农村生活污水治理现状及主要应用技术分析

张秋洁

（黔西南州生态环境局 贵州兴义 562400）

引言

城镇经济发展迅速，人口集聚程度高，使得我国城镇均建有污水处理厂，并且陆续投入使用，让城镇地区的生活污水得到了有效处理。据统计，2022 年我国城市及县城污水处理率由93.44%提升至97.53%，县城污水处理率由87.38%提升至95.05%，均处于较高水平。虽然，我国城市污水处理率较高，但农村地区污水处理工作却相对滞后，难以承担较高的污水处理厂建设、运营成本，加之专业技术人才短缺，使得大多数农村地区并未建设专门的污水处理厂，农村生活污水无法得到有效收集和处理。同时，由于我国农村居民居住分散，农村生活污水排放呈现出分散式特点，使得农村污水收集成本高，农村生活污水成为当前农村主要水污染源之一。因此，急需在思想上高度重视农村生活污水治理，并针对农村分散式污水排放的特点及农村经济、人才队伍的现实状况，采取适合农村地区水污染治理的技术，切实做好农村水环境污染治理工作，实现美丽乡村建设预期目标。

1 农村生活污水概况

1.1 污水构成

农村生活污水是分散的农户生产和生活过程中产生的废水。主要污染源有厕所用水、生活洗涤用水、家禽养殖用水和厨房用水，以及煮饭、洗碗、洗衣服、洗澡和冲厕等农村居民生活废水。

1.2 成分特点

农村污水可划分为黑水、灰水2 大类[1]。黑水是由住户排泄的粪便和冲刷出来的污水，具有较强的污染性，但其中的有机质含量高、营养成分高，可对黑水进行特殊处理，并经过一段时间厌氧发酵处理之后，可应用于农业生产，这样不仅保护了农村生态环境，还可改良和优化土壤质量。灰水主要是由居民做饭、洗碗、洗澡、洗衣服等过程中排出的废水，相对于黑水，灰水养分含量较少，通常不需要经过厌氧处理。灰水是农村生活中主要污水，且污染物浓度较低，按照程序进行收集、回收和处理也可以进行再次使用。

1.3 处理方法

目前，我国农村正在朝着现代化方向快速发展，因此农村工程建设项目较多，且在工程建设中产生的垃圾和污水量也较大，使得农村垃圾和污水量不断增长。结合我国农村污水现状，进行农村污水处理时，应先对有害污水和工程污水的总量进行估计，分析污水蕴含的污染物类型和细菌特征，并在处理时避免污水排放，防止出现二次污染，以及做好处理污水的二次利用，力争实现污水处理效益最大化。另外，针对农村生活污水的分散式特点，可利用先进的污水处理技术对农村污水进行分散式处理，因此分散式污水处理也是农村污水有效处理的重要方法，不仅可减少污水对农村环境的影响，也能优化农村环境，改善村民的生活质量和生活环境，推动我国农村的发展和建设[2]。

2 农村生活污水处理现状

由于我国城市与农村、东部与西部等经济社会发展的不平衡，导致农村地区的生活废水治理体系不健全，给周围的生态环境带来了极大的危害。分散式污水处理技术是在新时期提出的新型废水处理技术，在农村地区废水处理中具有良好的使用效果。但受农村生活污水的水量、水质波动性大，以及不同地区农村生活污水水质差异大等因素影响，使得分散式污水处理技术在实际运用中仍然存在着诸多问题。此外，不同地区经济发展水平的较大差异及居民环保意识不强，也影响了分散式污水处理技术在农村生活污水处理中的推广和应用。

2.1 污水处理技术冲击负载能力不足

传统的农村污水治理技术无法完全满足新时代农村发展的现实需要，导致了技术承受冲击，载荷性能下降。

2.2 处理效果较差

农村生活污水源头排放呈现分散式特点，污水收集难度大，导致污水处理效果不稳定，无法从根本上消除水环境污染。

2.3 经费投入不足

农村地区的发展较为缓慢，一些农村刚刚脱贫，经济基础还较为薄弱，负担不起高昂的污水治理技术的使用成本，制约了农村污水治理工作的发展。

2.4 居民环保意识不强

农村人口文化素质较低，对环境保护的重要性认同度不高，没有从农村可持续发展的角度建立起环境保护观念。

综合而言，农村生活废水治理应该深入研究乡村的生产和生活模式特点，开展有针对性的污水治理，实现“对症下药”，确保污水治理技术的选用与农村的具体发展相适应。

3 分散式农村污水治理技术分析

3.1 普通活性淤泥法

普通活性淤污泥法是在人工条件下对污水和各种微生物进行不断暴晒，将微生物和污水进行连续充分的混合，最终形成活性污泥。活性污泥能够对污水当中的有害物质有力清除，实现氧化和生物絮凝作用[2]。使用普通活性淤污泥法会实现水与污泥的有效分离，并将大部分的污泥返回到曝气池当中，少部分的污泥会从活性污泥系统当中排出。由于传统的活性污泥系统实际应用还存在污水处理能耗性较高、处理效率较低、占地面积较大的不足，因而极其容易受到水量和水质的影响，且冲击性较弱。

3.2 人工湿地技术

人工湿地技术是指将微生物、植物和人工等与土壤进行有效结合，通过人工制造逐渐形成湿地，技术原理如图1 所示。人工湿地是综合性较强的技术，具有生态化性质，主要通过人工机制和微生物产生化学物理作用，再通过植物的生物作用，优化污水处理效果。人工湿地技术主要通过循环再生作用的应用，使污水中的污染物质不断发生化学反应，并起到有效处理和净化污水的作用，实现良性循环[3]。应用人工湿地技术能够有效改善农村水污染问题和环境污染问题，实现水资源的有效利用和再生，提高水资源利用率，为农村的经济生态发展提供有力保障。由于农村污水处理过程中大部分都是潜流型的人工湿地技术，因此人工湿地技术对农村污水处理和生态环境保护有较强的作用和效果。但由于我国南北地区气候温差大，水生植物选型难以统一，且人工湿地技术处理效率较慢，因而该技术主要适用于南方农村水资源丰富的地区，技术推广难度大。

