閉道軍 李 國 向銀華 薛天利 張　燕 李 方 梁 華 李靈知

農(nóng)村生活污水治理問題探析及處理技術(shù)

閉道軍1李 國1向銀華1薛天利1張燕1李 方2梁 華2李靈知1

（1.桂潤環(huán)境科技股份有限公司，廣西 南寧 530200；2.廣西壯族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，廣西 南寧 530028）

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展和“美麗鄉(xiāng)村”建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，農(nóng)村污水治理已成為改善農(nóng)村人居環(huán)境重要和緊迫的課題。文章就農(nóng)村生活污水治理問題進(jìn)行分析，介紹了目前適合農(nóng)村生活污水治理的技術(shù)，并對農(nóng)村生活污水的治理提出對策及建議，以期為農(nóng)村生活污水治理的模式設(shè)計、技術(shù)選擇提供參考。

農(nóng)村；生活污水；處理技術(shù)

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展和“美麗鄉(xiāng)村”建設(shè)深入推進(jìn)，農(nóng)村污水治理已成為改善農(nóng)村人居環(huán)境重要和緊迫的課題。農(nóng)村污水主要來自農(nóng)村生活及生活所產(chǎn)生的廢水。截至2021年，全國農(nóng)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(jié)果顯示[2]，農(nóng)村生活污水年排放量為75.91億噸，因污水排放而導(dǎo)致的面源污染問題日益突出，嚴(yán)重影響農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、村民身體健康和幸福生活指數(shù)。因此，農(nóng)村生活污水治理問題亟待解決。

1　農(nóng)村生活污水治理的問題

農(nóng)村生活污水主要指農(nóng)村村民生活活動所產(chǎn)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(chǎn)生的廁所污水三部分組成。目前，受地域、經(jīng)濟(jì)、文化和習(xí)慣等因素的制約，農(nóng)村污水治理主要存在以下問題。

1.1　部分村民環(huán)境保護(hù)意識薄弱

目前，環(huán)境污染對農(nóng)村生產(chǎn)生活的影響較低，加上部分農(nóng)村居民文化程度不高，環(huán)境保護(hù)的意識不強(qiáng)。部分農(nóng)村居民難以改變固有的習(xí)慣和觀念，農(nóng)村生活污水長期直灑地面、任意排放的現(xiàn)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(wǎng)，甚至找借口阻撓施工，使農(nóng)村生活污水治理工作存在一定的困難。

1.2　部分基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對滯后

截至2020年底，我國農(nóng)村生活污水治理率僅為25.5%[3]，覆蓋率低，基礎(chǔ)薄弱。農(nóng)村人口密度小，居住分散，修建污水處理設(shè)施工程量和投資巨大，部分地區(qū)雖然有國家財政補(bǔ)貼和補(bǔ)助資金，但缺少建設(shè)污水管網(wǎng)的地方財政配套資金，也沒有資金和技術(shù)保障后期的運(yùn)營管理工作，加上農(nóng)村生活污水治理的公益性質(zhì)，地方政府不重視市場培育，社會資本參與的積極性不高，農(nóng)村生活污水治理仍然面臨建設(shè)、投資、運(yùn)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(nóng)村污水收集困難主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是農(nóng)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(tǒng)（如污水排放管網(wǎng)、分戶收集系統(tǒng)、分散收集系統(tǒng)、集中收集系統(tǒng)等）；二是農(nóng)村生活污水排放量不穩(wěn)定，波動變化大，受村民日常生活作息習(xí)慣、節(jié)假日村民大量回村等因素影響，農(nóng)村生活污水排放表現(xiàn)出白天水量居多、夜晚水量很少、節(jié)假日排放量劇增的特點，總體呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性和階段性激增變化規(guī)律。這些特征均為農(nóng)村污水治理帶來了較大困難。

2　農(nóng)村生活污水治理技術(shù)

《農(nóng)村人居環(huán)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(jié)合不同村莊情況，選擇符合當(dāng)?shù)貙嶋H條件的治理技術(shù)及方案。隨著近年來污水治理技術(shù)的不斷發(fā)展，目前適用于農(nóng)村生活污水處理技術(shù)主要有5種，分別為廢水穩(wěn)定塘、人工濕地污水處理系統(tǒng)、蚯蚓生態(tài)濾池、地下土壤滲濾系統(tǒng)、一體化設(shè)備工藝等。

