污水处理技术在江西水生态文明村建设中的应用分析

谢林波，俞琼艳，房焕英，袁 芳

(1.江西省水土保持科学研究院，江西 南昌 330029；2.江西省南昌市新建区不动产登记中心，江西 南昌 330100)

目前，随着江西经济的不断发展，江西城镇污水处理水平和效果都有了进一步的提高，但农村污水处理率仍较低。据调查数据显示，江西农村生活污水随意排放至河流、坑塘的村数所占比例在50%以上，生产性污水直接排放的村数所占比例在68%以上[1]。大部分农村污水的任意排放，导致农村地区水污染现象也普遍存在，并在一定程度上影响了农村水环境的质量，威胁到农村饮用水安全，阻碍了农村可持续发展。

水生态文明村建设是水生态文明建设的重要组成部分，2014年6月，江西省水利厅启动市、县、乡(镇)、村四级联动的水生态文明建设工作，坚持试点先行、试点申报与创建相结合，以突出特色为原则，有序推进水生态文明建设[2]。江西省水利厅发布的江西省《水生态文明评价办法》和《江西省水生态文明村建设评价细则》对水生态环境提出了更高的要求，评分细则中建设指标水生态环境权重占比最大，进一步说明水环境在水生态文明建设中的重要性。因此，加强农村水环境建设，研究适合江西农村生活污水特点的不同污水处理技术，对提高农村污水处理效果，改善农村居住环境，提高村民幸福指数，推动江西水生态文明村建设有着重要意义。

1 江西省农村污水的特点

随着人们生活质量的提高，农村的生活用水量日益增加，排放量也日益增加；人们对农村水环境问题的重视程度还不够；政府对农村污水治理资金投入有限，尤其是一些偏远山村，农村污水随意排放，给居住环境带来了较大的影响。农村的经济水平明显落后于城市，生活节奏较城市缓慢，经济发展水平和生活方式的较大差异，使得农村污水在水量、水质、排放方式和处理率等方面有其自身的特点。

1.1 污水排放量变化大

其特点主要体现在时变化与日变化波动幅度大。周边城镇务工的村民一般都是早出晚归，导致生活污水通常是傍晚多排、白天少排，有时中午时分几乎没有排放。随着我国经济和交通建设的快速发展，村民到发达周边城市外出务工人数日益增多，大多数村平时家中只剩下老人和小孩，而选择周末或者节假日返乡显著增加。因此，污水排放量急剧增加主要集中在村民回家期间，平时排放量则相对较少。

1.2 水质特点

由于江西农村地区之间经济水平和主导产业差异较大，水质因排水类型不同也存在较大差异，相对不稳定。对于以禽畜养殖为主的农村，其生活污水中含较高的人畜粪尿成份；而对于以种植业为主的农村，由于大量农药化肥的使用，生活污水中会含较高的氮磷元素，甚至还含大量的营养盐、细菌等。对于以发展工业为主的农村，其生活污水可能重金属超标[3]。

1.3 分散排放

分散排放特征主要表现为时空两方面。“时”方面，农民在家务农或者在周边务工时间上不固定，家庭居住人口数相对不稳定，导致农村生活污水排放时间相对不集中、不规律；“空”方面，江西农村多位于江南丘陵，地形较为复杂多样，大部分村庄之间相距较远、占地面积大，村庄内都没有进行规划，房子比较分散、人口不集中，造成农村污水排放分散且面广的特点。

1.4 污水处理率低

江西位于我国中部地区，农村地区经济水平相对落后，尤其是处于偏远山区的农村，大部分村民的治水思想观念和水环境保护意识淡薄，还没有意识到日常生活污水随意排放将给自己生活的环境造成严重危害；同时江西省复杂的地形给污水治理系统的建设增加了技术难度；加上政府对农村水环境处理建设资金有限，导致江西省农村生活污水处理率较低。

2 江西水生态文明村污水处理适用技术

江西省水生态文明村建设正紧锣密鼓的开展，农村污水处理一直是建设过程中的重要内容，也是建设过程中的难题。鉴于江西省地形复杂，大部分农村居民处于比较分散的状态，我省在农村生活污水处理投入有限，选择分散式污水处理模式更符合江西省农村实际，分散式处理技术主要有以下几种。

2.1 人工湿地处理技术

人工湿地是通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由基质、植物、微生物和水体组成的复合系统，利用“基质-微生物-植物”复合生态系统的物理、化学和生物三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的净化，具有高效、低耗、投资省、适用范围广等诸多优点[4- 5]。其治理污水效果明显，对氨氮的净化率较好，可达到80%以上，对悬浮物的去除率可达到90%以上[6]。常见的人工湿地主要有潜流人工湿地、垂直流人工湿地和表面流人工湿地3种形式，其中潜流人工湿地和表面流人工湿地处理技术广泛用于农村生活污水处理，垂直流人工湿地因造价高技术难度大，不适用于农村污水处理。万玉文等研究分析了采用多级串联表面流人工湿地净化农村生活污水效果及污染物浓度的沿程变化规律，其结果表明：湿地系统对氮磷污染物的去除效率大体呈现出随时间推移逐渐下降的趋势，同时湿地的表面积越大，氮磷的去除率越高[7]。

从萍乡市芦溪县南坑镇的江西首个乡村人工湿地污水处理工程——南坑河人工湿地看到，尽管是秋季，风车草、美人蕉、花叶芦竹等十多种湿地水生植物仍然生长茂盛，日处理生活污水5000m3，处理效果良好，使南坑河水质达到III类水质。