图1 人工湿地技术原理

3.3 厌氧生物技术

厌氧生物技术最早出现于19 世纪，是在污泥净化基础上进一步研发的，主要应用于农村分散式污水处理。该技术主要通过厌氧细菌和厌氧生物的代谢实现农村生污水中有机污染物向无机污染物转化，使农村污水得到有效妥善处理[4]。在应用过程中厌氧生物技术不需要通过氧气支持，在无氧环境中也完全可以实现，且具有污水处理量大、成本低、运行稳定等特点，不仅能对农村的污水进行有效处理，还能将污水中的污泥转化为生产废料，有效解决当前农村污水问题，实现资源的有效利用，减少资源浪费，保护农村生态环境和生态资源。但由于厌氧生物技术处理农村生活污水对有毒物质具有敏感，会导致反应器运行条件恶化、启动过程缓慢、有机物去除不够彻底等问题。

3.4 生物滤池技术

生物滤池技术应用于农村分散式污水处理能够有效提高生活污水利用效率，可依据接触氧化、给水快滤池并经生物滤池将二者结合起来，使滤池中的污水先进行氧化分解，将部分悬浮物截留，再进行反冲洗去除残留悬浮物。如，蚯蚓生物滤池技术由微生物和蚯蚓等诸多元素共同组成，可在滤池中应用砂土、铁削和锯末等物进行填充，利用蚯蚓较强的消化系统实现污泥和污水的初步分解，污水处理能力和抗冲击能力强，操作运行简单，占地面积少，节省资金；同时，蚯蚓运动能够翻松处理滤池土壤，大幅提高滤池内部空气流动，推动滤池中各种元素有效结合，并形成新的物质，去除污水中的有害化学成分，改善农村水环境和生态环境。但生物培育需要占用一定资金，水头消耗大，滤料损失较多。

3.5 膜生物反应器

膜生物反应器主要是通过对膜单元分离，与生物处理有效结合，更适合对水质变化情况大、总体水流量较小的污水处理。膜生物反应器内部构造如图2 所示，相当于传统生物处理二沉池，可利用微生物实现污水处理和降解，同时可通过膜分离原理实现污水处理，保障污泥停留时间，实现HRT。膜生物反应器兼有活性污泥生物降解技术和膜截流技术特征，并对这些特征进行有效融合[5]，具有较高的污水处理效率，能够保障水质，节约土地资源。在膜生物反应器系统当中COD具有较高的能耗性，其能耗是传统技术的2 倍，不仅在运行过程中需要较高的维护费用和管理费用，且膜生物组件需要定期更换后期维护成本高，因而膜生物反应器更加适合应用于一些经济条件较好的地区或城市。

图2 膜生物反应器

3.6 超滤

超滤是一种膜分离技术，其原理是小分子溶剂和溶质在一定的压力下通过特定膜，大分子由于体积原因无法通过停留在膜的另一侧，将大分子与小分子进行分离，使大分子物质得到有效纯化。超滤可利用物理分离方法对水中的胶体、悬浮物等进行去除，然后再对污水中的有用物质进行提取，实现污水净化和循环利用。超滤具有占地面积较小、操作简单和节能性较强等特点，对细菌、病毒和混浊进行有效去除，目前已广泛应用于污水处理中。但由于侵入或压入式超滤技术应用需要辅助设备，给工艺运用造成不便，需要定期维护超滤膜，避免膜污染，尤其是在农村地区应用，运行成本较高，缺少专业技术人员，后期维护难度更大，因此在农村污水处理中应用较少。

3.7 好氧处理技术

好氧处理技术能在微生物参与下，以及在适宜碳氮比、含水率、氧气等条件下，将农村生活污水中的有机物降解、转化成腐殖质样物质。好氧处理技术中，好氧部分起到了对氨氮的无害化、对有机物的脱除作用。在传统小规模废水生化反硝化过程中，曝气能耗占总能耗的80%左右，属于最主要的能耗单位。利用水轮驱动生物转盘、阶梯降水、往复式降水、拔风等自然加氧方式，可有效地改变常规生物工艺曝气的运行模式，且易于维护。下泄式曝气式充氧器通过将污染物抬高得到位能，经过多次下泄，形成水幕、水滴自然充氧器。因此，好氧处理系统可容纳各种结构形式的氧气吸收器，满足各种环境条件和水质条件变化要求。竖向错位的充氧型沉降池采用多层竖向错位布置，通过隔板实现污水降落，与阶梯型沉降池相比，可节约50%以上的占地面积，并且周边可修建建筑隔热层，适用于北方严寒地区。水轮驱动生物转盘，水轮落下产生能量，推动水轮旋转，达到污水落下、溅水分散充氧以及转盘盘面上的复氧，具有良好的处理效果，特别适合于高浓度的生活污水处理。但由于农村生活污水水质波动较大、溶解氧不足，对好氧处理技术的效果影响较大。

结语

目前，我国农村居民的生活水平和生活质量虽得到显著提升,但农村生活污水如果没有得到正确的处理，就会对水资源和环境造成污染，同时还会影响居民的安全。因此，针对农村生活污水的特点及一些有效的污水处理技术，可根据农村地区经济、技术、发展情况，合理比选对农村污水进行有效处理的技术，保障农村生态环境的安全。