農村生活污水治理問題探析及處理技術

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農村生活污水治理問題探析及處理技術

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（1.桂潤環境科技股份有限公司，廣西 南寧 530200；2.廣西壯族自治區生態環境監測中心，廣西 南寧 530028）

隨著我國經濟社會快速發展和“美麗鄉村”建設持續推進，農村污水治理已成為改善農村人居環境重要和緊迫的課題。文章就農村生活污水治理問題進行分析，介紹了目前適合農村生活污水治理的技術，并對農村生活污水的治理提出對策及建議，以期為農村生活污水治理的模式設計、技術選擇提供參考。

農村；生活污水；處理技術

引言

隨著我國經濟社會快速發展和“美麗鄉村”建設深入推進，農村污水治理已成為改善農村人居環境重要和緊迫的課題。農村污水主要來自農村生活及生活所產生的廢水。截至2021年，全國農村人口約5.09億，共有行政村691 510個、自然村約261.7萬個[1]。全國第二次污染源普查結果顯示[2]，農村生活污水年排放量為75.91億噸，因污水排放而導致的面源污染問題日益突出，嚴重影響農村生態環境、村民身體健康和幸福生活指數。因此，農村生活污水治理問題亟待解決。

1　農村生活污水治理的問題

農村生活污水主要指農村村民生活活動所產生的污水，主要由涮米、洗菜、刷鍋等廚余污水，洗漱、洗衣等洗滌污水以及水沖式廁所產生的廁所污水三部分組成。目前，受地域、經濟、文化和習慣等因素的制約，農村污水治理主要存在以下問題。

1.1　部分村民環境保護意識薄弱

目前，環境污染對農村生產生活的影響較低，加上部分農村居民文化程度不高，環境保護的意識不強。部分農村居民難以改變固有的習慣和觀念，農村生活污水長期直灑地面、任意排放的現象十分普遍。一些村民不理解、不支持、不配合政府的污水治理工作，不愿接入污水管網，甚至找借口阻撓施工，使農村生活污水治理工作存在一定的困難。

1.2　部分基礎設施建設相對滯后

截至2020年底，我國農村生活污水治理率僅為25.5%[3]，覆蓋率低，基礎薄弱。農村人口密度小，居住分散，修建污水處理設施工程量和投資巨大，部分地區雖然有國家財政補貼和補助資金，但缺少建設污水管網的地方財政配套資金，也沒有資金和技術保障后期的運營管理工作，加上農村生活污水治理的公益性質，地方政府不重視市場培育，社會資本參與的積極性不高，農村生活污水治理仍然面臨建設、投資、運維等資金缺口較大的實際問題。

1.3　生活污水排放和收集相對困難

農村污水收集困難主要表現在以下兩個方面：一是農村常住人口較少而且不集中，缺少與之相配套的排放和收集系統（如污水排放管網、分戶收集系統、分散收集系統、集中收集系統等）；二是農村生活污水排放量不穩定，波動變化大，受村民日常生活作息習慣、節假日村民大量回村等因素影響，農村生活污水排放表現出白天水量居多、夜晚水量很少、節假日排放量劇增的特點，總體呈現明顯的季節性和階段性激增變化規律。這些特征均為農村污水治理帶來了較大困難。

2　農村生活污水治理技術

《農村人居環境整治提升五年行動方案》（2021—2025年）[4]（以下簡稱《行動方案》）提出堅持因地制宜、突出分類施策，結合不同村莊情況，選擇符合當地實際條件的治理技術及方案。隨著近年來污水治理技術的不斷發展，目前適用于農村生活污水處理技術主要有5種，分別為廢水穩定塘、人工濕地污水處理系統、蚯蚓生態濾池、地下土壤滲濾系統、一體化設備工藝等。

2.1　廢水穩定塘

廢水穩定塘屬于生物處理技術，主要利用自然生物的凈化功能來凈化污水。與其他污水處理技術相比，廢水穩定塘具有建設和運營成本很低、處理效果優異、污泥產量少等優點，廣泛應用于國內外的生活污水和工業廢水處理。美國有超過7 000座廢水穩定塘，德國和法國分別有超過2 000座、1 500座廢水穩定塘，我國規模較大的穩定塘有齊齊哈爾穩定塘、西安漕運河穩定塘、山東膠州穩定塘等，日處理污水量分別為20萬m3、17萬m3和3萬m3[5,6]。

