城市生活污水处理技术

第一篇：城市生活污水处理技术

人工湿地生活污水处理技术

(一)基本概念

人工湿地实质是一个综合生态系统，主要应用生态系统中各个共生物种的能量和物质循环的再生作用，在促进废水中污染物良性循环的前提下，充分发挥资源生产潜力，获得污水处理与资源化的最佳效益，防止污水对环境造成二次污染。

(二)技术原理

人工湿地污水处理技术的原理是通过人工建造和控制来运行与沼泽地类似的地面，将污水有控制地投配到湿地上，使污水在湿地土壤缝隙和表面沿一定方向流动的过程中，利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水进行处理的一种技术。其生态系统的作用机理包括吸附、滞留、过滤、沉淀、微生物分解、转化、氧化还原、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的其他作用等。

(三)系统分类

人工湿地处理系统可以分为以下几种类型：自由水面人工湿地处理系统、潜流型人工湿地处理系统、垂直水流型人工湿地处理系统等。

系统去除的污染物范围广泛，包括N、P、SS、有机物、病原体等。在进水浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85%～95%，COD去除率可达80%以上，出水中BOD5的浓度在10mg/L，SS小于20mg/L。废水中大部分有机物作为异样微生物的养分，最终被转化为微生物有机体、CO2和H2O。

(四)技术特点

人工湿地处理系统同时具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资少、运行费用低等优点，非常适合中、小型村庄生活污水的集中处理。

(五)适用范围

1.人工湿地污水处理技术易受气候条件影响，南北差异较大，北方大部分地区冬季温度较低，难以维持生态系统的正常运行或保证污水处理效果。因此在选用该技术时，要选取合适的植物，并且要充分考虑项目地植物过冬问题。

2.该处理技术适用于农村集中式和分散式污水处理，根据各地土地充裕情况、居住方式和经济状况而定。对于居住较为分散、土地宽裕的村庄，可选用分散式处理方式，以户为单位，充分利用农村零星空地，建设小规模湿地处理系统，可同时满足净化污水和美化环境的效果。集中式处理系统，更适宜于居住集中、土地有限的农村，尤其是撤村并镇和新建的农村社区，各户将污水通过管网或沟渠排入处理系统集中处理。

3.该技术对于项目地地形条件的要求较为宽松，设计时可因地制宜。

(六)注意事项

采用人工湿地处理技术，主要注意以下几点：

1.人工湿地处理技术必须做好防渗系统，对于农村地区湿地防渗可采用土工膜或三灰土夯实等简易实用的方法。

2.人工湿地植物的选取。湿地植物是湿地处理系统最明显的生物特征，它是人工湿地的主要组成部分，在污水处理过程中起着重要作用。湿地植物选取时应因地制宜，综合考虑植物的以下特征：耐水、根系发达、多年生、耐寒、吸收氮、磷量大、兼顾观赏性和经济性、要尽量选择当地的土著种。目前，常用的有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、风车草、彩虹鸟、水竹、水葱、大米草、鸢尾、蕨草、灯芯草等。

3.人工湿地植物栽种初期的管理主要保证其成活率。湿地植物栽种最好在春季，植物容易成活。如果不是在春季栽种而在冬季，应做好防冻措施，在夏季应做好遮阳防晒。总之，要根据实际情况采取措施以确保栽种植物的成活率。

4.植物栽种初期为了使植物的根扎得比较深，需要通过控制湿地的水位，促使植物根茎向下生长。

5.做好日常护理防止其他杂草滋生并及时清除枯枝落叶，防止腐烂污染。

6.对不耐寒的植物在冬季来临之前要做好防冻措施或及时收割。

第二篇：农村生活污水处理技术探讨

摘 要：农村的生活污水, 是造成农村水环境污染的原因之一, 也是造成湖泊富营养化的重要因素。针对中国农村生活污水排放分散、污染物浓度低的特点, 介绍了生活污水净化沼气池技术、稳定塘生活污水处理技术、人工湿地处理技术、土地渗滤处理系统和生物滤池技术等, 以及几种工艺先进、具有推广价值的生活污水处理技术的原理、技术特点, 为农村地区污水治理提供参考。

关键词：农村生活污水 现状 处理技术 对策

随着我国农村经济的发展和农村生活水平的不断提高，农村生活污水引起的环境污染日趋加重。目前，我国农村生活污水排放量每年约为80亿~90 亿t，且不断增加，但处理情况却不容乐观。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，造成农村环境的严重污染，成为农村水源地潜在的安全隐患，加剧了淡水资源的危机。因此，对农村生活污水处理技术进行研究，寻找适合农村生活污水的处理工艺和运行模式，具有迫切的现实意义。

1 农村生活污水概述

农村生活污水是指居民生活过程中粪便及其冲洗水、洗浴污水和厨房污水等，此外，还包括一些农村分散养殖过程中所产生的污水。农村生活污水含有机物质、氮(N)磷(P)营养物质、悬浮物及病菌等污染成分，各污染物排放质量浓度一般为： CODCr为250 ～ 400 mg/L，氨氮为40 ～ 60 mg/L，TP 为2.5 ～ 5.0mg/L。与城镇污水处理相比，农村生活污水处理有其自身特点。首先，农村地区技术经济基础薄弱，缺少重组的资金和专业的技术管理人员，污水处理设施的日常运行和维护难以保证。其次，农村生活污水在排放方式、水质和水量方面具有自身特性，主要表现在：面广分散，收集困难;水量变化大，排放不均匀;可生化性好，几乎不含有毒有害有机污染物。

