净化槽技术及其在国内外的应用进展和前景

南 洋 刘 永

（连云港中复连众复合材料集团有限公司 江苏连云港 222006）

引言

随着国家新农村建设和城乡一体化工作的不断推进，很多农村的生活方式和生活习惯发生了很大的改变，但因为农村的污水处理设施和环境基础设施建设总体上处于较低水平，农村的水环境污染问题并没有得到有效解决，而且随着人们生活水平的不断提高，矛盾日益凸显。目前，全国绝大多数的农村没有专用的污水排放管网和处理系统，大量人畜污水直接就近排入河道、池塘及水库，造成河道、池塘、水库等水体的严重污染，严重影响村民的居住生活环境，威胁村民的身体健康和生态环境安全[1]。

由于我国幅员辽阔，各地区农村经济发展水平差距较大，基础设施建设规模也各不相同，农村污水具有产生量小、排放分散、水质及水量波动大等特点，同时传统化粪池只能对污水起到最基本的预处理作用，不能满足排放要求，而建污水排放管网及处理系统投资大，运行费用高，因此，在解决农村污水处理的过程中，需要因地制宜地选择投资费用少，运行管理简单且成本低的分散式处理工艺。经过对比分析及借鉴国外经验，诞生于日本的净化槽技术，作为一种非常具有代表性的分散式污水处理工艺，非常适合我国农村的污水排放特点，研究和发展净化槽技术，将为解决我国农村的水污染问题提供一种非常好的处理途径。

1 净化槽技术简介

净化槽是运用物理与生物技术对污水予以有效处理的一类设施[2]，净化槽技术本质上是一系列单元处理工艺所构成的技术组合，其通过科学合理的空间及排列设计，集各种传统污水处理工艺的功能于一体。该设施占地小、见效快、操作管理简单、尤其适用于居住分散、管网收集难度高的地区[3-5]。

净化槽技术起源于日本20 实际60 年代，从最初的单独处理式净化槽，到后来的合并式净化槽和高性能污水净化槽，其不仅可以对各种生活污水进行处理，有效去除水中的有机物、悬浮物、营养物质氮磷，同时还具备杀菌能力，有效提高出水水质，实现多种用途的中水回用[6]。从日本各主要厂家生产的净化槽来看，采用的主要工艺包括沉淀分离接触曝气工艺，厌氧滤床接触曝气工艺和脱氮滤床接触曝气工艺等。净化槽运行过程中，污水从槽的一端进入系统，通过内部的沉淀分离室去除污水内悬浮物如无机固体废物、寄生虫卵及部分悬浮有机物等，可以减轻后续处理有机污染物工艺的负荷。经过沉淀分离后的污水可以进入厌氧分离室，也可以直接进入好氧生化处理室进行生化处理，详见图1。

图1 典型净化槽的工艺流程

2 净化槽分类

2.1 标准构造型净化槽

“标准构造型净化槽”是根据日本《净化槽构造标准》设计制造的净化槽，分为小型净化槽和中大型净化槽。

2.1.1 小型净化槽

小型净化槽主要用来处理单户家庭的污水，处理工艺主要有三种：厌氧滤床接触曝气工艺、沉淀分离接触曝气工艺和脱氮滤床接触曝气工艺，如图2 所示。

厌氧滤床接触曝气工艺（处理水质：BOD≤20 mg/L）

沉淀分离接触曝气工艺（处理水质：BOD≤20 mg/L）

脱氮滤床接触曝气工艺（处理水质：BOD&T-N≤20 mg/L）

图2 “标准构造型净化槽”的小型净化槽有三种处理工艺

厌氧滤床接触曝气工艺是小型净化槽采用最多的一种处理工艺。污水通过管道进入厌氧滤床池，池内滤材将污水中固体废物和污泥的大部分截留储存。厌氧滤床池的主要功能一是截留储存被分离的固体废物和污泥，二是通过滤材里的厌氧微生物分解污水中的有机污染物，达到降低污泥产量作用。在接触曝气池，由鼓风机将空气注入水中，使池内形成好氧状态，利用好氧微生物的净化作用，将污水中某些小分子有机物及氨氮去除。经过接触曝气处理后的污水流入沉淀池，悬浮物沉入池底，上层处理过的污水流入消毒池，再经过氯片消毒后排放[7]。

2.1.2 中大型净化槽

中大型净化槽主要用来处理人数在51 人以上的楼房或住宅小区的污水，可分为两种类型：生物膜法类和活性污泥法类。生物膜法分为接触曝气，旋转接触板和滴水滤床三种处理工艺；活性污泥法分为标准活性污泥法和高强度活性污泥法两种处理工艺。比如采用生物膜法的净化槽，其一级处理由沉淀池、格栅和流量调节池组成，二级处理由接触曝气池、转盘和滤池组成，二级处理之后，还需要沉淀池、污泥浓缩蓄存池或污泥浓缩池来蓄存污泥。

2.2 性能认定型净化槽

性能认定型净化槽是由净化槽厂家根据市场需求自主设计制造，其性能经日本国土交通大臣认定，与标准构造型净化槽相比，其大多有流量调节功能、水泵和鼓风机多为自动控制运行，具有处理水BOD 及总氮浓度在10mg/L 以下的高度处理性能，多采用新型生物反应器，如生物膜滤池、填料流动池、生物滤床流动池、膜反应器等。性能认定型净化槽通过采用生物反应器，使净化槽达到小型化、功能多样化和处理深度化的目的。

