农村生活污水处理工程的工艺应用探究

秦本念，杨 洋

（德阳市广汉生态环境局，四川 德阳 618300）

2011年，《中国环境状况公报》的调查数据显示：在我国废水的总排放量中，乡镇生活污水所占比超过30.7%。城乡二元结构特点造成我国城市与农村的污水处理情况存在巨大差异，农村生活污水的处理率显著低于城市。我国作为世界人口大国，所面临的生活污水问题更加严峻，尤其是在现代化程度远远落后于城市的农村地区，如何结合农村特点，设计出适合农村当地情况的生活污水处理工程，成为现阶段亟待解决的问 题[1]。

1 农村生活污水特点分析

1.1 来源复杂

农村生活污水主要来自三个方面：①畜禽养殖业产生的污水；②日常生活中排放的污水，如厨房、洗涤等；③农家乐、中小学、民宿旅游、机关、事业单位等排放的污水，如食堂餐饮业产生的含油废水等。

1.2 位置分散

农村居民的居住点相对分散，生活污水的排放不够集中，许多村庄并未建立起完善的排水系统，相当一部分农村地区采用的是居民自己埋设的排水管道，直接把未经处理的生活污水排入河内，污水收集难度大[2]。

2 农村地区生活污水的处理方法

2.1 土地渗透法

技术原理：借助人工技术，把土地废水资源集中到某块土地上，再利用土壤-水生植物-颗粒等自然生物构成的排水系统实现净化废水的目的。土地渗透技术能够直接过滤、净化生活污水，并吸附、降解废水中的微生物。如果生活污水经天然的混凝土、土壤直接渗透到地下，在此过程中，生物排水系统就可以在前期起到净化污水的效果。该技术的入渗速度较慢，但污水中的有机成分能够被充分地消化、吸收和利用，有效降低了对混凝土地下水所产生的污染性与破坏性，也是目前公认的安全性最高的入渗方法。

2.2 人工快速渗透法

这是一种基于既往传统快速渗透排水技术发展而来的渗滤技术，将天然河沙作为渗透介质，然后再加入某些特殊的材料。人工快速渗透不仅保留了传统技术成本低、操作方便的优势，而且显著提升了大型水电站承力机的承载能力，实用性强，基本不会受到其他因素的限制。但目前为止，人工快速渗透技术的去污原理还没有完全明确，需要后续的深入研究，但主流观点认为，在快速过滤系统中，对生物物质的截留、吸附与降解发挥了协同作用。

2.3 净化沼气池处理技术

如今，传统的生活化粪池已经被沼气池取而代之，近几年建设而成的生活沼气净化池，对池体处理厌氧的条件有严格要求，污水沼气中的有机化学物质经过沼气池的分解后，转化成二氯甲烷，可以作为农村生活燃料使用，沼渣可以作为肥料使用，不仅祛除了污水池中的有机物，而且还能够杀灭蛔虫、大肠杆菌等各种寄生虫卵及细菌，处理后的废渣还可以供农民施肥。

2.4 人工湿地处理技术

人工湿地是参考我国天然污水湿地建设而成的，施工过程中，湿地的侧面与底部都要做深层污水防渗处理，并且把天然污水管道引到湿地沼泽的天然地面，然后由人工控制污水的流动方向。在此过程中，天然污水管通过人工湿地中的土壤、水生植物、污水介质，所产生的物理、化学作用实现对污水的净化。但人工湿地的污水处理效果，会受到湿地植物类型、环境温度、水流堵塞等因素的影响，所以可考虑综合多种人工湿地处理系统，提高污水处理效率。

2.5 低速自动渗滤污水处理技术

该技术渗透污水的速度较慢，需要解决的是污水二次净化、可持续利用、剩余营养化学物质的二次过滤。污水净化后的工作效率明显提高，排放的剩余水源的清洁度较高，所以基本没有二次污染问题。前期利用玉米-大豆-小麦系统净化污水，磷与氮的综合净化利用度在70%左右，磷的净化度甚至高达50%，污水净化效果十分理想。

