农村污水处理技术 20页

'农村污水处理技术核心提示：农村农民居住集中程度不及城市，生活污水产生强度低于城市，村乡财力单薄、农民收入低下，应当鼓励采用经济、简易、有效、尽可能与当地农业生产相结合的多样化生活污水处理技术，实现污水的无害化处理和资源化利用。1、有动力地埋式一体化处理技术目前，有动力地埋式一体化处理技术按工艺可分为生物接触氧化法、SBR、A/O及A2/O等。常用的A/O处理技术的原理是，在缺氧池中微生物将污水中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成气态氮逸出，同时将难降解大分子有机物分解为小分子易降解物质，具有脱氮、水解和降解部分有机物的作用；在好氧池中，大部分有机物被微生物处理，并进入二沉池进行泥水分离，经消毒后排出。A/O工艺在脱硝的同时降解有机物，使需氧量大大减少，是节能型的生物处理技术。为了维持较高的硝化率，反应停留时间比普通活性污泥法长，污泥沉降性能好，污泥增长率低，剩余污泥量少，沉降性能好。张家港市塘桥镇韩山社区、杨舍镇前溪社区、金港镇元丰社区均采用有动力地埋式生活污水处理系统，其中塘桥镇韩山社区投资35万元，日处理污水240吨；金港镇元丰社区投资50万元，日处理污水能力480吨，目前运行状况良好。2、生活污水净化沼气池技术小型生活污水净化沼气池应用常温厌氧发酵技术，按照“多级自流，逐级降解”的原理，建立Ⅰ级厌氧发酵——Ⅱ级兼性消化过滤的新装置。它由厌氧发酵、兼性消化过滤、污水回流和填料等工艺组成。如图3。生活污水中大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水进入兼性消化过滤池，部分未分解的有机物得到进一步降解。沉淀下来的部分有机质和活性污泥回流到厌氧发酵池内提高厌氧发酵的效果，将达到净化处理的目的。生活污水净化沼气池是一种小型分散化污水治理装置，具有投资少，效果好，运行无需能源支持等特点。目前该技术在涟水、东海等地得到广泛应用，成效较为显著。3、阿科蔓污水处理技术阿科蔓（aquamats）是由美国Meridian公司发明的一种用于水处理的生物科技材料，属于一种人造聚合物惰性生态培养基（填料）。阿科蔓材料的主要特点是：①比表面积大，可为水中微生物和有益藻类的生长、繁殖提供巨大的生物附着表面。②适宜生物生存的孔结构，为自养生物（如藻类）提供了良好生存环境，提高水净化的效能。③不需要填料支架，下端成口袋状，可以装载重物，上部则如水草般悬浮在水体中，从而使水体中溶解性有机物和溶解氧最大限度与生物膜接触，提高污染物降解速度。④ 独特的双面结构设计，产品一面编织较为密实、颜色较深，而另一面编织较为疏松、颜色较浅，在其断面上形成理想的“好氧－兼性－厌氧”微环境，具有高效的脱氮除磷功能。阿科蔓生态净化基可利用天然湖塘，免去土建施工，实现无动力或微动力的污水处理。目前，阿科蔓技术已经在80多个国家得到应用。在国内，广东应用较多，主要用于城市小区景观水体的净化。在北京钓鱼台国宾馆的水体生态修复中采用后，也取得了初步成效。4、跌水充氧生物接触氧化技术跌水充氧生物接触氧化技术的原理是，生活污水首先进入厌氧沼气池，一方面，经过厌氧发酵，将复杂有机物转化成低分子挥发性脂肪酸，进而产生甲烷和二氧化碳；另一方面，利用反硝化菌和原水中的碳源进行反硝化；经过厌氧处理后的污水用泵提升进入多级跌水充氧接触氧化池。接触氧化池分多格串行，内装组合填料，其充氧采用跌水充氧方式，借助生长在填料上的微生物去除有机物；经过跌水池的污水一部分回流入厌氧池，另一部分进入水耕蔬菜型人工湿地，进一步去除氮磷等物质。如图8。跌水充氧技术是生物处理与生态处理相结合的低能耗新工艺。跌水充氧技术无需曝气装置，大幅度节能，同时跌水充氧反应器叠层布置有效节省占地面积。该技术的经济效益较好，处理每吨污水的投资低于1000元（不包括管网），系统运行费用不超过0.2元/吨。5、硅藻精土处理技术本技术采用物理选矿法得到的硅藻含量≥92%的硅藻精土，通过加入表面处理剂，改性制成处理各种水质的硅藻土水处理剂。这种水处理剂具有很强的吸附性，能将污水中的有机物和无机物吸附后很快絮凝沉降至底部并形成饼状，获得可循环使用的清水，而饼状的沉渣可彻底分离。这种处理技术，投资小、占地少、设备简单、操作方便、耗电和成本低、污染物去除率高，适应性及连续处理能力强，不仅具有传统工艺的综合优点，而且克服了传统污水处理工艺的不足，还具有沉渣可彻底分离并回收利用的特点。目前，张家港市金港镇生活污水处理厂和南丰镇生活污水处理厂就是采用该项技术。金港镇生活污水处理厂总投资750万元，日处理能力5000吨生活污水；南丰镇生活污水处理厂总投资250万元，日处理能力3000吨。6、人工湿地处理技术人工湿地处理是一种应用比较广泛的利用低洼湿地（沼泽地）处理污水的方法。污水有控制地流进长有芦苇、香蒲等沼生植物的湿地，沿一定方向缓慢流行，从而通过湿地生态系统内各种植物、动物、微生物和土壤的共同作用得以净化。人工湿地处理系统运行简单，处理效果良好，不仅能去除有机物，而且能除磷脱氮和去除重金属，在资源条件许可的条件下是一种可行的污水处理方法。云南省澄江县抚仙湖边的马料河湿地工程，占地近30亩，2003年10月建成运行，每天可净化污水4万多立方米，净化后的水质优于地表水三类标准。 