探索农村污水治理 促进美丽乡村建设

胡蓉 黄炜

摘 要：国外独立屋污水处理系统操作简单，维护成本低，占地面积小，对我国农村的污水治理有较大的应用推广价值。本文详细介绍了国外独立屋污水处理系统的结构和维护措施，以期对我国农村污水分散式处理技术提供借鉴。

关键词：农村生活污水;污水处理系统;化粪池;渗滤场

一、农村生活污水特征

生态环境部、住房和城乡建设部，在2018年9月联合印发了《关于加快制定地方农村生活污水处理排放标准的通知》，标志着国家对农村生活污水处理有了明确的要求。目前在我国农村地区中，污水治理对于如何解决农村整体环境问题尤为重要。我国农村大部分地区居住分散，地广人稀，一般农村生活污水量低于城镇。农村生活污水包括洗涤、冲厕、厨房等。根据研究统计，农村污水中富含有机物、氮磷，可生化性好，但是城乡排水水质差异很大，不同地区用水量不同，所以排放系数也不统一[1]。由于经济、政策以及环保意识的因素，国内农村污水处理还处在初级阶段。农村污水处理应考虑技术的实用性和工艺流程的简易性。目前，常用的技术手段有生物处理技术、生态处理技术以及物化处理技术。国外许多国家农村污水治理发展多年，积累了很多经验和成熟的技术手段。例如，本篇文章里介绍的国外独立屋污水处理系统，与我国农村人口数量和房屋分布现状相似。因此，对我国农村污水的分散式处理具有很好地借鉴意义。

二、国外就地污水处理系统的组成

常见的污水系统是由化粪池（septic tank）和沥滤场（leaching bed）组成（图1），将房屋内所有的污水（来自马桶、淋浴、水池、洗碗机、洗衣机等），处理到安全的水平，最后释放到地下水体系里。

1.化粪池

化粪池的功用是把污水的液体部分和固体部分相分离，一定程度上化解污水中的有机物。化粪池是一个埋在地下的水密容器，以前的化粪池是由钢和木头做成，但是很容易生锈和腐烂。所以现在加以改进，由水泥、聚乙烯和玻璃纤维制造而成。化粪池的体积取决于房屋的大小、房间的数量、水的用途和用量。根据所居住的省份而定，体积从1800L到3600L，有些化粪池会分成两个单元。

房屋里的水排入化粪池后，水流速度变缓，密度高的固体部分沉淀到化粪池底部，密度小的物质漂浮在上层。沉积在底部的固体部分称作污泥（sludge），质量较轻的浮油和脂肪形成一层表面物质，称作浮渣（scum）。污水中的厌氧细菌对水里一部分有机物进行消化。经过净化的污水，随着更多污水的注入而被排出化粪池，流进沥滤场，作进一步的净化。

2.沥滤场

瀝滤场通常是一个由多条穿孔的塑料运送管道构成的网络，铺设在砂砾建成的壕沟里，覆盖在一层特殊土地之上。国外多数省份规定，这层特殊土壤必须离地下水位，至少有0.7到1.2m的距离，并且要有一定程度的渗透性。在我国农村，这层特殊的深层土壤距地表，大约有30-50cm。沥滤场管道过去是用粘土瓦砖制成，现在是由塑料空腔代替砂砾壕沟来放置管道。沥滤场具体的尺寸、设计、和布局都由所在省份的规章制度来决定，更取决于污水水量、土壤的渗透能力以及离地下水位的距离。化粪池排出的污水一般是在重力的作用下，流到沥滤场里。但是，如果沥滤场的地势较高，污水则先聚集到泵房，再由排水泵输送到沥滤场里。

沥滤场通过土壤来净化污水，是一个天然的过滤场。污水里的污染物包括固体、溶解的有机物、氮磷、细菌和病毒。细菌粘液层附着在每一条运送壕沟的底部和四壁，并担当了净化污水的主要任务。粘液层里的细菌和其周围的土壤，分解污水中的有机物，并把对水生物有毒的氨态氮转化成无毒或毒性较小的硝酸盐。污水里有害的细菌和病毒通过过滤、暴露在环境中、或被其它微生物吞噬等方式被清除干净。有些沥滤场的土壤里含有少量的铁、铝和钙，这些金属可以有效地吸收污水中的磷。土壤里的细菌都是需要氧气才能生长的，因此，沥滤场所在的专用土壤不能被地表径流所饱和，也不能离地下水位太近，更不能被沥青铺砌。沥滤场的专用土壤需要有一定的蓄水能力，给予净化过程足够的时间。同时，还需要有一定的渗透性，便于让水逐渐渗入地下水体系。我国农村人均用水量约100L/天，人均污水产量约80-100L/天。其中，北方农村用水量相对少一些。因此，按平均每户4-5人来计算，沥滤场的面积大约需要3-4m2。

