农村分散式生活污水低成本处理技术研究与推广

张立国+郑国龙+王海红

【摘 要】我国是农业大国，农村人口占比高，生活污染处理设施相对落后。随着农村旅游业、种养殖业的发展和农村生活污水排放的不断增加，其分散式、不适于集中处理的排放特征给现有处理工艺带来严峻的考验。农村生活污水如何处理已经成为人们日益关注的问题。研究和开发针对农村区域“运行操作简便，日常维护成本低廉”的污水处理方式已经迫在眉睫。

未来农村污水处理趋势上应遵循经济、高效、节能和简便易行的原则，与当地的生态农业相结合，使污水处理成为生态农业的一个组成部分，形成污水回用与再利用的生态农业模式，实现污水的无害化和资源化。从而节约淡水资源，有效避免污水横流现象，进一步改善农村环境。在本文中笔者对此问题进行了探讨。

【关键词】农村分散式；生活污水；低成本处理；技术研究推广

[Abstract] This paper introduced the low cost treatment technology of the rural distributed household sewage.

[Key words] rural dispersion； sewage； low-cost processing； technical research promotion

长期以来，我国经济相对落后的农村村镇污水的处理没有受到当地政府和广大群众应有的重视，除少部分划定水源保护区的城镇有污水处理厂外，绝大部分农村地区处于放任自流的状态。污水处理率低，缺乏配套的污水处理设施。由于农村人口居住分散，排放的污水大部分未经处理就直接排入附近河道。农村村镇和小区几乎没有完善的污水排放管网，村镇之间、小区与城市排水管网间的距离远，污水管网系统的投资费用高，给生活污水的收集和集中处理带来较大难度。

1 农村生活污水存在问题简述

农村生活污水是指农村居民生活活动中产生的污水，主要包括厕所粪尿、洗涤水、洗浴和厨房排水，农村公用设施、旅游接待户、旅馆饭店、家庭农副产品加工及家庭圈养型各种畜禽养殖废水和庭院混流雨水。在不适合配建生活污水集中处理厂的农村地区和农村旅游景区，生活污水的直接排放不仅会对河流水体、土壤造成污染，还会对人类的身心健康构成威胁。2010年第六次全国人口普查显示，我国农村人口达到6.7亿，占总人口的50.32%，农村及小城镇日排污水量约1.37亿吨。目前我国有91%的村庄没有排水渠道和污水处理系统，全国农村每年有超过2500万吨的生活污水未经处理，直接以明沟、暗沟和随意的方式排放入池塘、农田、河流或就地蒸发。不仅造成河流、水塘污染、水体富营养化等问题，而且影响村民居住环境，对人类的身心健康构成威胁。农村居民区的分布特点是地域广阔、居住分散，不适于建集中式污水处理厂。就河北省承德市隆化县而言，共有25个乡镇，包括362个行政村。每个村平均按100户居民计算，每日平均排放污水量约为48t，一年排放的污水量为17520t。污水主要含有大量淀粉、糖类、蛋白质、病原菌、粪大肠菌群、寄生虫卵、硫酸盐等。目前，农村生活污水如何处理已经成为人们日益关注的问题。面对快节奏的生活，废水的排放也不断增加，其水质及排放的特殊性给现有处理工艺带来严峻的考验。进一步提高和改进现有的污水处理工艺，研究和开发针对农村区域“运行操作简便，日常维护成本低廉”的污水处理方式已经迫在眉睫。

2 研究适合农村生活污水的低成本处理技术

2015年，承德市被河北省政府确定为“京津冀水源涵养生态保护区”，成为首都的水源涵养和生态保护天然屏障。隆化县政府以茅荆坝国家自然保护区和七家镇天然温泉区为重点积极进行环境治理。

2.1 技术方法

针对农村污水“处理率低、间歇排放、排放量少且分散”等特点，适合采用“隔油格栅+调节+缺氧+MBR膜分离+收集利用”工艺对进行处理。一是通过机械格栅，除去生活污水中的骨头、菜叶及洗刷用的布条、胶体物质等杂质。二是通过隔油池将餐饮污水进行油水分离。三是通过调节池调节水质水量后，去除大部分SS、油类及部分有机物。四是通过缺氧池和MBR膜分离技术处理，使得生活污水达到综合利用标准。五是建设小型防渗漏畜禽圈舍冲洗污水收集池，对畜禽冲洗污水集中收集，通过管道引入生活污水处理设施。六是生活污水处理达到河北省《农村生活污水排放标准》（DB13/2171-2015）一级标准和《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）中的标准要求后，用于农田灌溉或生态种植喷灌用水进行综合利用。

