农村生活污水处理方法研究

高新亚

（漯河市生态环境局舞阳分局，河南漯河 462400）

0 引言

农村生活污水处理的难点在于农村居住相对比较分散。部分地区还存在较大的地势差异及水质水量波动等特点，缺乏污水收集和有效的处理模式，这使得城市生活污水的处理方法在农村地区较难适用[1]。因此，因地制宜分散处理更加适合我国农村，户用型污水收集装置、小型污水处理装置及输送管网优化是农村生活污水处理系统的重要内容。

1 农村生活污水处理的关键问题

1.1 传统处理方法已不适用

随着我国经济的不断发展，农民生活质量也逐步提高。农家生活污水与城市生活污水，只有量的区别，主要是厕所、洗涤、洗澡、厨房等生活污水。由于厕所和厨房废水中含有固体颗粒物，小口径的下水管网易于阻塞，而且传统的化粪池，已经解决不了生活污水的污染问题。另外，厕所废水的BOD的负荷低于其他废水，所以一体化收集处理十分重要[2]。随着农村尤其是城市郊区，农民生活水平的明显提高，家庭生活污水中洗涤洗澡、厨房废水的BOD远高于厕所废水，所以农户生活污水全收集并加以处理是未来农村生活污水处理的发展方向。

1.2 污水收集难度大

由于农村的自然风貌，居住分散、地势差异大、污水波动大以及受季节、环境温度的影响，很难像城市那样，建立投资巨大的下水道管网。因此，应因地制宜，实行分散式处理与相对集中的相结合的模式，减少对管网的建设投资。农村下水管网投资巨大，降低管网建设投资，就必须降低下水管道的管径。这不仅可以减少施工难度，还可以大大节省材料的投资。但如何确保管道不被堵塞是一个很大的难题。

农村生活污水处理，重点应该放在收集上。力争做到全收集，否则农村生活污水处理排放标准就失去意义。所以，在污水的收集设施选择上，小型处理设备应该标准化，避免铁制产品，因为污水对铁制产品的腐蚀性很大。而且，对于处理设备来说，要有足够的寿命周期，一般是30～50年，铁制产品很难实现。这也使得装备的材质要有一定的选择性。

1.3 处理装备对集成技术要求高

处理装备、生化处理属于生态型的处理模式，应该是农村生活污水处理的首选。如何确保长期稳定运行、操作费用低，需要过硬的集成技术才能实现。例如，农村生活污水的矿化、脱氮、除磷、污泥零排放等处理装备，往往都集成了其他相关的技术。对操作人员的技术水平要求很高。而农村地区生活污水的处理，需要考虑其专业人员、成本、技术的可行性，这些都是处理农村污水过程中需要深入思考的重要问题。

2 农村生活污水的主要处理方法

2.1 集中式资源化利用治理方式

集中式资源化利用治理方式，适用于人口规模100～400人或生活污水产生量每天在5～20 m3的自然村。对于住户相对集中、有利于建设管道、黑水灰水能单独收集、周边受纳体消纳能力强的村庄，一般采用黑水分流+户用化粪池/隔油池（格栅）+厌氧发酵池/预处理设施+贮存池+资源化利用的模式。黑水灰水单独收集并实现资源化利用。黑水通过管道、吸粪车或其他方式收集，引至集中式化粪池、厌氧发酵池等处理后，用于农田、果园、林地等进行资源化利用。灰水收集后，就地就近用于庭院绿化及房前屋后花园、果园等；或通过管道（沟渠）收集至预处理（厌氧发酵池或生态措施）等处理，并满足《农田灌溉水质标准》后，就地就近引入农田、果园、林地等进行资源化利用。

对于住户相对集中、有利于建设管道、黑水灰水不能单独收集、周边受纳体消纳能力强的村庄，一般采用黑水合流+预处理设施+贮存池+资源化利用的模式。黑水灰水合并收集并实现资源化利用。通过管道收集至村庄厌氧发酵池（生态处理）等方式处理，并满足《农田灌溉水质标准》后进行资源化利用，不直接排入水体。

2.2 分散式资源化利用治理方式

分散式资源化利用治理方式，适用于人口规模小于100人或生活污水排放量每天小于5 m³的自然村。对于农户分散分布、不利于建设管道，且户与户之间建有“四小园”的空地充足村庄，一般采用黑灰分流+化粪池/隔油池+沟渠生态化改造+房前屋后“四小园”的模式。黑水经化粪池无害化处理，灰水经隔油等户用预处理设施处理，通过改造后的生态沟渠进入房前屋后的“四小园”浇施，对污水中的水资源及氮磷等营养物质进行再利用。

对于农户居住分散、方便建设管道、村内无“四小园”、周边受纳体消纳能力强的村庄，一般采用黑灰分流（合流）+化粪池/隔油池+贮存池+周边农田、林地、菜地的模式。将黑水无害化后通过管道或暗渠引入贮存池，或直接用于村庄周边农田、林地、菜地等进行资源化利用。灰水通过管道或暗渠接入村外的预处理设施或贮存池后，用于农田、林地、菜地等，利用农田、林地、菜地对污染物吸附、降解、吸收等能力，对污水中的水资源及氮磷等营养物质进行再利用，同时污水得以净化。

对于农户居住分散、周边有蓄水塘的村庄，一般采用黑灰分流（合流）+化粪池/隔油池+贮存池+周边蓄水塘的模式。污水经无害化处理或一定预处理后接入蓄水塘等消纳处理，蓄水塘可通过配置相应水生植物系统等进行生态化改造。具有条件的可增加增氧曝气装置，防止水体黑臭。

