基于源分离的农村分散式生活污水处理方法

秦皇岛市昌黎县环境监控中心 陈泽宇

在我国农村社会主义改造过程中，生活污水如何处理仍是重难点问题。具体而言，农村的生活污水具有以下特点：较为分散、污染后果严重、污水收集难度较高、污水量较大并增长较快，这些都增加了处理的难度。

据相关调查可知，目前我国范围内的城市污水处理大多采用集中式处理方式，但是这种方式必须建立污水收集管网，以管网系统为基础开展集中处理。这种处理方式不仅成本较高，而且不分来源地将所有污水进行混合处理，不但会对处理系统造成较大的负担，对于回收来讲难度较大，因此并不适用于农村。通过长时间的深入研究，学者提出源分离污水处理技术，将其运用到农村生活污水的处理过程中具有良好的效果，因此得以推广与应用。

一、源分离技术概述

源分离，顾名思义是从源头进行污水的分离，因此相较于集中混合后再处理的方式更具有科学性、合理性，更有利于生态环境的可持续发展，该项技术自提出以来，在国内外均受到认可并推广应用。

源分离技术应用过程中，对于用户原有的排水设备主体设施没有过多影响，并不需要改变其结构，只是以其结构为基础进行改造，最终实现污水在源头的分离，例如，在源头分离黑水、尿液、灰水、粪便等。

通过对该项技术的分析可知，实施源分离的主要原理是通过在源头分离污水并加以处理，方便后期的回收利用。因此，在技术实施过程中最核心的是将各项污水在源头分类处理。

二、生活污水水质特点

生活污水主要来源于家庭，是家庭在生活过程中所产生的废水，可以根据浓度分为高浓度污水与低浓度污水。除此之外，还可根据污水的来源进行分类。综合来看，生活污水主要分为尿液、灰水、粪便污水、厨房废水废物等。源分离技术就是在源头将以上4种污水进行分类，方便后续处理与回收利用。

在欧洲，家庭生活污水的组成结构来源受到学者的重视，并进行了较为深入的研究。相关调查显示，在欧洲，粪便以及尿液的综合产量在家庭污水总量中占比较低，最高不超过2%，占比最高的为灰水，达到近98%。部分学者对生活污水的水质进行研究分析，他们认为粪便和尿液中含有大量的植物营养元素，以尿液为例，其含有多种元素，例如氮、磷、钾等，因此具有较高的营养价值。而粪便的营养价值相对尿液较低，但是所含元素也包含氮、磷、钾三种，具有一定的回收利用价值。总而言之，欧洲相关机构利用这一水质特点将生活污水从排放源头进行分离、分类，运用不同的处理方式进行回收利用，使得尿液中所回收的营养成分可以满足大部分家庭的需求。

与欧洲污染物的分析相比，我国城市生活污水与其较为相似。综合而言，尿液中的营养元素含量较高，其中，氮元素主要作为氨氮存在于尿液中；磷元素化为磷酸盐存在于尿液中；而钾元素以钾离子的形态特点存在于尿液中。对于尿液进行回收再利用处理具有较高的利用价值和利用可行性，除此之外，尿液中致病菌以及其他有毒微生物的含量较低，相较于其他污水种类而言回收安全性较高。

通过对粪便污水的水质分析可知，在粪便中，水溶性的氮占总含量的一半，其中1/5左右的水溶性氮为氨氮；而磷元素在粪便的主要来源是没有被消化的矿物质磷酸钙转化；钾元素在粪便中的形态与尿液中相同，均为钾离子。但是与尿液不同，粪便中的病原体含量较高，并且其中含有人体所排出的大量激素和药物代谢物，因此回收利用价值相对尿液较低。

灰水作为厨房或者洗浴家庭行为过程所形成的污水，因为排放前所使用的化学物品较多，因此灰水中含有较多的重金属。在灰水中，钾元素和磷元素的来源主要为厨房所用的洗涤剂。

三、生活污水源分离方案

第一种：首先需要将农村的生活污水根据黑水与灰水分为两类。在分离过程中，黑水主要包括粪便尿液和冲洗水，因此黑水的污染程度相对较高，灰水则主要为厨房污水和洗漱洗浴污水二者结合，污染程度相对较低。方案中需要将厕所所产生的尿液与粪便与其他种类的洗涤废水从源头进行分离，因此实现难度较低。两种不同种类的废水，通过不同的污水管道网分别收集，将二者独立分开来。