2.2 技术路线

生活污水通过建设格栅池、隔油池、调节池、缺氧池、MBR膜池、集水池进行一体化处理。

2.2.1 格栅池 设置格栅池的作用主要是去除进水中含有的大粒径悬浮物，减小了后续处理单元的处理负荷，保证污水处理设施的正常运行。由平行的刚性栅条制成，设置栅条间隙50mm，安装倾角60°。设计格栅井宽度0.5m，格栅前水深0.5m，渠内水速0.47m/s，水流过栅流速0.6m/s，水力损失0.2m，超高0.3m，栅槽总高度1.0m，总长度2.2m。

2.2.2 隔油池 餐饮废水中含有动植物油，经隔油池进行油水分离后水进入调节池。

2.2.3 调节池污水流经格栅后自流入调节池，在此进行水量的均衡和水质的均匀，以保證后续处理的稳定和高效。设计水力停留时间HRT=24h，有效水深H=4m，有效容积V=80m3。主要设备：①潜水排污泵：型号：80QW50-10-2.2，数量：2台（1用1备）。设计参数：流量Q=10m3/h，扬程H=10m，功率N=1.1kw。②转子流量计：2台。③液位计：2台。

2.2.4 缺氧池 缺氧池的主要作用是在兼氧细菌的作用下，将废水中难降解的长链断链，使其降解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，使可溶性有机物水解为有机酸，从而提高废水的可生化性，降低后续处理负荷。另外缺氧池兼有生物选择器的作用，防止污泥膨胀，保证污水的正常稳定的处理。

污泥回流中的硝酸盐或亚硝酸盐，经过反硝化细菌的反硝化作用，将污水中的氮元素以N2形式释放到大气中，实现氨氮的无害化处理。缺氧池池底设有水下推进器，以避免污泥沉淀，增强泥水的混合，从而提高处理效果。设计水力停留时间HRT=36h（以原有实际情况为准），有效水深H=4m有效容积V=90m3（具体容积以实际原有处理单元为准）。

2.2.5 MBR膜池 MBR主要利用膜分离设备截留水中的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥浓度（MLSS）可提升至8000～10000mg/L，甚至更高；膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，实现对污水的深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，为深度除磷脱氮提供可能。膜生物反应器（MBR）中的活性污泥部分回流至水解酸化池补充其微生物数量，部分以剩余污泥的形式排入污泥浓缩池，浓缩污泥经板框压滤后外运。

2.2.6 集水池MBR膜池滤出的清水流入中水池储存，经向池内加入次氯酸钠消毒后进行农田灌溉。

2.3 技术关键

利用“隔油格栅+调节+缺氧+MBR膜分离+收集利用”的方式处理农村区域生活污水，处理后的废水、餐饮废物再进行循环利用，达到生态循环环境保护模式。通过试点村、餐饮住宿单位的试点推广，逐步实现农村餐饮废水、生活污水与生态种植的有机结合、循环利用。

3 有效处理农村生活污水的环境效益

推广适合农村生活污水“间歇性、规模小、不利于集中处理”的分散式、低成本处理方式，解决85%以上的农村、旅游接待餐饮住宿场所产生的生活污水的污染问题。为农村发展生态观光旅游业创造良好的环境。同时提高生活污水在循环经济发展中的综合利用，实现污水零排放，达到可持续、不污染环境的环境治理效果。一是保护水质：通过本项目的研究与推广实施，给我国农村排放的生活污水、餐饮污水、养殖污水找到低成本、易操作的处理方法。项目推广实施后，既能将污水处理后进行重复利用，节约水资源，又可以有效保护河流、地下水体不受污染。二是保护土壤：餐饮生活污水中主要成分是剩余食物和水，以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物为主要成分，具有含水率高、油脂和盐分含量高、易腐发酵发臭等特点。若不经处理外排，会随着水体的下渗和雨水的冲刷逐步渗入到土壤中，使得土质遭到污染。三是生态效益和经济效益显著：生活污水中过滤出来的餐厨垃圾中含有大量的有机物，其营养既全面又丰富，通过处理制造出有机肥回用于农村的生态种植园。

4 结束语

人文生态环境的发展离不开现代科技的支撑，农村环境的有效保护要依托农村基础设施的保障，只有建设完善的农村污水处理设施和配套管网，才能早日实现农村的可持续发展。随着人们环保意识的不断提高，環境、资源和人三者之间的关系只有处理得当才能保证人类社会保持良好的发展态势。在文中笔者根据本人多年的环境监测和环境保护工作经验，对广大农村地区分散式生活污水低成本处理技术进行了简单的阐述，对广大农村地区找到科学合理，有效易行的污水处理方式方法做出分析。希望本文能够对我国环保事业的发展有所帮助。