基于农村生活污水生态处理工艺研究

朱秀明

（安徽省池州市生态环境监测区域站，安徽 池州 247100）

0 引言

随着近年来我国高度重视生态文明建设，环境保护工程也成为新时代实现人与自然和谐的关键措施，水资源的保护与治理是生态环境保护的重点，农村作为我国占地面积最大的区域，由于农村环境的经济和科技水平制约，导致农村现有污水处理工艺存在一定不足。容易导致大量生活污水排放到自然环境中，造成自然水环境污染。通过生态处理工艺来处理农村生活污水是新时代对农村提出的要求，通过生态处理工艺能够有效提高生活污水的重复利用效率，减少对农村自然环境造成的污染。，因此针对农村生活污水的处理工艺，需要环境保护相关部门加以重视和研究，为我国水资源保护和生态环境建设提供更好的保障。

1 农村生活污水的特点

1.1 污染物质种类固定

我国农村地区的生活污水往往具有成分简单、污染物质种类固定的特点。农村生活污水主要包括生活废水、畜牧业废水和农业废水等，由于农村地区的工业生产企业数量较少，因而农村生活污水中的化工废水比例较小。生活废水是指人们日常生活中使用的污水，例如做菜、洗衣服时剩余的污水，此类生活污水中通常含有洗涤剂、洗衣粉等化学物质，这些物质进入地表水资源中会导致水资源受到污染，长时间污染会使水资源出现水体富营养化现象。而畜牧业废水中的成分主要为化肥材料、农药、动物粪便等，为了加强动物健康、防止传染病，很多饲料在进行生产时加入大量微量元素和抗生素，进而导致动物粪便中含有大量有机物质和无机物质，废水中的有机物质和无机物质含量较高。而农业废水中的成分主要为农作物种植过程中使用的农药、化肥等化学物质，因此农村生活污水的成分较为简单，常见污染物质包括氮磷化合物、有机物质和COD 等。

1.2 排放量大

由于我国农村人口数量较多，因此导致农村生活污水的排放量非常大，同时由于农业、畜牧业生产对于水资源的需求量大，而造成在实际生产过程中余留大量废水，如果没有经过有效处理直接排放到自然环境中，就会对当地水环境造成污染。

2 农村生活污水处理现状

目前我国农村地区的农村生活污水处理存在一定问题，由于经济实力、科技水平和农村人民意识欠缺等问题，导致农村对于农村生活污水的重视度不足，在实际生产过程中对于水资源没有足够重视和保护，导致大量农村生活污水随意排放，同时部分地区现有农村生活污水处理工艺较为老旧，无法起到应有的处理效果，经过处理后的废水仍然具有较高危害性，排放后导致污染环境，对农村生态环境建设起到消极影响。同时我国农村现有高素质人才的数量较少，具有污水处理方面知识的人才数量无法满足农村需求，导致很多地区在实际处理农村生活污水时存在处理不当的情况，进而危害农村自然生态环境的建设发展。同时由于我国农村地区面积较大，农村居民的居住地往往按照村落分布，导致农村人口呈现分散化现象，不同村落使用的生活污水往往难以集中统一处理。因此在应用农村生活污水生态处理工艺时，需要结合农村人民的实际情况和自身特点，尽可能选择操作简单、经济性良好的方式加以利用，并确保在实际应用中因地制宜，满足不同地区农村人们的农村生活污水处理需求，确保所有农村生活污水经过有效处理后能够满足我国污水排放的相关要求，从而提高农村水资源保护质量，改善农村自然生态环境。

3 生态处理工艺的优势

针对农村生活污水采用生态处理工艺具有一定可行性，生态处理工艺的优势在于成本低、处理质量好、水资源重复利用效率高等。通过生态处理工艺进行生活污水处理所需的成本低，往往生态处理工艺经过建设后能够长期使用，同时使用效果不会随着时间而降低；同时采用生态处理工艺能够对生活污水中的有机物质和氮磷元素进行有效去除，具有非常高的处理效果；经过生态处理工艺进行处理的污水，能够去除水中的污染物质，从而起到净化水资源的效果，因此采用生态处理工艺能够实现生活污水的重复利用，对于节约水资源、提高水资源利用率能够起到积极影响。

