摘要:農(nóng)村的生活污水,是造成農(nóng)村水環(huán)境污染的原因之一,也是造成湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素。針對(duì)中國(guó)農(nóng)村生活污水排放分散、污染物濃度低的特點(diǎn),介紹了生活污水凈化沼氣池技術(shù)、穩(wěn)定塘生活污水處理技術(shù)、人工濕地處理技術(shù)、土地處理技術(shù)和生活污水地下自動(dòng)連續(xù)處理技術(shù)等,以及幾種工藝先進(jìn)、具有推廣價(jià)值的生活污水處理技術(shù)的原理、技術(shù)特點(diǎn)、適用條件以及工程應(yīng)用實(shí)例,為農(nóng)村地區(qū)污水治理提供參考。

關(guān)鍵詞:農(nóng)村,生活污水

“十一五”規(guī)劃提出了建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的重大歷史任務(wù),并明確了“生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、鄉(xiāng)風(fēng)文明、村容整潔、管理民主”的建設(shè)目標(biāo)。農(nóng)村生活污水無(wú)害化處理與資源化利用,不僅是社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的客觀要求,更是改善城鄉(xiāng)居民生活環(huán)境、提高農(nóng)民群眾身體健康水平、構(gòu)建和諧社會(huì)的內(nèi)在需要。

1農(nóng)村生活污水的來(lái)源與危害

農(nóng)村生活污水主要來(lái)源于廚房炊事、沐浴、洗滌和廁所沖洗等。具有來(lái)源多、濃度低、面廣、分散、處理率低等特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)農(nóng)村每年產(chǎn)生的生活污水有80多億t,但是,全國(guó)目前僅有19.4%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水得到集中處理,建設(shè)部的《村莊人居環(huán)境現(xiàn)狀與問(wèn)題》調(diào)查報(bào)告也顯示,96%的村莊沒(méi)有排水渠道和污水處理系統(tǒng),使得生產(chǎn)生活污水只好隨意排放。未經(jīng)處理的生活污水肆意排放,嚴(yán)重污染了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境,直接威脅了廣大農(nóng)民群眾的身體健康以及農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

一方面,未經(jīng)處理的生活污水自流到地勢(shì)低洼的河流、湖泊和池塘等地表水體中,嚴(yán)重污染了各類(lèi)水源;另一方面,生活污水也是疾病傳染擴(kuò)散的源頭,容易造成地區(qū)的傳染病、地方病和人畜共患疾病的發(fā)生與流行。目前,全國(guó)農(nóng)村的自來(lái)水普及率只有34%左右,還有3億多農(nóng)民存在飲水安全問(wèn)題。在浙江省麗水市對(duì)農(nóng)民家庭用水水質(zhì)的抽樣檢測(cè)結(jié)果中, 63個(gè)水樣的大腸桿菌、渾濁度等主要指標(biāo),其超標(biāo)的占72%。水源地水質(zhì)差的狀況,與農(nóng)村生活污水未經(jīng)處理而直接排放有著直接的因果關(guān)系[ 1 ] 。因此,選擇合適的生活污水處理技術(shù),加強(qiáng)對(duì)農(nóng)村生活污水的收集、處理與資源化設(shè)施建設(shè),以避免因生活污水直接排放而引起的農(nóng)村水體、土壤和農(nóng)產(chǎn)品的污染,確保農(nóng)村水源的安全和農(nóng)民的身體健康,是當(dāng)前改善農(nóng)村人居環(huán)境需要解決的迫切問(wèn)題。

2　農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的實(shí)踐與探索

國(guó)內(nèi)對(duì)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的研究較國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家要晚。近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)村水環(huán)境呈現(xiàn)出日益惡化的趨勢(shì),并已影響到人們的身體健康和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。人們逐步認(rèn)識(shí)到對(duì)農(nóng)村生活污水處理問(wèn)題的重要性,并已開(kāi)始采用一些實(shí)用、合理的技術(shù)來(lái)處理污水,故筆者對(duì)農(nóng)村污水的處理技術(shù)進(jìn)行了實(shí)踐探索。由于中國(guó)村鎮(zhèn)地域范圍廣且分散,社會(huì)組織結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和生活水平與生活習(xí)慣等千差萬(wàn)別,這不僅決定了村鎮(zhèn)生活污水的來(lái)源、水質(zhì)、水量的多樣性,而且決定了其處理工藝的選擇、工程建設(shè)與投資、運(yùn)行管理的模式等方面的復(fù)雜性[ 1, 2 ] 。因此,如何控制與治理農(nóng)村生活污水,是一個(gè)需要不斷探索實(shí)踐與探討的問(wèn)題。

2. 1　生活污水凈化沼氣池技術(shù)