高效藻類塘系統是一種改良穩定塘系統，1963年由美國加州大學伯克利分校的Oswald提出并發展[7]。高效藻類塘系統主要通過藻類產生氧氣、微生物降解有機物產生營養物質，強化藻類和細菌之間的共生關系和相互作用，實現對污染物的高效處理。高效藻類塘具有塘深較淺、可進行連續攪拌、停留時間較短和可以安裝攪拌裝置等特點。目前，該技術在美國、德國、法國、巴西、以色列、泰國、印度等國都有應用。

鄭效旭等[8]對廢水穩定塘處理養殖廢水工藝進行研究，通過廢水穩定塘耦合SBR工藝對廢水進行深度處理。結果表明，該耦合工藝對養殖廢水主要污染物的去除效果顯著，對氨氮、TP、TN、COD的去除率最高分別可達80%、83%、79%、65%，經耦合工藝處理后的廢水水質滿足畜禽養殖業污染物排放的要求，可達標排放。

徐耀鵬[9]采用模擬的方法，研究穩定塘、UASB、SBR及三種技術組合工藝對養殖業廢水的處置效果，模擬出最優工藝參數；根據模擬工藝參數處理現場高濃度養殖廢水，結果表明，采用穩定塘、UASB、SBR三種技術的組合工藝處理的出水水質到國家規定的畜禽養殖污染物排放標準值；組合工藝對高濃度養殖廢水COD、氨氮、SS的去除率最高分別可達98.9%、95.1%、93.7%，出水中COD、氨氮、SS的平均值分別為240.8 mg/L、46.5 mg/L、80.7 mg/L，可達標排放。

2.2　人工濕地污水處理系統

人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制地投配到經人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用，對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收的作用。

張瑞斌等[10]探索將鋁污泥作為填料運用到人工濕地中，并聯合A/O工藝處理農村生活污水。結果表明，人工濕地+鋁污泥填料+A/O的組合工藝對污水的處理效果良好，而且工藝出水水質穩定，對廢水中氨氮、總氮、總磷、CODCr 的平均去除率分別可達76.22%、81.58%、82.33%、86. 50%，經組合工藝處理后，出水水質可以達到城鎮污水處理廠污染物排放一級標準。

李冬馨等[11]在現有的人工濕地工藝基礎上，根據北方高寒地區農村生活污水的特點，通過增加曝氣和保溫兩種方式進行工藝優化，開發出生物接觸氧化+潛流人工濕地組合強化工藝。該組合工藝可以有效提高高寒地區農村生活污染氨氮、TP、COD的去除率，在冬季能夠持續、高效、穩定地運行，出水濃度能滿足一級A標要求。

近年來，人工濕地示范工程已經出現在我國廣東、云南、山東等地，這些示范工程都取得了不錯的效果，未來將有更多的人工濕地示范工程。這些示范工程的不斷涌現表明，人工濕地技術適合應用于我國農村生活污染處理，具有廣闊的應用前景。

2.3　蚯蚓生物濾池

蚯蚓生物濾池是一種綠色友好型污水處理技術，主要利用蚯蚓提高土壤的通透性和促進有機物的降解，從而達到污水凈化目的。蚯蚓生態濾池不需要初沉池、二沉池、曝氣池等，具有工藝簡單、處置流程短、建設和運行管理成本低、處置效果好等特點，在農村生活污水處理中有廣闊的發展前景。

楊健等[12]研究了蚯蚓生物濾池的水力負荷對農村生活污水的處理效果及蚯蚓生存狀態的影響，結果表明，在其他條件不變的情況下，蚯蚓生物濾池對農村生活污水的處理效果及蚯蚓生存狀態與水力負荷呈現顯著的負相關性。