2 农村生活污水处理现状

近年来国外的专家学者对农村生活污水的处理越来越关注，农村生活污水处理技术逐渐成熟，工艺呈现出多样性。现阶段，我国小城镇污水处理率还不到10%，农村地区生活污水的处理率更低，绝大部分生活污水未经处理直接排放。国内对农村生活污水的治理随着三河、三湖污染的加重才刚刚兴起，但农村生活污水治理工程较少，很多处理技术也仅仅处在示范研究阶段。目前农村生活污水的治理存在一个较大的难点，即基建投资以及运行费用较大，农村经济实力以及技术力量很难满足常规城市生活污水处理厂技术要求等。因此，急需要开发高效、低能耗、低成本的污水资源化技术，引进适合我国国情的国外发达国家的先进技术与工艺，解决农村生活污水污染问题。

3 农村生活污水处理技术

3.1 技术选择原则

农村地区经济技术薄弱，缺少充足的资金和专业的技术管理人员，因此农村生活污水处理方式不能照搬或套用城镇污水处理模式，须结合农村实情和生活污水特点科学决策。在具体选择农村生活污水处理方式时，一般应遵循以下原则。

(1)因地制宜

农村生活污水处理不能拘泥于一种或几种模式，关键要根据镇村的功能、人口、地形地貌、地质特点、气候、排放要求和经济水平等，通过技术经济分析和比较，因地制宜地选择简单、经济、有效的处理技术。如在经济发达、用地受限的镇村，可以选择由厌氧、好氧组合而成的一体化处理设备;在用地充裕、气候适宜的镇村，可以选择人工湿地、稳定塘等生态处理技术。

(2)维护管理简便

我国农村地区经济技术相对落后，缺乏专业技术人员，往往发生农村生活污水处理设施建成投产后无法实现科学维护与管理的现象。因此，在农村宜选用维护需求量少、日常管理简单的处理技术。

(3)运行费用低廉

目前，我国农村生活污水处理设施运行费用十分有限，缺少稳定经费来源，城镇污水处理中最常采用的好氧处理技术因运行费用高，在农村地区推广应用受到一定局限。因此，在条件允许的地区，应尽可能采用生态或厌氧处理法，做到污水处理能耗的最小化。

(4)工艺流程简单

农村生活污水处理设施规模小，维护管理不容易到位，因此其工艺流程不能太过复杂，要尽量减少工艺环节，以便于运行管理。一般来说，农村生活污水处理系统最好不设初沉池和二沉池，可采用较大体积的均化池代替调节池和初沉池，利用生态处理法或生物膜法省去二沉池。

3.2 技术方法

根据以上农村生活污水处理技术的选择原则，目前适合农村生活污水处理技术主要有生活污水净化沼气池处理技术、土地渗滤处理系统、稳定塘处理系统、人工湿地处理系统、生物滤池技术等。

3.2.1 生活污水净化沼气池处理技术

生活污水净化沼气池处理技术是利用有机物厌氧发酵的原理，在厌氧和兼性厌氧的条件下对污水进行处理的一种技术。这种技术在我国农村生活污水处理的实践中，是最通用、节俭、能够体现环境效益与社会效益结合的生活污水处理方式。污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水被去除了大部分有机物，达到净化目的; 产生的沼气可作为浴室和家庭用能源; 厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水。

在我国，生活污水净化沼气池主要用于取代传统的化粪池，漆贯学等的课题研究认为生活污水净化沼气池技术的主要问题包括工艺设计不合理，运行稳定性

难以保证，处理效果不及二级污水厂等。毛华海对生活污水净化沼气池池型、工艺改进进行了初探，提出了改进生活污水净化沼气池处理效果的3 个方向。目前，生活污水净化沼气池工艺已较为成型，曹军等对其工艺流程及施工流程进行了详细的介绍。

3.2.2 土地渗滤处理系统

土壤渗滤处理系统是利用自然系统的净化功能，将污水有控制地投配到土层中，通过“土壤- 植物”系统的生物、化学、物理的吸附、固定，对污水资源及N、P 等营养元素再利用，对污水中的污染物进行降解。常用的技术有慢速渗滤处理系统和人工快速渗滤系统。

3.2.2.1 慢速渗滤处理系统

慢速渗滤处理系统将废水利用到耕作土壤中，达到处理的目的，同时可以满足作物生长的需要。慢速渗滤处理系统渗滤速度慢，以污水的深度处理和利用水、营养物为主要目标，故污水净化效率高，出水水质优良，基本不产生二次污染。早期的慢速渗滤处理系统的研究主要以玉米- 小麦系统的研究为主，这种工艺对氮的去除率达到70%，磷的去除率达到50%，且具有良好的经济收益。但考虑到传统的慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，赵建芬等进行了污水慢速渗滤土地处理系统改进的试验研究，研究表明改进的慢速渗滤土地处理系统对悬浮物、有机物( CODCr) 、氨氮、总氮、总磷有很高的去处效果，分别达到了51. 55%、

84. 76%、97. 92%、91. 78%、98. 83%。

3.2.2.2 人工快速渗滤系统

人工快速渗滤系统是在传统快速渗滤基础上发展起来的一项技术，它采用天然河沙作为主要渗滤介质，并掺入一定量的特殊填料，不仅继承了土地处理工艺建设成本和运营成本低，操作方便，管理简单的优点，和传统工艺相比，还大大地提高了水力负荷，不受土地等自然环境的影响，具有较高的工艺实用性，被认为是解决小流量生活污水的最适合、最可靠的途径。人工快速渗滤系统采用干湿交替的运转方式，传统的快速渗滤系统，一般采用1 ～ 3 d 淹水和4 ～ 10 d 落干的方式运行。邵坚等对人工快渗系统的运行方式进行了研究，研究表明通过缩短淹水周期，加大系统淹水和落干的频率，可以明显改善人工快渗系统的污染物去除效果。至今，人工快速渗滤系统污染物的去除机理尚未研究清楚，但普遍认为是在过滤截留、吸附和生物降解的协同作用。

