彭稳
深圳恒通源环保科技有限公司 广东深圳 518115
【摘 要】随着我国城乡一体化进程的不断推进，农业面源污染已经成为造成我国环境污染尤其是水环境污染的主要因素，农村污水的治理，将是今后一个时期内环境保护工作的一项重要内容。通过对目前我国农村污水治理技术的应用及研究进展进行探讨，综述了农村地区污水的处理效果和发展现状，并对治理技术下一步研究重点进行了展望。
【关键词】农村污水；治理技术；处理效果
1 概述
在过去的30 年里我国环保工作的重心主要放在城市工业环境污染，但随着我国城乡一体化进程的不断推进，农村生活条件与经济发展得到很大提高，与此同时环境污染问题也接踵而来，农业面源污染已经成为造成我国环境污染尤其是水环境污染的主要因素, 农村污水治理技术的研究也越来越得到政府和科技工作者的重视。然而由于农村环境基础设施配套不到位，农民环保意识不强，环境保护工作一直迟滞不前。[1-2]加强农村环保工作，开展农村环境污染综合整治，将是今后一个时期内环境保护工作的一项重要内容。因此，对农村污水治理的现状研究及提出相应的对策极为必要。[3]
2 农村污水治理技术简介
2.1 稳定塘
稳定塘实际上是一种人工处理过后的池塘，池塘周围设有防渗层与围堤，它主要利用自然生物的净化系统与水生生物的净化功能让污水得到净化。这种系统工艺性较低，建设费用与运行费用要低，且不需要进行污泥处理。[4]稳定塘在太湖流域农村地区应用比较广泛，尤其是高效藻类塘式稳定塘技术，在有着较好处理效率的同时，也大大减少了占地面积。郭迎庆等研究高效菌藻塘系统处理太湖地区农村生活污水除磷效果及其强化措施发现，高效菌藻塘和水生生物塘水力停留时间分别为8 和4 d，进水总磷浓度1.7～17. 1 mg /L，出水总磷浓度全年平均值为3. 33 mg /L，高效菌藻塘系统的除磷能力欠佳；通过降低水生生物塘内水深、采用废弃石膏作为填料构建了新型复合水生生物塘，水力停留时间为1.6 d条件下，复合水生生物塘出水总磷可保持在1 mg /L 以下，可达到GB18918－2002一级B 排放标准。［5］
2.2 人工湿地处理技术
人工湿地( constructed wetland) 是20 世纪70 年代发展起来的一种建设成本低、运行费用低的废水处理技术，它在处理乡村、小区、机场等分散式污水方面综合效果明显。［6］该模式利用人工湿地系统内多级生物的稀释降解作用，去除或削减水中污染物，是农村污水治理应用较广的一种生活污水处理技术。人工湿地污水处理技术应用范围很广，出水一般均优于常规二级处理效果。另外，人工湿地适用范围广，依据其特性，非常适用于没有完善污水管网系统的地区和乡镇。［7］目前对人工湿地的研究多集中于最优湿地类型、湿地基质及湿地植物等方面。湿地有地表湿地系统、潜流湿地系统及垂直流湿地系统。[8]目前研究较多的是复合流人工湿地，如垂直流－表面流复合，表面流－潜流复合等。水生植物还具有可欣赏性、可以通过收割回收以取得一定的经济效益、可作为介质做所受污染程度的指示物、有助于酶在湿地系统的扩展等作用。［9］在湿地植物的选取方面，传统的有芦苇、茭草、香蒲等，目前研究多集中于使人工湿地在治理污染的同时产生更高的经济价值。有研究将水生蔬菜作为湿地植物，如金秋［10］等进行了水生蔬菜型人工湿地技术净化农村生活污水的试验研究，将茭白与空心菜同时进行试验，从而找出相应情况下最佳处理组合: 茭白+ 煤渣+ 复合潜流。李艳波等在福建某水源地采用水解酸化－人工湿地工艺处理农村污水，实际运行结果表明，该工艺切实可行、运行成本低，取得了较好的处理效果；当进水CODCr、BOD5、SS、NH3-N、TP 质量浓度分别低于200、300、200、25、5mg /L 时，出水CODCr、BOD5、SS、NH3-N、TP 质量浓度分别低于60、60、80、15、0． 5 mg /L; 该系统出水水质稳定可达《农田灌溉水质标准》，出水直接回灌农田或山林，不设排放口，可以很好地保护水源。［11］