2.1　廢水穩(wěn)定塘

廢水穩(wěn)定塘屬于生物處理技術(shù)，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(shù)相比，廢水穩(wěn)定塘具有建設(shè)和運(yùn)營成本很低、處理效果優(yōu)異、污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外的生活污水和工業(yè)廢水處理。美國有超過7 000座廢水穩(wěn)定塘，德國和法國分別有超過2 000座、1 500座廢水穩(wěn)定塘，我國規(guī)模較大的穩(wěn)定塘有齊齊哈爾穩(wěn)定塘、西安漕運(yùn)河穩(wěn)定塘、山東膠州穩(wěn)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(tǒng)是一種改良穩(wěn)定塘系統(tǒng)，1963年由美國加州大學(xué)伯克利分校的Oswald提出并發(fā)展[7]。高效藻類塘系統(tǒng)主要通過藻類產(chǎn)生氧氣、微生物降解有機(jī)物產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)，強(qiáng)化藻類和細(xì)菌之間的共生關(guān)系和相互作用，實現(xiàn)對污染物的高效處理。高效藻類塘具有塘深較淺、可進(jìn)行連續(xù)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(shù)在美國、德國、法國、巴西、以色列、泰國、印度等國都有應(yīng)用。

鄭效旭等[8]對廢水穩(wěn)定塘處理養(yǎng)殖廢水工藝進(jìn)行研究，通過廢水穩(wěn)定塘耦合SBR工藝對廢水進(jìn)行深度處理。結(jié)果表明，該耦合工藝對養(yǎng)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(dá)80%、83%、79%、65%，經(jīng)耦合工藝處理后的廢水水質(zhì)滿足畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放的要求，可達(dá)標(biāo)排放。

徐耀鵬[9]采用模擬的方法，研究穩(wěn)定塘、UASB、SBR及三種技術(shù)組合工藝對養(yǎng)殖業(yè)廢水的處置效果，模擬出最優(yōu)工藝參數(shù)；根據(jù)模擬工藝參數(shù)處理現(xiàn)場高濃度養(yǎng)殖廢水，結(jié)果表明，采用穩(wěn)定塘、UASB、SBR三種技術(shù)的組合工藝處理的出水水質(zhì)到國家規(guī)定的畜禽養(yǎng)殖污染物排放標(biāo)準(zhǔn)值；組合工藝對高濃度養(yǎng)殖廢水COD、氨氮、SS的去除率最高分別可達(dá)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(dá)標(biāo)排放。

2.2　人工濕地污水處理系統(tǒng)

人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制地投配到經(jīng)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(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收的作用。

張瑞斌等[10]探索將鋁污泥作為填料運(yùn)用到人工濕地中，并聯(lián)合A/O工藝處理農(nóng)村生活污水。結(jié)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(zhì)穩(wěn)定，對廢水中氨氮、總氮、總磷、CODCr 的平均去除率分別可達(dá)76.22%、81.58%、82.33%、86. 50%，經(jīng)組合工藝處理后，出水水質(zhì)可以達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放一級標(biāo)準(zhǔn)。

李冬馨等[11]在現(xiàn)有的人工濕地工藝基礎(chǔ)上，根據(jù)北方高寒地區(qū)農(nóng)村生活污水的特點，通過增加曝氣和保溫兩種方式進(jìn)行工藝優(yōu)化，開發(fā)出生物接觸氧化+潛流人工濕地組合強(qiáng)化工藝。該組合工藝可以有效提高高寒地區(qū)農(nóng)村生活污染氨氮、TP、COD的去除率，在冬季能夠持續(xù)、高效、穩(wěn)定地運(yùn)行，出水濃度能滿足一級A標(biāo)要求。

近年來，人工濕地示范工程已經(jīng)出現(xiàn)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(xiàn)表明，人工濕地技術(shù)適合應(yīng)用于我國農(nóng)村生活污染處理，具有廣闊的應(yīng)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(shù)，主要利用蚯蚓提高土壤的通透性和促進(jìn)有機(jī)物的降解，從而達(dá)到污水凈化目的。蚯蚓生態(tài)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(shè)和運(yùn)行管理成本低、處置效果好等特點，在農(nóng)村生活污水處理中有廣闊的發(fā)展前景。