当沥滤场管道和地下水位之间有足够高的距离时，可以不用专用土壤，而是将管道网络直接铺设在原有的土壤上或进口的沙子上。这种沥滤场称作常规系统（conventional system）（图2）。当地下水位离地表太近时，沥滤场必须抬高，垫在足够多的土壤之上。这种沥滤场叫做升高系统（raised system）或土堆系统（mound system）。

3.有氧处理技术

如果地下水位过高，地下有岩床，土壤条件不佳（粘土、泥沙），或无法达到离地表水、水井、和地产边界线足够的距离，是不宜于安装常规污水系统的。在这些情况下，可以通过有氧处理技术来净化污水。这些技术已经过证实，颇具成效，从1970年以来就被广泛应用于北美。有氧处理技术能将污水净化到比化粪池更高的水平，由此排出来的水只需注入较小的一片土地里，就能达到常规系统所需更多的土地，才能达到的净化水平。

有氧处理技术依靠的是好氧微生物来分解污水中的有机物。有氧处理技术一般包含三大组成部分：一个沉淀水罐（比普通的化粪池小一些），有氧处理单位（负责清除污水里的有机物），和一个散布系统（一个小型的沥滤场）。为了优化完善净化过程，有氧处理单位的容器里，装有促进微生物生长的物质，以及保持微生物处于悬浮状态的搅拌装置。有些技术利用空气泵或鼓风机来给微生物输送氧气;有些技术则设计成一个“滴滤池”，从化粪池排出的污水被滴在一个未饱和的介质上，微生物吸取介质周围富含的氧气。之后，水从有氧处理单位排泄到一个小面积的沥滤场里。在国外有些行政区域，这一步被其它方法取代。例如，用压力系统把水传送到，靠近地表的区域或者直接排放到地表水里。

国外每个省和地区，都有自己的一套关于有氧处理技术的规章法则。在选用这些技术之前，应该咨询当地的政府部门，了解哪种技术是合格的。使用有氧处理技术的用户，必须与经法律认可的服务商签约，定期检视他们的系统。

三、污水处理系统的维护

1.竖管

例行维护中关键的一点在于，能够方便地接近化粪池。因此，安装一个便于访问的竖管（riser），对于检视埋在地下的化粪池是很有必要的。竖管从化粪池向上延伸出来，使化粪池的盖子靠近地面，便于开启，尤其是冬天。竖管可以是塑料或水泥制成的，而且有保险锁。

2.化粪池抽空泵

随着时间的推移，化粪池底部的污泥会越积越多，如不加以控制，最终会溢出化粪池，堵塞通往沥滤场的输送管。输送管一旦堵塞，污水很可能渗出地表，更严重的情况是回流到房屋里。所以堵塞的输送管，不仅破坏了环境，对健康造成影响，更造成了经济损失。因此，化粪池每隔3-5年，或是池内固体达到1/3时（由合格的技术人员测算），就要抽空一次。化粪池抽空的频率取决于用水量和化粪池自身的容积。例如，一个拥有2300L化粪池的五口之家，每两三年就需要抽空一次化粪池。相比之下，一对拥有3600L化粪池的退休夫妇，可能5-7年才需要抽空一次。国外有些省市规定了化粪池需要抽空的年限。例如，魁北克省规定，每个永久住户每两年，就要抽空一次化粪池，季节性住户则是每四年抽空一次。

化粪池抽空的最佳时间，是夏季至初秋。这段时间里，土壤尚未冻住，比较容易开启化粪池，而且此时抽空化粪池，能给予池内的微生物以足够的时间重新恢复生长。如果在春天，融化的积雪会造成地下水位上涨，从而给化粪池底部造成巨大压力，有时甚至能将化粪池从地里顶出来。对于轻型的化粪池，或是由聚乙烯和玻璃纤维制造的化粪池，这个问题尤其严峻。

需要注意的是，检查和抽空化粪池时，需要注册的专业人员来操作。因为池内不仅没有氧气，还含有剧毒气体，可以在几秒钟之内，致人于死地。

3.污水过滤器

污水过滤器是一个简单的过滤装置，安装在化粪池排泄口，用来阻挡化粪池里的固体，流到沥滤场。它可以防止沥滤场的输送管道过早堵塞。市面上有很多种污水過滤器，购买前咨询一下当地的承包商，选择合适的尺寸。过滤器根据尺寸大小和家庭用水量，需要定期清理。有些过滤器配有铃声，用到一定程度时就会发出警告。

4.沥滤场的维护

沥滤场的土壤上应该覆盖良好的草皮。良好的通风和充足的阳光，都是加强蒸发的保障。因此，在沥滤场上，不应该建造任何东西。如果覆盖沥滤场，会阻碍氧气进入土壤中，进而威胁到土壤中微生物的生存。