3.2.3 稳定塘处理系统

稳定塘是一种经过人工修整而且设有围堤和防渗层的池塘，它主要利用水生生物系统，依靠自然生物净化功能，使污水得到净化。这种工艺基建费用低，运行费用低，无污泥处理，但同时存在有机负荷低、占地面积大、处理效果受气候条件影响大的缺点。为了提高稳定塘的处理能力和效果，研究者们提出并发展了高效藻类塘，最大限度地利用藻类产生的氧气，充分利用菌藻共生关系，对污染物进行高效处理。目前我国已在太湖地区建立了高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水的试验研究。

3.2.4 人工湿地处理系统

人工湿地，是一种为处理污水而采用工程手段模拟自然湿地系统建造的构筑物，在构筑物的底部，按一定的坡度填充选定级配的填料，如碎石、沙子等，在填料表层土壤中种植一些对污水处理效果好、成活率高、生长周期长、美观以及具有经济价值的水生植物，通过生态处理系统内的微生物和水生植物的协同作用，实现污染物的去除。人工湿地是一种经济、高效的处理系统，可用作处理农村生活污水。它的净化机理比较复杂，植被系统起着重要的作用。Li 等在太湖地区建立了水稻湿地系统，研究表明水稻湿地系统不仅具有对氮有很好的去除效果，而且还能节省化肥的使用和灌溉的水量。同时，填料也是人工湿地的重要组成部分，对于净化磷素污染物有重要作用。以上海市农村地区为例，人工湿地得到了广泛应用，9处垂直潜流人工湿地出水皆能达标排放。

3.2.5 生物滤池技术

生物滤池，是一种内部由碎石或塑料制品等惰性过滤材料填充，材料表面生长生物群落，污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，得以去除的生物反应器。其最大的特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池，具有池容小、占地面积小、出水水质好和流程简单等优点。童晶晶等研究表明，高效功能陶粒用作填充材料，生物滤池能取得更好的效果。此外，有研究者将生物物种蚯蚓引入生物滤池构成蚯蚓生物滤池，它是根据蚯蚓具有吞食有机物、提高土壤通气透水性能和促进有机物质的分解转化等生态学功能而设计的。在我国最早是陈旸等对其进行了研究，利用蚯蚓生物滤池处理城市生活污水初步试验的结果表明，当表面水力负荷为1 m3 /( m3·d)时，以细木屑、泥炭、石英砂为滤料，污水的CODCr、BOD

5、SS去除率分别为72. 4%、72. 8%、90. 5%; 以粗木屑、泥炭、石英砂、谷壳为滤料，污水的CODCr、BOD

5、SS 去除率分别为80. 5%、

87. 5%、93. 2%。

3.2.6 组合工艺

任何农村生活污水处理技术都有它的不足之处，为了取得更好的农村生活污水处理效果，往往将两种或多种处理技术进行联用，以期达到处理效果和经济性的最佳组合。唐晶等将生物和生态技术进行组合，对处理农村生活污水进行了研究，利用厌氧/跌水充氧接触氧化/水生蔬菜型人工湿地组合工艺处理农村生活污水取得了较好的去除效果，且处理效果很稳定。在云南泸湖当地的农村地区，也使用到了生物/生态技术，将氧化沟与人工湿地联用处理农村生活污水。吴迪等将厌氧工艺与生物膜技术结合，处理农村生活污水，出水水质良好，可用于农业灌溉和观赏性景观河道用水。武汉大学也有关于组合工艺处理农村生活污水的研究，研究证明了IST( Innovative Septic Tank)+ CMFB( Compound Media Filter Bed) 系统是一种处理生活污水可行的工艺。

4 建议与对策

4.1 加紧相关政策落实

大力推行乡村清洁工程和生态家园富民工程等农村生态环境综合整治工程的实施，落实国家关于新农村建设以及改善农村生态环境的有关政策、规划和措施，为农村生活污水处理提供有力的政策支持和保障。

4.2 加强应急处理能力建设

对农村环境问题上加强组织领导和应急保障，完善应对方案和措施，搞好组织协调、应急物资保障和现场应急处置，积极开展污染源受损情况排查和环境风险评估判断，确保生活污水污染控制在最低限度。加强相关应急能力建设，建立相关组织协调体系，为农村污水处理提供有力的制度保障。

4.3 加快相关技术研发

农村生活污水污染是一个不可忽视的问题，需要迫切解决。目前国内农村生活污水处理技术主要还处于实验模拟阶段，因此，需要联合高等院校以及科研院所科研攻关力量，进行技术交流与合作，加快开发高效、低能耗、低成本的污水资源化技术，提高污水处理效率;引进适合我国国情的国外发达国家的先进技术与工艺，为农村生活污水处理提供有力的技术支持。

4.4 加大资金投入力度

农村生活污水的处理只靠单户农民很难实现，政府部门更需要加大农村环境综合整治的投资力度。除了采取国家扶持、地方资助的方式外，还需要多渠道筹集生活污水处理设施与运行的资金，建立专项资金，形成多元化投入，为保证农村生活污水处理工程的顺利运行提供有力的资金支持。

5 小结

为改变农村生活污水无序排放现状，积极开展农村生活污水治理研究是十分必要的，农村生活污水的管网收集是农村生活污水处理的前提，开发投资节省、运行费用低、操作管理简便的适用技术是农村生活污水处理的关键，落实建设资金和运行费用是农村生活污水处理的保障，政府部门应高度重视农村生活污水的有效治理，尽快建立相关标准及技术规范，加大投资力度，确保农村污水治理工程的长期稳定运行。

参考文献

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[6] 陈长太, 王雪, 祁继英. 国外人工湿地技术的应用及研究进展[J].中国给水排水, 2003, 19:105-106.

