我国乡村污水处理工艺及技术路线选择

农村水环境近年来逐步走入环保治理的视线，并越来越受到重视。农村生活污水缺少系统的污水处理，随意排放的污水严重污染农村居住环境，不仅饮用水源水质受到严重威胁，甚至直接危害农民的身体健康，严重影响农村地区的环境卫生，极易导致一些流行性疾病的发生与传播。

目前我国乡村污水处理系统主要是根据污水处理水平的要求，采用一种或几种处理技术或工艺联合处理污水。按照污水处理技术的适用条件，农村地区生活污水处理系统可分为集中处理和分散处理两大类。

(1)集中处理系统。集中处理系统主要是指(小型化)污水处理厂、人工湿地系统或土地处理系统等，通过一系列的物理、化学以及生物措施减少污水中的污染物，从而达到污水净化和资源化利用的目的。

(2)分散处理系统。分散处理系统是一个高度浓缩的微型化污水处理厂。它采用各种物理、化学或生物措施组合工艺，将各种处理技术高度集成在一个较小的空间范围内。随着各种工艺和技术的发展，分散处理系统的产品种类和型号越来越多。

(一)集中处理系统

1. 技术路线：

主要是指(小型化)污水处理厂、人工湿地系统或土地处理系统等，通过一系列的物理、化学以及生物措施减少污水中的污染物，从而达到污水净化和资源化利用的目的。污水处理厂是目前集中处理污水的主要方式之一，是传统二级生化处理系统。

人工湿地污水处理技术通过物理过滤、生物降解和植物截留等作用机理除去有机质，并通过水生植物与微生物的协同作用除去N和P，特别适用于生活污水、河道和自然湖泊水系的处理与回用等。

2.关键技术环节：

在给定污染物负荷(单位时间单位面积上输入的污染物数量)和水力负荷(水力停留时间)条件下，影响二级污水处理出水质量的关键因素是微生物细菌对有机污染物降解的有效性。不论是厌氧处理还是好氧处理，良好的菌种及其生存环境影响微生物的降解效果。三级处理主要与所选择的深度处理技术有关。土壤质地及水文地质条件影响土地处理系统的处理效果。填料和植被性质以及气温等因素影响人工湿地处理系统的处理效果。

3.主要性能参数：

污水处理厂的出水质量一般按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A设计，人工湿地处理系统按《城市污水再生利用景观环境用水水质》 (GB/T18921-2002)、《地面水环境质量标准》(GB3838-1996)Ⅳ类或《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的城镇二级污水处理厂一级标准设计。潜流式湿地系统的一般水力负荷为2～15厘米/天。生活污水经湿地系统处理后其出水BOD5<10毫克/升。

4.推广中需要注意的事项：

污水处理厂占地面积大，一次性投资高，污泥处理困难。人工湿地将污水处理工程与生态环境综合治理有机地结合起来，且工程投资和运行成本低，出水水质稳定，易于管理和维护，是一种较为适宜我国农村地区的污水处理技术。

5.工程应用情况：

集中污水处理系统一般自动化程度高、便于管理，出水水质好且稳定，满足国家的排放要求。除土地处理方式外，各种集中污水处理方式在国内都有较多的工程实例，已积累了一定的建设和管理经验。

(二)分散处理系统

1.技术路线：

分散处理系统是一个高度浓缩的微型化污水处理厂。它采用各种物理、化学或生物措施组合工艺，将各种处理技术高度集成在一个较小的空间范围内。随着各种工艺和技术的发展，分散处理系统的产品种类和型号越来越多。

与集中处理系统相比，分散污水处理系统较多地采用了一些高新技术，从而使得污水处理设备的体积相对较小。

2.关键技术环节：

分散污水处理系统的关键部件是设备采用的具体处理技术及工艺，系统处理效率的高低和出水水质的稳定性主要由其关键组件如(生物)膜和活性炭的性能决定。

3.主要性能参数：

分散污水处理系统的性能参数一般按《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的城镇二级污水处理厂一级标准设计。

4.工程应用情况：

目前分散污水处理设备的价格相对较高，较适合于小型企事业单位、餐馆和经济较发达地区的农村小型居民点使用

(三)具体技术工艺

1.地下土壤渗滤技术

地下土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理，予以工程化、实用化而创造出的一种新型小规模污水净化工艺技术，是将污水有控制地投配到经一定构造、距地面约50 cm深和具有良好扩散性能的土层中。投配污水缓慢通过布水管周围的碎石和砂层，在土壤毛管作用下向附近土层中扩散。表层土壤中有大量微生物，作物根区处于好氧状态，污水中的污染物质被过滤、吸附、降解。所以地下渗滤的处理过程非常类似于污水慢速渗滤处理过程。由于负荷低，停留时间长，水质净化效果非常好，而且稳定。地下土壤渗滤净化系统建设容易、维护管理简单，基建投资少，运行费用低。整个处理装置放在地下，不损害景观，不产生臭气。

