目前，我國共有 60 多萬個行政村、250 多萬個自然村，居住生活著 2 億多農戶、近 8 億人口，污水排放量巨大，其中大部分污水未經處理直接 排入周邊水體，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害，已經成為新的區(qū)域性水環(huán)境的 重要污染源。

1、我國農村水污染的現狀與特征

1.1 點源污染 近年來，隨著國家產業(yè)政策的調整和升級，許多污染嚴重的小企業(yè)從城 市轉移到郊區(qū)和村鎮(zhèn)，加之原有的眾多小造紙廠、電鍍廠、印染廠、化工 廠等鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)粗放經營，布局分散，其生產過程中產生的工業(yè)廢水未經處 理就近排入河溝、水庫和農田，對水體造成了嚴重的污染，使鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)成 為農村水體點源污染的最大來源；據有關部門調查，51%農民家庭將生活垃 圾直接倒入溝渠，18%村民直接倒入農田，這些生活垃圾又對地表水、地下 水產生了二次污染。

1.2 面源污染 一方面，我國是農業(yè)大國，全國化肥的使用量從 1990 年的 2590 萬 t 增 加到 2007 年的 5108 萬 t，平均用量已接近 400kg/(h˙m2)，遠遠超過國際 上為防止水體污染而設置的化肥安全使用上限 225kg/(h˙m2);在近 10 多年 來農藥的年使用量基本穩(wěn)定在 23 萬 t 左右(有效成分)，各種制劑(實物量， 包括有效成分和各種輔劑)約 162 萬 t。然而化肥的平均利用率僅為 35%左 右，農藥的利用率低于 30%[1]，剩余化肥、農藥中的大量營養(yǎng)元素進入土 壤，通過各種途徑流失到水體中，N、P 等營養(yǎng)成分在水體中的聚集造成水 體的富營養(yǎng)化。 另一方面，由于農民居住較分散且人口數量較多，其生活污水基本未經 任何處理直接排放；另外，隨著城市需求量的增大，農村的水產養(yǎng)殖與畜禽 養(yǎng)殖發(fā)展迅速，其產生的大量糞尿超過土地處理能力而隨意堆放，或經沼 氣池發(fā)酵后沼液直接排放，這些又成為水體的一大污染源。

因此，對農村生活污水和養(yǎng)殖廢水進行有效處理，從源頭上控制面源污染是從根本上解 決水體水質富營養(yǎng)化的重要措施之一。

1.3 農村水污染特征 基于我國農村分布較廣、農戶居住分散的特點，我國農村水體污染呈現 出污水排放量小、排放分散、N、P 等營養(yǎng)成分含量高、污水排放流量和有 機負荷波動性大等特點。由于農村的基礎設施建設嚴重不足，幾乎沒有系 統(tǒng)的收集和輸送生活污水的管道，同時知識文化水平普遍不高，操作管理 能力較弱。因此，適宜于農村的分散式污水處理技術應該是一種低投資、 能耗少、操作管理要求低且具有穩(wěn)定高效的污染物去除效率的污水處理技 術。

2 農村分散式污水處理技術 分散式生活污水處理是以技術先進的小型污水處理設施實現生活污水 的就近處理與利用。近年來，各式各樣的分散式污水處理設施應運而生。 我國幅員遼闊，南北方農村差異較大，對于不同地理環(huán)境應因地制宜地選 擇適宜的處理設施。

2.1 源頭分離技術 農村生活污水的水質狀況如下：5 日生物需氧量(BOD5)為 180～320mg/L， 化學需氧量(COD)為 265～510mg/L，固體懸浮物量(SS)90～255mg/L，氨態(tài) 氮(NH4+-N)含量為 20～60mg/L，總氮含量為 25～80mg/L，總磷含量為 1.5～ 5.0mg/L；正常成年人每人每年產生的污水量為 25000～100000L，排尿量為 400～500L，排便量為 50L，其中含 N4～5kg，P0.75kg，K1.8kg，這些營養(yǎng) 物質在尿中的含量分別為 87%、50%、54%，即平均每人每年所排尿液中含 N3.48～4.35kg，P0.38kg，K0.97kg。 由此可見，在生活污水中，尿液所貢獻的 N、P 值非常大。如果采用源 頭分離技術，如糞尿分集式生態(tài)衛(wèi)生廁所(新型旱廁)、沼氣池衛(wèi)生廁所等， 將尿液單獨分離并輸送以用于農業(yè)生產，這將是向營養(yǎng)物質回用和高效水 體保護邁出的最大一步；同樣，現階段我國農村養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，其產生 的畜禽糞尿及沖洗水構成了高濃度有機廢水，處理較為困難，不達標排放 造成周邊水體富營養(yǎng)化。例如，在養(yǎng)豬場的 3 種清糞工藝中，采用干清糞分離不僅節(jié)約用水，其水質負荷也較水沖糞、水泡糞低得多；同時，由于 沖洗是在短時間內完成的，即與尿液相比，沖洗水量集中且水量大，可考 慮采用源頭分離技術，進一步分離尿液和沖洗水。最終沖洗水中的污染物 濃度較低，易于處理。分離后的豬糞比較干燥、肥效高，易于堆肥，尿液 中 N、P 濃度高，有利于 P 的回收，適宜于在農村推廣應用。一旦大部分尿 液不進入水環(huán)境中，農村養(yǎng)殖廢水所帶來的面源污染如氨氮超標問題就變 得容易解決。