2.6 生物过滤技术

金属、塑料、大理石、矿物等都是生物水质过滤器的常用材料。过滤器表面有部分生物群落，因此废水与填充上述材料的表面所存在的微生物群落膜之间充分接触，所以能够迅速、有效地去除生化反应。生物过滤技术最大的优势在于实现了生物水质氧化与化学拦截悬浮固体一体化，所以室内不需要设置生物沉淀池，节约了大量占地面积，而且操作简单，生物水质含量较高。大量研究显示：把生物净化物种的过滤水引到生物净化过滤器内，能够形成蚯蚓型的生物净化过滤器，可以有效改善土壤的通风性，提高土壤的渗透净化效果，十分利于有机化学物质的分解与再转化。

3 农村生活污水处理工程实例

2010年，上海青浦区金泽镇开展农村生活污水处理工程，工程范围广、施工难度大，而且农村地区的居住点相对分散，收集污水的成本较高，管网设施破损和堵塞严重。在工程建设、运行期间，应做好风险防范工作，尽量减少对周围居民造成的影响，及时修复和疏通管网系统。

3.1 农村生活用水水质特点

各地区农村的生活污水水质有很多相似之处，通常具有良好的可生化性，污水中主要以氮、磷等化学物质为主。近年来，随着农村建设的飞速发展，不仅生活污水的排放量增加，而且污水成分中油渍、有机物、重金属的比例也在提高。农村生活污水水质如表1所示：

表1 农村生活污水水质

3.2 污水处理工艺的设计

3.2.1 初沉池

正如前文所述，农村生活污水的来源比较复杂，污水管理水平较差，污水中会含有大量颗粒状、无法被生物处理降解的杂质，需要在系统前端截留。选择平流型的初沉池，通过对颗粒絮凝的沉降来处理杂质。罐体尺寸L：10 m×Ф3 m，材质为玻璃钢。两台不锈钢材质的排泥泵，其中一台为备用，单台排泥泵参数：Q=12 m3/h；H=6 m；N=0.55 kW。配有一套聚合氯化铝，加药能力为25 L/h。

3.2.2 斜管沉淀池

这种沉淀池的沉淀效率较高，池内安装了斜管填料，利用浅层沉淀原理获得的水力负荷较大。经过好氧反应后，污水中仍然含有部分悬浮污泥与老化的生物膜。经斜管沉淀池处理后，可以使悬浮物沉降，提高水质的清洁度。

3.2.3 A2O工艺

这是处理各种污染物的核心技术，集合了厌氧、缺氧、好氧三种工艺，这三种工艺的微生物降解反应都能够去除有机物，其中好氧工艺去除的有机物最多。在三种工艺之间设置回流，可利用硝化菌所具备的硝化作用，以及反硝化菌的反硝化作用去除氨氮与总氮。

3.2.4 石英砂过滤利用合适的石英砂、鹅卵石可以达到微米级的过滤精度，有效去除污水中的有机物、微生物、悬浮物、胶质颗粒等。

3.2.5 紫外消毒

污水排放标准对大肠杆菌的含量有明确要求，农村生活污水的原水就含有部分大肠杆菌，只采用生化系统无法将其去除，利用过滤技术也只能去除一部分，无法达到规范标准中的要求。紫外杀毒的原理是：利用一定波长的紫外线对大肠杆菌细胞中的RNA、DNA分子结构造成破坏，使生长性细胞与再生性细胞死亡，从而实现杀菌消毒效果。配置一套管道式的紫外消毒装置，功率2 550 W；灯管寿命超过12 000 h，反应器材质为304不锈钢。紫外消毒流程见图1：

图1 污水处理工艺紫外消毒流程

4 结语

近年来，我国对农村地区生活污水的处理采取了一系列措施，并取得了一定成效。生活污水的处理工艺、处理方式还需要结合农村当地的实际情况选择，并将其当成一项长期、系统的工程，这对于促进新农村建设具有重要意义。