第三篇：农村生活污水处理工程与技术

贵州楚天环保有限公司

胡 文

摘 要：结合近年从事农村生活污水治理积累的知识和经验，同时借鉴国内其他省份农村生活污水处理的现状，对我省生活污水的处理技术进行思考和分析，针对贵州省的自然条件和经济条件，提出适合在我省推广的土地法、人工湿地、生物接触氧化法、稳定塘等农村生活污水处理工艺技术，并结合实际工作经验，对农村生活污水工程实施过程的注意事项和关键环节提出了的看法。土地法和人工湿地由于具有运行费用低的显著优势，特别适合在农村推广应用，但贵州的高原气候不能照搬沿海地区的实施方法，需要加以改进方可推广，特别是需要增加预处理措施，同时此类技术具有占地较多的缺点，对于受到场地限制的地方难以实施;生物接触氧化法由于受场地的限制较小，所以在多数地方均可推广，但此法运行费用较高，对农村来讲，其运行费用是一个难题;稳定塘技术由于占地最多，投资和运行费用都较低，但必须具备天然条件方可实施，往往是可遇不可求的。选择工艺技术不是难题，抓好工程实施细节往往比选择工艺更为关键。

关键词：农村生活污水 土地法 人工湿地 生物接触氧化法 前 言

随着经济的持续快速发展，环境污染总量增加较快，由于受环境总量的限制，农村环境污染问题逐渐显现出来，特别是农村生活污水对一些环境敏感水体所造成的污染比较突出，近几年，随着国家新农村建设战略的实施和环境所迫，在国内特别是东部经济发达省份实施了大量的农村生活污水处理项目，在我省也实施了少量的农村生活污水治理工程。目前农村生活污水处理处于起步阶段，国家还没有制定专门的标准和设计规范，项目实施基本上是参照城镇污水处理的有关规定在进行，但农村生活污水的水量、水质以及建成后的运行管理与城镇污水处理有着显著的差异，因此，对农村生活污水处理所选用的工程技术与城镇污水处理有很大差别，结合近年承接实施的部分农村生活污水处理工程，并借鉴同行的经验，对我省农村生活污水处理工程及技术进行探索，供大家参考。

目前，在我省农村生活污水处理工程中所选用的主要技术有：土地法污水处理技术、人工湿地污水处理技术、生物接触氧化法污水处理技术、稳定塘生物处理技术等。下面就这四种主要的工艺技术进行介绍，并对其优缺点进行对比。 1.土地法污水处理技术 1.1土地法污水技术及应用情况

土地法污水土地处理技术是以土地作为主要处理系统的污水处理方法，是在人工调控下，把污水有控制地投配到土壤中，利用土壤系统的物理过滤、物理化学吸附、微生物降解等净化功能，对可降解污染物加以净化，对污水中的有机物和氮磷等污染物加以利用，实现污水无害化、资源化的生态工程技术。

贵州省环境科学研究设计院从日本引进该技术，并进行了大量的开发推广工作，积累了较多的经验，该技术毕竟是一种低负荷的污水生物处理技术，在前期的推广中，没有考虑预处理措施，致使系统出水水质不能稳定达标，后来对该系统增设了强化预处理措施，在污水浓度高时启动强化预处理，并增设了斜管沉淀，防止土壤堵塞，对布水装置也做了多次技术升级，目前该技术已经比较成熟。实施的工程实例有：安龙县污水处理厂、贵阳市朱昌镇污水处理厂、息烽县鹿窝污水处理站等。

1.2土地法污水处理技术的优缺点 1.2.1优点

(1)运行费用低,处理吨水只需0.1-0.2元;

(2)由于土地的过滤和吸附，除臭功能较强,同时对细菌的去除效率较高; (3)土地处理单元建成后可以覆土种植作物，可以获得一定的经济效益; (4)运行管理方便。 1.2.2缺点

(1)占地面积大，在设置强化预处理措施时每天处理吨水仍然需要占地5㎡左右;

(2)由于占地面积大，土方工程量大，导致单位投资较高。一般每天处理吨水投资需要3000元左右。 1.3土地法污水处理技术适用场所

场地条件许可的低浓度生活污水处理。为了防止处理单元的沉降，每个处理单元每天处理污水不宜超过300m3。 2.人工湿地污水处理技术 2.1人工湿地技术及应用情况 人工湿地一般由人工基质(多为碎石)和生长在其上的水生植物(如芦苇等)组成，是一种独特的生态污水处理系统。人工湿地处理废水的净化机理十分复杂，至今仍不完全清楚。一般认为，人工湿地成熟以后，填料表面吸附许多微生物，形成大量生物膜，它们协同分布于池中的植物根系，通过物理、化学及生化反应三重作用净化污水。根据水流是否位于介质表面，人工湿地污水处理系统可分为表面流和潜流两种方式，在正常运行时，潜流式湿地表面是没有水流的。起源于上世纪50年代的人工湿地技术，经过几十年的发展，目前已经成为一个较为成熟的污水处理技术，在欧美发达国家已有较大规模的应用。