生活污水凈化沼氣池技術(shù),是一種分散處理生活污水的裝置,它采用生物厭氧消化和好氧過(guò)濾相結(jié)合的辦法,集生物、化學(xué)、物理處理于一體,采用多種好氧過(guò)濾和多層次凈化,實(shí)現(xiàn)污水中多種污染物的逐級(jí)去除。它將污水處理與其合理利用有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了污水的資源化。污水中的大部分有機(jī)物經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣,發(fā)酵后的污水被去除了大部分的有機(jī)物,達(dá)到凈化的目的;產(chǎn)生的沼氣可作為浴室和家庭炊用能源;厭氧發(fā)酵處理后的中水可用作澆灌用水和觀賞景點(diǎn)用水。農(nóng)村有大量的農(nóng)作物秸稈和人畜糞便等原材料,可用作沼氣發(fā)酵,通過(guò)厭氧發(fā)酵過(guò)的糞便(沼液、沼渣) ,碳、磷、鉀的營(yíng)養(yǎng)成分沒(méi)有損失,而轉(zhuǎn)化為可直接利用的活性態(tài)養(yǎng)分———農(nóng)用沼肥,來(lái)替代部分化肥。結(jié)合農(nóng)村改廚、改廁和改圈,可將豬舍污水和生活污水合并處理,經(jīng)在沼氣池中厭氧發(fā)酵后作為農(nóng)肥,沼液經(jīng)管網(wǎng)收集集中凈化后,出水水質(zhì)可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后排放。該技術(shù)的沼氣池工藝簡(jiǎn)單,成本低,一戶約需費(fèi)用1 000元,運(yùn)行費(fèi)用基本為零,適合于農(nóng)民家庭采用。但其應(yīng)用也有其局限性,厭氧沼氣池主要適用于高濃度生活廢水處理,當(dāng)生活廢水中有機(jī)物濃度過(guò)低時(shí),會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)氣效率低,從而給生產(chǎn)及生活用氣造成影響。此外,該技術(shù)通常適用于冬季地下水溫保持在5 ℃以上的地區(qū),或在池上建日光溫室,能使升溫達(dá)到該溫度的地區(qū)。當(dāng)冬季氣溫較低時(shí),該工藝的處理效率也會(huì)降低,出水難以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。目前,該技術(shù)在中國(guó)農(nóng)村生活污水處理的實(shí)踐中,是最通用、節(jié)儉、能夠體現(xiàn)環(huán)境效益與社會(huì)效益雙贏的生活污水處理方式。在江蘇、浙江、安徽等地得到了廣泛推廣和使用[ 1, 2 ] 。

2. 2　穩(wěn)定塘生活污水處理技術(shù)

穩(wěn)定塘是一種經(jīng)過(guò)人工修整而且設(shè)有圍堤和防滲層的池塘,它主要利用水生生物系統(tǒng),依靠自然生物凈化功能,使污水得到凈化,是實(shí)施污水資源化利用的有效方法,因而穩(wěn)定塘處理技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)近年來(lái)著力推廣的一項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)在處理農(nóng)村生活污水時(shí),其穩(wěn)定塘及其人工強(qiáng)化技術(shù)的實(shí)用性強(qiáng),與常規(guī)處理技術(shù)相比,具有基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、管理維護(hù)方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、出水水質(zhì)穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)。但其不足之處是占地面積大、凈化效果受氣溫等自然因素影響。如果有可利用的天然養(yǎng)魚(yú)塘、天然廢塘等條件,可考慮采用該處理系統(tǒng)。江蘇省環(huán)科院在丹陽(yáng)市進(jìn)行了該項(xiàng)目的試點(diǎn),利用原有不足0. 33 hm2 面積的池塘,處理當(dāng)?shù)丶s30戶人家的生活污水。將處理凈化塘采用圍隔布,把池塘分為填料強(qiáng)化凈化區(qū)、水生植物凈化區(qū)和回用水3個(gè)區(qū),通過(guò)梯級(jí)凈化,使出水的主要指標(biāo)達(dá)到地表水的Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[ 3 ] 。

2. 3　人工濕地處理技術(shù)

人工濕地,是一種為處理污水而采用工程手段模擬自然濕地系統(tǒng)建造的構(gòu)筑物,在構(gòu)筑物的底部,按一定的坡度填充選定級(jí)配的填料,如碎石、沙子等,在填料表層土壤中種植一些對(duì)污水處理效果好、成活率高、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、美觀以及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物,如蘆葦?shù)取Ｈ斯�濕地主要通過(guò)生態(tài)處理系統(tǒng)內(nèi)的微生物和水生植物的協(xié)同作用,實(shí)現(xiàn)污染物的去除。廢水中的不溶性有機(jī)物通過(guò)濕地的沉淀、過(guò)濾作用,可以很快地被截留,進(jìn)而被微生物利用;廢水中的可溶性有機(jī)物,則可通過(guò)植物根系的生物膜吸附、吸收及生物代謝降解過(guò)程而被分解去除。隨著處理過(guò)程的不斷進(jìn)行,濕地床中的微生物也繁殖生長(zhǎng),通過(guò)對(duì)濕地床填料的定期更換及對(duì)濕地植物的收割,則將新生的有機(jī)體從系統(tǒng)中去除。由于這種處理系統(tǒng)的出水質(zhì)量好,適合于處理飲用水源,或結(jié)合景觀設(shè)計(jì),種植觀賞性植物,可改善風(fēng)景區(qū)的水質(zhì)狀況,其造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)低于常規(guī)處理技術(shù)。這種技術(shù)已經(jīng)成為提高大型水體水質(zhì)的有效方法。但其占地面積比傳統(tǒng)工藝高得多,而且季節(jié)因素的變化也限制了濕地的發(fā)展。目前,中國(guó)南方的浙江省安吉縣、北方的北京市密云縣等地,利用分散式濕地處理農(nóng)村的污水,已取得了顯著成效[ 2 ] 。