地下土壤渗滤法在我国日益受到重视。中科院沈阳应用生态所“八五”、“九五”期间的研究表明，在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法处理生活污水是可行的，且出水能够作为中水回用;1992年北京市环境保护科学研究院对地下土壤毛管渗滤法处理生活污水的净化效果和绿地利用进行了研究;清华大学在2000年国家科技部重大专项中，首先在农村地区推广应用地下土壤渗滤系统，取得了良好效果：对生活污水中的有机物和氮、磷等均具有较高的去除率和稳定性，CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分别大于80%、90%、90%和98%。

除此以外，浙江、广东、天津和江苏等地还分别在无动力、地埋式厌氧处理系统、雨污分离管网输送集中处理和生物投菌等技术进行了探索与尝试，也都取得了一定的进展。分散的几户或十几户人家适合采用地下土壤渗滤净化系统。

2.好氧生物处理系统

好氧生物处理法：就是通过风机等设备给污水输氧，培养生物菌种和微生物，通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质，少部分合成为细胞物质，促使微生物增长，并以剩余污泥的形式排出，使污水得以净化排放。如SBR法，集曝气、沉淀、排水功能于一体，不断地转换，省去了传统的污泥回流设备，大大降低了建设费用;A2O法具有脱氮、除磷功能，还有如生物转盘处理工艺、膜生物反应器处理工艺等。

好氧生物处理系统是新农村污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理工艺众多，各有优缺点，选择时要根据实际情况仔细论证和比选，注重经济适用。

好氧生物处理法和自然处理系统比较， 占地面积小，抗气候等外界影响的能力强，建设的地点选择范围大，处理稳定，处理效率高。但基建投资、运行成本要高于自然处理系统。

3.厌氧生物处理系统

我国从上个世纪80年代开始开展生活污水厌氧生物法的开发和研制工作，许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化污水处理装置得到应用。如无动力地埋式生活污水处理装置采用无动力厌氧生物膜技术，工艺流程简单，无耗能，全部埋于地下，也无需专人管理。与好氧生物处理相比，无动力地埋式生活污水处理装置技术的基建投资略高于好氧处理，无日常运行费用的支出。

厌氧生物法目前技术上还存在一些问题，主要表现在生物处理效率较低，尤其表现为氮磷去除率很低，在一定程度上限制了其应用。

4.人工湿地处理技术

目前，北京、深圳等城市都采用了这一技术处理生活污水。云南省澄江县抚仙湖边的马料河湿地工程于2003年10月建成运行，每天可净化污水4万多立方米，净化后的水质优于地表水三类标准。有关研究表明，在进水污染物浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85%~95%，对CODcr的去除率可达80%以上，对磷和氮的去除率分别可达到90%和60%。

人工湿地污水处理系统的工程投资和运行费一般分别为传统二级处理工艺的1/3～2/3和1/6～1/3。

5.稳定塘处理技术

在我国特别是在缺水干旱地区，稳定塘是实施污水资源化利用的有效方法，近年来成为我国着力推广的一项技术。与传统的二级生物处理技术相比，高效藻类塘具有很多独特的性质，对于土地资源相对丰富，但技术水平相对落后的农村地区来说，是一种较具推广价值的污水处理技术。李旭东等采用高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水， CODcr的平均去除率70%以上，氨氮(NH3-N)的平均去除率高达93%，磷的平均去除率为55%;陈鹏采用高效藻类塘处理城市生活污水，取得了稳定的处理效果：CODcr、BOD5、NH3-N 和TP的平均去除率分别达到75%、60%、91.6%和50%。

6.暗河式无动力诱导高负荷处理技术(UNHS)

暗河式无动力诱导高负荷污水净化系统(UNHS) 是针对于中国中小城镇、乡村污水处理现状专门研发的新兴技术。该技术所解决的主要技术问题包括：提高污水处理效率，增强系统耐负荷冲击性，减少动力消耗，提高稳定性与适应性，维护管理简单，占地面积少，降低投资与运行成本等。

该技术主要原理是通过暗河式移动悬浮膜(SMBM)、微生物/微电解(MOME)、深层生物氧化(DSBO)、无动力诱导供气供氧(NIAA)等工艺技术，当污水流经各功能层或单元时，污水被多梯度逐级降解处理。从而有效地保证了整个系统的高负荷运行与抗冲击能力。该技术采用高负荷设计与运行，容积设计负荷可高达：3~10kg COD/(m3˙d)。该系统出水可达国标一级A标准，同时也满足相关中水回用的标准。

由于采用暗河式地下工艺(Under-Ground)，地域与气候适应性强，工程运行稳定可靠;而且，采用无动力诱导通风器供氧，不耗任何电能实现通气与供氧，绿色节能环保。

该技术投资运行成本低、处理效率高、设计负荷高、抗冲击能力强、适应性强，操作管理简易，故障率很低，可实现现场无人值守。该技术有效地解决了现存工艺技术缺陷，所以十分符合我国对中小城镇、乡村等小水量分散式污水处理的发展要求,以及河道水质净化等。

实践证明，以上方法是解决农村生活污水治理的可能技术，但在运用中要考虑到建设与运行成本等费用，要根据实际情况因地制宜地加以选择。