东北地区农村生活污水现状及生态处理工艺

李环宇，白玥萌

（1.朝阳市大凌河风景区管理处，辽宁 朝阳 122000；2.辽宁北方环境保护有限公司，辽宁 沈阳 110000）

近年来，伴随着一系列乡村振兴政策的出台和“厕所革命”的全面开展，农村地区生活水平提高，居民用水量极大提升，排水量也随之增加。住建部公布的数据显示，我国农村污水排放量从2015 年的180 亿m3增至2021 年的390 亿m3[1]。但与污水量快速增长相比，农村生活污水处理能力有很大的不足。东北地区经济较为落后，排水管网建设严重不健全，农村生活污水处理与排放矛盾日益突出。

1 东北地区农村生活污水现状

1.1 东北地区农村污水的特点

（1）污水特点

东北农村地形主要为平原，丘陵和山地，村落呈现多点位分散分布的形态，农村生活污水的收集难度非常大。同时，农村经济发展相对落后，排水管网建设严重不健全，污水收集率低[2]。东北地区农村生活污水排放量远大于污水处理量。

（2）治理现状

东北地区未对生活污水进行处理的乡镇仍占极大比例。表1 显示了2021 年东北地区农村污水处理情况；表2 显示的全国平均水平。辽宁省、吉林省、黑龙江省各建制镇中对生活污水进行处理的建制镇比例分别为35.29%、46.41%、30.25%，平均值为36.42%，远远低于全国67.96%的平均水平。辽宁省、吉林省、黑龙江省中各乡中对生活污水进行处理的乡比例分别为16.49%、18.40%、8.18%，平均值为14.36%，远远低于全国36.94%的平均水平。根据数据分析可知，东三省乡镇农村污水处理现状远远落后于全国水平。

表2 全国农村污水处理统计

（3）污染情况

大量的生活污水若不加以治理，直接排入周边水域，会造成区域污染，严重影响农村地区水资源的可持续利用。在东北降雨量匮乏的情况下排入断流河道或土壤中，会造成生态环境破坏，严重情况下可能引发各类疾病等，少数地区由于环保意识和生态保护意识缺乏，存在偷排入地下水现象，地下水层可能受到严重破坏，引发巨大危机。2021 年《中国生态环境状况公报》显示，松花江流域属于轻度污染，其中黑龙江水系和乌苏里江水系为轻度污染，辽河流域水质良好。

1.2 农村生活污水治理存在的问题

（1）收集率低

根据表1 和表2，可以看出东北农村生活污水收集率较低。农村地形地貌高低起伏严重，居住地分散不规则，广袤的农村土地敷设污水收集管网需要非常高的成本，目前存在一定的困难，导致建立统一处理难度较大，且排水管网一般为重力排水，某些农户住在低洼的区域，不利于管网收集。不仅如此，污水的长途运输更加适合较为稳定的污水量，农村污水单个家庭水量较小，为了少数排水点加长管线得不偿失，导致管网收集污水时存在大量散居且距离主干管网较远的排水点无法收集。

（2）处理效果差

农村生活污水排放水质水量受时间、空间、季节变化有强烈的波动，农村生活污水处理难度较大，处理效果不稳定[3]。东北地区冬季气候条件恶劣，污水处理效果与温度存在必然联系，污水温度低、保温效果差难，抑制微生物活性，冬季植物无法生长，都会使得处理效果不够理想。

（3）运行维护难

农村居民生活习惯相似，排水高峰期峰值陡然上升，其他时段排水趋近于零，水量差异较大。排水管网需要定期维护，在冬季温度较低且水量变化较大的情况下，冻坏管道导致各类问题时有发生。污水处理设施需要专业的运行维护人员，但是农村环境高端技术人员稀缺，且农村地区缺乏足够的资金支撑污水处理设施的维护工作，这样容易导致污水处理设施很难发挥效益。目前，很多农村地区生活污水处理存在运行维护难的问题。

2 东北地区农村生活污水生态处理工艺

2.1 选择原则

东北地区农村污水处理工艺的选择要综合考虑参考四季气温变化、经济条件、农村居民生活特点、供水情况并充分考虑农村地广人稀、植物多样性丰富等多个因素，选择生态、资源化和可持续性，成本、能耗低，易于维护管理、抗冲击负荷能力强的工艺。根据2021年中共中央办公厅 国务院办公厅印发《农村人居环境整治提升五年行动方案（2021-2025 年）》，鼓励居住分散地区探索采用人工湿地、土壤渗滤等生态处理技术，本篇主要分析人工湿地、地下土壤渗滤和稳定塘、厌氧沼气池。