2.2 蚯蚓生態(tài)濾池 蚯蚓生態(tài)濾池是一種利用微生物、蚯蚓和基質等組成的人工生態(tài)系統(tǒng)處 理生活污水的新技術。目前，其填料主要采用陶粒、土壤、鋸末、稻殼、 谷殼、泥炭、鋼渣、煤渣、石英砂、細砂等。蚯蚓對污水及污泥具有分解、 吸收的作用，其來回蠕動，不僅清掃濾床，防止其堵塞，而且增加了濾床 層的通氣性，增大了氧的供給量，促進濾層中 C、N 的轉化；另外，蚯蚓可 以清除蚊蠅滋生，改善濾池的衛(wèi)生條件，同時在濾池中增殖的蚯蚓又可作 為家禽飼料；蚯蚓糞便中的微生物能促使有機 N 的氨化和 NH4+-N 的硝化作 用，其內部的厭氧層和生物膜內的厭氧層會發(fā)生反硝化作用而楊健等在曲 陽污水廠的中型試驗表明，蚯蚓生態(tài)濾池對城鎮(zhèn)污水的產生 N2 和 N2O 氣體， 降低出水的 TN 值。CODCr 去除率達 83%～88%，BOD5 去除率達 91%～96%， SS 去除率達 85%～92%，氨氮去除率達 55%～65%。由于蚯蚓生態(tài)濾池具有池 容小、節(jié)能、易操作、維護管理方便等特點，適宜于我國南方農村生活污 水處理，但由于蚯蚓有冬眠和夏眠的習性，會造成階段性出水不穩(wěn)定，使 用時應考慮其應對措施，在濾池出水加后續(xù)強化處理工藝。

2.3 人工濕地處理系統(tǒng) 與自然濕地相比，人工濕地主要是利用土壤、人工介質、植物、微生物 的物理、化學、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進行處理的一種綜合生 態(tài)系統(tǒng)。它應用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質循環(huán)再生原理以及結構與功能 協(xié)調原則，在促進廢水中污染物質良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生 產潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益；人工濕 地系統(tǒng)可分為表面流濕地(SFW)、潛流濕地(SS-FW)、立式流濕地(VFW)。表面流濕地和立式流濕地因環(huán)境條件差(易孳生蚊蟲)，處理效果受氣溫影響 較大以及對基建要求較高，現多不再采用。故人工濕地大部分采用潛流式 濕地系統(tǒng)。在人工濕地系統(tǒng)中，可利用植物吸收和基質的吸附去除污染物。 目前常用的挺水植物有：蘆葦、蒲草、荸薺、蓮水芹、水蔥、茭白、香蒲、 千屈菜、菖蒲、水麥冬、風車草、燈芯草等。李瑋峰等研究表明蘆葦和香 蒲植物吸收 TN 和 TP 的量在濕地去除量中的比例分別為 13.5%、41.2%和 17.3%、24.4%；另外，不同濕地植物對 N、P 的吸附去除率不同，其與進水 水質、濕地基質、溫度等多種因素有關，對比分析后可以看出，蘆葦、香 蒲以及茭白對 N、P 的去除率均較高。人工濕地基質主要采用土壤、沙、石、 煤渣、鋼渣等?；|一方面為微生物的生長提供穩(wěn)定的依附表面，同時也 為水生植物提供了載體和營養(yǎng)物質。當污水流經人工濕地時，基質通過沉 淀、過濾、吸附和離子交換等一些物理和化學的途徑來凈化除去污水中的 污染物。濕地基質氧化還原能力的大小決定了系統(tǒng)去除 N 的效果。 紅壤廣泛分布于我國低山丘陵地區(qū)，價格低廉，易于取用，是一種較 好的人工濕地基質。黃中子等研究發(fā)現，紅壤是一種優(yōu)良的磷素吸附材料， 當溫度為 30℃時，紅壤對 P 的飽和吸附量高達 1.61mg/g。紅壤中 P 的含量 非常低，但是含有大量的無定型氧化鐵、氧化鋁及高嶺石等成分，有利于 P 的吸附和固定。因此，當溶液中 P 的濃度較低時，對 P 的吸附去除效果較 好。當紅壤除磷吸附飽和時，可作為農田肥料使用。 在進水污染物濃度較低的條件下，人工濕地對 COD 的去除率可達 80% 以上，對 BOD5 的去除率可達 80%～95%，對 TN、TP 的去除率均可達 85%以 上。國外利用人工濕地處理生活污水及各種廢水，均取得很好的處理效果。 人工濕地具有結構簡單、投資少、易于維護和運行費用低等特點，易于在 我國農村推廣使用。

