农村生产生活污水处理技术

　　[摘要]我国农村生产及生活污水处理主要采用集中处理或分散处理两种模式。集中处理可采用纳入城镇污水管网、新建乡镇污水处理厂站以及“联村建站”等方式。分散处理则采用一体化技术、生态处理、土地处理等方法。本文对这些工艺方法的技术特点、运行成本等方面进行了综合比较。为今后选择适合我国农村实际需要的生活污水处理技术提供参考。

　　[关键词]农村;生活;生产;污水;集中处理;分散处理

　　根据统计，到2019年末我国有近6.86亿农村常住人口，生活在250多万个自然村中。然而我国农村生活污水处理率偏低，在9千余个乡中仅有3千多个乡完成了对生活污水的处理，约占总数的33.3%[1]。由于我国农村人口数量众多，居住分散，生活污水直接排放的现象还普遍存在。

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　　村庄附近的养殖场、小型工厂所产生的生产废水，未经严格处理就直接排入附近的河道，这种现象也多有发生[2]。农村生产及生活污水造成的污染在一些重点流域的比重甚至已经超过50%[3]。由于我国各地农村的自然环境存在着巨大的差异，农村的经济和社会发展水平也很不平衡，因此必须因地制宜的规划和建设农村生产生活污水处理设施。探索适合我国农村实际情况的污水处理技术就成为一项十分有意义的工作。

　　1现阶段农村污水处理中存在的问题

　　我国部分农村地区已经建设了一些生活污水处理设施，在后期的调研中发现农村生活污水处理普遍存在以下问题：

　　1.1污水处理设备运行率低

　　由于配套资金不到位，后期管理不力，污水收集管网建设缺失等原因，极易造成农村污水处理设备运行率偏低。如江苏省在2014年2月~2015年6月对太湖流域抽检210套农村污水独立处理设施，仅有不到50%的设施可正常运行，约30%的设施可以运行，但运行状况不正常，还有约20%的设施处于不运行状态[4]。

　　1.2技术及工艺参数选择不合理

　　我国农村污水处理工作正在全面铺开，盲目沿用城镇污水厂设计规范、对农村流动人口数据掌握不准确等原因都会导致在工艺选择及参数选择方面出现了偏差。2018年在河南省的调研中就发现许多，部分农村污水处理设施的设计水量高于实际需求，设备长期低负荷运行，浪费了政府资金。一些地方政府盲目采用不成熟的新工艺，造成项目后期难以正常运行。政府也缺少统一规划，甚至造成了一个县存在十几种农村污水处理技术，这些技术根本无法进行整合，地方政府统一管理的难度极大[5]。

　　1.3费用偏高

　　目前农村污水处理设施的运行成本与农民的期望值存在一定的差距，除了增加财政补贴之外，农村污水处理设施的规划和建设过程中必须考虑运行成本的问题，尤其要避免盲目追求新技术和高标准导致运行成本过高的问题。2017年有文献报道了在安徽省的调研结果，发现不同工艺的污水处理成本大多是每吨水0.2~2.0元，一些试点村使用膜生物处理工艺甚至高达每吨水6.0元。在调研中还发现，村民们都很支持污水处理工程，但只愿意承担每吨水0.1~0.2元的运行费用。九成以上村民都希望政府出资补贴污水处理设施[6]。

　　2农村污水处理技术

　　2.1集中处理

　　离城市或乡镇较近的村庄可纳入城镇污水管网;也可采用“项目公司介入、一镇一标、区域打捆”[7]的模式建设乡镇污水处理厂，以此实现集中处理。联村建站是近年来摸索出来的一种新模式。这种模式是将几个村庄的污水通过污水管道收集到一个污水处理站处理。北京市通州区将六个村庄的污水进行联村处理，大大节约了建设和运营的成本，处理水量有了保障，运行和管理都比较方便，项目建设后能长期正常运行[8]。但这种方案只适用于距离较近的村庄。

　　2.2分散处理

　　我国大部分农村人口居住较为分散，集中式污水处理模式在许多农村地区难以开展[9]。分散式污水处理设施设计灵活、适用区域广、占用场地小，能够很好的实现农村生活污水的就近处理与利用[10]。因此小型分散式农村生活污水在我国农村具有很大的应用前景。分散处理主要包括一体化污水处理、生态处理及土地处理三种模式。

　　2.2.1一体化污水处理设备

　　一体化污水处理装置往往是由较为成熟的生化处理技术组合而成，具有占地面积小、处理效果好、抗冲击能力强、自动化程度高等优点[11]。一体化设备以AO工艺、A2/O工艺及MBR工艺为主体工艺。云南省某地的农村生活污水处理一体化设备采用了A2/O组合工艺。在2018年7月对该设备的出水水质进行检测，结果表明出水的CODCr、NH4+-N、TN及TP的平均去除率分别为81.2%、68.1%、51.3%及37.3%。而且该A2/O组合工艺表现出了稳定性好、抗冲击能力强、污染物平均去除率高等优点。

　　但一体化设备的污染物(尤其是TN、TP)去除率低于同工艺的大型污水处理厂。A2/O一体化设备在应用过程中，需及时根据污水的水量和水质波动进行参数的优化调整[12]，以提高运行效率。辽宁省某村庄的农村生活污水处理一体化设备采用了兼氧MBR工艺。在2017~2018年对该设备的出水水质进行监测，该设备的出水水质均达到GB18918-2002规定的一级B排放标准。整套设备埋置在地下，既保证了设备能够在冬季正常运行，又减少了污水处理过程中异味的散发[13]。该设备在北方农村有很高的推广价值。MBR工艺在应用中往往与其他工艺联用[14]。

