基于农村生活污水生态处理工艺研究

2021-12-26赵国琳

绿色环保建材 2021年9期

赵国琳

新安县环保局

1 农村生活污水特点

（1）我国国土辽阔,农村地形地貌复杂,再加上农民居住地没有规划,分散性特别高,整体经济水平比较落后,农村生活污水就很难有统一的标准进行管理,因此大多数农户对于生活污水的处理都是直接排放到屋外沟渠或者泼洒到地面。

（2）农村住户分散，并且加上近几年的空巢老人很多，导致农村的常住人口很少，因此对应产生的生活污水也比较少，但是农村居民一般都是早出晚归，其用水的习惯基本上一致，通常是集中在早上、中午、晚上这三个时间段，是整个一天用水的三个高峰时段，其余时间用水量很少，用水量系数变化通常是在1.9~2.5，通常夏季的用水量比冬季大很多。

（3）农村生活污水通常富含各种化学元素，最常见的便是氮、磷、钾，另外还富含COD，总体来说整个污水的有机物浓度偏高，COD的最高平均浓度可以达到500mg/L，但是农村排放的生活污水一般来讲是不会含有重金属等有害物质的，很适合利用生物处理技术来进行处理。

2 农村生活污水的来源

2.1 厨房污水

厨房污水在农村生活污水中占据的比例大概在20个百分点左右，也是农村生活污水排放中有机物的主要来源。

2.2 洗涤污水

这是整个农村生活污水占比最大的一部分，通常占据了整个污水排放的一半以上，农村居民一般在生活上用水的最主要目的就是洗涤，这就使得这一部分的排放水含有大量的氮、磷等元素，通常洗衣粉里面富含的元素就会出现在洗涤污水里面，这也直接造成了农村污水水体富营养化。

2.3 厕所污水

厕所污水是农村生活污水避免不了的，并且其中含有许多的氮、磷、COD、细菌等。

3 我国农村生活污水处理所面临的问题

3.1 建不起农村污水处理设施

农村地区的经济水平有限，再加上许多农村地区的财政也是捉襟见肘，无法给予农民资金上的支持，农民自身又没有能力出资用于污水处理设备的购买，这就导致农村地区长年累月无法在污水处理上面有所进步，虽然部分地区建设有污水处理厂，但是也因为经济问题无法处理日常的运营费用，只能够将污水处理暂停。

3.2 运行操作复杂，缺乏专业技术人员管理

许多农村地区的污水处理设备比较专业，运行复杂，农民自身由于知识储备不够，无法独立对相关的机器设备进行操作，但是能够操作的专业技术人员又不愿意深入到农村工作，这就使得花费了大量精力安置的污水处理设备形同虚设。

3.3 污水处理厂(站)设计规模、管网铺设长度大

在设计我国农村污水处理设施时，借鉴了城市污水处理的经验，因而设计了过多的污水处理能力。但是，由于农村居民少，污水产生量少，无法达到污水处理的量也就缺少相应的价值。同时，污水处理站不能够正常的运行，始终处在低负荷状态之下或者偶尔运行。另外，由于污水处理站的规模较大，污水处理管道也较长，造成了资金投入成本较大。

3.4 未做到因地制宜

相关污水处理部门在进行农村地区污水处理的时候，并没有制定好相关的政策与措施，很多时候对于污水项目都是采取“一刀切”的方式，在整个地区都采取同样的办法去处理农村生活污水，但是这种方式并没有考虑到我国农村地区的分散，每个村的实际地形地貌和实际情况都不一样，导致部分地区对于一些污水处理设施完全适用不了，导致政府花费了大量的人力、物力和财力建设的污水处理设施并没有达到预期的效果。

4 农村生活污水处理技术

4.1 生物处理技术

4.1.1 生物接触氧化法

原理：首先让污水填料表面附着的微生物产生的生物膜与污水完全解除，然后利用污水外部的空气环境条件，其次便是让水中的部分有机物被氧化分解，让污水得到净化处理。

优缺点：经过氧化分解之后污水排水水质较好、不会占用过多空间、使用范围广、运行管理简便、没有淤泥堵塞。但是添加的填料很容易堵塞、需要辅助设备进行运转、基建投资费用过高、转运花销较大。

