農村生活污水處理方法研究

高新亞

（漯河市生態環境局舞陽分局，河南漯河 462400）

0 引言

農村生活污水處理的難點在于農村居住相對比較分散。部分地區還存在較大的地勢差異及水質水量波動等特點，缺乏污水收集和有效的處理模式，這使得城市生活污水的處理方法在農村地區較難適用[1]。因此，因地制宜分散處理更加適合我國農村，戶用型污水收集裝置、小型污水處理裝置及輸送管網優化是農村生活污水處理系統的重要內容。

1 農村生活污水處理的關鍵問題

1.1 傳統處理方法已不適用

隨著我國經濟的不斷發展，農民生活質量也逐步提高。農家生活污水與城市生活污水，只有量的區別，主要是廁所、洗滌、洗澡、廚房等生活污水。由于廁所和廚房廢水中含有固體顆粒物，小口徑的下水管網易于阻塞，而且傳統的化糞池，已經解決不了生活污水的污染問題。另外，廁所廢水的BOD的負荷低于其他廢水，所以一體化收集處理十分重要[2]。隨著農村尤其是城市郊區，農民生活水平的明顯提高，家庭生活污水中洗滌洗澡、廚房廢水的BOD遠高于廁所廢水，所以農戶生活污水全收集并加以處理是未來農村生活污水處理的發展方向。

1.2 污水收集難度大

由于農村的自然風貌，居住分散、地勢差異大、污水波動大以及受季節、環境溫度的影響，很難像城市那樣，建立投資巨大的下水道管網。因此，應因地制宜，實行分散式處理與相對集中的相結合的模式，減少對管網的建設投資。農村下水管網投資巨大，降低管網建設投資，就必須降低下水管道的管徑。這不僅可以減少施工難度，還可以大大節省材料的投資。但如何確保管道不被堵塞是一個很大的難題。

農村生活污水處理，重點應該放在收集上。力爭做到全收集，否則農村生活污水處理排放標準就失去意義。所以，在污水的收集設施選擇上，小型處理設備應該標準化，避免鐵制產品，因為污水對鐵制產品的腐蝕性很大。而且，對于處理設備來說，要有足夠的壽命周期，一般是30～50年，鐵制產品很難實現。這也使得裝備的材質要有一定的選擇性。

1.3 處理裝備對集成技術要求高

處理裝備、生化處理屬于生態型的處理模式，應該是農村生活污水處理的首選。如何確保長期穩定運行、操作費用低，需要過硬的集成技術才能實現。例如，農村生活污水的礦化、脫氮、除磷、污泥零排放等處理裝備，往往都集成了其他相關的技術。對操作人員的技術水平要求很高。而農村地區生活污水的處理，需要考慮其專業人員、成本、技術的可行性，這些都是處理農村污水過程中需要深入思考的重要問題。

2 農村生活污水的主要處理方法

2.1 集中式資源化利用治理方式

集中式資源化利用治理方式，適用于人口規模100～400人或生活污水產生量每天在5～20 m3的自然村。對于住戶相對集中、有利于建設管道、黑水灰水能單獨收集、周邊受納體消納能力強的村莊，一般采用黑水分流+戶用化糞池/隔油池（格柵）+厭氧發酵池/預處理設施+貯存池+資源化利用的模式。黑水灰水單獨收集并實現資源化利用。黑水通過管道、吸糞車或其他方式收集，引至集中式化糞池、厭氧發酵池等處理后，用于農田、果園、林地等進行資源化利用?；宜占?，就地就近用于庭院綠化及房前屋后花園、果園等；或通過管道（溝渠）收集至預處理（厭氧發酵池或生態措施）等處理，并滿足《農田灌溉水質標準》后，就地就近引入農田、果園、林地等進行資源化利用。

