农村生活污水处理调查与对策研究＊

王 秀，刘 芳，周景雷

（菏泽学院机电工程学院，山东 菏泽 274000）

农村生活污水是中国农村污染物的主要来源之一，影响周边居民的饮用水安全，直接威胁水环境健康，进而影响整个农村的生态环境，影响农村居民生产生活环境，阻碍了农村经济的健康快速发展。在党的十九大报告中，生态文明建设和生态环境保护被提升到了前所未有的战略高度。菏泽市2021 年政府工作报告指出，2021 年工作重点要加快乡村振兴建设，大力改善和整治农村人居环境，尤其是重点改厕和进行污水、垃圾处理，要新完成对300 个村庄生活污水的治理。在这种背景下，针对污水来源及特点，调查分析污水处理现状及困难，重点研究了污水处理技术及其适应场合，对农村生活污水治理提出相应的对策。

1 农村生活污水来源及特点

1.1 农村生活污水来源

农村生活污水的主要来源是农村居民生活过程中产生的废水，包括厨房洗米洗菜等清洗污水、居民洗澡洗衣等浴洗涤污水、人畜粪便污水等；除此之外农药、化肥的不科学施用会使有机氟、有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类农药等有效成分对土壤和水体造成直接的污染；另外，也有部分农村地区由于工业生产而产生一些有毒有害成分，污染水和空气，进而危害人的身体健康。

1.2 农村生活污水特点

农村生活污水主要有以下几个特点：①农村生活排放污水水质与所在区域有关，受当地居民居住环境特点、生产生活方式、经济条件影响很大。②污水来源有多个方面，成分复杂，具有悬浮物、有机物、氮磷浓度较高等特性。和农村生产生活方式相关，大部分农村生活污水中重金属和有毒有害物质少，有机物、氮、磷等营养物质多，还含有悬浮物和致病菌等污染成分，容易被生化处理。③农村污水排放量随着社会的发展和经济进步增长率越来越多。④农村生活污水处理晚于城镇污水处理，而且处理率也较低。

2 农村生活污水处理现状

2.1 污水处理技术实用性差

现在部分农村污水处理过程中存在强制技术转移和应用的情况，没有充分考虑当地村民居住特点及污水排放情况，污水处理技术的实用性相对较差，不仅没有达到良好的处理效果，而且造成了大量的资源浪费，引起了农村居民的不满。

2.2 污水治理资金不足

污水处理系统需要投入大量资金才能启动，而且中后期的管理和维护也需要资金支持，当地政府虽然能拨出专项资金来启动污水处理项目，但是也只够短时期用，污水处理是长线投资，污水处理系统的后期监控、升级和维护都缺乏大量资金的支撑。

2.3 污水处理意识淡薄

目前农村很多村民对污水处理工作缺乏了解和重视，环保意识淡薄，而且污水处理是一项长期投资，短时期看不见效益，所以村民不够重视，仍存在胡乱丢弃废水的情况，污染农村环境。

2.4 污水治理监管和维护困难

一方面，农村各地居住特点和经济发展水平不同，生活污水处理措施也不同，很难统一治理；另一方面许多农村地区在污水处理方面缺乏监管和控制，污水处理设备存在问题却无人维修。如果不能将污水治理有效监管起来，污水处理设施难以高效实现其功能，就会降低污水治理效果，影响水质控制，影响居民生活安全。

3 农村生活污水处理技术研究

3.1 厌氧池

厌氧池污水处理技术是在厌氧状态下，利用粪便和秸秆进行高温堆肥，然后自然发酵。厌氧池里的厌氧细菌把污水中的有机物分解、代谢和消化，从而降低污水中的有机物的含量，同时还能产生沼气带来经济效益，是一种比较高效的污水处理方式。厌氧沼气池[1]不仅可以减少肥料养分损失，消除病虫害，还能使周围环境比较卫生，进一步提高了有机肥料的质量，能更好地为农业生产提供充足的有机肥料，结构简单，能处理不同浓度的有机废水。缺点是处理氨氮效果不好，出水水质不好。

3.2 A/O 工艺

A/O 工艺也就是通常所说的厌氧好氧工艺，前段是厌氧段，好氧段串联厌氧段的后面。在厌氧段，污水中的有机物被水解酸化，大分子有机物也被降解成小分子有机物，以利于后续好氧的进一步处理；好氧段，在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解，提高了除氮率，另外氧化池里去除BOD、吸收磷，使有机物污染物得到进一步去除，提高出水水质。A/O 工艺结构简单、花钱较少，总氮去除在70%～80%之间，但是A/O 工艺还是不能培养具有一定功能的污泥，污水中难降解的物质处理起来效率也较低，另外脱氮效率也很难达到90%。

3.3 人工湿地

人工湿地污水处理技术是指在低洼地上利用土壤、植物和微生物等构建起类似自然湿地的地表水生态系统，利用水生态系统的吸附和生物降解作用对生活污水中氮磷等污染物质进行处理。人工湿地污水处理技术有地表流人工湿地、垂直流人工湿地和潜流人工湿地3 种类型。