农村生活污水处理技术要点一、新农村污水处理概述 中国水资源缺乏和水污染严重地制约着我国总体经济的健康持续发展，基础设施滞后和管理水平低下抑制了农村地区居民生活质量的改善和提高，国家正在加大力度扶持新农村水改项目，农村地区的水环境治理应成为我国环境综合治理的重要组成部分。(一)农村污水处理分类及定义    1、污水处理水平 污水处理一般划分为初级处理、生化处理(二级处理)和深度处理(三级处理)三个处理水平。   初级处理是指通过格栅或沉淀池等除去部分悬浮固体和有机质的过程。通过初级处理，悬浮物、生物化学需氧量(BOD)以及病菌一般可降低50％左右。在沉淀池中加入一些化学或微生物絮凝剂以及石灰等可加速悬浮物质的沉淀(强化初级处理)。   传统的二级污水处理一般采用生化技术。二级处理的目的是利用污泥中各种细菌或真菌的氧化作用破坏有机质的结构，进一步降?低污水中的BOD。如果采用厌氧处理技术，污泥中有机质在厌氧菌作用下可产生沼气。利用活性污泥技术的二级处理可使病菌数量降至10％。   三级处理是在二级处理的基础上对污水进行更高一级的处理过程。其处理方法主要包括投放化学絮凝剂、活性炭或交换树脂、反渗透工艺以及各种杀菌处理技术。处理目的主要是除去污水中的碳水化合物、糖类、盐分，以及对污水进行消毒等。   污水处理技术的选用必须综合考虑当地的社会经济发展水平、污水来源及其处理后的用途。不同的污水来源以及处理后污水(再生水)的不同用途要求采用不同的处理水平和处理技术。农村地区生活污水主要含有各种有机污染物以及病原菌等污染物，再生水主要用于各类作(植)物的灌溉用水、景观或环境用水等方面。根据再生水的具体用途，确定污水需要处理的深度或水平。   2．生活污水处理系统 目前污水处理系统主要是根据污水处理水平的要求，采用一种或几种处理技术或工艺联合处理污水。按照污水处理技术的适用条件，农村地区生活污水处理系统可分为集中处理和分散处理两大类。   (1)集中处理系统。集中处理系统主要是指(小型化)污水处理厂、人工湿地系统或土地处理系统等，通过一系列的物理、化学以及生物措施减少污水中的污染物，从而达到污水净化和资源化利用的目的。    (2)分散处理系统。分散处理系统是一个高度浓缩的微型化污水处理厂。它采用各种物理、化学或生物措施组合工艺，将各种处理技术高度集成在一个较小的空间范围内。随着各种工艺和技术的发展，分散处理系统的产品种类和型号越来越多。(二)农村污水处理投入和产出效益分析1．农村污水处理工程投资   (1)集中处理系统的投资。污水处理费用随处理方法的不同而不同。污水处理厂的工程投资以及运行费用一般较高，人工湿地系统和土地处理系统的处理费用相对较低。污水深度处理的工程费主要与要求的出水水质有关。   人工湿地污水处理系统的工程投资和运行费一般分别为传统二级处理工艺的1／3～2／3和1／6—1／3。   (2)分散处理系统的投资。如：目前的成套模块化生活污水纳滤膜污水处理设备，每套售价在几万到十几万不等。2．农村污水处理效益分析   (1)经济效益。污水处理的直接经济效益与当地水资源的短缺程度密切相关。处理后的生活污水可作为灌溉水或其他用途使用，从而节约淡水资源。同时，农村地区环境条件的改善可降低与污染有关疾病的传播，减少由此引起的经济损失。   (2)能源效益。污水处理厂需要一定的能源消耗，如果采用厌氧分解工艺，将产生的沼气收集发电可解决部分能源问题。人工湿地或土地处理系统一般不需要消耗能源或耗能极少。分散污水处理设施需要消耗一定的电能。   (3)环境效益。农村生活污水处理的最直接效果就是环境条件的改善，特别是当采用人工湿地处理技术时，通过居民区生态环境的综合治理，可提高居民的生活环境质量。   (4)社会效益。污水处理既可提高水资源的重复利用率、缓解水资源供需矛盾、促进农业生产的发展，又可改善农村地区的生态环境条件、缓解城市的人口压力、促进社会的和谐发展，对我国社会经济的健康持续发展具有积极的作用。(三)农村污水集中处理系统1．技术路线 污水处理厂是目前集中处理污水的主要方式之一。图9—1是传统二级生化处理系统的工艺流程图。 农村污水处理   人工湿地污水处理技术通过物理过滤、生物降解和植物截留等作用机理除去有机质，并通过水生植物与微生物的协同作用除去N和P，特别适用于生活污水、河道和自然湖泊水系的处理与回用等。见图9—2。农村生活污水处理设备   2．农村生活污水处理主要技术环节   (1)关键部件和设备。在给定污染物负荷(单位时间单位面积上输入的污染物数量)和水力负荷(水力停留时间)条件下，影响二级污水处理出水质量的关键因素是微生物细菌对有机污染物降解的有效性。不论是厌氧处理还是好氧处理，良好的菌种及其生存环境影响微生物的降解效果。三级处理主要与所选择的深度处理技术有关。土壤质地及水文地质条件影响土地处理系统的处理效果。填料和植被性质以及气温等因素影响人工湿地处理系统的处理效果。   (2)主要性能参数。污水处理厂的出水质量一般按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918—2002)一级A设计，人工湿地处理系统按《城市污水再生利用景观环境用水水质》  (GB／T18921—2002)、《地面水环境质量标准》(GB3838—1996)Ⅳ类或《污水综合排放标准》(GB8978一1996)中的城镇二级污水处理厂一级标准设计。潜流式湿地系统的一般水力负荷为2～15厘米／天。生活污水经湿地系统处理后其出水BOD5(5日生物化学需氧量)<10毫克／升。   (3)推广中需要注意的事项。污水处理厂占地面积大，一次性投资高，污泥处理困难。