目前我國大多數(shù)農(nóng)村沒有完善的污水收集和處理設(shè)施，根據(jù)建設(shè)部《村莊人居環(huán)境現(xiàn)狀與問題》調(diào)查報(bào)告，我國96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)，大量未經(jīng)處理的污水直接排放，對納污水體和土壤造成了極大污染，并且會嚴(yán)重威脅地下水安全和農(nóng)村居民的身體健康。與城鎮(zhèn)污水相比，農(nóng)村生活污水面廣分散、排放隨意，這些特點(diǎn)要求農(nóng)村生活污水處理不能直接照搬城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)或方式，必須建立適合農(nóng)村特點(diǎn)的處理方法。9月21日，在云南昆明即將召開的“第七屆中國農(nóng)村和小城鎮(zhèn)水治理論壇暨首屆村鎮(zhèn)環(huán)境科技產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟論壇”上，村鎮(zhèn)水環(huán)境領(lǐng)域各方專業(yè)人士將就農(nóng)村生活污水治理政策、技術(shù)、市場等方面發(fā)表看法并進(jìn)行討論，為您帶來一場村鎮(zhèn)污水治理技術(shù)的饕餮盛宴。
目前我國農(nóng)村污水處理技術(shù)種類繁多，常用的技術(shù)如下表所示。
我國地域廣闊，各地區(qū)氣候、地形、經(jīng)濟(jì)水平相差較大，所以在選擇技術(shù)時(shí)須充分考慮技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性以及地區(qū)的氣候、地形和經(jīng)濟(jì)條件。本文綜述了我國6個(gè)地區(qū)農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀，并根據(jù)各區(qū)域的特點(diǎn)因地制宜地提出適合該地區(qū)的污水處理技術(shù)和模式。
東南水系發(fā)達(dá)地區(qū)
東南地區(qū)主要包括上海市、江蘇省、浙江省、福建省、廣東省、海南省，是我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值和人均收入增長幅度最快的地區(qū)之一，因此該地區(qū)對農(nóng)村生活污水的治理開展得較早，目前已有較完善的農(nóng)村污水處理機(jī)制，污水處理覆蓋面較廣。
江蘇、浙江和廣東部分地區(qū)相對較早地開展了農(nóng)村生活污水治理工作，目前已制定了初步的農(nóng)村生活污水處理標(biāo)準(zhǔn)，并取得了一定的成效。江蘇省在2008年開展農(nóng)村環(huán)境連片整治，目前蘇南地區(qū)多采用生物+生態(tài)的污水處理技術(shù)，蘇中地區(qū)多采用一體化工藝，蘇北地區(qū)采用接觸氧化/人工濕地生態(tài)塘組合工藝應(yīng)用較多。浙江省在2003年提出農(nóng)村環(huán)境整治計(jì)劃，并于2014年全面開展農(nóng)村生活污水治理工作。浙江省67個(gè)縣(市、區(qū))的農(nóng)村污水處理設(shè)施以中小規(guī)模為主，約80%的設(shè)施采用了無動力厭氧+人工濕地處理技術(shù)，以村鎮(zhèn)自管的模式為主，出水一般可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B標(biāo)準(zhǔn)。珠江三角洲地區(qū)的大部分村落都有一定規(guī)模的工廠，產(chǎn)生的污水直接排入河中，直接影響農(nóng)村居民的生產(chǎn)生活。廣州地區(qū)一共有1284個(gè)行政村7181個(gè)自然村，從2008年開始對無法納入城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的農(nóng)村區(qū)域?qū)嵤┪鬯卫斫ㄔO(shè)，截至2010年6月30日已完成281個(gè)行政村生活污水治理，但對于數(shù)量較多的自然村的治理還比較少。
結(jié)合對東南地區(qū)農(nóng)村污水處理研究的了解，針對污水處理工藝選擇提出以下建議：江蘇、浙江、上海和廣東為代表的長三角、珠三角地區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密度大、土地資源緊張、水環(huán)境污染嚴(yán)重、水質(zhì)性缺水問題突出，因此應(yīng)選擇處理效果好、占地面積小的好氧生物處理技術(shù)或采用生物生態(tài)相結(jié)合的方式，例如接觸氧化/人工濕地生態(tài)塘，而福建和海南等經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村則應(yīng)優(yōu)先采用運(yùn)行成本相對低的微動力或無動力處理技術(shù)。