地表流人工湿地和自然湿地最相似，污水在地表流动，水位较浅。地表流人工湿地投资少，占地面积较大，承受的污水负荷小，不卫生，处理效果也没有潜流人工湿地好。潜流人工湿地的污水在湿地床的内部流动，水位较高，占地面积比地表流人工湿地小，干净卫生，受气候的影响小，但需要的投资比地表流人工湿地高，控制起来也相对复杂，没有垂直流人工湿地对氮磷的去除率高。垂直流人工湿地污水流动特点兼具地表流人工湿地和潜水流人工湿地的特点，需处理的污水先在湿地表明流过，然后再从上往下或从下往上流入床底，氧气利用大气和植物根部送到湿地，有很强的硝化能力，适合处理含氨氮浓度高的生活污水，但是基建和控制较复杂，投资较高，不如潜水流人工湿地卫生。不同地区农村居民可以根据居住特点、经济条件和对污水水质及卫生的要求来选择和构建这3 种人工湿地类型。

总而言之，相比其他污水处理方式，人工湿地除了可以显著提升污水的处理效率，还能在人工湿地种植植物建设成漂亮景观，供人们娱乐游玩，也可以在人工湿地种植灯芯草等药物来提高经济效益；缺点是占地面积大，而且受基质堵塞、气候和自然环境影响较大。

3.4 MBR 工艺

MBR 工艺又称膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor），是一种综合了活性污泥法与膜分离技术的新型污水处理技术，该工艺利用膜将泥水分离，使反应器内微生物得到最大限度增长，提高了泥水分离效率和生化反应速率，同时因其出水水质良好可直接作为中水回用，在中国已被广泛地应用[2]。该工艺负荷高，停留时间短，处理效率高，占地面积小，不受场地限制，出水水质高，但是膜价格较高、能耗高，而且容易被污染，需要自动控制程度高。

3.5 组合技术

如果单一技术不能满足污水处理要求，也可以将单个农村生活污水处理技术组合起来使用，从而提高污水出水水质质量。

3.5.1 A/O-人工湿地技术

A/O-人工湿地污水处理技术是将厌氧池、好氧池和人工湿地相结合的组合污水处理技术，生活污水经过A/O 滤池处理后，再将污水送往人工湿地再处理和供植物吸收，在提高出水质量的同时，也实现了污水资源的再利用[3]。

3.5.2 MBR-人工湿地技术

MBR-人工湿地生活污水处理技术是将经过膜生物反应器处理过的污水引向人工湿地，进一步去除氮和磷，提高出水质量，减小流向河流污水负荷，还可以带来一定的经济效益。经监测，出水水质达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A 标准[4]。

3.5.3 A/O-MBR 技术

A/O-MBR 污水处理技术是生活污水经过A/O 滤池强化预处理后，再将污水流向MBR 膜生物反应器池，该组合工艺能避免单独使用MBR 技术或者A/O技术脱氮效果不好的缺陷，还能通过预处理来延长MBR 膜组件的使用寿命[2]。

3.5.4 MBR 设备+PLC 监控技术

MBR 设备是集合了A/O 滤池和MBR 工艺的一体化设备，该工艺出水水质好、效率高、占地面积小，但是MBR 膜依赖自动控制程度高。基于这种情况，可以对MBR 一体化污水处理设备外加PLC 集中监控控制，根据传递到PLC 的参数信息进行自动控制，一旦设备发生故障可以及时上传到上位机进行报警处理，上位机安装西门子公司的组态软件WⅠNCC 作为监控软件，可与西门子PLC 联合实现对生产过程的控制和监控，提高自动化程度。而且当污水断流时，PLC 可以控制风机能自动间隙运行，在保证节能的基础上，为生物的生长提供适合的氧分，从而来降低MBR 设备的能耗。通过对电气控制系统各方面综合考虑，选用可编程控制器S7-200SMARTPLC 的SR60CPU 作为主控制器，SR60 是标准型CPU，集有36 个数字量输入点和24 个数字量输出点，没有模拟量输入点，再外加EMAE04 模拟量输入扩展模块来接收液位、流量等信号。触摸屏可选择SMART700[5]。污水处理监控系统方案如图1 所示。

图1 污水处理监控系统框图

4 农村生活污水处理对策

4.1 因地制宜选择污水处理技术，优化污水治理模式

农村在选择污水处理技术和方案时要因地制宜，不能一刀切。需要根据当地居民的污水处理水质需要，以及经济条件和地形面积等情况制定相应的污水处理方案。

在经济条件较差、污水处理要求不高的场合可使用厌氧池技术，结构简单且省钱，该技术尤其适合在北方寒冷地区实施；在经济条件一般，对处理水质有一定要求，但要求不高的生活污水处理场合可使用A/O 工艺；MBR 工业污水处理可用在经济条件较好、有难降解的有机污水、对出水水质要求较高的农村生活污水处理场合中，居住集中或分散都适合；人工湿地可用在村庄土地富裕面积较大，有一定的河塘、沟渠、洼地的农村污水处理场合中。