4.1.2 生物滤池法

原理：过滤材料选择碎石和塑料，将污水均匀的经过过滤材料流下，让过滤材料的表面形成一层生物膜，然后利用有机物可以快速地被微生物膜分解的机理，进行污水净化。

优点和缺点：不需要沉淀池，能够节省土地，运行的成本低，抗冲击的能力也强。为了避免操作成本过高以及操作时发生曝气的情况，目前基本上使用的是生物滴滤池。我们在实践过程中发现，如果将生物滴滤池与人工湿地相结合，那么处理的污水效果较好，CODcr去除率达到93%、NH4-4去除率达到99.6%、TN和TP的去除率达到了63%左右，净化之后的排水满足国家与行业的标准，效果很好。但是这种办法容易滋生蚊虫、填料易阻塞、效率低下、耗能较高。

4.1.3 厌氧沼气池技术。

现阶段，我国农村沼气池的应用已经十分的广泛了，不仅仅可以作为生活厨房用气，还可以对生活的污水进行处理，利用微生物的氧化分解，将有机物氧化为沼气，从而使生活污水得到净化。

优缺点：沼气池分解污水运行费用低、运行方便，出水不但可以用于灌溉还可以直接排放，可以产生再生资源，在农村普及率很高，受众性很广。在农村还可以将沼渣用于生禽的喂养，但是其出水有臭味。

4.2 生态处理技术

4.2.1 人工湿地

人工湿地处理系统就是在人工铺的基质上种植芦苇、香蒲、凤眼莲等这类水生植物，利用湿地构成的土壤、植物、水生动物和微生物共同过滤、吸收污染物的工艺。一般来说，按植物类型分类，可以分为挺水植物和浮游植物；按照水流形式分类可以分为表面流湿地、潜流人工湿地以及垂直流人工湿地。人工湿地作为一种新型生态污水处理技术具有其他污水处理系统不可比拟的优势，例如人工湿地的投资和运行费用在同等条件下一般较低，除此之外它还具有抗冲击负荷能力强、出水水质好以及处理效果稳定等优势，并且水生植物还存在一定经济价值，这些都是人工湿地的有利之处。一般来说，农村生活污水处理采用的主要是潜流人工湿地，更有利于农村的污水处理。虽然人工湿地具有不少优势，比如人工湿地系统的出水水质较高，投资，运行费用也很低、效果稳定，抗冲击性强，净化效果显著等。但是人工湿地处理系统占地大，而且处理效果会受到气温、植物生长季节的影响，除此之外它的脱氮、除磷效率也较为低下。

4.2.2 土壤渗滤

生活污水处理的另一种方式就是土壤渗滤系统，它的工作原理就是利用土壤的渗滤和毛细作用将水解池中经过预处理的污水通过渗滤沟有效地通入到已经设计完成的渗滤田，并且让污水多个方向流动，同时利用土壤的吸附、微生物的分解、植物的过滤来去除相关的有机物。地下渗滤系统具有不可比拟的优势，它的工程较为简单，管理相对来说也较为方便，同时土壤渗滤系统处理的水质好、效果稳定、运行费用低，其不足之处便是占地面积过大、土壤容易阻塞，在设计运行的过程中，如果出现纰漏就会导致运行过程中出现污染周边地下水源的后果。在目前这个阶段，国内已经出现并开始应用土地渗滤技术。比如在我国上海市宝山区罗店镇张墅村，采用了土壤渗滤系统来处理生活污水，出水可达到国家一级标准，同时土壤渗滤系统的建造成本低，而且基本免维护。

4.2.3 稳定塘

稳定塘顾名思义时间周期较长，整个污水处理比较稳定，它是依托于稳定塘内的各种菌藻，微生物能够长期存留在塘内，可以将污水里面的有机物不断地分解处理，塘内微生物的新陈代谢速度将决定污水分解的速度。稳定塘一般是由人工挖掘而成，也有少部分天然的池塘，其成本较低，藻、菌、微生物等易产生，污水优化之后的排水干净。在实际的稳定塘处理之后的污水研究中发现，TSS的去除率高达80%以上，COD的去除率也是接近于80%，但是气温下降，去除率会相应地降低

优缺点：稳定塘的建设成本低，运行管理方便，很多时候根据农村的地形因地制宜，能够自然地优化生活污水，美化环境。但是此种办法占地面积偏大，也容易产生臭味，招来蚊虫，并且受季节和天气的影响较大，处理的效果并不稳定。这种办法适用于土地资源较丰富的地区，并且适用于水沟与池塘，当前我国在太湖地区已经大面积的使用藻类稳定塘，对于污水里面的有机物分解效果很好，氨氮的去除率更是高达90%以上。