4 农村生活污水的生态处理工艺

4.1 人工生态湿地处理工艺

人工生态湿地是目前较为先进的污水生态处理工艺，在国外得到广泛普及和应用。人工生态湿地的原理是通过人工方式建设生态湿地系统，通过湿地系统对生活污水和淤泥进行处理，人工生态湿地的组成包括土壤环境、植物、各类微生物和人工介质等，人工生态湿地能够对生活污水进行吸附、沉淀、分解、氧化还原等不同处理，因此采用人工生态湿地对于生活污水的处理效果非常高，尤其针对生活污水中含有的有机物质和重金属元素能够起到非常好的处理效果。近年来我国研究人员针对人工生态湿地的实际应用展开实验并取得一定成效。部分学者采用生物滤塔结合人工湿地的组合工艺来处理农村生活污水，结果显示该处理工艺能够有效对废水中的有机物及氮、磷元素起到去除效果。常用人工生态湿地分为表面型和潜流型，需要根据农村环境和实际需求选择适合的类型，同时人工生态湿地在实际使用中需要安排人员实时看管，确保人工生态湿地的处理质量。人工生态湿地由于自身具有较高处理质量、处理成本低、操作简单，因而是农村常用的生态处理工艺之一[1]。

4.2 地下渗滤系统处理工艺

地下渗滤系统是农村常用生活污水处理工艺之一，地下渗滤系统的原理是通过腐化池和酸化水解池对生活污水进行处理，将经过预处理的污水通过管道传输到地下土壤渗滤装置中，由于土壤环境自身具有非常好的渗透性，因此污水中的有机物质会通过土壤重力和毛细力作用从而出现大面积扩散现象，扩散后的污染物质经过植物作用、化学沉淀和生物降级等方式进行净化处理。地下渗滤系统的优点在于针对生活污水的不同成分均能够起到非常好的处理效果，可以针对污水中的不同成分分别采取针对性净化措施，从而保证污水净化效果。例如如果生活污水中的COD 浓度较大，则在地下土壤渗滤装置中可以适当加入厌氧菌和好氧菌，从而对COD 进行有效分解；如果生活污水中的氮元素含量较高，则在地下土壤渗滤装置中可以通过物理截留或化学沉淀等方式来去除氮元素。地下渗滤系统的应用价值高、净化效果好，同时在实际使用过程中无须对地下渗滤系统进行维护和保养，因而对于农村而言具有非常高的应用可行性[2]。

4.3 生物膜处理工艺

生物膜技术是指通过一些微生物对化学废水中的污染物质进行分解，将其中含有的大量有机物分解成无害无机物、将污染物的浓度进行有效降低从而达到净化水资源和环保目的。生物膜技术拥有极强的环保性在进行处理后仍能够保证水质不会发生改变。同时生物膜技术不需要大量的劳动力，也不会造成化学废水的二次污染，应用价值比较高。生物膜技术能够应用于处理大量废水，因而采用生物膜技术能够满足农村庞大的生活污水处理需求，同时生物膜技术具有较强的适用性，能够与其他污水处理工艺进行结合使用，从而对各类生活污水起到良好处理效果。

在生物膜技术中超滤膜的应用较为广泛。超滤膜技术是指通过超滤膜将水中的杂质和有害物质进行过滤，从而起到净化污水、重复利用等效果。超滤膜能够对污水水体施加一定的压力，由于污水两侧的压力大小不同，导致水中的污染物质和有机物成分出现偏移现象，体积较大的杂质经过超滤膜时无法通过而被过滤，以此来达到过滤效果。由于超滤膜技术的成本较低、不具有污染性因此被广泛加以使用。超滤膜技术的适应性很强，无论在任何温度下都可以进行过滤，同时不会对水体自身造成影响。同时超滤膜技术的过滤效果非常好，去除杂质的效果明显，同时在进行过滤时不使用其他化学试剂，因此对环境的危害性非常小，对自然生态环境不会造成污染和影响。而且超滤膜技术的处理操作简便，使用设备维修方便、成本低，设备使用寿命长，因此在农村生活污水处理中具有非常高的应用价值。使用超滤膜技术可以对各类含油废水进行有效处理，将水中的油性分子、有机物等杂质与水分进行分隔，加强水处理工作的效果[3]。