人工湿地将污水处理工程与生态环境综合治理有机地结合起来，且工程投资和运行成本低，出水水质稳定，易于管理和维护，是一种较为适宜我国农村地区的污水处理技术。   (4)应用情况。集中污水处理系统一般自动化程度高、便于管理，出水水质好且稳定，满足国家的排放要求。除土地处理方式外，各种集中污水处理方式在国内都有较多的工程实例，已积累了一定的建设和管理经验。   (四)分散处理系统1．技术路线与集中处理系统相比，分散污水处理系统较多地采用了一些高新技术，从而使得污水处理设备的体积相对较小。  2．农村污水处理主要技术环节   (1)关键部件和设备。分散污水处理系统的关键部件是设备采用的具体处理技术及工艺，系统处理效率的高低和出水水质的稳定性主要由其关键组件如(生物)膜和活性炭的性能决定。   (2)主要性能参数。分散污水处理系统的性能参数一般按《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的城镇二级污水处理厂一级标准设计。   (3)目前分散污水处理设备的价格相对较高，较适合于小型企事业单位、餐馆和经济较发达地区的农村小型居民点使用。农村分散污水处理技术我国长期的城乡二元结构导致在污水处理方面城乡之间差别显著:在城市，污水不但有完善的收集、处理技术和设施，而且国家颁布系统的法律法规和标准加以控制；而占全国总面积近90％的广大农村，96％的村庄没有排水渠道和污水处理系统。未经处理的生活污水通过点源和非点源排放，将各类污染物带人河流，严重污染各类水源，导致出现了包括蓝藻水华等诸多生态环境问题。 农村生活污水主要为冲厕污水和洗衣、洗米、洗菜、洗澡废水。污水中主要是生活废料和人的排泄物，一般不含有毒物质，往往含有氮、磷等营养物质，还有大量的细菌、病毒和寄生虫卵。因生活习惯、生活方式、经济水平等不同农村生活污水的水质水量差异较大，污水有如下特点和问题：(1)污水分布较分散，涉及范围广、随机性强，防治十分困难，管网收集系统不健全，粗放型排放，基本没有污水处理设施；(2)农村用水量标准较低，污水流量小且变化系数大(3.5～5.0)；(3)污水成分复杂，但各种污染物的浓度较低，污水可生化性较强。由于农村生活污染源分散，不易集中，村镇居民环保意识差，加上经济水平相对落后，治理上也存在较大困难，因此，农村生活污水已成为影响水体环境质量的重要污染源。目前我国75％的天然和人工水体出现富营养化，而且这一趋势正在不断恶化中。　　2.分散式污水处理的概念及其分类　　目前,我国主要研究的污水处理方式是集中式的污水处理,对分散式污水处理的研究还不够深入,我国对于分散式污水处理还没有一个很明确的概念,还简单地停留在污水处理厂小型化这样一个认识阶段。现在较为被广泛接受的方式是对污水进行就地处理、就地回用。分散污水处理系统主要包括:(1)在线系统(Onsitesystem)。从私人住宅排出的污水由于没有铺设大面积社区用的污水管道或缺乏一套集中处理设施,通过自然系统或机械装置来收集、处理、排放或中水回用,这种自然系统或机械装置即称在线系统。常用的在线系统包括化粪池(septictank)和沥滤场(leachfields)。(2)群集系统(Clustersystem)。群集系统是一种服务于两个或两个以上住户的污水收集和处理系统,但其范围不超过整个社区。从几家住户排出的污水可以经过个体用户的化粪池或组合装置现场预处理后,再通过低成本、非传统技术的污水管运送到比集中式系统相对小的处理单元。分散污水处理系统就是这样一种在线系统或群集系统。3.分散式污水处理技术3.1分散式废水处理工艺可以粗略地分为以下几类:(1)自然系统,即利用土壤作为处理和处置的媒体,包括土地应用、人工湿地、地下渗滤等。还有一些污泥处理系统,如干沙床和泻湖。(2)集水系统,即不使用传统的重力式污水管,而代以轻质塑料管，其优点是埋深较浅、管接少、连接结构不复杂。常用的污水管道有压力式、真空式和小直径重力式。(3)传统的处理系统,即结合生化和物化工艺,由池、泵、鼓风机和其他机械装置组成的系统,其包括3种形式:悬浮式生长,固定式生长,两者混合。这一类也包括对污泥的处理,如消化、脱水和堆肥等。(4)膜技术。国内对于分散式废水处理研究没有国外那么系统化,较多的是对(建筑)小区污水的处理,而且工艺仍然是传统方法的组合, 是城市污水处理厂的小型化。随着科学技术的发展,尤其是膜技术的发展,污水处理设施实现了装置化、小型化,使污水分散处理和回用得以实现。由于前3种技术比较落后,因此膜技术有着非常大的优点和巨大的发展潜力,故这里着重介绍膜技术。3.2膜技术膜技术主要包括污泥生物膜复合生物反应器、膜分离技术和膜生物反应器。3.2.1活性污泥生物膜复合生物反应器系统在曝气池中投加各种能提供微生物附着生长表面的载体,利用载体容易截留和附着微生物量大的特点,是曝气池中同时存在附着相和悬浮相生物,充分发挥两者的优越性,克服各自的缺陷和不足,我们将这种反应器称之为复合生物反应器。复合是指反应器中同时存在悬浮相和附着相生物。3.2.2膜分离技术所有分离过程都是利用在某种环境中混合物中各组分性质的差异进行分离,膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质,在两侧加以某种推动力时,原料侧组分选择性地透过膜,从而达到分离或提纯的目的。这种推动力可以是膜两侧的压力差、电位差或浓度差。