華北平原地區(qū)
華北平原一般包括北京市、天津市、河北省、山西省、山東省大部和河南省北部，是我國重要的工業(yè)地區(qū)，經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)。華北平原也是我國主要的農(nóng)業(yè)區(qū)，農(nóng)村耕地占全國的1/5，農(nóng)村人口眾多，每年會產(chǎn)生大量的污水，具有污染物濃度低、人均日產(chǎn)生量小于南方、污水排放量與收入水平有關(guān)的特點(diǎn)。并且該地區(qū)水資源匾乏，所以提出合理的污水處理技術(shù)非常重要。
目前華北地區(qū)建立了很多示范性工程，通州區(qū)位于北京郊區(qū)，屬于典型的華北缺水地區(qū)，采用的工藝有3種，即BAAS微動力全生物污水處理工藝、微動力水處理技術(shù)和厭氧折流生物濾池—復(fù)合流人工濕地，經(jīng)過長期運(yùn)行驗(yàn)證可在我國北方大都市郊區(qū)農(nóng)村推廣應(yīng)用。對比幾種常用的污水處理技術(shù)，結(jié)合山西南部地區(qū)的氣候特征、水質(zhì)特征、經(jīng)濟(jì)條件和給排水條件，得出結(jié)論：對于生活污水產(chǎn)生量小、污染物濃度低的地區(qū)可采用人工濕地、土地滲濾處理技術(shù);太陽能驅(qū)動等污水處理技術(shù)適用于水量中等、出水要求較高的處理需求;A/0工藝等處理技術(shù)適用于經(jīng)濟(jì)條件較好、水量較大、污染物濃度較高的處理需求。
除了對污水處理技術(shù)的研究外，華北地區(qū)也開始著重進(jìn)行污水排放標(biāo)準(zhǔn)以及處理設(shè)施管理規(guī)范的制定。2012年河北省在全省范圍內(nèi)推行以農(nóng)村生活污水處理為重點(diǎn)的連片整治，2015年初頒布《農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)》，確定11項(xiàng)主要控制指標(biāo)及限值，提出應(yīng)根據(jù)村莊所處區(qū)位、人口規(guī)模、聚集程度、地形地貌、排水特點(diǎn)及排放要求，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)承受能力等，采用適宜的污水收集和處理模式，為開展農(nóng)村污水治理工作提供依據(jù)。
東北高寒地區(qū)
東北地區(qū)氣候條件為中溫帶和寒溫帶，四季分明，地形復(fù)雜。與發(fā)達(dá)地區(qū)相比，經(jīng)濟(jì)相對落后，并且經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，農(nóng)村生活污水具有水量偏少且水質(zhì)變化大的特點(diǎn)。由于我國污水處理起步較晚，在東北寒冷地區(qū)尚無成熟的污水處理示范工程，并且寒冷地區(qū)的污水處理還面對很多困難：(1)冬季低溫導(dǎo)致一些污水處理技術(shù)不適用于該地區(qū);(2)農(nóng)村污水處理資金缺口巨大;(3)農(nóng)村生活污水處理建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)尚未明確建立，缺乏建設(shè)驗(yàn)收規(guī)范和長期運(yùn)行效果的監(jiān)測、監(jiān)管體制。
東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)較落后，并且污水排放量小，所以以生態(tài)技術(shù)為主體的工藝比較適合該地區(qū)，但東北地區(qū)冬季氣溫偏低，導(dǎo)致人工濕地等生態(tài)處理工藝運(yùn)行效果不佳，為了克服氣溫條件的影響，很多學(xué)者對此進(jìn)行了改進(jìn)，主要提出以下幾種方案:(1)冬季氣溫低，水的黏度增大，擴(kuò)散系數(shù)降低，導(dǎo)致氧傳遞速率下降，植物和微生物的代謝下降，有機(jī)顆粒積累，從而導(dǎo)致基質(zhì)堵塞，影響人工濕地的處理效果?？刹捎冒纪拱敉僚c傳統(tǒng)穩(wěn)定塘相結(jié)合，在低溫條件下出水可達(dá)到二級排放標(biāo)準(zhǔn)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)提出寒冷地區(qū)冬季人工濕地主要依靠填料對污染物進(jìn)行降解，可以通過選擇合適的填料解決人工濕地冬季運(yùn)行效率低的問題，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)主體填料為沸石的人工濕地對于TN、TP在低溫條件下仍可保持較好的去除率。此外，基質(zhì)填料的組成和配比對人工濕地穩(wěn)定運(yùn)行起到關(guān)鍵作用，驗(yàn)證人工濕地在寒冷地區(qū)采取改進(jìn)措施后可以有效運(yùn)行。(2)冬季時(shí)人工濕地只作為儲水池，不對污水進(jìn)行處理，夏季再進(jìn)行處理。