目前，贵州省内已实施了少量的人工湿地生活污水处理项目，本人实地考察过小河区和开阳县禾丰乡的两个人工湿地项目，在红枫湖和百花湖周边规划设计了大量的人工湿地污水处理项目，部分已经开始建设，估计未来几年我省将实施大量的人工湿地污水处理工程。 2.2人工湿地污水处理技术的优缺点 2.2.1人工湿地污水处理技术的优点

(1)运行费用低;

(2)人工湿地单元上面种植的植物具有很好的景观作用; (3)运行管理方便。

2.2.2人工湿地污水处理技术的缺点

(1)占地面积大，每天处理吨水需要占地5-10㎡;

(2)由于占地面积大，土石方工程量大，导致单位投资较高，单位投资与土地法相当。

2.3人工湿地污水处理技术的适用场所

场地条件许可的低浓度生活污水处理。为了利于污水的均匀分布及尽可能长的水流路线，处理单元应分为多格，每一格的宽度尽量不超过3.5米。 3.生物接触氧化法污水处理技术

3.1生物接触氧化法污水处理技术及应用情况

生物接触氧化法是以附着在填料上的微生物膜为主要处理基质，净化有机废水的一种高效水处理工艺。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于推流与完全混合共存的状态，以保证污水与污水中填料上附着的微生物膜充分接触。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。

生物接触氧化法在工程实际应用过程中，一般前面设置水解酸化池，先将大分子有机物降解为小分子有机物，通过接触氧化池去除CODcr、BOD

5、NH3-N及部分P，后续通过沉淀池去除悬浮物及化学法脱磷，确保水质达标。目前贵州省大多数厂矿企业生活污水处理采用该技术，该技术非常成熟，并且运行稳定。 3.2生物接触氧化法的优缺点 3.2.1生物接触氧化法的优点

(1)容积负荷高、处理时间短、耐冲击负荷能力较强; (2)占地面积小，厂址选择的局限性较小; (3)投资省，建设周期和调试周期短。 3.2.2生物接触氧化法的缺点

(1)运行费用较高。与上述土地法污水处理技术和人工湿地污水处理技术相比，由于风机曝气需要耗电，运行费用较高，一般在0.4-0.6元/吨。

(2)运行管理与土地法和人工湿地比较，相对复杂。 3.3生物接触氧化法的适用场所

适用于所有中小型生活污水处理，特别是场地有限的地方。 4.稳定塘生物处理技术

4.1稳定塘生物处理技术及应用情况

稳定塘也称为氧化塘，是一种利用水体天然净化能力对污水进行处理的方式。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。按照塘内微生物的类型和供氧方式来划分，稳定塘可以分为以下四类：

好氧塘：深度较浅，一般小于0.5m。塘内存在着细菌、原生动物和藻类，由藻类的光合作用和风力搅动提供溶解氧，好氧微生物对有机物进行降解。

兼性塘：深度较大，一般大于1m。上层为好氧区;中间层为兼性区;塘底为厌氧区，沉淀污泥在此进行厌氧发酵。

厌氧塘：塘水深度一般在2 m以上。

曝气塘：塘深大于2 m，采取人工曝气方式供氧，塘内全部处于好氧状态。

在我国，特别是在缺水干旱的地区，稳定塘是实施污水的资源化利用的有效方法，由于稳定塘是利用天然水体的天然净化能力来净化污水，处理时间很长，需要有足够的场地方可实施，该技术并没有成为主流的生活污水处理工程技术，在国内有部分工程实例，省内也有少量的工程实例。前段时间，部分新农村建设项目配套了稳定塘处理污水，但出水水质并没有严格按照国家排放标准进行设计，只能算是环境综合整治项目，而不能称为污水处理工程。

4.2稳定塘生物处理技术的优缺点 4.2.1稳定塘生物处理技术的优点

(1)稳定塘污水处理系统基建投资和运行费用低; (2)维护和维修简单，管理方便;

(3)一般稳定塘容积都较大，无需污泥处理。 4.2.2稳定塘生物处理技术的缺点

(1)占地面积过多;

(2)气候对氧化塘的处理效果影响较大; (3)若设计或运行管理不当，则会造成二次污染。 4.3稳定塘适用场所

适用于有足够容积的天然水塘的地方。 5.应用上述污水处理技术的注意事项

5.1 选用土地法和人工湿地污水处理技术注意事项

土地法和人工湿地两种污水处理技术，属于同一类技术，主要适用于处理低浓度的生活污水，在应用过程中，要特别注意贵州多数地区海拨较高，气温气候条件与沿海地区有较大差别，不能照搬海拨较低、常年气温较高的东部沿海地区的做法，需要进行较大改进。为了确保水质稳定达标，预处理系统和布水系统很重要。

(1)在污水进水浓度较高、系统出水不能保证稳定达标的时候，需要开启预处理系统适当曝气，确保系统达标运行。

(2)在人工湿地和土地法污水处理系统前，应设置沉淀池，尽量去除污水中的悬浮物，杂质尽可能少进入，大大延长系统的使用寿命。

(3)人工湿地种植的植物对净化污水具有重要作用，尽可能种植一年四季交替生长的植物，否则冬季人工湿地的净化效率会很低。

(4)设计和施工必须保证布水的均匀性，否则，若产生较严重的短流，处理效果不能保证，严重的情况下，由于此类技术返工工程量太大，可能导致整个工程失败。

(5)对于风景区和生活小区的污水处理，以景观为主的地方，建设人工湿地有优势，其它地方则土地法有明显的优势，因为土地法覆土后可以种植作物，在获得一定经济收入的同时，可以大大减少土地补偿。 5.2 选用生物接触氧化污水处理技术注意事项