根据其推动力分别可分为渗析(浓度差)、电渗析(电位差)、超滤(压力差)、纳滤(压力差)、反渗透(压力差)。膜分离的优点在于工艺流程短、占地少,小型化系统放置场所不受限制；出水BOD、氮、磷和悬浮固体浓度很低,不含细菌、病毒、寄生虫卵等,出水符合三级处理标准,可直接回收或补充地下水。(1)反渗透。当用一个半透膜分离两种不同浓度的溶液时,膜仅允许溶剂分子通过,由于浓溶液中溶剂的化学势低于它在稀溶液中的化学势,稀溶液中的溶剂分子会自发地透过半透膜向浓溶液中迁移。(2)纳滤。纳滤膜又称为超低压反渗透膜或疏松型反渗透膜,其操作压力通常在1.0MPa以下,它对二价离子和分子量大于300mol的有机小分子的截留率较高。(3)超滤膜。超滤膜的结构多为非对称性膜,有一层极薄(通常只有0.1μm～1μm)具有一定孔径的表皮层(活性层)和一层较厚(通常为125μm)具有海绵状或指状结构的多孔层组成。活性层在传质过程中起真正选择性筛分作用,基本上决定了膜的分离性能；支撑层只起活性层的载体作用,基本上不影响膜的分离性能。 (4)电渗析。电渗析是在外加电流电场作用下,利用离子交换膜的选择透过性(即阳膜只允许阳离子透过,阴膜只允许阴离子透过)使水中阴、阳离子做定向迁移，从而达到离子从水中分离的一种化学过程。3.2.3膜生物反应器膜生物反应器(MembraneBio-reactor,简称MBR)是由膜分离和生物处理组合而成的一种新型、高效的污水处理技术。膜分离技术最早应用于微生物发酵工业,随着膜材料和制模技术的发展,其应用领域在不断扩大,已经涉及化工、电子、轻工、纺织、冶金、食品和污水处理等多个领域。MBR处理工艺在日本、加拿大等许多国家已经得到较好的运用,与传统的活性污泥处理工艺相比,MBR存在如下的优点:可以使水力停留时间和污泥龄完全分开,使运行控制更灵活,稳定;利于世代时间长的硝化细菌的增殖,从而提高硝化效率；污泥浓度高,从而传氧效率高达26%～60%左右,节省耗能；反应器内MLSS可高达15000mg/L～30000mg/L,使装置处理容积负荷大,减少占地,也便于活性污泥法的改造;膜生物反应器利用其高的MLSS,可以保证有机负荷高峰期的出水水质,且在低峰期污泥可以进行自身消化,使剩余污泥比常规活性污泥法处理少50%～80%,可减少剩余污泥的处置费用；膜生物反应器由于存在高浓度的MLSS,硝化与反硝化同时存在,具有很高的反硝化效果,脱氮能力强。而在需要高效除磷时,只需往污水中投加少量的明矾，因为膜能有效地分离这些不能沉淀的细小微絮凝体,只要其粒径小于0.2μm即可。4．国外分散式处理技术应用现状及发展趋势分散式处理技术包括了污水的收集、处理、排放及回用。在污水收集方面,为实现废弃物的源头减量控制,需要改进传统的洗菜水、洗浴水与粪便混合的卫生设备,主要方法是减少粪便冲洗水或采用无水收集。瑞典已经逐步应用了尿液分离式卫生间,德国等国家也在进行真空无水收集系统的研究和推广,而印度则是通过分散雨水的收集与排放来减少混合污水量,并利用收集的雨水有效解决了缺水问题。在污水处理方面,广泛采用了自然土地处理法和生物-化学处理法。澳大利亚出现了一种Filter(非尔脱)的高效、持续性的污水灌溉技术。它先将污水用于作物灌溉,然后将经过灌溉土地处理后的水汇集到地下暗管排水系统中排出,特别适用于土地资源丰富、可以轮作休耕的地区,或是以种植牧草为主的地区,一般用于大田作物。美国是发展人工湿地最多的国家,有600多处人工湿地用于市政、工业和农业废水。在欧洲一些国家,如丹麦、德国、英国等至少有200 多人工湿地在运行,多用于对人口规模近千人的乡村级社区进行处理。韩国作为一个具有典型春旱气候的国家,发展了人工湿地与废水稳定塘相结合的土地处理技术,稳定塘储存用水可用于春旱的补充用水。可见,用人工湿地+稳定塘技术进行污水处理和农业应用可以作为分散农村地区的保护水体和克服水短缺的一种方法。厌氧消化技术具有低造价、低运行费、能回收利用能源等特点,它在分散生活污水的处理中得到了越来越广泛的研究与应用。近20年来,发展了越来越多的高速处理设备和技术,如厌氧滤池(AF),升流式污泥床反应器(UASB),厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)等,荷兰、巴西、哥伦比亚、印度等国家已建成生产性UASB来处理生活污水，但厌氧技术在低温下的应用仍然是研究的难点与热点。在适合的工艺基础上,一体化装置发展迅速。日本对其研究较早,至今已有40多年的历史。目前,日本安装有800万个小型净化槽,服务人口约3600万。净化槽是一种高效的一体化处理设施,主要采用厌氧滤池与接触曝气池、生物滤池或移动床接触滤池的结合工艺,部分工艺反应都在一个室内完成,各步骤用隔板隔开,出水加氯消毒。一些欧洲国家也根据自己特点开发了不同形式的一体化净化装置。在挪威,因为大部分人口分散在小村庄或小社区,一体化装置应用广泛,开发了多种不同工艺的装备。随着填料生产技术的不断发展,生物膜技术在一体化装置中应用迅速增多,生物膜法所需的设备简单,能源消耗低,成本和维护费用低,而处理污水的效率高,是今后发展的一个方向。一些国家对分散式处理设施的出水水质从法规上提出一定要求,如芬兰即要求总BOD去除率90%,总磷去除率85%，总氮去除率40%，这使得户主必须承担起对处理设施进行清洁和维护的责任,而能为户主们提供技术支持和服务的合作组织也广泛发展起来。5.我国农村分散式处理技术的应用与发展在我国广大农村地区,普遍应用的分散式处理技术为土地处理技术和厌氧消化技术。