下存在的技术有常规处理技术、生态处理技术、联合处理技术以及一体化装置等。

2.2.1 常规处理技术及生态处理技术

目前，我国常规处理技术一般是通过城市污水处理厂中的各个构筑物微缩或简化形成，一般采用生物方法将污水中的污染物转化为稳定、无害的物质。虽然常规处理技术能够肯快地投入使用、见效快、处理效果好，但由于其工艺流程复杂、需要铺设污水管网，前期投资和运行维护费用高、灵活性不足、不易检修等原因，在我国乡村地区常规处理技术难以应用。

主要包括人工湿地、稳定塘、生态滤池、土地生态处理技术以及新型污水生态处理技术[7]。生态处理技术主要特点是管理方便、基建费用和运行成本低廉、对有机物和致病菌去除效果好。根据分散污水特点，生态处理技术相比于其它现有技术更满足我国农村地区，但其占地面积大，易受季节温度的影响。此外，由于该技术没有统一的设计规范，所以在技术规范化和标准化程度上较差，只能按照经验设计。因此常规处理技术和生态处理技术很难在我国农村地区广泛推广。

2.2.2 联合处理技术

研究发现，由于单厌氧法和好氧法、人工湿地、土地渗滤等各有优缺点和各自的适用范围，为弥补各自单独处理污水的不足，因此学者们研发出了联合处理技术[8]。目前，我国主要研究的方向有物理化学方法与生物技术联合、生物与生态技术联合、生态技术间组合搭配。笔者建议采用生物与生态的组合，因为单一的生物处理工艺能够对氮和磷有较好的去除，但造价和运行成本都很高，而且日后需专业人员维护管理，而单纯的生态工艺对环境要求较高，占地大等，两者单独存在都有一定的局限性。因此将生物方法与生态工程有机结合不仅能够节省成本，又能达到稳定脱氮除磷效果。如厌氧+生态、好氧+生态、厌氧+好氧+生态的组合。桂双林等人[9]采用太阳能驱动生物滴滤—人工湿地组合工艺处理农村生活污水，结果表明，其COD、NH3-N、TN 、TP、SS的去除率分别为90.19%、89.37%、90.02%、95.67%、90.59%，水质指标均达到了（GB18918—2002）一级B标准；该组合工艺处理农村生活污水，其运行费用较低，操作及管理方便，处理效果好的特点，适合在江西农村地区推广应用。

2.2.3 一体化装置

一体化污水处理装置是将传统工艺的反应、沉淀以及污泥回流集中在一个反应器内完成，具有投资省、管理简便、占地小、能耗低等优点逐渐受到重视[10]。下面就介绍几种主流的一体化农村生活污水处理装置。

膜生物反应器[11]（Membrane bioreactor, MBR）是结合了膜分离技术和普通活性污泥法特点的一种新型污水处理方法，活性污泥微生物在反应器内进行新陈代谢，利用膜组件的抽吸作用将反应器中的水抽出，实现泥水分离。这样使反应速率大大提高，同时，用膜反应器取代了二沉池，可使固液分离效果更好，减少占地面积。

裴亮等[12]等人采用一体化膜生物反应器(IMBR)工艺处理农村生活污水，研究结果表明，IMBR工艺对COD、BOD5、NH3-N和浊度的平均去除率分别为93.1% 、95.3% 、93.8%、97.9%，出水高于《农田灌溉水质标准》（GB 5084—2005）要求。Santasmasas等人[13]采用MBR工艺处理低负荷灰水，处理后的水用于回用冲洗马桶，研究结果表明：COD、BOD5、SS和浊度去除率分别为90.0% 、95.0%、 98.0% 、 98.0% ，出水水质达到西班牙立法允许的回用水标准。但膜生物反应器也具有一定的弊端，最为突出的则是膜污染问题，目前也是许多学者的研究重点。大部分研究发现，当污染粒子粒径小于膜孔径时，膜污染情况更为严重。分析原因得出，小尺寸粒子容易在膜孔内被沉积压实，造成膜孔堵塞。

3 结论与建议

综合以上的讨论内容可知，目前寻找解决我国农村生活的处理办法已迫在眉睫。由于我国农村差异较大，想要立刻缓解农村水污染的压力，就要结合我国各地区农村的分散程度，地形特点，经济水平，气候条件等进行实际状况分析，采取相应的方法。针对农村不同的实际情况给予以下几点建议：

（1）对于居住较分散，经济条件相对落后的地区，则可考虑强化型化粪池来取代传统化粪池作为污水处理设施。

（2）对于居住较分散，经济条件相对发达的地区，可采用一体化处理装置。虽然目前很难普及到各个农村地区，但因其结构紧凑、处理效果好、占地面积小，在未来将会有好的发展前景。

（3）对于居住比较聚集且经济落后的地区，可采用联合处理技术。虽说也有其缺点，但它基本上能够符合我国国情，能够很好地对污水进行处理。同时也要建立完整的法律法规体系，对我国农村水环境进行保护。

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Study on the Practical Technology of Wastewater Treatment in Rural Areas in Decentralized Treatment Model

,,,

（School of Municipal and Environmental Engineering, Shenyang Jianzhu University, Liaoning Shenyang 110168, China）

Characteristics and current situation of rural sewage treatment in China were summarized. Some suggestions on the control of rural water environment were put forward on the basis of the degree of dispersion, terrain characteristics, economic level, climate conditions and so on.

rural sewage; processing mode; water environment ; control

2017-05-17

晁雷（1978-），男，教授，博士，辽宁省沈阳人，研究方向：污水处理技术与工程应用。

沙桐（1992-），男，硕士，研究方向：污水处理技术与工程应用。

TQ 085.4

A

1004-0935（2017）12-1243-03