1存在的問題
我國農(nóng)村生活污水治理還處于初期階段，農(nóng)村污水治理工作仍然十分艱巨。全國各地開展了不少的農(nóng)村污水治理工程的建設(shè)，但所建設(shè)的污水處理設(shè)施的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不一，噸水建設(shè)投資費用差距很大。上世紀(jì)末，我國在農(nóng)村配置了許多形式各異的無動力或微動力的低能耗型一體化污水處理裝置。一體化污水處理裝置存在占地面積小、自動化程度較高、管理方便、工期較短等優(yōu)點，但目前該技術(shù)也存在許多問題。一方面，生物處理效率較低，尤其表現(xiàn)為氮磷去除率很低，氮磷污染是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要原因。另一方面，目前實施的分散污水處理只是初步實現(xiàn)了分散污水的收集、處理和排放，遠(yuǎn)未達(dá)到再利用的目的，即達(dá)到將污水就地處理和就地回用，實現(xiàn)污水資源化的目的。因此，農(nóng)村污水處理技術(shù)應(yīng)滿足以下要求。
①基建投資少，運行費用低。目前城市污水處理工藝已相對成熟，但其污水處理設(shè)施基建費用和運行費用高，不適合在農(nóng)村地區(qū)推廣。污水處理的運行費用一般包括:電費、藥劑費用、人員費、定期修理費用等，較高的運行費用最終將導(dǎo)致“建得起，轉(zhuǎn)不起”的尷尬局面。因此，基建投資少是保證污水處理設(shè)施在農(nóng)村地區(qū)推廣的前提，運行費用低則是保證污水處理設(shè)施持續(xù)正常運行的重要條件。
②工藝多樣化。我國南北地域氣候差異大，且居住方式和生活習(xí)慣有很大不同，因此污水處理工藝應(yīng)呈現(xiàn)多樣化，以適應(yīng)建設(shè)地區(qū)的氣候和水質(zhì)、水量等條件的變化。
③運行操作簡單、效果穩(wěn)定。農(nóng)村污水處理設(shè)施的日常運行，大都需要由村民自主管理來完成。而村民的技術(shù)知識水平和管理操作水平相對較低，且缺少專業(yè)技術(shù)人員，因此農(nóng)村地區(qū)的污水處理設(shè)施應(yīng)該采用運行管理簡單且成熟穩(wěn)定的污水處理工藝。
2污水處理措施
2．1污水處理模式
農(nóng)村生活污水處理大體上有3種模式:
①接入市政管網(wǎng)模式，適用于靠近城鎮(zhèn)或靠近城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)的農(nóng)村，將生活污水集中收集后輸送到城鎮(zhèn)的污水處理廠進(jìn)行處理，有這種條件的村莊，應(yīng)優(yōu)先考慮這種模式;
②集中聯(lián)片處理模式，若接入城鎮(zhèn)污水廠管網(wǎng)條件不可行，單村或者集中聯(lián)片的幾個村莊集中收集污水后，規(guī)劃建設(shè)污水處理設(shè)施;
③單獨分散處理模式，因居住分散、地形復(fù)雜、污水難以集中收集，宜以組團(tuán)為單元，分區(qū)收集污水，每個區(qū)域污水單獨處理。所以，污水處理模式應(yīng)采取“銜接地方規(guī)劃、合理利用資源、聽取群眾意見、科學(xué)規(guī)劃設(shè)計”的原則來確定。
2．2污水處理工藝
目前，國內(nèi)外污水處理技術(shù)從工藝原理上基本可分為自然處理系統(tǒng)和生化處理系統(tǒng)兩類。自然處理系統(tǒng)主要是利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理進(jìn)行污水處理的系統(tǒng)，或稱為生態(tài)處理系統(tǒng)。常用的有:人工濕地處理系統(tǒng)(水平流、垂直流)、地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)、塘處理系統(tǒng)等。生化處理系統(tǒng)又分為好氧生化處理和厭氧生化處理。好氧生化處理主要是通過動力給污水充氧，培養(yǎng)好氧微生物菌種，利用好氧微生物的分解，消耗吸收污水中的有機(jī)質(zhì)、氮及磷等。常用的有活性污泥法、A/O法、生物轉(zhuǎn)盤法、SBＲ法等。厭氧生化處理主要是利用厭氧微生物的代謝過程，在無需氧氣的情況下把有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物。常用的有厭氧接觸法、厭氧濾池、UASB升流式厭氧污泥床等。針對農(nóng)村地區(qū)特點，常用污水處理技術(shù)有以下幾種。