方彩霞等[13]以蚯蚓生態濾池的濾料為切入點，對傳統濾料進行改進，研究了改進后蚯蚓生態濾池對農村生活污水的處理效果，結果表明，改進后工藝處理效果良好，對COD、氨氮、TP的去除率最高分別可達93.3%、99.03%、96.49%。

郭飛宏等[14]研究了多級蚯蚓生態濾池對農村生活污水處理效果，考察了該系統對污水中總氮、總磷、化學需氧量、氨氮的去除效果。結果表明，多級蚯蚓生態濾池處理農村生活污水效果良好，出水水質可以達到相應要求。

2.4　地下土壤滲濾系統

地下土壤滲濾系統是一種主要通過毛細管浸潤和土壤滲透，以及利用微生物、植物根系的降解作用將污水凈化的技術。地下土壤滲濾系統具有管理便捷、單位處理成本低、沒有難聞氣味、出水水質優良等特點。在工程應用中，地下土壤滲濾系統一般由兩個主要系統組成，分別為地下滲濾系統、化糞處置系統。地下土壤滲濾系統可以用于居住分散的農村生活污水處理，污水經地下滲濾凈化后可以實現二次利用。

王勇等[15]研究實際工程中地下土壤滲濾系統的處理效果，結果表明，滲濾系統對有機污染物有很好的去除能力和較高的穩定性。在較高負荷下，出水COD濃度普遍低于20 mg/L，BOD5濃度低于15 mg/L，氨氮濃度普遍低于3.0 mg/L，TP低于1.0 mg/L。

田寧寧等[16]對土壤毛細管滲透工藝進行長達6年的研究，結果表明，該系統對生活污水的處理效果較好，經土壤毛細管滲透工藝處理后，生活污水中的氨氮去除率大于90%，化學需氧量去除率大于80%，總磷去除率大于98%，生化需氧量去除率大于90%。

牛澤南等[17]在傳統多介質土壤層（MSL）滲濾系統基礎上，使用紫色土、鐵屑和稻殼炭作為改良土壤混合層（SML）填料，沸石、礫石作為通水層（PL）填料，將４個MSL過濾單元連接組成四級MSL多介質土壤層滲濾系統，可實現低溫環境下生活污水的有效處理。

2.5　一體化設備工藝

一體化設備工藝是預制的污水就地處理設施，通過在工廠進行預裝配，然后將預裝配的設備運輸至項目地點使用。一體化設備工藝是集成處理設施，根據工程需要可以將預處理至深度處理全過程污水處理工藝集合于一體。由于其超高的集成性，與其他傳統污水處理工藝相比，具有操作簡單、處理效率高、單位處理成本低等優點。同時一體化設備工藝還可以耦合在線監控設備，實現污水處理全過程的智能化控制。一體化設備工藝將是農村分散生活污水處理的發展趨勢。

膜生物反應一體化裝置在國內外應用非常廣泛，裴亮等[18]研究了IMBR膜生物反應一體化裝置對農村生活污水中氨氮、濁度、COD等污染物的去除效果。結果表明，IMBR工藝處理效果較好，在一定的pH范圍內，對氨氮、濁度、COD的平均去除率分別可達93.8%、97.9%、93.1%，出水水質滿足《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2005）的要求。

嚴子春等[19]為解決農村生活污水處理成本過高的問題，將強化混凝技術與A/O生物接觸氧化法聯用，開發了以太陽能光伏發電為動力的強化混凝光伏動力一體化污水處理裝置，與常規處理相比可節約污水處理動力成本4.155元/m3。尤立等[20]構建了基于改良型UCT工藝的一體化農村生活污水處理系統，通過改變污泥回流方式，有效解決了系統的脫氮除磷效果問題，并應用在江蘇省常州市鐘樓區鄒區鎮。經過超2年的穩定運行，已建成的9套設備出水水質均滿足江蘇省相關標準。趙會芳等[21]對農村污水一體化設備工藝進行了研究，對當前一體化設備工藝的主要技術工藝原理進行了分析，重點介紹了適合農村污水特點的新型IFAS、VFL一體化設備工藝。