5.1土地处理技术土地处理技术是一项造价低、运行费低、低能耗或无能耗、易于维护的污水处理技术,研究和应用比较多的污水土地处理工艺有快速渗滤处理系统、人工湿地处理系统和地下渗滤处理系统。其中,人工湿地兼具了生态效益、经济效益和美学效益,近年来对其研究与应用逐步升温。早在“七五”期间我国就开展了人工湿地的研究，目前该技术在我国已发展到实用阶段。国内对湿地系统的研究热点集中在湿地污染物去除机理、湿地植物、湿地基质填料、湿地微生物种群和生态系统的研究等方面。但人工湿地占地面积大,且基质再处理及再利用技术不成熟,因此在土地资源缺乏地区的应用受到限制。 5.2厌氧消化技术厌氧消化技术具有动力消耗少,环境污染少,沼渣沼液利用途径多,且能产生能源沼气等优点。近年来,我国大力推广了厌氧消化技术在农村地区的使用。通过农业部国债项目的推行,截止至2005年底,全国户用沼气达到1807万户,养殖场的沼气工程3556处,年产沼气70亿m3,折合标煤500万t，在农业部发布的《全国农村沼气工程建设规划》上,计划到2010年全国将有4000万农户用上沼气。国债沼气项目要求户用沼气“一池三改”,最大量的减少了传染源,切断了疫病传播途径,因此也是农村血吸虫防治的一项有效手段。自上个世纪80年代开始,生活污水净化沼气池由农村能源部门向城镇的住宅楼、医院、学校等卫生配套建设中大力推广，住宅楼中每10～12户生活污水所产沼气可供其中1户全年用气,因此可考虑由用气户承担净化沼气池的日常维护工作。生活污水净化沼气池20多年来一直采用二级厌氧消化加多级兼氧过滤的处理模式。目前，考虑到生活污水脱氮除磷的需求，国内有研究在工艺上采用二级厌氧和一级好氧达到氮磷脱除效果。近年来，随着农村畜禽养殖户减少和农村劳动力的减少，同时集中养殖户的增多,国家及时调整政策，从2007年开始,将对养殖小区集中供气沼气工程和联户沼气工程予以资金支持，以推进人畜粪便、农作物秸秆、生活垃圾和污水的综合治理和转化，此举措必将在短期内使我国沼气工程的技术得到快速的发展。我国近几年通过私有资金和民营企业的参与，在一体化装置方面也有了快速的发展。如有环保公司与日本公司合作生产净化槽；也有自主开发出多种不同规模的一体化污水处理装置,如武汉的新天达美环保公司还开发了以风能带动曝气的一体化分散污水处理装置等。6.结语为加速我国新农村的建设进程，保护农村生态环境，解决农村水污染问题势在必行。分散式污水处理模式是一种适合农村污水处理的好方法，我国宜借鉴国际经验，探索并改善各种分散型污水处理工艺，并与当地的农业相结合，形成污水回用与再利用的生态农业模式，实现污水的无害化和资源化。实际工作中应当在摸清不同类型村庄污染现状的基础上，根据环境污染特点，结合地方特征，从行政管理方面、资金方面、处理技术等方面采取相应解决方案和对策。在经济发达地区，先进行新技术试点，逐步将适合当地农村的污水处理及资源化技术推广到其他地区。有条件的地区尽可能与当地科研院所相结合，充分利用其科研能力，研发最优的技术、设施。 农村生活污水处理技术与政策选择案例摘要：农村生活污水是造成农村水环境污染的主要原因。为了改善我国农村的人居环境，必须加强农村生活污水的收集、处理和资源化设施建设。本文对国内外一些适合处理农村分散生活污水的技术及其特点进行了归纳和分析，并提出了加快农村生活污水处理的政策途径。关键词：环境污染；农村生活污水；处理技术；政策中图分类号：F325文献标识码：A文章编号：1671-0169(2007)03-0018-05“十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，并明确了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的建设目标。加强农村生活污水的处理，是村容整治的组成部分，也是社会主义新农村建设的重要内容。农村生活污水造成的环境污染不仅是农村水源地潜在的安全隐患，还会加剧淡水资源的危机，使耕地灌溉得不到有效保障，危害农民的生存发展。因此，加强农村生活污水收集、处理与资源化设施建设，避免因生活污水直接排放而引起的农村水体、土壤和农产品污染，确保农村水源的安全和农民身心健康，是新农村建设中加强基础设施建设、推进村庄整治工作的重要内容，也是农村人居环境改善需要解决的迫切问题。　　　　一、农村生活污水产生的环境问题　　　　全国农村每年产生生活污水约80多亿吨[1](P8)，而96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生活污水随意排放。有人这样形容中国农村的人居环境现状：如果把全国的村庄合并为10个村的话，4个村没有自来水；3个村在猪圈或厕所旁打了一口井，供人们饮用；10个村庄都把脏水往外泼；9个村庄还在使用传统旱厕；9个村庄仍然随便找个地方填埋垃圾；4个村庄下雨出不来；5个村庄夜里进不去。 　　我国农村生活污水有以下特征：(1)面广、分散。村庄分散的地理分布特征造成污水分散，难于收集。(2)来源多。除了来自人粪便、厨房产生的污水外，还有家庭清洁、生活垃圾堆放渗滤而产生的污水。例如，太湖洗衣废水占生活污水的21.6%，巢湖、滇池大约为17.9%[2](P43-46)。(3)增长快。随着农民生活水平的提高以及农村生活方式的改变，生活污水的产生量也随之增长。(4)处理率低。