2.2 处理工艺

（1）人工湿地：欧洲有超过50 000 座人工湿地用于污水处理，大部分人工湿地位于乡村或小城镇，用于中小规模的生活污水处理。人工湿地在东北地区已有很多成功运行多年的实例，结合湿地具有的景观功能，建造了很多湿地公园。目前广为人知的盘锦市辽河国家湿地公园，北镇市新立湖国家湿地公园，沈阳市辽中蒲河国家湿地公园，铁岭市莲花湖国家湿地公园，葫芦岛市龙兴国家湿地公园，在净化污水的同时，提升整体城市环境及居民幸福感。同时，很多变形工艺也有很大的进展，陈建等[4]采用多介质膜复合人工湿地技术用于冬季农村生活污水处理，结果表明：此工艺在冬季仍有较好的处理效果，在多介质膜池水力停留时间0.30 d、曝气量5.0 L/min 及聚合氯化铝用量8.40g/d 的条件下，TN、NH4+-N、CODCr和TP 的去除率分别为41.24%、67.20%、86.55%和87.56%，出水浓度分别为18.39、9.06、15.50 和0.43 mg/L，出水水质远优于当地《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》（DB34/3527—2019）一级A 标准。

（2）地下土壤渗滤：地下土壤渗滤技术是通过生物法及过滤、吸附、降解等物理化学反应综合实现污水有效处理与资源化利用，一般由布水管、集水管、土壤渗滤沟构成，适用于农村不适宜建设污水收集管网的地区，农户长期使用旱厕。辽宁省生态环境厅正在组织编制《辽宁省农村庭院灰水土壤渗滤净化系统技术指南（试行）》），已于2022 年6 月23 日组织召开了专家评审会，评审组一致认为农村庭院灰水土壤渗滤净化系统是现阶段我省农村地区适用的灰水治理模式。牛泽南等[5]采用多介质土壤层渗滤系统在低温（4～15℃）条件下对农村生活污水进行的处理，结果表明，该系统在1 000 L/（m2·d）的水力负荷下对废水中的COD、NH3-N、TN、TP 的平均去除率分别为75.89%、71.43%、68.59%、86.70%，平均出水质量浓度分别为85.24、14.33、19.62、0.46 mg/L，满足国家二级排放标准，并且该系统在冲击负荷条件下运行稳定，能较好满足低温农村污水处理的需求。

（3）稳定塘：稳定塘也称氧化塘，是一种充分利用农村实际条件，通过修整土地，建设池塘，依靠藻类及其他各类微生物的协同作用降解污染物的技术。稳定塘在东北地区农村生活污水中已有应用实例，辽宁省开原市庆云堡镇紧邻亮子河，亮子河为辽河的一级支流，建设以前置强化塘、自然塘和后置调节塘为主体工艺的生活污水处理工程，处理农村生活污水，出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）二级标准[6]。

（4）厌氧沼气池：在东北农村地区，厌氧沼气池是非常典型的厌氧消化技术，通过厌氧菌分解有机物产生沼气，其应用非常广泛。厌氧沼气池在运行中，可以使用秸秆降低运行成本，其产生沼气可以自用作为燃料，其产生的沼渣可以用作农家肥，处理污水的同时产生经济效益，是一种资源利用率极高的污水处理工艺[7]。根据我国环境统计年鉴，截至2020 年，全国农村地区户用沼气池数量3 007.7 万个，表3 显示了东北地区户用沼气池以及沼气工程的建设情况[8]，辽宁省、吉林省、黑龙江省户用沼气池分别为30.2 万、19.4 万、19 万户，共计68.6 万户，约占全国的2.28%。

表3 东北地区户用沼气池以及沼气工程建设统计

（5）组合工艺：一般来说，单一的工艺方法存在各自的优缺点，在达标的前提下需要较高的投资和较为严苛的工艺操作条件，而组合工艺可以兼具各个工艺的优点，通过控制工艺节点可以降低缺点，从而拓宽单个工艺的运行条件，适用性更广。王晓云等[9]以曝气氧化塘+人工湿地组合工艺处理农村污水，工艺运行稳定，处理效果好，出水水质满足水质标准要求。

3 东北地区农村生活污水处理措施

针对东北地区农村污水处理存在的问题可以采取以下措施：（1）对于临近城市周边的农村地区，其排水应纳入到城市排水管网，应处理尽处理；（2）尽快建立以县城为中心的小型处理设施，在经济允许的情况下拓展排水管网，统一处理；（3）布局分散严重地区应建立分散生态处理系统，确保不会因为排水影响区域水环境自净能力；（4）采用并推广适合的工艺及其加强或改良工艺，提升寒冷地区和间歇性污水处理能力，降低运行费用；（5）针对性的培养专业运行维护人才，降低人才资源支出；（6）政府加大资金支持力度，保障后期运行资金，降低居民排污费压力；（7）相关部门加大宣传和培训力度，坚决杜绝直排对地下水和地表水的污染。

4 结语

东北农村地区由于经济发展相对落后，四季温差较大，排水量峰值极端集中使得其生活污水处理存在一定的难度和差距。针对其特殊性，在处理工艺上的选择应更加慎重。现有条件下，以生态处理工艺为主可采取人工湿地、地下土壤渗滤和稳定塘、厌氧沼气池等方法。未来，随着国民经济的发展，以及各种惠民政策的实施，可以逐渐追平城市污水处理模式。各类农村污水处理的政策和工程的实施，也注定成为打造宜居的乡村环境的关键一环。