农村生活污水处理研究进展

白杨 雷星星 来有炜

[摘 要] 农村生活污水排放是造成农村水环境污染的原因之一，为改善农村居住环境，必须加强对农村生活污水的治理，分析不同污水处理方法的适用性，因地制宜地选择处理工艺。本文分析农村污水排放特点，探讨农村生活污水生态处理技术和一体化处理技术，详细介绍人工湿地、污水土地、稳定塘、生物滤池、一体化处理技术的处理效率及适用性，并提出农村生活污水处理的几点建议。

[关键词] 农村;生活污水;处理技术

[中图分类号] X703 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2020）23-117-2

“十三五”规划指出，推动城乡协调发展，加快建设美丽宜居乡村，将农村环境综合整治作为工作重点，整治的主要任务中农村污水处理工作被提到重要位置。根据2017年发布的《全国农村环境综合整治“十三五”规划》指出，截至2015年年底，我国农村生活污水的年处理量已达7亿t，22%的建制村生活污水得到处理。“十三五”期间，经过整治的村庄生活污水处理率要≥60%。目前，如何发挥经过处理的农村污水的最大价值，是大家需要深入考虑的一个难题。

1 农村生活污水特征

农村生活污水主要包括生活杂排水（洗衣、厨房、清洁、洗浴污水）和厕所污水。我国幅员辽阔，南方和北方经济、自然地理条件差异较大，农民生活习惯和用水习惯不尽相同，从而导致我国农村生活污水水质水量差异较大、处理方法较多、出水用途多样。

1.1 水质特征

农村生活污水一般不含重金属和有毒有害物质，而且污水可生化性较好。农村生活污水所需考虑的水质指标有化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、总氮（TN）、总磷（TP）、悬浮物（SS）和pH值。不同地区应根据本地区污水特点或相应标准来确定水质指标的选取。生活杂用水COD一般在150～400 mg/L，氨氮在20～40 mg/L，TN在20～50 mg/L，TP在2～7 mg/L。

1.2 水量特征

由于农户生活比较规律，而且生活习惯较一致，污水排放大致分为早、中、晚3个时段;在排水时段内，水量较大，但不均匀，均有排水高峰时段，其余时间段污水排放量较少，可能出现断流。根据不同地区的差异，我国农村居民日用水量为40～180 [L/（人·d）]。

1.3 排放特征

农村污水主要有3种排放方式，即生活杂用水主要进入了污水管道（渠），农户习惯于把污水泼洒于地面或明渠，厕所污水进入化粪池等。由于管道及化粪池设备基本无人维护，老化严重，导致大部分污水渗入地下，对地下水造成污染。

2 农村生活污水处理技术

2.1 生态处理技术

2.1.1 人工湿地污水处理技术。人工湿地主要由基质、植被、水体、微生物4个基本要素组成，通过过滤、吸附、沉淀、硝化和反硝化作用，植被对营养元素的吸收和微生物分解等物理、化学和生物作用，实现对污水的高效净化。人工湿地处理生活污水费用较低，一般作为二级处理后的稳定处理或与其他工艺联用。人工湿地处理效果受温度影响较大，温度较低时，可能导致结冰、堵塞、湿地植物死亡，影響处理效率，甚至造成二次污染;而且人工湿地占地面积较大，导致湿地使用受限。楚昊等利用预处理和水平潜流人工湿地处理农村生活污水，处理后出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级B标准，而且投资和运行费用较低，适宜在农村地区使用[1]。

2.1.2 污水土地处理技术。污水土地处理系统，是以土地处理法为核心，利用土壤—植物—微生物的相互作用，实现区域中污水的循环处理和资源化利用，同时达到对污水中污染物“去除”和“再利用”的功能。马文洁等以河砂、粉煤灰、钢渣和煤渣为渗滤介质，模拟研究了在不同水力负荷条件下人工快速渗滤系统对农村生活污水的处理效果，当水力负荷为1.6 m/d时，对污染物平均去除效果最佳，对TP、NH3-N和COD的去除率可达90.06%、89.32%和91.51%[2]。污水土地处理技术具有能耗低、基建投资低、运行管理简单等特点，比较适合农村污水处理。土地占地面积大、土壤堵塞、对于地下水的二次污染等问题是今后农村污水处理需要解决的重点。

2.1.3 稳定塘处理技术。稳定塘作为一种经济有效的污水处理方式被广泛用于农村污水处理。污水在塘内停留过程中通过微生物的好氧与厌氧作用进行处理，氧气来源为大气复氧作用和藻类的光合作用，也可采用人工曝气给塘内充氧。传统稳定塘具有工程简单、建设费用低、处理污水能耗低、易于维护和管理等优点，同时存在如水力停留时间长、占地面积过大、塘中污泥积累严重、散发臭味等缺点。针对传统稳定塘的不足，经过不断对传统稳定塘进行改良，出现了许多新型稳定塘，包括生物滤塘、高效复合厌氧塘、超深厌氧塘等。为提高污水处理效率，又提出了许多组合塘工艺，包括与传统生物法的组合和各种塘型的组合。

2.1.4 蚯蚓生态滤池。蚯蚓生态滤池是一种生态污水处理技术，在普通生物滤池中引入蚯蚓来提高滤池的处理效果。蚯蚓在滤池中具有对有机物的吞食、增强土壤对空气水分的通透性、延展原有微生物代谢链、增强与微生物的协同作用等功能。蚯蚓生态滤池是一种基建和运行管理费用低、氮磷去除效果好、出水水质好的污水生态处理技术。