(1)为了确保处理效果，一般是“水解酸化+接触氧化”结合起来应用。 (2)曝气风机的选型很关键。如果风量太小，不能保证出水达标;如果风量太大，有可能导致生物膜脱落，生化过程不能正常运行，影响出水水质，且能耗高。 6.结论及建议

(1)经上述分析比较，结合国内实施农村生活污水的经验，目前比较适合农村生活污水处理的工程技术主要有：土地法、人工湿地和生物接触氧化法三种。

(2)土地法和人工湿地对于有场地条件的地方可以优先考虑，其共同的优势在于运行费用低，管理方便。对于以景观为主的地方，建议选用人工湿地技术;对于景观要求不高的地方，建议选用土地法污水处理技术。选用这两种技术都一定要注意考虑预处理措施。

(3)生物接触氧化法适用于各种农村生活污水处理，投资较低，但运行管理相对复杂一些，运行费用也较高。在场地条件和投资受到限制的情况下，生物接触氧化法是首选。

(4)对于稳定塘技术，由于需要足够的场地，在土地越来越紧张的形势下，应慎重选用。

(5)无论选用何种污水处理技术，工程设计和施工的细节是关键，细节决定成败，很多时候在工艺技术选择合理的前提下，是因为实施细节没有掌握好导致工程失败。

第四篇：农村生活污水处理技术与政策选择

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(Decentralized Sanitation and Reuse，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[8]。

(五) 稳定塘

该技术主要是利用菌藻的共同作用来去除污水中的污染物，具有基建投资少、运转费用低、维护简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体以及无需污泥处理等优点。德国和法国分别有各类稳定塘3 000座和2 000座，而美国已有各类稳定塘上万座。美国的Oswald提出并发展了高效藻类塘，最大限度地利用了藻类产生的氧气，充分利用菌藻共生关系，对污染物进行高效处理[9](P303-312)。

(六)一体化集成装置处理技术

发展集预处理、二级处理和深度处理于一体的中小型污水处理一体化装置，是国内外污水分散处理发展的一种趋势。日本研究的一体化装置主要采用厌氧—好氧—二沉池组合工艺，兼具降解有机物和脱氮的功能，其出水BOD5<20毫克/升、TN<20毫克/升[10](P175-182)，近年来开发的膜处理技术，可对BOD5和TN进行深度处理[5]。欧洲许多国家开发了以SBR、移动床生物膜反应器、生物转盘和滴滤池技术为主，结合化学除磷的小型污水处理集成装置[11](P61-68)。

三、我国在农村生活污水处理方面的探索

我国从上个世纪80年代开始开展生活污水分散处理技术的开发和研制工作，许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化污水处理装置得到应用，但目前该分散技术的使用率较低，还存在许多问题。一方面，生物处理效率较低，尤其表现为氮磷去除率很低。氮磷污染是导致水体富营养化的主要原因，如果在此技术上不能取得突破，这类技术的应用前景必然会受到限制。另一方面，目前实施的分散污水处理只是初步实现了分散污水的收集、处理和排放，远未实现分散处理的真正目的——再利用(Reuse)，即将污水就地处理和就地回用，实现污水资源化。鉴于农村生活污水的问题日益严重，迫切需要采取积极的措施。近年来，随着地方经济实力的增强，尤其是发达省份在经济发展到一定阶段以后，逐步认识到农村生活污水处理问题的重要性，并开始采用一些实用、合理、低能耗和低运行费用的技术来处理污水;一些人口密集的欠发达地区也认识到，如果不对农村生活污水采取有效处理，会触发农村医疗和经济建设等方面的系列问题，甚至造成传染病的产生与扩散，因而，提高了对农村生活污水处理问题的重视程度。

(一)厌氧沼气池处理技术

在我国农村生活污水处理的实践中，最通用、节俭、能够体现环境效益与社会效益结合的生活污水处理方式是厌氧沼气池。它将污水处理与其合理利用有机结合，实现了污水的资源化。污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水被去除了大部分有机物，达到净化目的;产生的沼气可作为浴室和家庭用炊能源;厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水。在农村有大量可以成为沼气利用的原材料：农作物秸秆和人畜粪便等。研究表明，农作物秸秆通过沼气发酵可以使其能量利用效率比直接燃烧提高4~5倍;沼液、沼渣作饲料可以使其营养物质和能量的利用率增加20%;通过厌氧发酵过的粪便(沼液、沼渣)，碳、磷、钾的营养成分没有损失，且转化为可直接利用的活性态养分——农田施用沼肥，可替代部分化肥。沼气池工艺简单，成本低(一户约需费用一千元左右)，运行费用基本为零，适合于农民家庭采用。而且，结合农村改厨、改厕和改圈，可将猪舍污水和生活污水在沼气池中进行厌氧发酵后作为农田肥料，沼液经管网收集后，集中净化，出水水质达到国家标准后排放。

沼气池处理技术已在我国一些地方得到了有效推广和使用。浙江全省有352个村实施了生活净化沼气工程，累计建成沼气池83.3万立方米，年处理生活污水8 170万吨，年产沼气4 295万立方米，年可替代标准煤近3万吨[12]。四川省结合新农村建设，开展“乡村清洁工程”，以户或联户为单元，建设沼气池和生活污水厌氧净化池，有效解决人畜粪便、生活污水、垃圾污染等农村环境难题，出现家园清洁和村容整洁的新面貌。