以浙江省丽水市的农村污染情况为例[3]，每年全市农村人粪尿产生总量约180万吨，经化粪池处理的量约为23.03万吨，处理率仅为12.9%。　　未经处理的生活污水肆意排放，严重污染了农村的生态环境，直接威胁广大农民群众的身体健康以及农村的经济发展。一方面，未经处理的生活污水自流到地势低洼的河流、湖泊和池塘等地表水体中，严重污染各类水源；另一方面，生活污水也是疾病传染扩散的源头，容易造成部分地区传染病、地方病和人畜共患疾病的发生与流行。目前全国农村的自来水普及率只有34%左右，还有3亿多农民存在饮水安全问题。在浙江省丽水市农民家庭用水水质的抽样检测结果中，63个水样中大肠杆菌、浑浊度等主要指标超标的占72%。水源地水质低的状况与农村生活污水未经处理直接排放有直接的因果关系[3]。　　　　二、国外农村生活污水处理技术路线　　　　污水处理最高的目标是实现资源消耗减量化(Reduce)、产品价值再利用(Reuse)和废弃物质再循环(Recycle)，水资源的利用要实现从“供水—用水—排水”的单向线性水资源代谢系统向“供水—用水—排水—污水回用”的闭环式水资源循环系统过渡[4](P21-27)。对于农村的分散生活污水，工艺简单、处理效果有保证、运行维护简便的分散型污水处理系统(DecentralizedSanitationandReuse，DESAR)是一种具有最佳综合效益的选择，它包含污水处理和资源化利用双重意义，强调分质就地处理和尽可能回收营养物质[5]。　　国外一些国家在农村分散生活污水处理技术的研究和应用方面，积累了许多经验，值得学习和借鉴。　　(一)澳大利亚“FILTER”污水处理及再利用系统　　该系统利用污水灌溉达到污水处理的目的，能有效实现污染物去除和污水减量的双重目标，既可满足作物对水分与养分的需求，又可降低污水中的氮、磷、钾含量，避免污水直接排入水体后，导致水体富营养化。该系统对总磷(TP)、总氮(TN)、生物耗氧量(BOD5)和化学耗氧量(CODcr)的去除率分别能达到97%~99%、82%~86%、93%和75%~86%[6](P79-81)。　　(二)土壤毛管渗滤系统 　　该系统将污水投配到土壤表面具有一定构造的渗滤沟中，污染物通过物理、化学、微生物的降解和植物的吸收利用得到处理和净化。美国、日本、澳大利亚、以色列、俄罗斯和西欧等国一直十分重视该系统的研究和应用，在工艺流程、净化方法和构筑设施等方面做到了定型化和系列化，并编制了相应的技术规范。该技术对悬浮物、有机物、氨氮、总磷和大肠杆菌的去除率均较高，一般可达70%~90%[7](P953-964)，而且基建投资少、运行费用低、维护简便，整个系统埋在地下，不会散发臭味，能保证冬季较稳定的运行，便于污水的就地处理和回用。因此，对于水资源供需矛盾日益紧张、生活污水污染日趋严重的广大农村，该技术具有很强的技术和经济优势。　　(三)人工湿地处理系统　　该系统一般由人工基质(多为碎石)和生长在其上的沼生植物(芦苇、香蒲、灯心草和大麻等)组成，是一种独特的“土壤—植物—微生物”生态系统，利用各种植物、动物、微生物和土壤的共同作用，逐级过滤和吸收污水中的污染物，达到净化污水的目的。该技术在欧洲、北美、澳大利亚和新西兰等国家得到了广泛应用，其缺点是需要大量土地，并要解决土壤和水中的充分供氧问题及受气温和植物生长季节的影响等问题。　　(四)生物膜技术　　生物膜法是分散生活污水处理主要应用的一种人工处理技术，包括厌氧和好氧生物膜两种。厌氧或好氧微生物附着在载体表面，形成生物膜来吸附、降解污水中的污染物，达到净化目的。该方法设备简单、运行成本较低，处理效率高。反应器一般由填料(载体)、布水装置和排水系统三部分组成，采用的填料有无机类(陶粒、矿渣、活性炭等)和有机类(PVC、PP、塑料、纤维等)。目前，新型的生物膜反应器和固定化微生物技术也得到了广泛的研究。摘要：农村生活污水是造成农村水环境污染的主要原因。为了改善我国农村的人居环境，必须加强农村生活污水的收集、处理和资源化设施建设。本文对国内外一些适合处理农村分散生活污水的技术及其特点进行了归纳和分析，并提出了加快农村生活污水处理的政策途径。农村生活污水处理与治理技术1、常州中德污水处理项目见闻——农村生活污水照样好处理众所周知，生活污水的处理问题在城市相对好办，那里普遍已有或正在兴建较大型的集中式污水处理厂，为此铺设的输送污水的管网系统也较为集中。以江苏常州这个发展迅速的城市为例，到２００５年底已建成污水处理厂６座，污水管道４９２公里，污水处理系统初具规模，其中城市污水处理厂对城市污水的集中处理率达到４６％左右，中心城区接近８０％。 　　困难在于星罗棋布的小村落。常州农村人口近１５０万，至今多采取灰水在宅前宅后土壤中自然下渗，粪便储存在各式粪池中就地处理的简易方式，严重污染环境。就常州来说，更威胁国家重点水源保护水域太湖和长江的生态安全。因此，为分散村庄的生活污水找一条出路的任务十分迫切。　　常州市规划局和规划院、市排水管理处等部门在德国专家的帮助下，吸收了１５年以来在欧洲的郊区和农村广泛开展的分散式污水处理的经验，采用人工湿地技术，在大量研究调查的基础上，于２００６年１月在距离常州市中心４０公里的孟河镇通江花园居民小区，动工兴建了正式名称叫做“基于垂直潜流生态滤床技术的分散式污水及污泥处理系统”的装置。２００６年１０月，系统正式投入运行。　　名称虽然复杂，但当笔者来到这里实地考察时，所见却无非是一个地堡式的水泥建筑物和４块略低于地面的铺着粗砂的池子而已。其中两块平铺着一些管子，池子的两端有两个更粗一些的白色塑料管斜插进地下，池子里有规律地间隔生长着一些芦苇。