農村水環境治理技術分析

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摘要：農村污水處理問題是目前亟待解決的環境問題。針對農村污水的特點，總結了農村污水的來源及特點，對常用的農村污水處理工藝進行了分析，為環保工作者提供參考。

關鍵詞：農村污水；生物處理技術；生態處理技術

隨著經濟的快速發展，農村的生活條件、生產條件有了極大的改善，相應的帶來農村地區的污水排放量不斷增加。據統計，農村中大約有90%以上的村莊沒有有效的污水處理設施，絕大多數的農村沒有完善的排水溝渠和污水處理系統，農村生活污水沿道路兩側的溝渠或路面直接排到附近的水體或坑塘中，導致地表水、地下水污染，既污染環境、威脅人體健康，又影響農村的整體環境面貌，影響社會主義新農村的建設，因此，“十三五”規劃中提出了明確的目標：“全面推進農村人居住環境整治，加大農村污水治理”[1]。農村水環境狀況日益惡化，解決農村水環境問題帶來的危害刻不容緩。采取有效措施治理農村水環境，探索適合農村生活污水特點的處理方式，對加快農村經濟發展，推進社會主義新農村建設，具有重要的現實意義。國內外研究者對農村水環境進行了深入研究并取得了顯著成果。針對河北省農村污水處理現狀，依據農村污水特點，采用生物、生態處理技術處理農村生活污水，在對全省農村水環境現狀進行調研的基礎上解析農村污水處理技術，為研究者探索農村水環境治理技術提供有價值的參考。

1農村污水的來源及特點

農村污水主要來自生活污水、畜牧養殖業污水、農藥化肥殘留及工業企業排放的廢水等幾個方面。其中，農村生活污水的收集、處理是目前亟待解決的問題。農村生活污水主要來自廚房用水、日常洗滌用水、洗澡水和沖廁水等方面[2]，具有來源廣泛且分散、污染物質成分復雜、含量較低、處理率低等特點。與城鎮污水水質水量特點相比，農村的用水量相對較低，污水流量小，但農村的排水收集系統、處理系統不完善，經濟相對較薄弱，導致目前農村污水的處理率遠低于城鎮污水處理率。

2農村污水治理技術

自19世紀中葉，西方發達國家就開始對農村污水處理技術進行研究[3]，我國的環境保護工作起步較晚，自20世紀80年代末才開始對農村生活污水處理技術進行探索。目前國內外研究者針對農村污水的水質水量特點，一般采用生物處理技術[4]、生態處理技術和組合處理技術處理農村生活污水。隨著國家對環境保護工作的愈發重視，各類污水處理技術在農村污水處理中得到應用和推廣。

2.1生物處理技術

生物處理技術是污水處理的核心技術，生物處理技術包括厭氧生物處理技術和好氧生物處理技術。厭氧生物處理技術是農村污水處理的核心技術，應用最為廣泛。厭氧生物處理技術是在厭氧的條件下，厭氧微生物在特定的環境下，分解廢水中的有機污染物，轉化生成甲烷和二氧化碳。污水中的有機污染物在厭氧分解時經歷四個過程：水解—酸化—產乙酸—產甲烷過程，在第一階段的水解過程中，污水中難降解的高分子有機物在微生物的胞外酶的作用下轉化為小分子物質，然后生成的小分子有機污染物繼續在微生物的作用下轉變為結構更簡單的揮發性脂肪酸等物質，在產酸階段這些物質被轉化為乙酸、碳酸等小分子物質。在最后的產甲烷階段，產酸階段的產物在微生物的作用下生成CH4、CO2，至此厭氧過程就全部完成了。在農村污水的厭氧生物處理技術中，常用的有化糞池和污水凈化沼氣池。

2.1.1化糞池

化糞池出現于19世紀，開創了人工厭氧處理技術的先河，是應用最普遍的一種分散污水處理技術，由于結構簡單、管理方便、成本低，在農村污水處理中發揮著重要作用。目前一般采用的三格式化糞池，由三個密閉的互相連通的池子組成。污水進入到第一格化糞池后，較大的固體顆粒物被截留下來，進行厭氧發酵，同時分層，上層是糞皮，中層是較清澈的液體，中層液體中含有的寄生蟲卵較少，下層是密度較大的沉淀物。污水在第一格停留一定時間后，中間層較清澈的液體進入到第二格，在第二格中繼續厭氧發酵，同時發生固液分離。第二格中的中間層清液隨后進入第三格，第三格主要作用是貯存、停留，經過厭氧消化，糞水基本腐熟完全，病毒和蟲卵幾乎全被殺滅或去除，隨后處理之后的水可以排入城市下水管網，進一步處理。化糞池中的浮渣和沉渣需要定期的清理，保證化糞池的處理效果。三格式化糞池的出水中仍舊含有大量的有機污染物、氮、磷等污染物質，出水不能作為農田灌溉用水直接使用，化糞池的處理效率較低，可以作為預處理設備使用，化糞池后可設置土地滲濾系統對廢水進一步處理。