吉林地區(qū)采用潛流式人工濕地和表面流人工濕地串聯(lián)的工藝對農(nóng)村污水進(jìn)行處理，冬季人工濕地用來儲存污水，基本不出水，取得了較穩(wěn)定的處理效果。(3)改進(jìn)濕地結(jié)構(gòu)。將人工濕地設(shè)計(jì)成雙層構(gòu)造，夏季依靠上層植物、微生物、基質(zhì)的聯(lián)合凈化功能，冬季上層濕地充當(dāng)保溫層，依靠地下植物根系、基質(zhì)吸附和微生物的代謝作用發(fā)揮凈化效能;另外，可向濕地中投加高效低溫功能菌，改善低溫期活性物微生物群落，促進(jìn)水體營養(yǎng)物質(zhì)的良性循環(huán)。經(jīng)過運(yùn)行驗(yàn)證，該系統(tǒng)可以在東北高寒地區(qū)全年運(yùn)行。(4)采取保溫措施。目前采用比較多的有植物覆蓋、冰雪覆蓋、薄膜法或溫棚覆蓋。通過比較，薄膜保溫法具有出水水質(zhì)好、操作簡單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，比較適合在我國北方地區(qū)推廣應(yīng)用。(5)種植耐寒植物。人工濕地多種植蘆葦、香蒲、菱白和燈芯草等濕地植物，在冬季低溫時(shí)，濕地植物易出現(xiàn)休眠現(xiàn)象，根系微生物代謝緩慢，導(dǎo)致濕地處理效率下降。因此，如何選擇適合冬季氣候條件的植物、提高低溫條件下人工濕地對水中污染物的處理效率也是人工濕地研究領(lǐng)域的一個(gè)重要內(nèi)容。
中南地形復(fù)雜地區(qū)
中南地區(qū)包括湖北、湖南、安徽和江西，該區(qū)域地形地貌復(fù)雜，包括山地、丘陵、崗地和平原等。農(nóng)村人口數(shù)量、村鎮(zhèn)數(shù)量和人口密度均較大，很多行政村位于重要水系(如淮河、巢湖、鄱陽湖、洞庭湖等)流域，大量未經(jīng)任何處理的農(nóng)村生活污水直排，對水環(huán)境影響較大。該地區(qū)經(jīng)濟(jì)總量在全國處于中等偏下水平，區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，農(nóng)民生活方式、水平差異較大。
中南地區(qū)地形復(fù)雜，山地、丘陵較多，所以在設(shè)計(jì)污水處理系統(tǒng)時(shí)可以充分利用當(dāng)?shù)氐匦?。例如利用原有的陡坡地勢，設(shè)計(jì)人工濕地結(jié)合厭氧和跌水接觸氧化的復(fù)合處理工藝，出水水質(zhì)優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B類排放標(biāo)準(zhǔn)。中南地區(qū)除了山地較多，還集中了我國較大的淡水湖鄱陽湖和巢湖。江西省從1991-2011年逐步推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)，采取了改水、改廁等措施，農(nóng)村生活污染物排放量也隨之增長。同時(shí)，由于污水管網(wǎng)不齊全，很多污水、化糞池廢水直接排入水體，導(dǎo)致鄱陽湖流域嚴(yán)重污染。江西地區(qū)處于秦嶺—淮河以南，冬季平均氣溫高于0℃，適合采用人工濕地技術(shù)。
總的來說，中南地區(qū)可以秦嶺—淮河為界劃為秦嶺以南和秦嶺以北，河南和安徽北部屬于秦嶺以北，用水量較小且經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)。這些地區(qū)農(nóng)村大部分采用旱廁或有家禽畜養(yǎng)，有利用廄肥施用農(nóng)田和菜地的習(xí)慣，農(nóng)村污水很少外排，排放的少量污水可考慮采用化糞池或厭氧生物膜反應(yīng)池進(jìn)行簡單的處理。秦嶺—淮河以南農(nóng)村多傍水而建，池塘往往成為受納水體。這些地區(qū)可利用現(xiàn)有的池塘采用多塘技術(shù)或者人工濕地系統(tǒng)。
西北寒冷干旱地區(qū)
西北地區(qū)地形以高原、盆地和山地為主，冬季嚴(yán)寒而干燥，夏季高溫，降水稀少，氣溫的日較差和年較差都很大。該地區(qū)水資源匾乏，村民的用水量也較少，隨著新農(nóng)村建設(shè)的推進(jìn)，自來水普及率增加，部分經(jīng)濟(jì)條件較好的村莊普及了馬桶、淋浴等衛(wèi)生設(shè)施，使得用水量不斷增加，這直接導(dǎo)致農(nóng)村排水量增大。
西北地區(qū)的生態(tài)條件脆弱，一些傳統(tǒng)生態(tài)技術(shù)并不容易推行，所以須要在傳統(tǒng)生態(tài)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，例如在冬季采用植物覆蓋和薄膜覆蓋聯(lián)合的保溫方法，使其能夠用于關(guān)中地區(qū)的農(nóng)村污水處理。研究對不同濕地植物進(jìn)行了比較分析，提出可以多種植陸生木本植物作為濕地植物。黑麥草雖為陸生植物，但環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、耐水、根系發(fā)達(dá)，具有作為濕地冬季植物的理論可行性，對黑麥草人工濕地冬季和春季處理效果進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，人工濕地在非結(jié)冰期，黑麥草系列人工濕地出水可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級標(biāo)準(zhǔn)。