平心而论，若不是路边那块大理石的“纪念碑”说明它的作用，笔者还真看不出这是一项具有国际先进水平的人工湿地污水处理工程。　　这个污水处理工程是为一路之隔的通江花园小区的居民服务的。小区居住着因工业征地搬迁到这里的２００多户农民，总计１３００人。小区设有与雨水分流的生活污水管道，从地下通到那个水泥“地堡”中。这个水泥壳的“地堡”就是污水的初级处理处，深埋地下５米多，可容８０立方米的污水。这个沉淀池内分为三格，主要功能是使生活污水在这里初步沉降。污水首先被抽进这些迂回曲折的管子里，又从管壁的小孔内流出，流进铺满沙砾的滤床上，自然渗入沙砾中。这两个池子的底部都铺有双面土工布，以防污水渗入自然土壤中。　　别看这两个滤床表面平淡无奇，实则讲究很多。滤床总深度虽然不过１米—１．２５米，却分为表层、过滤层、过渡层、排水层、防渗层等好几个层次。每个层次的砾石和粗砂的大小都不尽相同，越往下颗粒越大。污水经层层过滤到达排水层时，自然流进铺设在这一层的排水管中，也就是在这两块过滤床边上的白色塑料管。这几根管子管壁上都有切口，收集过滤后的污水，并排进旁边的新孟河，直达长江。　　作为工程第三个组成部分的是两块污泥滤床。沉淀池里淤积的污泥定期被污泥泵抽进这两块池子做干化处理，说得通俗些，就是把它晒干。但这里也有很多学问。污泥含水率很高，如同前面提到的两块人工湿地一样，这两块污泥滤床也分好几层，也在底部铺有防渗的土工布，也有通气管。渗下来的污泥中的水分经排水管重新流回初级沉降地，而后再进入滤床过滤后排出。 　　这个装置看上去也不过就是过滤、过滤、再过滤，这能达到污水去污的目标吗？据介绍，秘密就在于滤床的那些粗砂和砾石上，它们为微生物细菌提供了非常适宜的生活环境，而这些微生物在污水下沉过程中通过反应去除了碳化合物、氮化合物和磷化合物以及病毒体和非病毒微生物。　　装置运行几个月来，根据监测结果，出水效果理想。氨氮去除率达９３％，总磷去除率达８６％，出水水质已达到城镇污水处理厂一级排放Ｂ标准。记者到出水口去看，果然出水清澈，毫无异味。而滤出的污泥干化之后可以肥田，这里每年可干化污泥１０吨左右。2、太湖流域农村生活污水治理江苏省建设厅村镇办来源：建设部网站　　设施建设基本情况      太湖流域包括苏州、无锡、常州三市市域以及镇江的丹阳、句容两市和南京的高淳、溧水两县，共涉及5个省辖市、13个县市、166个建制镇、2800个规划保留村庄、5万个自然村。其中太湖流域一级保护区规划保留村庄共计410个。      根据江苏省建设厅与江苏省人民政府签订的目标责任书，江苏省农村生活污水治理到2010年，太湖流域一级保护区内镇村布局规划确定的农村居住点生活污水处理率要达到70%，按照这一目标，2008～2010年，一级保护区分别建设74个、182个和31个农村生活污水处理设施。同时，加大对非一级保护区农村生活污水处理设施建设。到2008年底，全流域（包括一级保护区）共建成399个农村生活污水处理设施，预计到2009年底将建成949座。      1.工作分工      江苏省太湖流域农村生活污水治理工作主要由建设厅及农林厅负责牵头。江苏省建设厅主要负责规划保留点的生活污水治理，农林厅则主要负责对分散农户的生活污水治理。分工明确，避免了责任交叉，多头管理的现状。农村生活污水处理设施建设和建成设施的运行管理以所在行政村村级组织为实施主体，建制镇政府为责任主体，市和县负责指导和监督。      2.选点实施       村庄名单的确定以县（市、区）为单位同一组织。各县（市、区）村镇建设主管部门会同村镇规划主管部门将去年太湖水污染治理工作目标责任书确定的目标任务细化分解至乡镇、行政村，按照确定的条件提出实施村庄推荐名单，并指导推荐村庄填报有关申报材料，报省辖市村镇建设主管部门审核；省辖市村镇建设主管部门会同村镇规划主管部门组织现场考察，将审核确定推荐的村庄名单及申报材料报省建设厅审定；省建设厅会同省有关部门确定实施村庄名单。      3.示范作用      农村生活污水治理工作面广量大，没有成熟的经验和固定的模式可循，为此，采取试点先行、示范带动的工作方法，通过村庄生活污水治理等建设改造形成良好的人居环境。先期选择20个不同类型的规划保留居民点开展生活污水相对集中处理设施建设试点示范，加强对处理工艺的适用条件以及建设、运行技术经济指标分析，形成指导性目录，编制“厌氧发酵＋人工湿地”、“跌水充氧接触氧化＋人工湿地”、“脉冲多层复合滤料生物滤池＋人工湿地”、“缺氧池＋溅水充氧生物滤池”等适宜处理技术标准设计图集，并加大推广力度，指导各地规范化实施。　　运营模式      目前，太湖流域农村生活污水处理设施的资金投入主要采取“以奖代补”的形式，这些资金主要用于污水处理设施的建设及管网建设，而对于污水处理设施建成后的运行和管理维护并没有安排相应资金进行补助。尽管太湖流域农村相对富裕，但是单靠农民自身投入有一定困难。要结合新农村建设的实践，建立采取国家扶持、地方补助、农民支持和企业参与等方式，广泛筹集资金，形成多元化投入、多渠道动员的参与机制，使生活污水处理工程能够顺利付诸实施和运转。      在江苏，太湖流域农村生活污水处理设施的后期运行管理形式多样。后期运行管理模式随污水处理设施建设类型不同而不同，有的地区采取污水处理费返还机制，有的地区统一交由专业公司进行管理，有的则由村集体自行管理。　　污水处理技术      1.