3　農村生活污水治理的對策及建議

3.1　科學合理進行統籌決策

地方政府應以《行動方案》為指導進行高位統籌和決策。農村生活污水治理需要加強規劃引導，充分評估項目建設的必要性并按國家政策要求推廣項目，不做華而不實、勞民傷財的政績和形象工程。充分調查研究，結合地方經濟實力和農村人口分布、生活習慣、區位條件、地域地貌等，積極采納不同行業和領域相關人員意見，提高決策的準確性。合理安排項目建設時序，特別在資金有限的情況下，可結合地貌類型等實施分期建設，不能一蹴而就。

3.2　綜合考量優化項目管理

目前，PPP、EPCO是國內農村生活污水治理項目的兩種主要管理模式。在建設資金已經落實且資金成本較低的情形下，優先考慮EPCO模式；在當期政府財政支出能力有限、項目總投資較大且財政承受能力未超紅線的情形下，優先考慮PPP模式；在項目投資較大、建設資金有缺口且財政承受能力空間有限的情形下，則需要綜合考慮多種模式。無論采用哪種模式，都需要結合政府財政支出、建設資金落實、項目進度要求等多方面情況進行綜合考量。

3.3　因地制宜選擇治理模式

按照“千村千策”的原則，選擇符合農村實際的生活污水治理模式。在技術模式上，應以資源化利用和可持續治理為導向，優先推廣運行費用低、管護簡便和可資源化利用的治理技術。在處理模式上，人口相對密集和距城區較近的村鎮，可采用納管式或集中式處理，以提高污水處理的效果和運行管理的保障能力；山村或人口相對分散的區域可采用分散式處理。在處理規模上，應按農村常住人口進行規模設計，且無需預留遠期處理規模，避免出現進水量不足和建設資金浪費現象。

3.4　科技支撐提升監管能力

信息科技是時代的潮流。國務院《“十四五”推進農業農村現代化規劃》[22]提出“加快實施數字鄉村建設，建立和推廣應用農業農村大數據體系”，為實施建立區域污染監控預警技術平臺提供了政策支撐。目前，衛星、航空和無人機等水質遙感監測手段在部分區域已經得到應用，但其中設備因昂貴、操作復雜、監測不全等問題，使其不易普及。因此，研發便宜便攜、快速監測、穩定傳輸的設備，建立起區域污染數據動態采集和穩定傳輸體系，應是數字時代農村污水治理的重要內容。

3.5 重視宣傳提高公眾意識

在環境保護意識還比較薄弱的廣大農村地區推行污水治理項目，需要加大環境政策的宣傳力度，通過新媒體、廣播、電視、網絡等方式，提高廣大村民的環境保護意識，爭取最大的擁擠和支持。地方政府應給予村民一定的自主決策權，提高村民對環境保護的積極性和參與度。同時應盡量避免項目建設對當地村民生產生活帶來過多的困擾，杜絕無故侵占道路、耕地、宅基地等與民爭利情況的出現。

4 結束語

農村生活污水治理是建設“美麗鄉村”的重要內容，應該受到國家和社會的更多關注和重視，以及更多的資源投入。目前，農村生活污水治理存在基礎設施相對滯后、污水治理缺乏資金保障、生活污水點多量小、排放和收集相對困難、村民環境保護意識薄弱等問題，導致治理困難。在進行農村生活污水治理時，應該根據我國農村生活污水的特點及各農村的實際情況，科學合理進行統籌決策，綜合考量優化項目管理，并因地制宜選擇治理模式，通過科技提升后續的監管能力，最后還要重視宣傳提高公眾環保意識。

[1]國家統計局. 第七次全國人口普查公報[Z]. 北京: 國家統計局，2021.

[2]生態環境部. 第二次全國污染源普查公報[Z]. 北京: 生態環境部，2020.

[3]生態環境部. 生態環境部有關負責人就《農業農村污染治理攻堅戰行動方案(2021－2025年)》答記者問[EB/OL]. https://www.mee.gov.cn/ywdt/zbft/202201/t20220129_968602.shtml，2022-1-29.

[4]新華社. 中共中央辦公廳國務院辦公廳印發《農村人居環境整治提升五年行動方案(2021－2025年)》[EB/OL]. http://www.gov.cn/xinwen/2021-12/05/content_5655984.htm，2021-12-5.