楊健等[12]研究了蚯蚓生物濾池的水力負(fù)荷對農(nóng)村生活污水的處理效果及蚯蚓生存狀態(tài)的影響，結(jié)果表明，在其他條件不變的情況下，蚯蚓生物濾池對農(nóng)村生活污水的處理效果及蚯蚓生存狀態(tài)與水力負(fù)荷呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)性。

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

郭飛宏等[14]研究了多級蚯蚓生態(tài)濾池對農(nóng)村生活污水處理效果，考察了該系統(tǒng)對污水中總氮、總磷、化學(xué)需氧量、氨氮的去除效果。結(jié)果表明，多級蚯蚓生態(tài)濾池處理農(nóng)村生活污水效果良好，出水水質(zhì)可以達(dá)到相應(yīng)要求。

2.4　地下土壤滲濾系統(tǒng)

地下土壤滲濾系統(tǒng)是一種主要通過毛細(xì)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(shù)。地下土壤滲濾系統(tǒng)具有管理便捷、單位處理成本低、沒有難聞氣味、出水水質(zhì)優(yōu)良等特點。在工程應(yīng)用中，地下土壤滲濾系統(tǒng)一般由兩個主要系統(tǒng)組成，分別為地下滲濾系統(tǒng)、化糞處置系統(tǒng)。地下土壤滲濾系統(tǒng)可以用于居住分散的農(nóng)村生活污水處理，污水經(jīng)地下滲濾凈化后可以實現(xiàn)二次利用。

王勇等[15]研究實際工程中地下土壤滲濾系統(tǒng)的處理效果，結(jié)果表明，滲濾系統(tǒng)對有機(jī)污染物有很好的去除能力和較高的穩(wěn)定性。在較高負(fù)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(xì)管滲透工藝進(jìn)行長達(dá)6年的研究，結(jié)果表明，該系統(tǒng)對生活污水的處理效果較好，經(jīng)土壤毛細(xì)管滲透工藝處理后，生活污水中的氨氮去除率大于90%，化學(xué)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(tǒng)多介質(zhì)土壤層（MSL）滲濾系統(tǒng)基礎(chǔ)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(zhì)土壤層滲濾系統(tǒng)，可實現(xiàn)低溫環(huán)境下生活污水的有效處理。

2.5　一體化設(shè)備工藝

一體化設(shè)備工藝是預(yù)制的污水就地處理設(shè)施，通過在工廠進(jìn)行預(yù)裝配，然后將預(yù)裝配的設(shè)備運(yùn)輸至項目地點使用。一體化設(shè)備工藝是集成處理設(shè)施，根據(jù)工程需要可以將預(yù)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(tǒng)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(yōu)點。同時一體化設(shè)備工藝還可以耦合在線監(jiān)控設(shè)備，實現(xiàn)污水處理全過程的智能化控制。一體化設(shè)備工藝將是農(nóng)村分散生活污水處理的發(fā)展趨勢。

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

嚴(yán)子春等[19]為解決農(nóng)村生活污水處理成本過高的問題，將強(qiáng)化混凝技術(shù)與A/O生物接觸氧化法聯(lián)用，開發(fā)了以太陽能光伏發(fā)電為動力的強(qiáng)化混凝光伏動力一體化污水處理裝置，與常規(guī)處理相比可節(jié)約污水處理動力成本4.155元/m3。尤立等[20]構(gòu)建了基于改良型UCT工藝的一體化農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)，通過改變污泥回流方式，有效解決了系統(tǒng)的脫氮除磷效果問題，并應(yīng)用在江蘇省常州市鐘樓區(qū)鄒區(qū)鎮(zhèn)。經(jīng)過超2年的穩(wěn)定運(yùn)行，已建成的9套設(shè)備出水水質(zhì)均滿足江蘇省相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。趙會芳等[21]對農(nóng)村污水一體化設(shè)備工藝進(jìn)行了研究，對當(dāng)前一體化設(shè)備工藝的主要技術(shù)工藝原理進(jìn)行了分析，重點介紹了適合農(nóng)村污水特點的新型IFAS、VFL一體化設(shè)備工藝。