表面流人工湿地对氮磷的转化和去除有很好的效果，潜流人工湿地对生物耗氧量、化学需氧量等有机物和重金属去除效果好。对于以发展工业为主的农村，水污染程度较严重，其污水中含重金属元素等，污水处理技术可以选择潜流人工湿地处理技术；而对于以种植业为主的农村，水污染程度相对较低，由于农药化肥的使用，生活污水含氮磷元素等，宜选择表面流人工湿地处理技术。

2.2 稳定塘技术

稳定塘处理技术是通过在塘中种植水生植物、放养鱼类，形成人工生态系统，通过多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递，将进入塘中的有机物和营养物降解和转化[8]。一般情况下，稳定塘技术的污水处理效率较高，可以达到85%。稳定塘处理技术有投资费用和运行维护成本低的优势，但由于占地面积较大，水力停留时间长，淤泥容易出现堆积，使稳定塘内的水出现发臭甚至影响处理效率，这些缺点大大降低了稳定塘技术处理污水的质量和效果。张博雄通过对稳定塘水环境参数和水质变化的监测，水体溶解氧含量随时间的推进、沿水面距离的增加，有逐渐增加趋势，水体的浊度随时间的延长各个水面逐渐趋于一致，并有逐渐减小的趋势，水中CODcr、TP和氨氮的平均含量与地表水II类水质标准十分接近，呈现逐渐降低趋势，达到净化目的[9]。

2015年吉安市为促进水生态文明建设，进一步改善农村水生态环境，全面推广生活污水的“生态疗法”，在全市所有乡镇都建了一座“氧化塘+人工湿地”污水治理工程，处理后的污水清澈透明，效果明显。

稳定塘构成的复合生态系统，塘底的污泥可以用作高效的肥料，稳定塘处理技术逐渐广泛用于农业、养殖业等行业的污水处理。对于江西省偏远山村，人少地多的区域，尤其以养殖业为主的村庄，可以优先采用稳定塘处理技术处理农村污水。

2.3 生态浮岛技术

生态浮岛技术是在人工湿地污水处理技术的基础上发展而来的一种生态污染处理技术。该污水处理技术不仅可以净化水体改善水质，也可以美化河道景观，为生物提供作息空间，是一种现在广泛采用并具有很好发展前景的生态污水处理技术。生态浮岛技术污水处理主要是通过在水面漂浮装置上种植水生植物，营造出好氧、缺氧、厌氧的代谢环境，水生植物在生长过程中通过根系吸收水体中的营养物质、悬浮物质，同时富集水体中的重金属和有机污染物，使水质得到改善，并且为水生生物的生存、繁衍创造生态环境条件[10]。刘瑶宁对邢台市农村生活污水典型处理技术适用性研究结果表明，污水中的COD、TP、PO43-、TN等物质都可以通过生态浮岛技术来进行有效处理，并且其处理效果也比较优异[11]。

从赣州市宁都县在小布镇中心的生态浮岛项目来看，改善了水质，美化了河道水上景观。生态景观浮岛面积一共约700m2，沿小布镇主河道沿岸布置，总布置长度约500m，种植水生植物品种包括黄菖蒲、鸢尾、再力花、狐尾藻、梭鱼草、风车草和花叶芦竹等。

为满足净化和景观空间形态的需求，水生植物在选取时应进行适当的景观组织，生态浮岛因长期浸泡在水中，应针对水流特点选择具有足够稳定性的浮岛结构，防止被大风吹动或是浮岛机构各单元之间的碰撞；对于用坑塘或水流动性较小的河沟收集农村污水时，可考虑采用生态浮岛技术处理农村污水。

2.4 净化槽处理技术

净化槽污水处理技术是由日本研发的一种分散处理污水的一体化生态处理系统。水解和接触氧化是净化槽实现净化的主要原理，同时也可以投加有效微生物(EM)菌液从而达到污水处理的有效效果[12]。净化槽具有很多优点：①占用空间小，所有处理设备都埋设于地下，地上空间可用于其他用途；②净化槽是成品运输安装方便，且无需管网铺设费用，降低了污水处理成本；③日常运行维护管理简单，工作量很小，操作方便；④污水处理效果好，运行稳定。王然等对净化槽进行的试验结果显示，净化槽对冲厕污水有较好的净化效果，出水中COD<60mg/L，BOD5<20mg/L，对COD、BOD5和浊度的去除率分别大于86.9%、97.4%和97.7%[13]。

从井冈山市睦村乡上寨村、焦塘村等处的净化槽处理工程的运行看，净化槽污水处理技术对农村生活污水起到了良好的处理效果，使得COD由厌氧后的340mg/L大幅度降到75mg/L，悬浮物从66mg/L降至16mg/L。

净化槽处理系统以去除农村生活污水中BOD5和COD为目的系统，改污水处理技术适用于布局分散，污水不易收集的村庄，适用地形条件复杂的村庄，单户占地面积较小且无污水收集管路的村庄。根据江西省农村污水特点，对于比较偏僻，分散，地形复杂的村庄的家庭污水，建议采用净化槽处理技术来处理。

3 结语

农村生活污水处理是困扰农村居住环境并亟待解决的新命题，人工湿地、稳定塘、生态浮岛和净化槽等分散式污水处理技术对于农村污水处理比较实用，可为江西省水生态文明村建设水环境治理工作提供借鉴意义。本文污水处理技术的选择只考虑了农村污水特点单一影响因素，下一步可以增加农村污水特点、经济水平、自然条件和环境目标等因素，研究建立农村污水处理技术评价指标体系，通过定量分析选取最优的污水处理技术，同时做好后期运行效果评估，加强经验推广和技术深入研究，加强污水处理设施的运行维护，确保整个污水处理系统正常运行。