2. 4　土地處理技術(shù)

土地處理系統(tǒng),是將污水有控制地投配到具有一定構(gòu)造和良好擴(kuò)散性能的土層中,利用土壤毛細(xì)管浸潤(rùn)擴(kuò)散原理,通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng),逐級(jí)降解污染物、凈化污水的處理系統(tǒng)。該技術(shù)利用土壤的自然凈化能力,具有基建投資低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、系統(tǒng)稀釋性好、操作管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),特別適合中國(guó)國(guó)情。同時(shí),還能夠利用污水中的水肥資源,使污水處理與綠化相結(jié)合,來(lái)美化和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。澳大利亞與中國(guó)天津市的某科研單位合作,曾在天津市武清縣建立試驗(yàn)區(qū),試驗(yàn)區(qū)總面積為2 hm2 ,引取北京市初級(jí)處理后的污水和沿程匯集的鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水灌溉小麥。結(jié)果表明, 97%～99%的磷通過(guò)土壤及作物的吸收而被除去,總氮的去除率達(dá)82% ～86% , BOD的去除率為93% , COD的去除率為75%～86%。具體參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

2. 5　生活污水地下自動(dòng)連續(xù)處理技術(shù)

農(nóng)村生活污水地下自動(dòng)連續(xù)處理技術(shù),是一家一戶生活污水就地獨(dú)立處理的技術(shù),每戶的污水直接排放到地下裝置,經(jīng)沉淀分離、腐化水解和土壤生物降解、滲濾、吸收等凈化作用,以去除污水中的氮、磷、細(xì)菌、病毒等,達(dá)到規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)后,滲入地下水。該技術(shù)適用于農(nóng)村居住分散,污水無(wú)法集中,或雖然形成居住小區(qū),但戶數(shù)不多,難以承受建設(shè)污水處理廠的投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。該技術(shù)就地處理一家一戶產(chǎn)生的生活污水,不受天氣和溫度限制,無(wú)能源消耗,山區(qū)和平原均可利用,并具有投資少、建設(shè)快、不占用土地、無(wú)運(yùn)行費(fèi)用等特點(diǎn),適合于中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展地區(qū)農(nóng)村的需要。該技術(shù)唯一的限制條件,是對(duì)地下土質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下水深度有具體要求。設(shè)計(jì)前,要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地下土質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解,如達(dá)不到要求,只要設(shè)計(jì)時(shí)增加相應(yīng)設(shè)施,仍可使用。該技術(shù)需要用戶定期檢查分離水解池的水位和污泥深度,平均3—5年清理一次,并將系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥運(yùn)走。目前,該技術(shù)在國(guó)外已是成熟的應(yīng)用技術(shù),在美國(guó)已運(yùn)行了數(shù)十年,全美國(guó)1 /4的家庭采用了這套工藝技術(shù),每天約有150億L的生活污水經(jīng)該技術(shù)處理后,進(jìn)入地下水。

除此以外,浙江、廣東、天津和江蘇等地,還分別在無(wú)動(dòng)力、地埋式厭氧處理系統(tǒng)、雨污分流管網(wǎng)輸送集中處理和生物投菌治理污水等技術(shù)應(yīng)用方面進(jìn)行了探索與嘗試,也都取得了一定的進(jìn)展。中國(guó)目前共有60多萬(wàn)個(gè)行政村、250 多萬(wàn)個(gè)自然村,居住生活著2億多農(nóng)戶、近8億農(nóng)民。農(nóng)村地大面廣,具體情況千差萬(wàn)別。因此,在選擇污水處理技術(shù)模式時(shí),要堅(jiān)持“投資節(jié)省、技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)便、運(yùn)行成本低廉、運(yùn)行過(guò)程簡(jiǎn)便、便于維護(hù)保養(yǎng)、符合農(nóng)村生產(chǎn)生活實(shí)際”的原則,因地制宜、分類(lèi)指導(dǎo),采用符合實(shí)際的治理要求和方法,以實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的改善。（沛縣環(huán)境保護(hù)）