蚯蚓生态滤池一年四季均能有效处理生活污水，在极端温度下仍能对污水进行处理，但处理效率降低。在蚯蚓生态滤池处理生活污水的中试试验中，运行期间BOD5去除率超过90%、COD为80%～90%、TDS为90%～92%、TSS为90%～95%。蚯蚓生态滤池存在的问题是因蚯蚓有冬眠和夏眠的习惯，会造成阶段性处理效果不稳定。

2.2 小型一体化处理技术

近年来，农村生活污水一体化处理技术专利中，小型一体化处理工艺占比达35%，小型一体化设备大多是紧凑型设备，具有集不同传统构筑物功能于一体、占地面积小、管理操作简单等特点，使得一体化设备在农村发展潜力巨大。一体化处理技术主要采用的工艺有生物接触氧化法、MBR、SBR、A/O、A/A/O等。

Adam Mas? on等在传统SBR反应器中，加入一种由高密度聚丙烯组成的生物球填料作为生物膜载体，设计出移动床序批式生物膜反应器（MBSBBR），MBSBBR处理系统以生物球表面的活性污泥和生物膜微生物为基础[3]。研究表明，在负荷为0.84～0.978 gCOD /（L·d）条件下，COD、TN和TP平均去除效率為97.7%±0.5%、87.8%±2.6%和94.3%±1.3%，硝化效率为96.5%～99.7%。

一体化处理设备可通过调节曝气等参数来改变反应器内生物环境，可适应不同水质特点，可在不同地区使用;一体化设备整体性较好，占地面积小，可进行埋地处理;自动化程度高，运行无须人工过分操作，处理效果好。其不足在于运行过程需要机械曝气，设备造价高;一旦出现设备故障，需要专业人员进行维修，后期维护费用高。

3 农村污水处理存在的问题与建议

3.1 农村污水处理存在的问题

3.1.1 污水收集系统不完善。良好的污水收集系统是开展污水处理工作的前提，部分已经建成的农村污水收集管渠，由于农村污水的排放特点以及排污系统不健全，导致大量管道堵塞老化和渗漏，难以有效收集污水;排水渠内污水长期淤积，夏季散发出臭味严重影响农村环境;化粪池老化严重，农户不及时清掏导致污水渗漏，长此以往造成地下水水质污染。

3.1.2 处理标准及出水去向难落实。大部分省份已制定农村生活排放污水标准，标准的制定对于工艺的选择有一定的导向作用。农村污水处理后大多未经检测直排水体，且不加利用，违背了污水处理的初衷，造成资源浪费。

3.1.3 处理工艺选择标准缺失。污水处理工艺选择较多，但目前尚未有相应的农村污水处理工艺选择的国家或地方标准，导致工艺选择较为困难。

3.1.4 运行管理问题突出。设备的维护管理是保证设备寿命、处理效果的前提。由于村民对于污水处理的相关知识比较匮乏，对于设备的运行情况难以做出准确判断，只限于操作设备的启停，导致设备维护困难，处理效果不稳定。

3.1.5 环保意识较差。随着经济的发展，村民生活质量普遍提高，但环境保护意识却未得到提升，村民难以准确认识到污水对环境所造成的危害。

3.2 农村污水处理的有效建议

第一，对于城镇周边的村落，可以考虑把污水管接入市政管网进行收集;对于远离城镇管网的村落，可以建设村级污水处理站或者处理设备;对于远离城镇且住户较少的村落，可以采取一户或者几户为一个单位进行污水收集，可采用一体化设备进行处理。

第二，地方政府要加快推出适合本地区的农村污水排放标准。目前，北京、浙江、陕西等省市已经出台相应的地方排放标准，根据当地所面临的主要水污染问题和造成这些问题的关键因子来确定水质指标及排放限值。

第三，选择因地制宜选择处理技术。目前，多数农村污水处理技术并不适合当地情况，处理效率较低，处理效果不稳定。因此，要遵循建设运行费用低、管理方便、处理效果好的原则选择处理工艺。

第四，考虑污水中营养元素的资源化利用和出水回用。农村生活污水中氮、磷元素可被植物吸收利用，根据处理出水水质不同，出水可用于农田灌溉、绿化浇洒、建筑中便器冲洗等，体现资源化利用和可持续发展理念。

第五，加快推进农村污水处理过程标准化、规范化建设。目前，市面上各种农村污水处理设备质量参差不齐，处理效果差异很大，政府应主导各有关单位积极参与，共同推进性价比高的处理工艺的选择和相应产品标准规范的建立。

第六，对于运管问题，建议采用低维护免操作傻瓜式处理设备，政府应出台相关政策鼓励相关企业生产此类设备，并通过对设备运行管理维护的对比，挑选出性能最好的设备在该地区加以推广应用。

参考文献

[1]楚昊，王倩.水平潜流人工湿地在农村生活污水处理中的应用[J].资源节约与环保，2015（9）：78-79.

[2]马文洁，张卫民，戴强，等.人工快速地下渗滤系统处理农村生活污水的实验研究[J].水处理技术，2014（12）：91-94.

[3]Mas?oń A，Tomaszek J A.A study on the use of the BioBall? as a biofilm carrier in a sequencing batch reactor[J].Bioresource Technology，2015（196）：577-585.