沥滤场上不可以开车或开机器，因为车和机器的重量，会把地下的输送管道压垮。尤其是在冬天的时候，会压缩土地上的雪，降低雪的天然保温作用，使地下的输送管道更容易冰冻。

沥滤场上不能栽种树木，有些树（柳树和杨树）的根部会在地下延伸很长的距离，寻找水源。这些树根会穿透或堵塞地下的输送管道。另外，不要给沥滤场上的草地浇水。还要确保地面上所有的排水渠都朝着沥滤场四周的方向。因为任何多余的水，都会加重沥滤场的工作负担。一般情况下，污水系统的沥滤场，能够维持二十年正常运转。但是，输送管道最终会被积累的有机物堵塞，需要修补。

5.污水系统防冻

（1）造成污水系统冰冻的原因

管道泄水不畅。任何存积在管道中的水都会结冰。造成存水的原因，可能是安装管道时坡度不够、地陷、或霜冻。解决这个问题只有挖掘并更换坏掉的管道部分。

用水量少。慢慢滴流的水（像漏水的水龙头一样），会逐渐形成一层容易结冰的水膜。用水量过少或零用水量，都会造成化粪池冰冻。如果冬天零用水量，则应将化粪池的水抽空。

系统水涝。由于设计上的缺陷或管道堵塞，导致沥滤场水量饱和，污水系统冰冻。解决方法是，暂时把化粪池当作储水池用。直到春天沥滤场冰冻融解后，修补或更换沥滤场管道。这意味着，在此期间，化粪池每次水满后就必须抽空，抽空的频繁程度可以达到每周两次。建议给排水泵安装一个警报装置，以便化粪池水位升高时，发出警告。

（2）污水系统防冻

温度是影响污水处理系统正常运行的重要因素。气温较低时，会使土壤中微生物的活性下降，甚至死亡。从而导致处理效果下降，甚至系统堵塞。国外地区气温较低，与我国北方相似。阻挡冰冻的第一条防线就是要有足够的保温。所以一般将管道埋于冻土层之下。有以下几种方法可以参考：给污水系统上面的土地加盖0.3m厚的覆盖物（树叶、稻草）;在秋天时让原有的草生长，可以加强土地的保温层;在污水系统上堆雪，给连接房屋和化粪池的管道保温;在化粪池上面铺泡沫塑料;在污水系统上加盖土壤。

其次，找专业技术人员修理冰冻问题。很多承包商用高压蒸汽机来给管道解冻，并且可以安装保暖带和化粪池暖器。

6.日常注意事项

污水系统依靠细菌消解水中的废物。油漆、溶液、稀释剂、洗甲水和其它常用的家庭液剂，会伤害或杀死用来分解有机物的细菌，因此，要避免排入污水管道。少量的家用消毒水和漂白水，不会影响污水系统的正常工作，过量就会杀死污水系统中的细菌。

避免将不易分解或分解过程很慢的物质倒进下水道里。例如，油脂、脂肪、一次性尿布、纸巾、面巾、塑料、香烟过滤嘴、咖啡渣、鸡蛋皮等。

污水停留在化粪池里的时间越长，留存在水里的有机物和悬浮分子就越少。相反，如果污水在污水系统里逗留的时间太短（比如用水量大、频率高），那么水中的有机物和固体就没有足够的时间分离和沉淀，而是直接排泄到沥滤场里，进而影响系统水力负荷。土壤的渗透速率一般与土壤的孔隙度、饱和水力传导性能以及介质的植物种类有关。为了防止堵塞，可以实行间歇排放，干湿交替的运行方式，给土壤的天然净化能力留有充分的恢复时间。因此，在平时可以有节律地用水，例如，积攒足够的衣服或者碗盘一起清洗;给卫生器具安装节水装置等。多留意漏水的水笼头或马桶，特别是漏水的马桶会浪费很多水。可以通过一个污水排泄泵装置，来自动控制水流进沥滤场的容量和时间。此外，地基排水系统（如排水泵）和暖炉冷凝液排泄管，不能与化粪池相连。

随着我国城镇化，城乡一体化进程的加快，农村环境污染问题越来越突出。据统计，我国农村每年产生超过80亿吨的污水[2]。由于各种原因，并没有完善的污水处理系统和措施。国外独立屋污水处理系统，简便适用，对于我国农村分散式污水处理有很好的启发和借鉴意义。

参考文献：

[1]谢林花、吴德礼、张亚雷.中国农村生活污水处理技术现状分析及评价[J].生态与农村环境学报，2018.34（10）865-870

[2]王丽媛、孙洁梅、叶锴.农村生活污水分散式处理现状与思考[J].四川环境，2015.34（2）73-75