3　農(nóng)村生活污水治理的對策及建議

3.1　科學(xué)合理進(jìn)行統(tǒng)籌決策

地方政府應(yīng)以《行動方案》為指導(dǎo)進(jìn)行高位統(tǒng)籌和決策。農(nóng)村生活污水治理需要加強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)，充分評估項目建設(shè)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?shù)恼兒托蜗蠊こ?。充分調(diào)查研究，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)實力和農(nóng)村人口分布、生活習(xí)慣、區(qū)位條件、地域地貌等，積極采納不同行業(yè)和領(lǐng)域相關(guān)人員意見，提高決策的準(zhǔn)確性。合理安排項目建設(shè)時序，特別在資金有限的情況下，可結(jié)合地貌類型等實施分期建設(shè)，不能一蹴而就。

3.2　綜合考量優(yōu)化項目管理

目前，PPP、EPCO是國內(nèi)農(nóng)村生活污水治理項目的兩種主要管理模式。在建設(shè)資金已經(jīng)落實且資金成本較低的情形下，優(yōu)先考慮EPCO模式；在當(dāng)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(yōu)先考慮PPP模式；在項目投資較大、建設(shè)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(jié)合政府財政支出、建設(shè)資金落實、項目進(jìn)度要求等多方面情況進(jìn)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(nóng)村實際的生活污水治理模式。在技術(shù)模式上，應(yīng)以資源化利用和可持續(xù)治理為導(dǎo)向，優(yōu)先推廣運(yùn)行費(fèi)用低、管護(hù)簡便和可資源化利用的治理技術(shù)。在處理模式上，人口相對密集和距城區(qū)較近的村鎮(zhèn)，可采用納管式或集中式處理，以提高污水處理的效果和運(yùn)行管理的保障能力；山村或人口相對分散的區(qū)域可采用分散式處理。在處理規(guī)模上，應(yīng)按農(nóng)村常住人口進(jìn)行規(guī)模設(shè)計，且無需預(yù)留遠(yuǎn)期處理規(guī)模，避免出現(xiàn)進(jìn)水量不足和建設(shè)資金浪費(fèi)現(xiàn)象。

3.4　科技支撐提升監(jiān)管能力

信息科技是時代的潮流。國務(wù)院《“十四五”推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化規(guī)劃》[22]提出“加快實施數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)，建立和推廣應(yīng)用農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)體系”，為實施建立區(qū)域污染監(jiān)控預(yù)警技術(shù)平臺提供了政策支撐。目前，衛(wèi)星、航空和無人機(jī)等水質(zhì)遙感監(jiān)測手段在部分區(qū)域已經(jīng)得到應(yīng)用，但其中設(shè)備因昂貴、操作復(fù)雜、監(jiān)測不全等問題，使其不易普及。因此，研發(fā)便宜便攜、快速監(jiān)測、穩(wěn)定傳輸?shù)脑O(shè)備，建立起區(qū)域污染數(shù)據(jù)動態(tài)采集和穩(wěn)定傳輸體系，應(yīng)是數(shù)字時代農(nóng)村污水治理的重要內(nèi)容。

3.5 重視宣傳提高公眾意識

在環(huán)境保護(hù)意識還比較薄弱的廣大農(nóng)村地區(qū)推行污水治理項目，需要加大環(huán)境政策的宣傳力度，通過新媒體、廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)等方式，提高廣大村民的環(huán)境保護(hù)意識，爭取最大的擁擠和支持。地方政府應(yīng)給予村民一定的自主決策權(quán)，提高村民對環(huán)境保護(hù)的積極性和參與度。同時應(yīng)盡量避免項目建設(shè)對當(dāng)?shù)卮迕裆a(chǎn)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(xiàn)。

4 結(jié)束語

農(nóng)村生活污水治理是建設(shè)“美麗鄉(xiāng)村”的重要內(nèi)容，應(yīng)該受到國家和社會的更多關(guān)注和重視，以及更多的資源投入。目前，農(nóng)村生活污水治理存在基礎(chǔ)設(shè)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(huán)境保護(hù)意識薄弱等問題，導(dǎo)致治理困難。在進(jìn)行農(nóng)村生活污水治理時，應(yīng)該根據(jù)我國農(nóng)村生活污水的特點及各農(nóng)村的實際情況，科學(xué)合理進(jìn)行統(tǒng)籌決策，綜合考量優(yōu)化項目管理，并因地制宜選擇治理模式，通過科技提升后續(xù)的監(jiān)管能力，最后還要重視宣傳提高公眾環(huán)保意識。

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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(huán)境科技股份有限公司環(huán)保工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。