[5]劉華波，楊海真. 穩定塘污水處理技術應用現狀與發展[J]. 天津城市建設學院學報，2003，1(9): 19-22.

[6] 韓雪. 穩定塘工藝處理農村生活污水的模擬實驗研究[D]. 哈爾濱: 東北農業大學，2011.

[7] 許春華，周琪. 高效藻類塘的研究與應用[J]. 環境保護，2001(8): 41-43.

[8] 鄭效旭，李慧莉，徐圣君，等. SBR串聯生物強化穩定塘處理養豬廢水工藝優化[J]. 環境工程學報，2020，(14): 1503-1511.

[9] 徐耀鵬. UASB、SBR、穩定塘組合工藝處理高濃度養殖廢水研究[D]. 成都: 成都理工大學，2011.

[10] 張瑞斌，奚道國，王樂陽，等. AO+鋁污泥填料人工濕地組合工藝處理農村生活污水的效果[J]. 環境工程技術學報，2019，9(2): 145-150.

[11] 李冬馨，邱珊，馬放，等. 生物接觸氧化/潛流人工濕地組合工藝處理北方生活污水的研究[J]. 牡丹江大學學報，2016，25(4): 141-144.

[12] 楊健，楊鍵，楊居川，等. 水力負荷對蚯蚓生物濾池污水處理效果的影響[J]. 環境科學，2008，29(7): 1890-1896.

[13] 方彩霞，羅興章，鄭正，等. 改進型蚯蚓生態濾池處理生活污水研究[J]. 中國給水排水，2009，25(1): 22-25.

[14] 郭飛宏，方彩霞，羅興章，等. 多級蚯蚓生態濾池處理生活污水研究[J]. 環境化學，2010，29(6): 1096-1100.

[15] 王勇，鄧凱洋. 地下土壤滲透系統在農村生活污水分散處理工程中的設計及應用[J]. 城市道橋與防洪，2010(9): 191-195.

[16] 田寧寧，楊麗萍，彭應登. 土壤毛細管滲濾處理生活污水[J]. 中國給水排水，2000，16(5): 12-15.

[17] 牛澤南，鮑安紅，豆玉婷，等. 多介質土壤層滲濾系統處理農村生活污水冬季運行效果研究[J]. 西南大學學報(自然科學版)，2022，44(2): 154-160.

[18] 裴亮，劉慧明，莫家玉，等. 體化膜生物反應器處理農村生活污水試驗研究[J]. 水處理技術，2012，38(2): 104-111.

[19] 嚴子春，高建軍，劉光琰. 光伏動力一體化裝置處理農村生活污水[J]. 水處理技術，2022，48(3): 128-144.

[20] 尤立，劉平，胡春明. 改良型UCT工藝在農村生活污水處理中的應用[J]. 環境工程學報，2022，16(2): 651-658.

[21] 趙會芳，何國鋼，鐘翔，等. 農村污水一體化設備工藝研究新進展[J]. 農業與技術，2022，42(1): 61-64.

[22]王俊嶺. 國務院正式發布《“十四五”推進農業農村現代化規劃》——農業農村現代化按下“快進鍵”[EB/OL]. http://www.gov.cn/xinwen/2022-02/15/content_5673545.htm 2022-2-15.

Analysis and Treatment Technology of Rural Domestic Sewage Treatment

With the rapid development of China's economy and society and the continuous promotion of the construction of "beautiful countryside", rural sewage treatment has become an important and urgent topic to improve the rural living environment. This paper analyzes the problems of rural domestic sewage treatment, introduces the current technologies suitable for rural domestic sewage treatment, and puts forward countermeasures and suggestions for rural domestic sewage treatment, in order to provide reference for the mode design and technology selection of rural domestic sewage treatment.

countryside; domestic sewage; processing technology

X52

A

1008-1151(2022)12-0022-04

2022-10-10

閉道軍（1982－），男，廣西南寧人，桂潤環境科技股份有限公司環保工程師，研究方向為環境監測。