1)人工濕地處理技術(shù)。有條件的村莊，可充分利用現(xiàn)有的農(nóng)田灌排渠道與附近的荒地、廢塘、洼地和沼澤地等，建設(shè)人工濕地處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般由人工基質(zhì)和生長在其上的沼生植物(蘆葦、香蒲等)組成，是一種獨特的“土壤一植物一微生物”生態(tài)系統(tǒng)，利用各種植物、動物、微生物和土壤的共同作用，逐級過濾和吸收污水中的污染物，達(dá)到凈化污水的目的。濕地處理系統(tǒng)工藝設(shè)備簡單、管理方便、能耗低、工程基建低、運行費用低，能耐受沖擊負(fù)荷，凈化出水水質(zhì)良好、穩(wěn)定。缺點是占地面積大，需要解決土壤和水中的充分供氧及受氣溫和植物生長季節(jié)的影響等問題。人工濕地可與穩(wěn)定塘等其他工藝聯(lián)合運用，例如重慶大學(xué)的蔡明凱等人采用厭氧生物濾池－人工濕地－生態(tài)塘工藝處理養(yǎng)殖廢水，經(jīng)過各單元的處理，CODcr去除率約為80．30%，SS去除率約為94．69%，NH3－N去除率約為73．39%，TP的去除率約為86．78%，出水濃度能夠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B標(biāo)準(zhǔn)。
2)地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)。適合于農(nóng)戶居住的土地較分散，且村莊周邊往往有閑置荒地。地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)是一種基于自然生態(tài)原理，予以工程化、實用化而創(chuàng)造出的一種小規(guī)模污水凈化工藝技術(shù)，是將污水有控制地投配到經(jīng)過一定構(gòu)造、距地面約50cm深和具有良好擴(kuò)散性能的土層中，投配污水緩慢通過布水管周圍的碎石和砂層，在土壤毛管作用下向附近土層中擴(kuò)散。表層土壤中有大量微生物，作物根區(qū)處于好氧狀態(tài)，污水中的污染物質(zhì)被過濾、吸附、降解。由于負(fù)荷低，停留時間長，水質(zhì)凈化效果好。地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)建設(shè)容易、維護(hù)管理簡單、基建投資少、運行費用低;把整個處理裝置放在地下，不損害景觀，不產(chǎn)生臭氣。缺點是占地面積大，易滋生蚊蠅，冬季運行效果差。清華大學(xué)在2000年國家科技部重大專項中，首先在農(nóng)村地區(qū)推廣應(yīng)用地下土壤滲濾系統(tǒng)，并取得了良好效果:對生活污水中的有機(jī)物和氮、磷等均具有較高的去除率，CODcr、BOD5、NH3－N和TP的去除率分別達(dá)到80%、90%、90%和98%。
3)好氧生物處理系統(tǒng)。好氧生物處理系統(tǒng)是現(xiàn)階段污水處理中最常用的一種處理技術(shù)。好氧生物處理工藝眾多，各有優(yōu)缺點。選擇時要根據(jù)實際情況仔細(xì)論證和比選，注重經(jīng)濟(jì)適用。生物處理法就是通過風(fēng)機(jī)等設(shè)備給污水輸氧，培養(yǎng)生物菌種和微生物。通過菌種和微生物把污水中的大部分有機(jī)物分解為無污染的CO2、水等物質(zhì)，少部分合成為細(xì)胞物質(zhì)，促使微生物增長，并以剩余污泥的形式排出，使污水得以凈化排放。如SBＲ法，集曝氣、沉淀、排水功能于一體，不斷地轉(zhuǎn)換，省去了傳統(tǒng)的污泥回流設(shè)備，大大降低了建設(shè)費用;A2O法具有脫氮、除磷功能，還有如生物轉(zhuǎn)盤處理工藝、膜生物反應(yīng)器處理工藝等。生物處理法和自然處理系統(tǒng)比較，占地面積小，抗氣候等外界影響的能力強(qiáng)，處理穩(wěn)定、效率高，但基建投資、運行成本要高于自然處理系統(tǒng)。
4)厭氧生物處理系統(tǒng)。厭氧生物處理技術(shù)是在厭氧條件下，兼性厭氧和厭氧微生物群體將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CH4和CO2的過程，又稱為厭氧消化。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態(tài)可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧消化無需攪拌和供氧，動力消耗少;能產(chǎn)生大量含甲烷的沼氣，可用于發(fā)電和家庭燃?xì)?可高濃度進(jìn)水，保持高污泥濃度。