农村生活污水处理技术的应用及效果

2020-01-12李莉青岛市生态环境局平度分局山东青岛266700

化工管理 2020年29期

李莉(青岛市生态环境局平度分局，山东青岛 266700)

0 引言

随着农村城镇化进程及农村生活方式的转变，大量的农村生活污水未经处理就直接排放，进而造成农村水污染问题突出，这也严重的影响到当地居民身体健康及生活质量的提升。由于农村分布分散且广泛，所以在农村生活污水处理技术的选择及管理模式方面就存在较大的差异，这就要求在处理农村生活污水时应当遵守因地制宜的原则，选择合适的处理技术才是解决农村水污染问题的核心环节。

1 农村生活污水来源

农村水污染的主要来源即生活污水和生产废水，其中生活污水是农村水污染的主要污染源。农村生活污水主要来自厨房污水、生活洗涤污水以及厕所污水这三个方面。

1.1 厨房污水

厨房污水主要包括淘米水、涮锅水、洗碗水、洗菜水等，此类污水占生活污水总量的16%，其中涮锅水与洗碗水占生活污水中COD 与BOD 最大比例。随着农民生活质量的提升，肉食品及油类食品在饮食中的比例逐渐增加，这就造成农村生活污水中油脂混合物和动植物脂肪的含量迅速增加，也造成厨房污水呈现复杂化。

1.2 洗涤污水

洗涤污水主要包括洗衣污水、洗浴污水及洗漱污水等，此类污水排放量极大，占整个农村污水量的46%，同时其中含有的NH3-N(0.4kg/(人·a))、TP(0.1kg/(人·a))也成为农村水体富营养化的主要因素。

1.3 厕所污水

厕所污水主要是厕所冲洗造成的污水。随着社会主义新农村建设的推进，经济条件较好的农村旱厕也进行了改造，而抽水马桶的普及也导致了大量的厕所污水的产生。厕所污水中的COD(27.5kg/(人·a))、NH3-N(4.4kg/(人·a))、TP(0.7kg/(人·a))远高于厨房污水和洗涤污水的指标。

2 农村生活污水处理存在的问题

2.1 设计规模与实际有偏差

从我国农村生活污水处理进行的试点工程实际情况来看，多数出现了设计规模与实际水量出现较大偏差的问题。一方面是由于污水处理的设计单位没有深入的调研了解农村的实际用水需求以及生活污水的排放特点，而是照搬照套城市在进行生活污水处理中采取的模式，进而导致农村生活污水的处理无法正常运营。数据显示，在试点工程中对于该村的人数估算远超过实际人数，而导致500m3/d 的生活污水处理站无法在仅有500人的村庄正常运行。

2.2 工艺选择不合适

农村生活污水处理效果的关键在于处理工艺的合理选择，生活污水处理工艺的不同所产生的出水水质、维护管理的要求以及运营成本也存在较大的差异。当农村地区经济并不发达的情况下，并不适合选用成本较高的高新处理技术，而应当依照当地的实际情况进行科学选择。调查显示，某些村庄为了使出水水质达到更高的标准，以至于对厕所污水进行了高标准的处理，甚至达到了中水的回用标准，但是处理工艺的运行成本也是高至2.0元/吨水。当前农村生活污水处理之后的主要用途即灌溉农田和果园，这对中水回用要求的标准有较大的距离，而造成不必要的浪费。

3 农村生活污水的处理技术应用效果

依照农村生活污水处理方式的不同，主要划分为集中式处理与分散式处理两种。集中式污水处理模式的特点在于管线连接教程，埋深较大，而且具有较高的投资标准，更加适用于经济条件较好，且人口数量集中的农村。这对于在全国范围内展开农村生活污水处理技术的普及与选择具有一定的限制，所以本文仅对分散式污水处理技术展开讨论。当前农村分散式生活污水处理技术主要包括：人工湿地、厌氧沼气池、蚯蚓生物滤池、地下土壤渗滤、净化槽及一体化污水处理装置等方式。

3.1 人工湿地

人工湿地是通过人工模拟并强化自然湿地功能额一种处理工艺。人工湿地通常会处于饱和状态，并且有一定水生植物的生长，农村生活污水被人为的投配到土壤(填料)之中而产生的污水流动，通过土壤截留，植物根系的过滤、吸收、光合作用及输氧作用的化学、物理、生物的协同作用下，通过兼容性微生物分解达到污水净化的效果。采用人工湿地对农村生活污水处理之后，上清液通过一级人工湿地到二级人工湿地，最终回流至清水池，可大量的运用与灌溉和绿化，也可以溢流到附近的坑塘。

人工湿地的优点：处理效果好，运行维护方便，投资费用低且操作简单。处理效果：对污水中生活污水中的COD、BOD、TP以及病原体都能够达到80%以上的去除率，对NH3-N 具有60%的去除率。缺点：人工湿地由于占地面积较大，容易产生病虫害；而且由于北方在冬季时地区寒冷，导致人工湿地内的微生物和植物在处理人工生活污水效果大打折扣。