4.4 活性污泥处理工艺

活性污泥处理工艺是近年来污水处理最常用的技术之一，活性污泥处理工艺共包括沉淀池、曝气池、回流系统和污泥排除系统等设施，活性污泥处理工艺的原理是通过各类活性污泥中含有的微生物对生活污水进行降解处理，微生物包括细菌、霉菌和各类酵母菌等，微生物能够以生活污水中的有机物质作为食物，从而降低生活污水中有机物质的含量，从而起到净化效果。活性污泥处理工艺较为复杂，由于微生物对于生长环境、温度、氧气含量等都具有一定要求，因此导致实际净化质量与整体设施环境的管理质量相关，对于管理人员的要求较高，需要管理人员具备较好的理论基础能力。

近年来随着活性污泥处理工艺的不断发展，相关人员对活性污泥处理工艺进行创新和优化，从而衍生出各类先进技术，例如，MSBR 技术就是由活性污泥处理工艺而研发的新型技术，MSBR 技术是指改良序列间歇反应装置，能够将传统的活性污泥技术与先进设备进行有效融合，从而实现污水处理效果。改良序列间歇反应装置的优点在于能够快速进行污水处理，同时不需要使用多个蓄水池和连接装置，能够有效节省使用面积和材料数量。同时改良序列间歇反应装置还具有节能环保的优势，改良序列间歇反应装置的应用原理是通过活性污泥中含有的大量聚磷菌对污水中的微生物进行处理，通过聚磷菌持续释放出磷元素来对污水起到反硝化处理。污水经过反硝化处理后会产生大量有机物质，而有机物会被水中的大量好氧菌降解并形成沉淀，以此来达到净化效果[4]。

4.5 厌氧处理工艺

厌氧处理工艺是指利用具有厌氧特性的厌氧菌作为生物制剂，通过厌氧菌对废水中的有机物质进行处理。厌氧处理工艺的原理是通过厌氧菌降解废水中的有机物质。厌氧菌对废水中的有机物质进行降解反应，并将小分子有机物质通过厌氧菌细胞壁输送到内部进行分解。进入厌氧菌内部后开始酸化阶段，在酸化阶段时厌氧菌会将小分子有机物进行酸化，从而生成大量具有挥发性的脂肪酸，同时也会产生多种副产物，例如醇类物质、二氧化碳、氨气和氢气等。经过持续反应还会产生乙酸、碳酸等多种酸性物质。到甲烷化阶段时，所有物质都会被转化成甲烷气体和二氧化碳气体，从而实现对废水的有效处理净化。厌氧处理技术的优点在于处理质量高、净化效果好，同时采用厌氧处理技术对化工废水进行处理，能够得到大量甲烷气体，将甲烷气体能够进行二次利用，因此采用厌氧处理工艺处理化工废水具有一定的经济效益。厌氧处理工艺具有处理质量好、操作简单等优点，但厌氧处理工艺的问题在于经济成本较高，因此往往厌氧处理工艺多用于经济水平较高的农村地区[5]。

4.6 生态塘处理工艺

生态塘技术是指利用土地资源构建池塘，并在池塘内放入大量具有净化功能的藻类物质和微生物，以此来实现对生活污水的有效处理。生态塘技术的原理是充分利用太阳能，当生活污水进入池塘后，各类微生物会对污水进行降解，使各类有机物质降解成二氧化碳，而通过太阳能使环境内的藻类物质进行光合作用，从而将污水中的二氧化碳转变成为碳源，藻类植物吸收后会释放氧气，以此来实现净化效果。同时利用生态塘技术净化后的污水也可作为再生水资源进行回收利用，因此生态塘技术具有一定生态效益和节能效益。部分研究人员采用高效藻类构建生态塘，在实际应用中发现，污水中COD 的平均去除率在70%以上，氨氮的平均去除率能够达到93%，磷元素平均去除率达到55%。但生态塘技术存在的问题在于需要的土地面积较大，面积较小的生态塘会导致处理效率、质量下降，因此采用生态塘技术对于农村环境和地质情况具有一定要求。

5 结语

综上所述，生活污水对于农村环境的危害强、影响大，因此针对我国农村地区的生活污水处理工艺，需要相关人员加以重视和研究。我国农村地区的经济实力较弱，因此在选择生活污水处理工艺时需要结合农村实际情况，选择经济性高、成本低、处理效果好的工艺技术加以利用，在确保生活污水得到有效净化处理的同时，提高生活污水的二次利用效率，从而为我国农村发展和农村自然环境建设提供更好的保障。