　　如在某村庄运行的300t∙d-1的A2/O-MBR一体化污水处理工艺，在近一年的运行过程中发现出水的CODCr和NH4+-N浓度达到GB18918-2002规定的一级B标准，该设备对TP的平均处理效率低于40%。针对除磷效率不高的情况，在MBR池中可增设排泥装置，定期排泥以适当降低污泥浓度，提高总磷去除率[15]。

　　2.2.2污水生态处理

　　生态处理是指利用自然界的生物链来处理污染物。生态处理既实现了生态平衡，又达到了净化作用。污水的生态处理主要包括人工湿地、稳定塘、土地处理等技术[16]。

　　甘肃省敦煌市某村庄建设处理量50t∙d-1“精准型功能湿地生活污水处理设施”，自2017年建成后，处理后的出水CODCr、NH4+-N浓度均符合GB18919-2002规定的一级A标准。该湿地系统在冬季也可正常使用，在美化环境的同时还起到了防风固沙的作用，在当地起到了良好的示范作用[17]。河北省石家庄市某村庄建设河道型生态稳定塘进行生态处理。在2015年对水环境参数和水质变化进行了监测，发现河水中CODCr、NH4+-N和TP的平均含量从原来的地表IV类水体提高到地表II类水质。该技术解决了当地生活污水处理净化问题[18]。

　　四川省某乡村建设以人工快渗工艺为主体的厌氧预处理-人工快渗(自复氧生物床)-人工湿地污水生态处理，用以处理农家乐废水。该系统的处理量为20m3∙d-1，处理后的生活污水达到GB18918-2002规定的一级B标准。人工快渗工艺段的COD、NH4+-N和TP去除率分别占总去除效率的63.3%、69.0%和52.6%[19]。

　　3污水处理工艺比较

　　我国农村生活污水处理技术在推广和应用过程中，经常出现工艺选择不合理，缺乏运营管理经验、后期运行管理和维护的经费投入保障不足的情况，导致处理设施无法长效运行和发挥作用[20]。因此本文对一些典型的农村生活污水处理工艺进行比较。

　　可以看出基于MBR工艺的农村生活污水处理工艺，出水水质优良、占地面积较小，但工程投资和后期运行费偏高。基于人工湿地工艺的处理工艺，出水水质有保障，运行费用低，但占地面积大。A2/O一体化污水处理工艺占地面积小，运行费用介于二者之间。此外，农村污水处理系统除了日常的运行成本，还要计入维护成本。根据调查发现，即便采用的无动力的人工湿地处理技术，后期也需要进行维护，其实际运行成本约为1.2元∙吨-1[31]，而MBR工艺需要定期更换MBR膜，其实际运行成本约为2.5元∙吨-1[32]。就污水单位处理成本而言，农村生活污水分散处理总体上要高于城镇污水。

　　4结语

　　我国农村生活污水在有条件的情况下，可优先考虑“联村建站”的方式集中处理。在分散处理模式的选择上需要根据地方的实际情况选择。在出水水质要求高、土地资源紧张、经济基础较好的农村地区可选用MBR工艺。对于环境容量较大、且土地储备丰富的南方农村地区，则应优先考虑人工湿地组合技术。我国北方地区农村则建议选择地埋式一体化污水A2/O处理，在成本提高有限的情况下，可保证冬季的正常运行。

　　我国农村数量众多，分布广，经济和社会发展程度差异较大，因此在农村生活污水处理规划过程中，就必须根据农村地区的实际情况选择有针对性的处理方法，以便项目能够获得良好的效果。相关部门还必须加大资金及人员的配套工作，避免出现农村生活污水处理设施只重建设而轻管理维护的现象。农村生活污水治理是一项系统工程，在这项工作中必须将项目规划、工程建设、管理维护等多方面因素综合考虑才能取得良好的技术效果。

　　参考文献：

　　[1]住房和城乡建设部.2019年城乡建设统计年鉴[EB/OL].(2020-12-31)[2021-05-08].

　　[2]王志海，姜红.农村污水处理及其改进对策探讨[J].中国标准化，2019，(24)：130-131.

　　[3]李铮.农村污水处理及其标准化[J].水工业市场，2012，(09)：16-19.

　　[4]张亚平，王海芹，印杰，等.太湖流域农村生活污水处理技术模式调查和分析——以江苏省为例[J].农业资源与环境学报，2017，34(5)：483-491.

　　[5]周凯，郭林，郜国玉，等.河南省农村生活污水治理现状及政策建议[J].农业现代化研究，2019，40(03)：387-394.

　　[6]金辉，匡武，王翔宇.安徽省农村生活污水处理存在的难点及对策研究[J].广东化工，2017，44(15)：214-215.

　　[7]檀雅琴.我国乡镇污水处理模式的探讨[J].净水技术，2021，40(3)：88-91.

　　[8]张运山.通州区农村生活污水治理的思考与实践[J].水资源开发与管理，2021，(04)：45-49，63.8.

　　[9]孔进，张百德，宋玉亮.农村分散生活污水治理技术探讨[J].净水技术，2021，40(4)：56-61.

　　作者：周正元*，曹天忆，沈华靖