为了弥补单一农村生活污水处理技术的不足，在对出水水质要求较高村庄，可考虑采用生活污水组合处理工艺。A/O-人工湿地技术通过A/O 强化预处理后进行人工湿地二级处理，出水质量高，适合经济条件一般、居住相对比较集中而且土地面积较丰富，尤其适合地势有落差和氮磷去除要求较高的村镇；MBR-人工湿地技术适合经济条件较好、出水质量要求较高、土地面积相对比较富裕的村镇；A/O-MBR 技术适合经济条件好、占地面积小、工艺流程短和脱氮要求高的村镇；在居住相对集中的村落，为了提高出水水质质量，方便污水处理设备的自动控制和维护，污水处理设备可引入PLC 和WⅠNCC 进行实时监控和控制，方便污水管理人员观察和控制，同时也利于设备的后期维护。

4.2 拓宽资金投入渠道

农村生活污水处理是一项关系国计民生的长期投资项目，单靠政府拨款的专项资金很难维持污水治理的中后期运行和管理。为了取得农村生活污水治理的长期有效效益，一方面要积极争取上级政府污水处理的专项补助资金，让生活污水处理的专项拨款能够发放到更多的农村地区，尤其对经济条件相对不好的农村地区更要加大污水处理资金支持力度，以减轻村民经济压力；另一方面各级财政部门也要尽心尽力从其他多个渠道筹措农村生活污水治理资金，利用自身的杠杆作用去吸引社会资金投入农村生活污水治理，可以通过贴息、保险等方式来积极鼓励并吸引当地企业、其他团体和社会群体的资金投入，还可以通过减免税收来鼓励企业参与当地污水处理项目，通过宣传表扬来激励团体和个人来捐赠污水处理资金。进一步完善金融对农村生活污水治理的支持政策，开辟“污水治理绿色通道”，给污水治理生态项目特许经营权，对村民的少量收取污水和垃圾治理费权。综上所述，从多渠道筹集的污水治理资金要建立专款专用监管制度，严禁挪用，确保有一定的经济基础来完成污水治理这一项复杂的民生工程，造福子孙后代。

4.3 积极宣传教育，提高村民污水处理意识

长期以来，由于农村居民生活在大自然环境中，已经习惯了自然排放和自然净化，即使水质受到一定程度污染也意识不到，没有引起足够重视。但是，随着社会和经济的快速发展，污水排放量日益增多，对生态环境的危害越来越大，同时也容易引起许多传染病。由于农村居民的环保意识淡薄，对污水处理工作缺乏了解和重视，不愿参与污水治理，也不会维护污水治理成果，将会严重影响污水治理的长期健康发展，所以非常有必要加强对村民环保知识的教育，让村民清楚污水的危害以及污水处理的意义，清楚地知道个人在污水处理中的责任和义务，让污水处理深得人心，成为农村生活中的一部分。对村民开展宣传和教育活动，可以通过开会、广播、电视、手机微信等多种方式来进行，还可以在中小学课堂开展生态环境保护教育活动，从孩子抓起，争取形成人人都对污水治理上心，人人都爱护生态环境的良好风气。并且要注重培养污水治理和管理维护的技术人才，维护污水治理效果。

4.4 强化监管，建立污水处理机制

农村生活污水治理是一项长期的运营项目，必须建立长效的管理机制，才能使污水治理取得良好的效果，从而造福村民。一定要明确责任，明确污水处理设备具体负责人，设施谁管理，出了故障谁维修，上级部门谁监管，责任明确了才能更好地维护污水处理设施和效果。在污水治理长期运行处理时，一方面可以利用组合污水处理监控技术进行自动控制和预警，另一方面政府要培养和建立专门的污水治理管理队伍，对污水处理设备进行检查和维护。并且，市生态环境部门应定期进行污水治理抽查，将污水治理的情况纳入网格化监管，省级生态环境部门应将农村生活污水的治理效果纳入生态环境保护督查范围，从下到上层层把关、梯度管理，防止将污水处理设备废弃不用，或者设备坏而不修，也防止将处理后的污水不达标排放，确保污水治理得到长期有效的健康发展。

5 结束语

随着社会的发展，农村生活污水排放量越来越多，生活污水的随意排放会影响居民的饮用水安全，进而影响农村生态环境。通过对农村生活污水治理现状的调查和分析，污水治理还存在很多不足和困难，文中提出了一系列相应的治理对策。对污水治理的多种方法进行了研究和开发，总结了优缺点和适用场合，在污水治理时因地制宜，根据经济、出水水质要求和地形面积来选择最合适方案。要取得农村生活污水的长效治理效果，还要多渠道融资，加大对村民污水治理意识的宣传和教育，并且要对污水治理情况进行各级监管才能真正落实污水治理的各项任务，真正造福于人民。