3 净化槽应用

3.1 净化槽技术在日本的应用

在日本，净化槽主要应用于污水无法接入排水管网进行集中统一处理的偏远地区。在日本净化槽技术应用和发展的过程中，净化槽不仅可以处理粪便污水，还可以处理厨房、浴室等生活污水，其在治理分散性污水方面发挥了重要作用。目前，日本的高性能深度处理净化槽技术也已非常成熟，出水水质可达到以下标准：BOD 在10mg/L 以下，COD 在15mg/L 以下，TN 在10mg/L 以下，TP 在1mg/L 以下[8]。

日本水环境的改善，不仅得益于日本政府的大力支持，更与日本生活污水治理技术的发展、法律法规和服务体系的不断完善密切相关。1980 年，日本完善了净化槽标准，1983 年又出台了《净化槽法》，《净化槽法》规定净化槽使用者的义务，明确了净化槽的定期检查、维护维修及最大清扫周期等，并分别于2000 年、2005 年、2014 年进行了3 次修订。经过多年的发展，日本农村污水处理用净化槽，形成了一套完善的管理体系，包括政策法规、技术标准、评估认证和维护管理等方面的管理制度和要求。截至2013 年底，日本污水全国平均污水处理率达88.9%，其中下水道普及率76.98%，净化槽普及率达8.88%，净化槽技术惠及人口1121 万，尤其是在5 万人以下的村落，净化槽普及情况发展迅速，普及率达到18.3%。

3.2 净化槽技术在国内的应用实例

为了实现工业污染源的达标排放，近些年来，国家提供了大量低息或无息国债资金予以支持集中式污水处理厂的建设和运营。但随着湖泊河流富营养化问题得日趋严重,分散污染源的治理亦迫在眉睫。国内各地根据净化槽技术在处理分散污染源上的优势，开展了积极的研究、试验和探索工作，并进行了大量的示范性应用项目研究，如天津市农委开展的“小型高效家庭生活污水净化槽的开发和应用”项目、中国医药研究开发中心开展的“无动力式生物净化槽”项目、中日两国政府合作的“太湖水环境修复示范项目”和“贵州化肥厂生活污水处理站项目”等[9]。

近几年，江苏部分经济发到地区、上海崇明岛等地，积极尝试规模化应用净化槽应用技术开展分散式农村生活污水治理，如扬州广陵区在2 个乡镇9 个行政村先后试点建设186 台1m3/d 净化槽，包括1m3/d、2m3/d、5m3/d 和10m3/d 四种规格；苏州常熟市先后在783 个行政村配套建设11421 台净化槽，包括1 m3/d、2m3/d、5m3/d 和10m3/d 四种规格；上海崇明岛地区积极推进世界级生态岛建设，自2017 年开始规模化建设净化槽，覆盖农户23.2 万户[10]。

虽然目前国内净化槽在部分地区实现了规模化应用，但从全国来看，农村污水处理工程建设的步伐仍然十分缓慢，严重落后于我国经济发展的脚步及国民生活水平的提升速度。部分规模化示范应用净化槽的地区，净化槽应用仍面临布局不合理、施工质量差、运行维护监管不到位、资金投入不足、受益农户参与建设设施保护的主动性不强等问题。

4 净化槽技术在国内的实际应用前景

近些年，我国城市污水处理系统由零到逐渐完善实现了跨越式发展，但是占我国国土大部分面积的广大农村地区，水环境问题十分复杂，既有点源污染，也有面源污染，虽然我国地域发展的不平衡，导致不同地域间农村的经济发展水平、地理位置、气候因素等差别很大，但农村的生活污水基本都是直接排放，严重污染了天然水体的水质，因此我国农村生活污水的处理，形势十分严峻。随着国内水资源短缺问题的日益加剧以及国家对环境保护问题尤其是生态文明建设的重视，污水经处理后排放或回用越来越成为一种实际需求；其次对于我国中西部地区、缺水地区，如果能够实现污水回用，将大大提高当地人民的生活用水水平。

净化槽技术集多种水处理技术为一体，具有设备费用低，安装简单便捷，投资见效快等特点，其安装采用地埋方式，不受地形与环境影响，可与自然净化相结合，确保水体生态平衡。因此，净化槽技术是一种十分适合农村生活污水分散处理的设施，具有不可比拟的优越性，该技术将具有极其实用的市场前景[11]。

结语

农村生活污水已经成为我国社会主义新农村建设的瓶颈之一，开发经济、技术可行的处理技术迫在眉睫。相对于传统处理工艺，净化槽具有高效、一体化、污泥少和出水可循环利用等优点，国内的净化槽应用技术大多还处于试验研究、规模化应用示范推广阶段，与国外成熟的净化槽技术相比，差距巨大，净化槽及其技术在国内的推广依然任重道远。若在国外净化槽技术的基础上改造或研制出符合我国国情的生活污水处理系统，同时不断完善相关的法律法规，行业标准和规范、建立适合我国农村特点的污水防治体系，既能避免对外国经验的生搬硬套，又能很好地解决我国农村生活污水的排放问题，对保证我国广大农村的生活污水治理系统的长效有效运行具有重要意义。