处理原则      根据村庄所处区位、人口规模、集聚程度、地形地貌、排水特点及排放要求、经济承受能力等具体情况，采用适宜的污水收集模式和处理技术。       （1）接管优先。靠近城区、镇区且满足城镇污水收集管网接入要求的村庄，污水宜优先纳入城区、镇区污水收集处理系统。      （2）分类处置。对人口规模较大、集聚程度较高、经济条件较好的村庄，宜通过敷设污水管道集中收集生活污水，采用生态处理、常规生物处理等无动力或微动力处理技术进行处理。对人口规模较小、居住较为分散、地形地貌复杂的村庄，宜就地就近收集处理农户生活污水。      （3）资源利用。充分利用村庄地形地势、可利用的水塘及闲置地，提倡采用生物生态组合处理技术实现污染物的生物降解和氮、磷的生态去除，降低能耗，节约成本。结合当地农业生产，加强生活污水削减和尾水的回收利用。      （4）经济适用。污水处理工艺的选择应与村庄的经济发展水平、村民的经济承受能力相适应，力求处理效果稳定可靠、运行维护简便、经济合理。      2.处理模式      （1）分散处理模式。分散处理模式即将单户或多户农户污水进行收集，采用无动力的厌氧生物——生态工艺进行处理。适用于村庄布局分散、规模较小、地形条件复杂、污水不易集中收集的村庄污水处理。通常在村庄布局较为分散的地区采用。      （2）相对集中处理模式。相对集中处理模式即将某一区域内农户产生的污水进行集中收集，统一建设不消耗动力或微动力的相对集中处理设施处理。污水处理采用厌氧生物——好氧生物——生态处理工艺形式。适用于村庄布局相对密集、规模较大、经济条件好、村镇企业或旅游业发达、位于水源保护区内的村庄污水处理。      （3）统一处理模式。统一处理模式即村庄内所有农户污水经污水管道集中收集后，接入邻近的市政污水管网，利用城镇污水处理厂统一处理村庄污水。该处理模式具有投资省、施工周期短、见效快、统一管理方便等特点。适用于距离市政污水管网较近、符合高程接入要求的村庄污水处理。      3.适宜技术      从江苏省太湖流域的城镇和农村集中居住区的经济发展水平看，也具备了建设中小型甚至是分散式生活污水处理设施的条件。江苏省建设厅在2007年十个农村生活污水处理试点示范的基础上也筛选出了一批中小型、分散型污水处理适宜技术，并形成《农村生活污水处理适用技术指南》，用以指导各地开展太湖流域农村生活污水治理工作。       （1）“厌氧＋跌水充氧接触氧化＋人工湿地”组合工艺；      （2）“脉冲多层复合滤料生物滤池＋人工湿地”组合工艺；      （3）“塔式蚯蚓生态滤池”组合工艺；      （4）“厌氧池＋接触氧化渠＋人工湿地”组合工艺；      （5）地埋式微动力氧化沟技术；　　问题及对策      1.问题      （1）部分基层和农民群众对农村生活污水治理的意识有待提高。部分基层干部推进农村生活污染治理的重要性和紧迫性认识不到位，再加上工作面广量大以及需要投入大量的人力、物力、财力并建立长效管理机制，存在畏难情绪或“等、靠、要”思想；部分农民群众受不良传统习惯和经济、文化落后的影响，环境保护和卫生安全意识不强，“脏、乱、差”的现象仍较为普遍。      (2）农村生活污水治理经费投入缺口较大。农村生活污水治理需要大量的资金投入。按照江苏省委省政府确定的治理目标，到2010年共需实施2760个规划保留村庄生活污水处理设施和90个纳入城镇污水处理管网统一处理的村庄配套管网建设，共需投入近10亿元。尽管近年来各级政府在资金筹措上采取了不少措施，但由于乡镇、村两级财力有限，资金缺口仍然较大。      (3）农村生活污水治理协调推进机制有待加强。农村生活污水治理是一项复杂的系统工程，涉及建设、环保、农林、卫生等多个部门，因此在实施过程中存在“多头管理“的现象。目前急需建立一个有利推进工作开展的组织协调机制，整合资源，密切配合，形成合力。      (4）农村生活污水治理设施的后期运行缺乏保障机制。首先省级资金采取的是“以奖代补“的形式，这笔资金只能支持整个污水处理设施的建成，不足以支持后期污水处理设施运行所产生的费用；另外，农村缺乏相对专业的管理技术人员，污水处理设施的管理运行得不到有效保障。      2.对策       （1）加强宣传，强化组织协调领导。建议各地各部门借助各类媒体和媒介，加强太湖流域农村生活污水治理工作的宣传，积极倡导健康文明的生产生活方式，使广大基层干部和农民群众了解和认识农村生活污水治理的重要意义，营造开展工作的良好氛围。各级政府要加强组织协调，细化分解工作目标和任务，明确部门职责分工并实行部门联动，制定切实可行的工作方案和实施计划，整合各方资源，推动各项工作有序开展。      （2）加大公共财政投入，多方筹措建设、运行资金。要充分发挥公共财政对农村生活污染处理设施建设的扶持和引导作用，完善财政补贴投入机制，设立专项资金，加大省、市、县（市、区）、镇各级财政投入力度，采取以奖代补的办法，对农村生活污水处理设施建设与运行上给予资金支持。在此基础上，逐步建立农村排污监督管理机制，引导并鼓励各类社会资金参与农村污水处理。      （3）根据发改委分工，明确各部门职责，避免任务重叠、责任交叉。同时建立有利于推进太湖流域村镇污水工作开展的组织协调机制，整合各部门资源，密切配合，形成合力。      （4）研究制定农村生活污水的长效运营管理机制、针对上述三种不同村庄生活污水处理类型，采取不同的运营管理模式，避免出现“前期建设，后期停运”的现象。'