對于住戶相對集中、有利于建設管道、黑水灰水不能單獨收集、周邊受納體消納能力強的村莊，一般采用黑水合流+預處理設施+貯存池+資源化利用的模式。黑水灰水合并收集并實現資源化利用。通過管道收集至村莊厭氧發酵池（生態處理）等方式處理，并滿足《農田灌溉水質標準》后進行資源化利用，不直接排入水體。

2.2 分散式資源化利用治理方式

分散式資源化利用治理方式，適用于人口規模小于100人或生活污水排放量每天小于5 m3的自然村。對于農戶分散分布、不利于建設管道，且戶與戶之間建有“四小園”的空地充足村莊，一般采用黑灰分流+化糞池/隔油池+溝渠生態化改造+房前屋后“四小園”的模式。黑水經化糞池無害化處理，灰水經隔油等戶用預處理設施處理，通過改造后的生態溝渠進入房前屋后的“四小園”澆施，對污水中的水資源及氮磷等營養物質進行再利用。

對于農戶居住分散、方便建設管道、村內無“四小園”、周邊受納體消納能力強的村莊，一般采用黑灰分流（合流）+化糞池/隔油池+貯存池+周邊農田、林地、菜地的模式。將黑水無害化后通過管道或暗渠引入貯存池，或直接用于村莊周邊農田、林地、菜地等進行資源化利用?；宜ㄟ^管道或暗渠接入村外的預處理設施或貯存池后，用于農田、林地、菜地等，利用農田、林地、菜地對污染物吸附、降解、吸收等能力，對污水中的水資源及氮磷等營養物質進行再利用，同時污水得以凈化。

對于農戶居住分散、周邊有蓄水塘的村莊，一般采用黑灰分流（合流）+化糞池/隔油池+貯存池+周邊蓄水塘的模式。污水經無害化處理或一定預處理后接入蓄水塘等消納處理，蓄水塘可通過配置相應水生植物系統等進行生態化改造。具有條件的可增加增氧曝氣裝置，防止水體黑臭。

對于使用旱廁、經濟條件較差、農戶分布分散且周邊有消納土地的偏遠農村地區，如高寒高海拔的牧區、高半山地帶、干旱缺水地區的農村單戶或聯戶，一般采用衛生旱廁+灰水收集池+資源化利用的模式。衛生旱廁糞污盡量就地就近堆漚腐熟后，進行資源化利用?；宜ㄟ^管道、暗渠收集接入收集池或自然水塘后資源化利用。

3 歸一模塊化凈化槽串并聯處理系統

3.1 處理系統概述

歸一模塊化凈化槽串并聯處理系統方法，能夠把各家生活污水納入到水解槽中。不管各家污水區別多大，經過生化處理后，都可轉化為類似的水溶性污水，采用小口徑管網，因地制宜，屬于一種分散化與集中化相結合的污水處理模式。選擇性地使用多戶聯用，直接與生態型污泥零排放的、可串并聯的凈化槽系統連接，進行生化降解的有效處理，可以實現無害化處理的目的。

該全收集水解槽目的是污水經預處理后，轉化為統一類型的可溶態污水，降低管網投資，減少后期的處理負荷（圖1）。廚房、洗浴、洗衣機及廚房排出的生活污水，不僅含有大量的固體顆粒物，而且還含有洗滌劑、肥皂、洗發劑等，需要有一個酸化水解過程，更為重要的是消減顆粒物，即浮渣。歸一模塊化凈化槽串并聯處理系統屬于生態型污泥零排放，不產生二次污染，處理成本低，便于維護，無需人員值守。

圖1 歸一模塊化水解槽

3.2 與傳統化糞池處理方法相比的優勢

全收集水解槽與傳統化糞池不同。首先，農戶生活污水全收集，而不僅是廁所污水。其次，構建了無動力好氧區，消解浮渣，減少清淤。再次，生物濾床抑制顆粒物的排出[3]。這樣后續的管網就可以使用小管徑，大大降低管網投資，又可避免堵塞問題，可實現多戶污水的連接，便于后續高效、穩定處理。