(二)稳定塘处理技术

在我国，特别是在缺水干旱地区，稳定塘是实施污水资源化利用的有效方法，近年来成为我国着力推广的一项技术。与传统的二级生物处理技术相比，高效藻类塘具有很多独特的性质，对于土地资源相对丰富，但技术水平相对落后的农村地区来说，是一种较具推广价值的污水处理技术。李旭东等采用高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水， CODcr的平均去除率在70%以上，氨氮(NH3-N)的平均去除率高达93%，磷的平均去除率为55%[13](P61-64);陈鹏采用高效藻类塘处理城市生活污水，取得了稳定的处理效果：CODcr、 BOD

5、NH3-N 和TP的平均去除率分别达到75%、60%、91.6%和50%[14]。

(三)人工湿地处理技术

目前，北京、深圳等城市都采用了这一技术处理生活污水。云南省澄江县抚仙湖边的马料河湿地工程于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。有关研究表明[15](P1-8)，在进水污染物浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85%~95%，对CODcr的去除率可达80%以上，对磷和氮的去除率分别可达到90%和60%。

(四)土壤渗滤技术

地下土壤渗滤法在我国日益受到重视。中科院沈阳应用生态所“八五”、“九五”期间的研究表明，在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法处理生活污水是可行的，且出水能够作为中水回用[16](P111-119);1992年北京市环境保护科学研究院对地下土壤毛管渗滤法处理生活污水的净化效果和绿地利用进行了研究[17](P4-7);清华大学在2000年国家科技部重大专项中，首先在农村地区推广应用地下土壤渗滤系统[18](P57-61)，取得了良好效果：对生活污水中的有机物和氮、磷等均具有较高的去除率和稳定性，CODcr、BOD

5、NH3-N和TP的去除率分别大于80%、90%、90%和98%。

除此以外，浙江、广东、天津和江苏等地还分别在无动力、地埋式厌氧处理系统、雨污分离管网输送集中处理和生物投菌治理污水等技术方式应用方面进行了探索与尝试，也都取[19](P84-85)[20](P26-29)得了一定的进展。

四、加快农村生活污水处理的政策途径

保护好农村水环境是保障农业生产发展、创建优美乡村的基础。开展农村生活污水治理工作是改变农村生活污水无序排放现状、改善农民生活条件和建设社会主义新农村的需要。我国有60多万个行政村、250多万个自然村，居住生活着2亿多农户，由于各地情况千差万别，农村生活污水处理不能实行一刀切的政策，必须要因地制宜、分类指导，提出符合各地实际的生活污水处理方式与措施。

(一)把农村生活污水的处理作为新农村建设的重要内容

要充分利用国家新农村建设的良好政策环境，加强各地农村生活污水的处理工作。基于农村生活污水污染产生的多方面原因，要结合新农村建设中改厕、改厨和改圈的工作，配套建设污水处理设施。要在相关政策法规的制定、监督管理的配合和农村水污染综合治理技术支撑体系的建立等方面综合采取措施，加强污染源控制，推进污水处理设施建设和有效运转，实现农村水环境的改善。

(二)因地制宜地确定各地生活污水处理的技术路线

基于我国农村普遍欠发达的现状，各地农村的经济社会发展水平、区域特点、自然地理条件和环境目标不尽相同，绝大部分农村应采用经济有效、简便易行、节约资源、工艺可靠并能够与当地自然环境高度融合的污水处理技术，因地制宜地使生活污水排放与处理无害化和资源化。在一些村庄分布密集、经济发展水平较好的农村地区，高效强化的微动力生态处理集成技术与设备具有极大的技术经济优越性;其他集中供水的广大农村地区，则可根据其社会经济发展状况和水环境保护目标的要求，通过改造农村的河道、水塘和湿地，构建适度强化的无动力复合生态处理集成系统。这些集成技术和设备因其低成本、高效率、无动力或微动力等显著特点，具有在集中供水条件下处理农村生活污水的潜在优势。

(三)继续加强农村生活污水处理技术的研究

由于我国农村面广人多，生活污水处理技术具有长期的效益与广大的市场，必须动员大专院校和科研机构加强相关技术的研究。针对当前处理技术存在的主要问题，研究和开发新型的三低一高(低能耗、低投资、低成本和高效率)的分散型污水资源化处理技术，并提高污水处理深度，增加脱氮除磷的功能以控制水体富营养化。

(四)多方筹集生活污水处理设施建设与运营的资金

农村生活污水处理具有较强的公益性，而且需要一定规模的资金投入，单靠农民自身投入有一定困难。要结合新农村建设的实践，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。

(五)加强对农村生活污水处理建设的规划

要在吸取和借鉴国外先进技术的基础上，有效结合厌氧、好氧生物人工处理技术与自然净化系统，规划与各地农村经济水平、区域特点、自然条件、环境目标相适应的生活污水处理工艺和行之有效的运行管理模式。生活污水治理应与当地的经济结构调整相结合，发展绿色、无公害的产业与产品，在生态治污的过程中有效开发利用动植物资源，实现水的良性循环、水资源的可持续利用以及促进动植物的繁育生长。

(六)规范市场准入标准，限制劣质设备进入市场

目前我国小型污水处理装置的市场竞争非常激烈，存在恶性竞争现象，而且设计不规范，缺乏统一的技术要求和设计标准，对运行管理缺乏考虑，为将来的运行管理带来了很大的风险和隐患。应该结合我国国情，参照国外经验，提出针对分散性污水处理的技术标准、设计规则与操作规范，使工程设计标准化和运营管理规范化，促进新成果的市场化和产业化的发展。加强工程监督管理，提高处理设施的建设质量和运行质量，确保处理后的污水能达标排放。

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Treatment Technologies and Approaches for Rural Domestic Sewage

LIANG Zhu, NI Jin-ren

(The Key Laboratory of Water and Sediment Sciences of Ministry of Education, Department of

Environmental Engineering, Peking University, Beijing 100871, China)

Abstract: Rural domestic sewage should bear prime responsibility for the water pollution in rural area. Collection, treatment and reuse of rural domestic sewage are highly important for the improvement of human habitats in rural area. This paper introduces the applied technologies suitable for the decentralized treatment of rural domestic sewage at home and abroad, and puts forward approaches on policy and management for improving the rural sewage treatment.