对于使用旱厕、经济条件较差、农户分布分散且周边有消纳土地的偏远农村地区，如高寒高海拔的牧区、高半山地带、干旱缺水地区的农村单户或联户，一般采用卫生旱厕+灰水收集池+资源化利用的模式。卫生旱厕粪污尽量就地就近堆沤腐熟后，进行资源化利用。灰水通过管道、暗渠收集接入收集池或自然水塘后资源化利用。

3 归一模块化净化槽串并联处理系统

3.1 处理系统概述

归一模块化净化槽串并联处理系统方法，能够把各家生活污水纳入到水解槽中。不管各家污水区别多大，经过生化处理后，都可转化为类似的水溶性污水，采用小口径管网，因地制宜，属于一种分散化与集中化相结合的污水处理模式。选择性地使用多户联用，直接与生态型污泥零排放的、可串并联的净化槽系统连接，进行生化降解的有效处理，可以实现无害化处理的目的。

该全收集水解槽目的是污水经预处理后，转化为统一类型的可溶态污水，降低管网投资，减少后期的处理负荷（图1）。厨房、洗浴、洗衣机及厨房排出的生活污水，不仅含有大量的固体颗粒物，而且还含有洗涤剂、肥皂、洗发剂等，需要有一个酸化水解过程，更为重要的是消减颗粒物，即浮渣。归一模块化净化槽串并联处理系统属于生态型污泥零排放，不产生二次污染，处理成本低，便于维护，无需人员值守。

图1 归一模块化水解槽

3.2 与传统化粪池处理方法相比的优势

全收集水解槽与传统化粪池不同。首先，农户生活污水全收集，而不仅是厕所污水。其次，构建了无动力好氧区，消解浮渣，减少清淤。再次，生物滤床抑制颗粒物的排出[3]。这样后续的管网就可以使用小管径，大大降低管网投资，又可避免堵塞问题，可实现多户污水的连接，便于后续高效、稳定处理。

水解槽替代化粪池，解决了农户污水的全收集，避免洗涤、洗澡及厨房废水的污染，形成统一的可溶态污水。根据实际地势地貌，使用较小管径，即10 cm连接各户，大大减少了传统的管网投资费用。另外，后续的生物膜替代传统的活性污泥法的生化处理设备净化槽，实现了生态型污泥零排放的有效处理。

3.3 工艺流程

新型净化槽的工艺流程不复杂。净化槽主要由厌氧区、好氧区、沉淀区、消毒区、生物滤床、气泵及气体回流装备构成。它利用污水中的硅酸盐颗粒物自身的重力，使其自由沉降到底部，与污水分离。厌氧微生物产生的气体使有机颗粒物以及胶体等上浮。好氧区的微生物及后生动物进一步快速分解所形成的浮渣。生物滤床增大了水相中的微生物浓度，加快了水解过程，可以降低后续的生化负荷，提高管道的流通性。曝气区域可根据处理容量自由调节，还可通过曝气大小进行调节，达到节能减排的目的。各区之间不相互干扰，污水逐步进入各区域，在微生物的作用下，被降解净化。在处理效率上，优于日本的净化槽，在后期的运维上，因非活性污泥法，基本实现无人值守（图2）。

图2 新型净化槽的简单地工艺流程图

该水解槽集成技术能使污水预处理后，转化为统一类型的可溶态污水，降低管网投资，减少后续的处理负荷。净化槽集成技术能减少浮渣、抑制污泥、高效处理以及无人值守，减少了日本式净化槽的定期清淤和排泥的复杂过程。二者优化组合，既可解决污水收集和输送难题，也可减少农村管网建设投资；可单户，也可多户联用；采用地埋形式，不受环境温度影响，适合我国不同地域条件。

3.4 应用条件

水解槽和新型净化槽组合的不同模式，有单户型的、多户联用型、楼宇型，也有村庄集中型，并且通过地埋形式，解决了环境的影响，既适合南方农村，又适合北方农村[4]。为了能够把净化槽系统处理水质达到一级排放标准，适合于水源地、风景区等农村生活污水处理的要求，技术人员还为该处理系统设置了回流的A-O-A-O脱氮工艺。

该工艺采用点进水的方式，提供碳源，促进缺氧区的反硝化，实现深度脱氮，以及电除磷方法替代传统的絮凝法和离子交换法，让分子态的磷酸盐在生态滤床中吸附沉积，实现对磷的深度处理。构建深度脱氮除磷净化槽串并联系统，通过矿化、脱氮、除磷、污泥减量化工艺的优化组合，不添加任何化学药剂，形成生态型污泥零排放集成技术，实现达标排放。

3.5 应用效果

该项污水处理技术，自2015年推广应用以来，目前已在河北邯郸、安徽马鞍山、山东德州、陕西、宁夏等地区，进行了大量的应用。现有建成的净化槽污水处理系统超过300多个，取得了良好的处理效果。由于其运营维护相对简单，污水处理成本相对较低，未来农村地区生活污水处理可以进一步推广这一较为先进的技术。

一体化净化槽虽然可以很好地处理家庭生活污水，但毕竟体积大，生产的装备由于制作成本较大，影响了推广应用。因此，在后续的开发和技术创新过程中，要充分利用本身集成技术的核心，在此基础上增加新技术。比如，漂浮生物填料，增加生化处理功能等。充分利用我国化粪池生产大国的优势，发展化粪池产业链，并开发新的生态型处理装备，满足农村地区大量生活污水处理的需求。

4 结论

技术是科学与工程的桥梁。农村生活污水的处理，需要适合农村地区特点的技术。本文对当前比较成熟的污水处理方法，即归一模块化净化槽串并联处理系统，进行了详细分析，有助于这一技术方法的推广和运用，以期促进农村生活污水治理水平的不断提升。