2.1.2污水凈化沼氣池

針對化糞池、沼氣池在使用過程中出現的問題，在化糞池、沼氣池污水處理技術的基礎上開發了厭氧污水處理設備——污水凈化沼氣池，是新興的分散式污水處理設備。生活污水首先進入截留沉沙井，去除粗大的固體顆粒物及部分無機顆粒物，隨后在厭氧池中厭氧消化，去除廢水中的污染物及病菌，厭氧池出水經過濾池、二沉池，進一步去除懸浮物及有機污染物，提高出水水質后排出。污水凈化沼氣池與三格式化糞池相比較，有三方面的優勢：①在污水處理效果上，污水凈化沼氣池的出水遠優于三格式化糞池的出水水質，污水凈化沼氣池的出水COD含量低，氨氮去除效果好。②在能源回收方面，污水凈化沼氣池可以回收部分能源，三格式化糞池對能源不能有效回收。③污泥產生量方面，污水凈化沼氣池產生的污泥量較少，減少了后續的運行維護成本。

2.2生態處理技術

生態處理技術是利用土壤-植物-微生物復合系統的共同作用原理，通過過濾、吸收和降解等使污水得到凈化，常用的生物處理技術有人工濕地、土壤滲濾工藝和氧化塘等。

2.2.1人工濕地

人工濕地是人為建造和控制的一種地面，與沼澤地類似。污水凈化過程中，經人工介質、土壤、植物及微生物等共同作用使污水得到凈化的一種處理工藝。人工濕地可分為三種類型，分別為垂直流人工濕地、表面流人工濕地和水平流人工濕地，在實際的使用過程中各類型的人工濕地可以進行自由組合，以提高廢水中污染物質的去除效率。人工濕地可用在化糞池后，對化糞池出水進一步處理，滿足排放標準的要求。袁俊等[5]采用微電解耦合人工濕地技術對農村分散式污水進行處理，人工濕地中的植物選用風車草，在人工濕地床層中添加粒狀鐵碳顆粒，將鐵碳微電解技術與人工濕地技術結合，系統運行過程中發現添加鐵碳的人工濕地比未添加鐵碳的人工濕地在夏、秋季啟動時啟動時間縮短25%以上。污水在微電解耦合人工濕地中停留時間為2d時，出水COD滿足《城鎮污水處理廠污水排放標準》中一級A標準，運行3d后，PO43-的去除率在90%左右，取得了良好的處理效果。

2.2.2土壤滲濾技術

發達國家在20世紀70年代就對土壤滲濾技術開始了應用，我國自20世紀90年代初對此技術進行了深入研究，目前取得了一定的成果。土地滲濾處理技術是通過土壤的過濾、吸附、植物根系的吸收、微生物降解作用使污水得到凈化的一種處理技術。凈化后的污水主要對地下水進行補給，對地區的水量平衡有重要意義。王鄭等[6]通過對傳統的土壤滲濾系統進行改良，采用沉淀池—砂濾池—土塘滲濾技術處理農家樂廢水，處理效果較好，廢水經過沉淀、過濾后能夠解決傳統土壤滲濾系統中出現的堵塞、不易反沖洗的問題，提高了處理負荷，廢水經改良型土壤滲濾系統處理后，化學需氧量去除率82.41%、氨氮去除率91.06%、總氮去除率80.12%、總磷去除率88.59%，處理效果良好。

2.2.3穩定塘處理技術

穩定塘是利用天然凈化能力對污水進行處理的天然池塘或人工池塘，凈化過程與天然水體的自凈過程類似，利用塘中的微生物和藻類降解水中污染物。穩定塘可以利用天然池塘設置圍堤和防滲層，建造費用低，運行過程中不需要進行人工曝氣、不需要專業人員運行維護，對運營、管理人員的技術要求較低，污泥不需要處理，適宜農村地區的污水處理。但傳統穩定塘的占地面積較大，處理效率較低，一般散發惡臭，在此基礎上，開發了新型高效氧化塘。張巍等[7]采用穩定塘技術處理農村生活污水，生活污水經格柵去除粗大懸浮物后，經前置強化塘處理，降低了污水中污染物質的含量，隨后進入自然塘、后置調節塘，出水達到《城鎮污水廠污染物排放標準》二級標準。李紅芳等[8]采用生物濾池—人工濕地—穩定塘組合工藝處理農村分散污水，COD去除率為88%，氨氮去除率為98%，總氮、總磷去除率達到97%左右，處理效果良好。

3結束語

農村污水處理工藝種類較多，在選擇污水處理工藝時，要充分考慮當地的地形、地貌及經濟技術條件，選用運行成本低、處理規模小的分散式污水處理技術，開發生物-生態組合工藝，綜合發揮各工藝的效用，提高污水處理效率。此外由于農村居住的特點，居民居住的較分散，污水收集系統不完善。今后完善農村的污水收集系統，培養專業的污水運營技術人員，早日從根本上解決農村污水問題。

參考文獻

[1]曹輝林，周豐，郭建中.探討我國北方高寒地區農村生活污水處理技術[J].環境與發展，2015，27（2）：76-78.

[2]張曼雪，鄧玉，倪福全.農村生活污水處理技術研究進展.水處理技術.2017，43（6）：5-10.

[3]賈小寧，何小娟，韓凱旋，等.農村生活污水處理技術研究進展.水處理技術.2018，44（9）：22-26.

[4]張煜，趙雪蓮，趙旭東.氮吸附反應槽（NAR）吸附過濾裝置在在新農村污水處理中的應用[J].北京水務，2011，1：29-31.

[5]袁俊，鐘山，張漓杉，等.微電解耦合人工濕地處理農村分散式污水[J].水處理技術，2018，44（9）：36-39，46.

[6]王鄭，崔康平，許為義，等.改良型土壤滲濾系統處理農家樂污水，環境工程學報，2017，11（4）：2054-2058.

作者：王立璇 安靜 閻文靜 單位：河北化工醫藥職業技術學院