陜南地區(qū)雖然地處西北但又與西北地區(qū)的干旱不同，該地區(qū)水資源豐富，與南方地區(qū)相近，但氣溫仍偏低且經(jīng)濟(jì)較為落后，所以也不能直接照搬南方地區(qū)的工藝。
西南山區(qū)
西南地區(qū)包括廣西、云南、貴州、四川、西藏等地，地形復(fù)雜，以丘陵、山地、高原為主;氣候類型多樣，大部分地區(qū)屬于亞熱帶、熱帶季風(fēng)氣候。西南地區(qū)經(jīng)濟(jì)在全國處于中下水平，農(nóng)村人口眾多。該地區(qū)也是我國少數(shù)民族聚集的地區(qū)，具有獨(dú)特的人文風(fēng)光使該區(qū)域成為旅游的熱點(diǎn)區(qū)域。因此，以農(nóng)家樂為代表的旅游得到快速發(fā)展，與此同時(shí)農(nóng)村生活用水總量也迅速增長，很多農(nóng)村污水因?yàn)闆]有處理措施直接排入河流，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成極大的破壞，可見推行符合當(dāng)?shù)貙?shí)際的污水處理措施刻不容緩。
西南地區(qū)是農(nóng)村水污染控制技術(shù)較為薄弱的地區(qū)。目前，該地區(qū)農(nóng)村污水治理主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的村落和旅游業(yè)發(fā)達(dá)的村落，其他區(qū)域還未開展農(nóng)村污水治理工作。重慶市農(nóng)村地區(qū)住戶居住較為分散，地形差異大，經(jīng)濟(jì)水平不高，其生活污水具有水質(zhì)、水量日變化系數(shù)和時(shí)變化系數(shù)均較大的特點(diǎn)，重慶大學(xué)三峽生態(tài)實(shí)驗(yàn)室提出了3種適合重慶市農(nóng)村生活污水處理的經(jīng)濟(jì)適用技術(shù)，包括高效藻類塘、復(fù)合型人工濕地和凈化沼氣池—人工濕地技術(shù)。這3種工藝都可以達(dá)到較好的去除效率，并且建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用比較低，比較適合重慶農(nóng)村污水的處理，可以作為示范性工程運(yùn)行推廣。
三峽庫區(qū)因?yàn)槭艿介L江三峽工程影響成為西南地區(qū)的一個(gè)特殊區(qū)域，三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)比重大，庫區(qū)農(nóng)村人口將近占總?cè)丝诘?0%，農(nóng)村污水是水體污染的重要來源，并且三峽庫區(qū)生態(tài)脆弱，所以對農(nóng)村生活污水的治理顯得尤為迫切。由于三峽庫區(qū)的經(jīng)濟(jì)條件有限，因此在選取適合三峽庫區(qū)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)時(shí)，應(yīng)遵循處理成本低廉、處理效果穩(wěn)定、技術(shù)操作簡單的原則，例如厭氧生物接觸池+跌水充氧接觸氧化渠組合工藝、厭氧生物接觸池跌水充氧+接觸氧化渠表面流+潛流人工濕地2種工藝，經(jīng)過8個(gè)月的運(yùn)行監(jiān)測，出水均達(dá)到了二級標(biāo)準(zhǔn)，氣候和氣溫的變化對其影響不大。
根據(jù)上述研究并結(jié)合西南地區(qū)污水處理現(xiàn)狀，對西南地區(qū)農(nóng)村污水處理技術(shù)的選擇提出以下建議：廣西、云南2地生態(tài)資源豐富，氣候溫暖，可以選擇人工濕地系統(tǒng);貴州地區(qū)地勢陡峭，缺水少雨，可推廣跌水式生態(tài)工藝;四川地區(qū)地形復(fù)雜，氣候多樣，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)條件參差不齊，應(yīng)考慮將生態(tài)工藝與生物工藝聯(lián)合使用。總體而言，在經(jīng)濟(jì)條件較好的地區(qū)，鋪設(shè)管網(wǎng)修建城鎮(zhèn)集中式污水處理廠，在經(jīng)濟(jì)條件一般的地區(qū)采用厭氧與人工濕地的組合工藝，在無充足土地資源或排水要求較高的山區(qū)或景區(qū)可以采用微動力曝氣的一體化設(shè)備。
來源:水工業(yè)市場雜志 作者:閏凱麗
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