图1 人工快速渗滤系统工艺流程图
2.3 人工快速渗滤系统
人工快速渗滤系统是一种比较简单有效的方式，成本低，易操作。整个系统由清水池、配水池、人工快速渗滤池和预沉池组成。在渗透介质的选择上，也是因地制宜，采用了农村地区常见的炉渣、粉煤灰、天然砂和人工砂等作为人工快速渗滤池中的的渗透介质。并且针对负荷的不同和水质，依照不同的标准而采用相应的粒径和厚度有序地排列。在整个污水处理过程中，污水在介质的拦截作用下，利用其粘土矿物和有机质的吸附作用和降解作用，能有效的对污水中的杂物进行祛除。[4]其工艺流程如图1 所示。
杨小毛等结合深圳市白花洞村、四川省绵阳市北川县及北京昌平区农村工程实践，分析了人工快渗技术在村级分散型污水处理工程中的实际运行效果，理论研究和工程实践均表明人工快渗技术及其改进工艺组合系统具有工艺简单、建设运行成本低、污染物去除效率高、出水效果好等特点，可有效地解决目前农村地区因受到资金、技术、人才等因素限制造成的污水处理能力低的问题，是一项十分适合我国农村地区的污水处理技术。［12］
2.4 净化槽技术
污水进入净化槽后，首先通过沉淀分离槽将悬浮物和颗粒较大的物质分离。在厌氧阶段，厌氧室中负载有不同的厌氧生物膜，污水通过微生物的厌氧降解去除部分污染物。在好氧阶段，通过曝气提高水中的溶解氧，好养微生物可氧化分解剩余的可溶性有机物。经过处理后的污水通过沉淀池沉淀以及消毒后外排。王昶等开发了一种适用于农村生活污水分散处理的高效净化槽，通过优化工艺提高了净化槽的抗冲击性和系统的出水水质。［13］目前，净化槽技术的发展趋势主要为: 通过改变厌氧和氧室里的填料，来增加净化槽对污水的去除率；在满足污水排放标准的前提下，尽量减小净化槽的占地面积。在我国，由于净化槽技术研究起步较晚，在技术和管理上都还很不成熟。今后除了要深入研究和完善净化槽技术，还要学习相关的管理维护经验，并且加大推广力度。[16]净化槽技术处理生活污水的效果见表1。
图2 生活污水净化沼气技术流程图
生活污水净化沼气技术具有投资省、管理方便、运行费用低、回收能源( 沼气) 等特点，适用于居住相对集中、难以纳入城市污水管网的城镇生活污水的处理，很适合在广大农村地区推广使用。在池体设计时均采用地下池的方式，平面布置灵活，不影响总体规划设计与绿化设计要求，实现污水处理工程与周围环境有机的结合。
瞿岙村位于温州市瓯海区瞿溪镇西片，是瞿溪河源头。从2002 年起，瞿岙村投资60 多万元根据村庄地势的变化分3 组建造村民生活污水净化沼气池，其中一组用于处理生态公厕污水，工程总容量达265 立方米，日处理污水能力30 吨。净化沼气工程由沉砂池、一级厌氧消化池、二级厌氧消化池和生物滤池等组成，厌氧发酵产生的沼气用于村敬老院生活燃气。生物滤池出水排入公厕周边绿化带或经进一步处理，最终达到《污水综合排放标准》Ⅰ级排放标准。在未处理前，村里生活污水经化粪池简易处理直排入河道，造成河道严重污染、臭气难闻、蚊蝇乱舞。现在，全村179 户人家产生的生活污水都通过排污管道排入沼气池集中处理，村庄变得山清水秀，民居依溪而建，舒适惬意。［14］
2.6 生物滤池系统
生物滤池是一种由塑料制品或碎石等惰性材料填充，表面生长生物群落的一种过滤系统。这种系统让污水与填料表层的微生物膜间隙接触，相当于制造了一层生物膜反应器。这种滤池系统最大的特点就是将截留悬浮与生物氧化继承与一体，节省了传统污水净化中的二沉池作用，省掉了二沉池的建筑面积，具有除污效果强、占地面积小、出水水质好的特点。另外，研究者发现利用高效功能的陶粒来作为填充材料也是很好的选择。此外，一些研究者正研究将蚯蚓这种生物引入滤池中，以提高土壤的透气性与透水性，促进有机物质的分解。