厭氧處理工藝在我國有很長的歷史，我國農(nóng)民在古代早已開始應(yīng)用厭氧發(fā)酵技術(shù)漚制糞肥，進(jìn)行糞便無害化處理，而且至今仍在應(yīng)用。我國是世界上利用厭氧消化技術(shù)制取和利用沼氣最早的國家之一?，F(xiàn)在，厭氧沼氣池處理污水技術(shù)在我國中東部地區(qū)應(yīng)用較廣。厭氧沼氣池將污水處理與沼氣的利用有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了污水的資源化，是最能體現(xiàn)環(huán)境效益和社會效益結(jié)合的農(nóng)村生活污水處理方式。農(nóng)村地區(qū)可根據(jù)實際情況，采取沼氣池與其他污水處理工藝組合使用的模式來處理生活污水。江蘇省常州地區(qū)采用了“污水沼氣凈化處理+人工濕地”的污水處理方法，它在原來水壓式沼氣池的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)和提高，采取適當(dāng)?shù)倪^濾、沉淀和人工濕地的方法，目前這種污水處理模式在當(dāng)?shù)爻尚л^顯著。經(jīng)過各單位處理后，氨氮去除率達(dá)93%，總磷去除率達(dá)86%，出水水質(zhì)能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B排放標(biāo)準(zhǔn);其建設(shè)成本每戶約2500元，年維護(hù)費12．5元/人，非常經(jīng)濟(jì)。為此建議將厭氧沼氣池作為農(nóng)村生活污水初級處理措施與其他污水處理工藝組合使用，同時要重視對沼氣池出料口出沼液的收集和處理。
2．3污水收集系統(tǒng)
污水收集系統(tǒng)基本上由污水收集管網(wǎng)和調(diào)節(jié)構(gòu)筑物構(gòu)成。污水管道的選擇根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，建議DN＜400mm的污水管道采用UPVC(硬聚氯乙烯)雙壁波紋管，500mm≤DN≤600mm的采用PE(聚乙烯)雙壁波紋管，DN≥800mm采用鋼筋混凝土排水管。下面主要對調(diào)節(jié)構(gòu)筑物中化糞池與調(diào)節(jié)池進(jìn)行說明。
1)化糞池?；S池是污水收集系統(tǒng)中的重要單元，應(yīng)避免化糞池滲漏引起的二次污染。農(nóng)村改廁工作已成為農(nóng)村衛(wèi)生工作的重點，大部分農(nóng)戶建有沖水式衛(wèi)生廁所，污水經(jīng)過廁所進(jìn)入化糞池，然后進(jìn)入村莊污水管網(wǎng)。但多數(shù)化糞池結(jié)構(gòu)過于簡單，多采用12磚墻，沙漿抹面，從表面看做到了防滲，但由于化糞池埋深淺，經(jīng)過1a凍融后，化糞池多數(shù)會出現(xiàn)滲漏，給污水收集帶來困難。所以，村民家中化糞池應(yīng)根據(jù)實際加以維修和改造，避免滲漏，確保污水能進(jìn)入污水管網(wǎng)。
2)調(diào)節(jié)池。水量變化大是農(nóng)村污水的特點之一，白天幾個時段集中排水，夜間基本沒有排水。若污水收集系統(tǒng)中不設(shè)調(diào)節(jié)池，水量、水質(zhì)將都難以有效調(diào)節(jié)。水量大時，一方面由于污水沒有出路，只能直排，另一方面污水處理系統(tǒng)必須根據(jù)水質(zhì)變化情況，不斷調(diào)整運行參數(shù)，增加了管理難度。所以在污水收集系統(tǒng)中必須設(shè)調(diào)節(jié)池，并且調(diào)節(jié)池容積應(yīng)足夠大，水力停留時間達(dá)到6～8h為宜。
2．4污泥處置
在污水處理過程中會產(chǎn)生污泥，污泥中含有大量的有毒物質(zhì)，如寄生蟲卵、病源微生物、細(xì)菌、合成有機(jī)物及重金屬離子等。污泥處理就是要使污泥減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用。由于農(nóng)村污水處理站規(guī)模一般較小，產(chǎn)生的剩余污泥也相對較少，單獨對污泥進(jìn)行脫水或壓榨處理既不經(jīng)濟(jì)也不合理，只能妥善儲存，累積到一定量后拖走處理。建議農(nóng)村污水處理站對污泥處理采用“村收集，鎮(zhèn)運輸，縣處理”的模式，各村將剩余污泥貯存于污泥池，所屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)有關(guān)部門統(tǒng)一安排環(huán)衛(wèi)吸糞車運走，送至區(qū)縣集中處理。建議設(shè)計一個較大的污泥儲存池，能儲存污水處理站半年左右的剩余污泥量。