第二种：将黑水中的尿液与粪便分离开来，从源头上进行三类污水的分别收集。在收集过程中，通过粪便尿液分离厕所设施将二者分离开来，形成粪便、尿液、灰水三者的源头分类收集。

四、农村分散式生活污水源分离处理技术分类

（一）农村源分离生态厕所

农村源分离生态厕所设施主要将厕所进行粪便和尿液的分离，二者采用不同的排泄口，因此可以通过装置从源头将粪尿分离。在储存时，该生态厕所设施也设置了不同的储备设施，分别为储尿箱和储粪池，在分类收集后再进行区别处理。农村源分离生态厕所自提出以来经过长时间的发展，已经形成多种类型。

第一种为免冲水式堆肥干厕。这种生态厕所通过对我国农村较为传统的旱厕改造形成，其主要设置的关键为便池和堆肥箱，这种堆肥干厕将粪便收集到堆肥箱后，会与箱内的基础物质相结合进行发酵，最终形成有机粪肥，从而可以对农村田地进行施肥再利用。在改造过程中，将尿液与粪便分离，使其收集时可以进行分类，形成全新的生态型干厕，在改造处理过程中，工作人员需要在堆肥箱设施中进行基质填充，例如，锯末、食物垃圾等物质，使得粪便收集在此后可以进行发酵，从而形成肥料。

免冲水式堆肥旱厕在国内外都有广泛应用，无论是欧美还是我国部分农村，均已得以实施推广。以我国的马家方庄为例，其在赵军营对此种生态旱厕进行改进并形成示范作用，通过利用免冲水式堆肥干厕，将粪便与尿液分离开来，将粪便收集到堆肥池中，进行统一发酵，最终将肥料运用到当地农田，无论是对生态环保还是农田产收都有较好的效果。

第二种为尿液分离式的冲水厕所。这种厕所可以较好地实现节约用水。在应用过程中，同样实施废粪便与尿液的分离收集，但是通过对于此类厕所的用水量进行预估测量，发现其与城市或者其他地区普遍应用的抽水马桶相比节约用水90%以上。

第三种为真空厕所或者负压厕所。此类厕所利用现代化技术通过设置真空泵或者高压泵，改变污水管道的环境，形成负压或者真空，从而使得电器内的污水可以更好地被分类收集到储蓄池中，因此不但可以节约冲水量，达到节约用水的目的，还可以使得分离过程更加简便，使粪便尿液资源收集的浓度更高。

（二）农村生活污水分类处理系统

农村生活污水分类处理系统在国外得以广泛应用，其主要系统模式为每家一套处理系统，但是多户人家并行处理，因此对成本投资的要求和管理技术水平的需求不高。通过该处理系统收集到的粪便与尿液在当地进行基础处理后，运输到有机肥相关企业进行加工，形成资源回收再利用。除此之外，应用该分类处理系统还会给每户居民固定补贴，因此在经济不发达的地区比较适配，可以推广应用。

我国通过多年研究，于近年形成了较为完善的农村生活污水分类处理系统，并进行推广应用。北京建筑工程学院经研究后，在小汤山进行实验基地的建设，通过安装生态厕所设施、粪便尿液能源回收设施以及灰水回收利用设置、雨水回收利用设置等进行系统建设。

该系统应用中，如果粪便收集进入沼气池，其会产生能量用于发电发热；尿液经收集进入储存设施后，经处理可进行浓缩后作为混合材料使用到有机肥的制作过程中。而该实践基地中对雨水和灰水进行回收利用，在收集后可通过适配的人工湿地设施进行处理，使其最终行为中水使用到清洁、冲刷洗车等。综上所述，该实践基地真正实现了水资源的循环利用，对生活污水的处理以可持续发展为基础原则，最终形成全面性的生态绿色系统工程。

五、结束语

根据相关调查研究，可知在我国各地农村生活污水的水质生产量以及各地实际条件与城乡不同，因此发展较为成熟的集中式污水处理模式，不能直接照搬应用。以我国目前源分离技术的使用情况分析，源分离技术的适配性较高，对我国不同区域不同实际情况的农村，都能进行匹配应用，对于我国各地农村分散式生活污水处理而言是较好的方法，并且具有很好的应用前景和可持续发展前景。因此在今后农村生活污水的治理中，可以加以运用并不断促进该技术的发展，升级通过完善相关技术工艺，形成更加完善的农村分散式生活污水处理模式方案，最终形成生活污水的可持续发展循环利用，从而促进我国农村的生态建设环境建设。