2.4 地下滲濾系統(tǒng) 地下滲濾系統(tǒng)是一種人工強化的污水生態(tài)處理系統(tǒng)，污水經化糞池預處 理后，去除大的懸浮物后有控制地投配到滲濾裝置中，然后在重力和土壤 毛細管力的作用下擴散運動，污水在此遷移過程中通過物理截留、物化吸 附、化學沉淀、微生物降解、動植物作用等被凈化；地下滲濾系統(tǒng)的類型包括滲濾坑式地下滲濾系統(tǒng)、滲濾溝式地下滲濾系統(tǒng)、滲濾管式或滲濾腔 式地下滲濾系統(tǒng)、尼米槽式地下滲濾系統(tǒng)及其他改進型地下滲濾系統(tǒng)。地 下滲濾系統(tǒng)對有機物及 TP 均有較好的去除效果，但對 TN 的去除效果不佳。 張建等在地下滲濾系統(tǒng)內摻加 10%草炭，結果表明對氨氮和總氮的去除率明 顯提高，從未摻加草炭時的 83%和 69%分別提高到 95%和 80%。當采用紅壤 +25%煤渣的地下滲濾系統(tǒng)處理生活污水時，其對 COD 的去除率達 82.7%，對 TP 的去除率高達 98.0%，對 NH4+-N 的去除率達 70.0%，對 TN 的去除率達 77.7%[16]。地下滲濾系統(tǒng)具有投資少、運行費用低、易于維護管理、不影 響地面景觀等特點，適合于土質滲透性能高、農戶分布散、人口少、經濟 較落后的農村污水處理。

2.5 滴濾池 生物滴濾池是生物過濾法中的一種。由于此類型的生物處理裝置中生物 膜一般都很厚，而溶解氧(DO)通過擴散作用通常只能進入生物膜表層的 100～200μm 深度，因此生物膜上就有可能同時存在好氧區(qū)和厭氧區(qū)，使整 個系統(tǒng)具有生物脫氮的功能；這種反應器具有水力負荷和抗沖擊負荷能力 強、結構簡單、安裝快捷、控制容易、運行成本低等優(yōu)點。白永剛等采用 滴濾池中式處理農村生活污水，在穩(wěn)定運行狀態(tài)下滴濾池對 COD、NH4+-N、 TN 和 TP 去除的貢獻率分別為 74.5%、79.2%、33.8%、47.5%。滴濾池能有 效完成對有機物的降解和硝化作用。因其操作管理方便，處理效果高，適 合于土質滲透性能高、農戶分布散、人口少、經濟較落后的農村污水處理。

2.6 小型一體化污水處理設備 小型一體化污水處理設備通過有效地整合各種水處理工藝來實現分散 式污水的凈化達標。目前，日本有超過 20%人口仍在使用小型一體化污水處 理設備———凈化槽，美國則有 1/4 的人口和 1/3 新建的社區(qū)在使用這種 處理設備。HEISTADA 等研究的一種適用于單戶家庭的緊湊污水處理系統(tǒng)， 是由化糞池、好氧生物過濾器及上流式飽和過濾器組成。好氧生物過濾器 主要用于去除有機物及實現硝化作用，上流式飽和過濾器進一步處理污水， 去除微生物和 P；經過 3 年的運行實踐表明，該系統(tǒng)具有穩(wěn)定且較高的出水 水質，對 BOD5、N、P、SS 的去除率分別為 97%、30%、99.4%和 70.8%。該系統(tǒng)維護簡單，上流式飽和過濾器可持續(xù) 5 年吸附去除 P，當其吸附飽和時 可作為農田肥料。LIANGHW 等對三階段進水的廢水處理系統(tǒng)研究表明，當進 水的 SS、COD、NH4+-N 的濃度分別低于 10、50 和 8mg/L 時，其去除率分別 為 90%、80%和 90%。

3、小結鑒于農村土地的劃分較為分散，農村污水處理應改變傳統(tǒng)的集中收集處 理觀念，轉為采用高效、可靠的分散式污水處理系統(tǒng)，就地處理。以上所 述的幾種處理系統(tǒng)，均適用于我國農村的生活污水處理，同時應注重源頭 分離處理技術的應用，即優(yōu)先采用源頭控制污染物，降低污水中污染物的 含量；然后因地制宜，可采用厭氧處理與上述方式相結合，或者采用蚯蚓生 態(tài)濾池與人工濕地串聯處理、蚯蚓生態(tài)濾池與地下滲濾系統(tǒng)串聯處理、滴 濾池與人工濕地串聯處理或者人工濕地與地下滲濾系統(tǒng)等的組合工藝來處 理，從而達到更好的出水水質，進一步改善我國農村水環(huán)境污染嚴重的現 狀。

一體化污水處理設備

標題名稱：淺談農村分散式污水處理的前景技術
標題來源：http://bm7419.com/hangye/sclsb/n9851.html

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