尹志高等研究发现塔式蚯蚓生物滤池对BOD5、NH4+-N和COD平均去除率分别为78.2%、77.8%和38.1%，且随着进水水质及温度的变化，出水水质稳定，具有较强的抗冲击负荷能力；对TN和TP的去除效果不明显，平均去除率分别为26.4%和24.3%，但出水水质符合GB18918—2002的一级B排放标准。[20]黄伟丽等以苏南常州市民丰村为例，进行了复合式生物滤池对农村生活污水处理的应用，运行结果表明该村生活污水经复合式生物滤池处理后，其COD、NH3-N、TN和TP 指标均低于GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B 标准，运行稳定。［15］
2.7 土地处理系统
该技术是将经过预处理的污水投配到地面下一定距离，在渗透性良好的地层中，通过土壤的毛细力、重力的作用下使得污水扩散运动，通过土壤物理截留、物化吸附、化学反应、生物降解、动植物的作用而被净化的处理系统。该技术建设容易，基建投资少（200元／m2），维护管理简单，运行费用低，实际应用可免提升。该技术设在地下，能保证冬季稳定运行，不产生臭气，便于污水的就地处理和回用。出水水质良好、稳定，SS、COD、NH3-N、TP和大肠杆菌的去除率均较高，一般可达70%~90%。因此，该技术具有很强的技术经济优势。
我国对土壤渗滤处理系统日益重视，在江浙、滇池和太湖等地区村镇污水的治理工作中，较为广泛地应用了该技术，但存在堵塞现象。[21]
2.8膜生物法
膜生物法（MBR）是膜技术与生物技术的结合，以膜组件取代二沉池进行固液分离，在曝气池中保持高浓度活性污泥，从而大幅降低污泥负荷、提高容积负荷减少剩余污泥量和设施占地。其处理效率高，出水可回用。模组化设计，安装快速简单，易实现自动控制。不足之处为投资和动力费用很高；系统组成复杂，对管理要求很高；长期运行易形成膜污染。该工艺适用于经济发达、对水质要求高且环境敏感、占地面积有约束的场合。[21]
3 结论与展望
我国幅员辽阔，在农村选择污水处理技术时应该因地制宜，综合考虑当地的地形地貌、水文和气候条件以及经济发展水平，以及各种污水处理技术的特点和适用范围。
（1）发展绿色化的污染源头控制技术 以生态文明理念为引领，以绿色技术为支撑，发展循环经济，推行清洁生产，推广资源再生技术，发展生态农业和绿色垃圾处理技术，将污水由“ 末端治理” 逐步转型为“源头控制”。
（2）提效改造原有污水处理工艺 在对污水厂的改造过程中要提标改造与提效改造并重。可以通过采用节能设备和先进控制工艺，采用精细节能降耗系统，减少能耗。
（3）技术研发与工程示范结合 农村污水的治理是一个综合性工程，高效实用的污水治理技术是改善农村生态环境的重要支撑，尤其是开发适合我国农村居住特色、高度集约化的生产方式的污水治理技术更加迫切。
（4）农村环境治理应整体考虑 在整治农村环境时，有必要将农民、农业、养殖业这3 个方面都结合起来，从而提出更有效的农村环境治理方案。针对农村及农业、养殖业的环境污染问题，推广采用“四位一体”生态模式，用生态学原理和手段解决了农村污水问题。
（5）逐步建立相应的法律法规 根据我国农村实际，参考相关环保标准，制定适合于我国的相关技术标准和规程，同时，制定相关政策法规，完善奖惩政策，将农村水污染的治理纳入法制化的轨道。
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作者简介：彭稳，男，汉族，毕业于桂林理工大学，无机非金属材料工程，助理工程师，现就职于深圳恒通源环保科技有限公司，主要从事科技项目申报、体系认证、专利申请与维护及有关环境保护方面的工作。
论文作者:彭稳
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第15期
论文发表时间:2016/8/22
标签：污水论文; 农村论文; 技术论文; 湿地论文; 生物论文; 滤池论文; 污水处理论文; 《低碳地产》2015年第15期论文;