水解槽替代化糞池，解決了農戶污水的全收集，避免洗滌、洗澡及廚房廢水的污染，形成統一的可溶態污水。根據實際地勢地貌，使用較小管徑，即10 cm連接各戶，大大減少了傳統的管網投資費用。另外，后續的生物膜替代傳統的活性污泥法的生化處理設備凈化槽，實現了生態型污泥零排放的有效處理。

3.3 工藝流程

新型凈化槽的工藝流程不復雜。凈化槽主要由厭氧區、好氧區、沉淀區、消毒區、生物濾床、氣泵及氣體回流裝備構成。它利用污水中的硅酸鹽顆粒物自身的重力，使其自由沉降到底部，與污水分離。厭氧微生物產生的氣體使有機顆粒物以及膠體等上浮。好氧區的微生物及后生動物進一步快速分解所形成的浮渣。生物濾床增大了水相中的微生物濃度，加快了水解過程，可以降低后續的生化負荷，提高管道的流通性。曝氣區域可根據處理容量自由調節，還可通過曝氣大小進行調節，達到節能減排的目的。各區之間不相互干擾，污水逐步進入各區域，在微生物的作用下，被降解凈化。在處理效率上，優于日本的凈化槽，在后期的運維上，因非活性污泥法，基本實現無人值守（圖2）。

圖2 新型凈化槽的簡單地工藝流程圖

該水解槽集成技術能使污水預處理后，轉化為統一類型的可溶態污水，降低管網投資，減少后續的處理負荷。凈化槽集成技術能減少浮渣、抑制污泥、高效處理以及無人值守，減少了日本式凈化槽的定期清淤和排泥的復雜過程。二者優化組合，既可解決污水收集和輸送難題，也可減少農村管網建設投資；可單戶，也可多戶聯用；采用地埋形式，不受環境溫度影響，適合我國不同地域條件。

3.4 應用條件

水解槽和新型凈化槽組合的不同模式，有單戶型的、多戶聯用型、樓宇型，也有村莊集中型，并且通過地埋形式，解決了環境的影響，既適合南方農村，又適合北方農村[4]。為了能夠把凈化槽系統處理水質達到一級排放標準，適合于水源地、風景區等農村生活污水處理的要求，技術人員還為該處理系統設置了回流的A-O-A-O脫氮工藝。

該工藝采用點進水的方式，提供碳源，促進缺氧區的反硝化，實現深度脫氮，以及電除磷方法替代傳統的絮凝法和離子交換法，讓分子態的磷酸鹽在生態濾床中吸附沉積，實現對磷的深度處理。構建深度脫氮除磷凈化槽串并聯系統，通過礦化、脫氮、除磷、污泥減量化工藝的優化組合，不添加任何化學藥劑，形成生態型污泥零排放集成技術，實現達標排放。

3.5 應用效果

該項污水處理技術，自2015年推廣應用以來，目前已在河北邯鄲、安徽馬鞍山、山東德州、陜西、寧夏等地區，進行了大量的應用?，F有建成的凈化槽污水處理系統超過300多個，取得了良好的處理效果。由于其運營維護相對簡單，污水處理成本相對較低，未來農村地區生活污水處理可以進一步推廣這一較為先進的技術。

一體化凈化槽雖然可以很好地處理家庭生活污水，但畢竟體積大，生產的裝備由于制作成本較大，影響了推廣應用。因此，在后續的開發和技術創新過程中，要充分利用本身集成技術的核心，在此基礎上增加新技術。比如，漂浮生物填料，增加生化處理功能等。充分利用我國化糞池生產大國的優勢，發展化糞池產業鏈，并開發新的生態型處理裝備，滿足農村地區大量生活污水處理的需求。

4 結論

技術是科學與工程的橋梁。農村生活污水的處理，需要適合農村地區特點的技術。本文對當前比較成熟的污水處理方法，即歸一模塊化凈化槽串并聯處理系統，進行了詳細分析，有助于這一技術方法的推廣和運用，以期促進農村生活污水治理水平的不斷提升。