3.2 厌氧沼气池

厌氧沼气池在我国农村生活污水处理中得到了最广泛最普遍的应用。它主要是将沼气池内的污水、秸秆以及畜禽粪便经过微生物厌氧发酵，而产生大量的沼气。而沼气属于无毒、清洁、热值很高的可再生能源。发酵后的生活污水能够有效的去除大部分的有机物，实现生活污水的净化效果。随着社会主义新农村，改厕、改厨、改圈的不断普及，农村生活污水以及猪舍污水在经过厌氧沼气池充分发酵之后，可以作为农田肥料，这有利于节省农民的耕地成本。目前浙江、四川多地沼气池处理技术得到有效的推广。沼气池优点：资源利用率高，处理效果好，占地小，操作简单。处理效果：对生活污水中的COD 和BOD达到80%以上的去除率，NH3-N 达到60%左右的去除率，对TP达到80%以上的去除率。缺点：为实现厌氧沼气池内微生物的厌氧发酵，需要长时间的停留生活污水，在处理之后出水的指标略低。

3.3 蚯蚓生态滤池

蚯蚓生态滤池是以生物滤池为基础，通过蚯蚓翻动来实现土壤透气性能的提升，在气体和水分充足的条件下，实现有机物的分解转化。蚯蚓生态滤池优点：有机物去除率高，运营管理简单，造价较低，污水污泥同步处理。处理效果：对生活污水中的COD 和BOD 去除率高达90%左右，TP 和NH3-N 去除率也在80%左右。缺点：蚯蚓生态滤池对生活污水中的TP 去除率有较大的波动，且对温度要求比较敏感。

3.4 地下土壤渗滤

地下土壤渗滤是指对预处理的生活污水，间歇式分段投入的地表以下0.5米的土壤中，通过植物根系吸收，土壤截留以及微生物降解等实现对生活污水的处理。地下土壤渗滤运行原理在于农村生活污水在化粪池中进行厌氧处理之后，通过土壤渗滤管均匀的分布厌氧滤层进行渗透，通过污染物与水进行分离，将污染物截留在土壤中。地下土壤渗滤优点：处理效率高，投资费用低，不影响地面景观，出水水质标准高。处理效果：对生活污水中的CPD 处理率达80%左右，且对生活污水中的BOD、TP、NH3-N 实现90%的有效去除。缺点：地下土壤渗滤容易造成堵塞与地下水污染。

3.5 净化槽

生物净化槽是在厌氧-兼氧的环境下，采用膜处理、活性污泥，接触氧化以及消毒工艺，通过多种微生物的协同合作，有效的分解污水中的有机物，同时产生无污染的CO2，H2O 以及CH4的过程。生物净化槽的工作步骤主要可以分为水解反应、发酵酸化以及产乙酸产甲烷三个阶段。生物净化槽装置优点：处理效果稳定，操作简单，体积小，出水水质好。处理效果：对污水中的COD 有80%的去除率，BOD 有90%的去除率。缺点：运营维护有一定的困难，安装和运行费用较高。

3.6 一体化污水处理装置

对农村已经设立了生活污水的收集设备，且能够达到几十立方以上污水量的前提下，可以采用一体化生活污水处理装置。此装置能够有效的对集中处理较难的农村生活污水进行分散处理。改良之后的一体化生活污水处理装置已经在实际工程中达到了比较理想的处理效果。当前的主要工艺包括A/O 工艺、SBR 工艺和MBR 工艺。

3.6.1 基于A/O工艺为主体的一体化设备

A/O 工艺主要是通过在缺氧段进行异养菌水解酸化反应，以实现污水的可生性，进而降低好氧段的有机负荷。生活污水经过缺氧处理后，在好氧段的硝化菌能够将生活污水中的氨氮氧化转化成硝态氮。而且好氧段的聚磷菌能够大量的吸收生活污水混合液中的正磷酸盐。在经过好氧段处理之后的生活污水进一步回流到缺氧段。通过缺氧段与好氧段的交替反应，最终实现除磷脱氮的效果。

3.6.2 基于SBR工艺为主体的一体化设备

SBR 是通过进水、反应、沉淀、排水、闲置5个阶段，在一定的周期内进行缺氧与好氧工作的交替，间歇性的去除生活污水中污染物的目的。SBR 工艺不需要像AO 工艺一样设立专门的回流设备。其使用的曝气池容积较少，而且费用较低。

3.6.3 基于MBR工艺为主体的一体化设备

MBR 工艺是将膜分离工艺与活性污泥生物工艺进行结合，促使中空膜在生化池中产生浓度较高的活性污泥，进而实现分离生活污水污染物的效果。一体化污水处理装置优点：体积小，效率高，出水水质稳定，能够实现信息化自动管理。处理效果：A/O工艺的能够去除生活污水中，80%的COD，90%的BOD 以及75%以上的TP 和NH3-N；SBR 工艺能够去除80%以上的COD、BOD 和TP 但是NH3-N 的去除方面有较大的波动；MBR 能够实现90%左右的COD、OD、NH3-N 的去除率。缺点：SBR 工艺对自控系统要求较高，不易于维护管理；MBR 工艺容易产生膜堵塞，而增加运营成本。