Key words: environmental pollution; rural domestic sewage; treatment technology; policy

(责任编辑:朱 蓓)

第五篇：苏州分散性农村生活污水处理工艺技术现状及适用技术优化

徐乐中1,2，陆爽君1，陈重军1，王建芳1,2，梁奇奇1，吴鹏1，沈耀良1, 2*

(1.苏州科技学院 环境科学与工程学院，江苏 苏州 215009;

2.江苏省环境科学与工程重点实验室，江苏 苏州 215009)

摘要：分散性农村生活污水的处理业已成为我国解决水环境问题的重点和难点。通过对苏州市分散性农村生活污水排放及处理技术的调研分析，充分结合目前主要的适用于分散性生活污水处理工艺技术的分析，并针对苏州各地域的自然和社会状况，对苏州分散性农村生活污水常用处理工艺的技术特征、投资费用、运行稳定性及适用性进行了系统分析比较，提出了适于不同区域环境条件的分散性农村生活污水处理工艺。

关键词：苏州市;分散性农村生活污水;处理工艺;技术分析

中图分类号：X703;X

52Analysis and optimization of Decentralized Rural Domestic Sewage Treatment

Technologies in Suzhou

XU Le-zhong1,2，LU Shuang-jun1， CHEN Chong-jun1，WANG Jian-fang1,2，LIANG Qi-qi1，

WU Peng1，SHEN Yao-liang1,2*

(1School of Environmental Science and Engineering，Suzhou University of Science and Technology，Suzhou 215009，China;

2 Jiangsu Provincial Key Lab of Environmental Science and Engineering，Suzhou 215009，China)

Abstract：The decentralized rural domestic sewage is becoming the key and difficult points in the rural domestic sewage treatment. In this paper, the technical characteristics, engineering investment costs, operating stability and applicability of the typical decentralized treatment techniques were systematically analyzed and compared according to the research and analysis of decentralized rural sewage discharge sources and treatment technologies in Suzhou, and the applicable analysis of the typical treatment technologies to decentralized rural domestic sewage. Meanwhile, the decentralized rural sewage treatment technologies applicable to different sewage discharge sources in the plain are proposed according to the differences in the natural and social conditions of those sources.Keywords： Suzhou;Decentralized rural domestic sewage;Treatment process; Technical analysis

农村生活污水的典型特征是排放分散、水量波动大，难以经济有效地将其纳入城市污水处理系统 [1-2]。近年来，随着国家对新农村建设及农村环境治理工作和生态文明建设工作的日趋重视[3]，苏州正在开展大规模的农村生活污水治理和处理设施建设，有效减少了分散性农村生活污水对水体、尤其是太湖和阳澄湖等敏感水体的污染。为此，本文结合苏州市环保科技项目的任务要求，首先开展了苏州农村生活污水处理工艺技术现状的基础调研，对目前采用的分散性农村生活污水处理工艺的技术特征、投资费用、运行稳定性及适用性进行了系统地分析比较，提出了适于不同区域环境条件的分散性农村生活污水处理工艺。

1 苏州农村生活污水治理现状及趋势

基金项目：江苏省高校自然科学研究重大项目(12KJA610002);2013年度苏州市环保科技项目(201309)

作者简介：徐乐中(1962-)，男，副教授，从事水污染控制工程方面研究

*通讯作者：沈耀良(1961-)，男，教授，博士，从事水污染控制工程方面研究，E-mail：15850072395@163.com，

苏州于2008年开始全面推进农村生活污水的治理工作，至2012年底，以规划保留村庄和受益农户数计算，全市农村生活污水处理率达到60%，其中太湖一级保护区达80%，为区域水环境的改善发挥了重要作用。但据2011年有关资料显示，目前能正常运行的处理设施尚不足80%。以全市实有自然村庄和农业户籍人口计算，农村生活污水有效治理率尚不足30%。根据相关规划要求，“十二五”期间，苏州农村生活污水处理率要达到70%，其中太湖一级保护区、阳澄湖水源水质准保护区范围内则要达到85%。因而，苏州分散性农村生活污水治理的任务还十分艰巨。同时，苏州近年主要治理对象为治理条件相对较好的村落、社区等，或接管或建设独立处理设施，现已基本建设到位，具备集中处理生活污水条件的区域越来越少，所剩的大多为分散性农村生活污水，这部分污水以其在总排量中占有的较大比例及分散性，成为今后苏州农村生活污水治理工作的重点和难点。

2 苏州分散性农村生活污水处理工艺技术分析

2.1 苏州分散性农村生活污水常用处理工艺

目前，苏州分散性农村生活污水常用的处理工艺主要由生化处理技术和生态处理技术组成。好氧生化处理系统运行成本较高，管理频繁，难以适应农村地区实际情况，无动力处理设施处理效果较差，而生态处理系统存在着冬季低温处理效果变差等缺陷。为了充分保证处理效果，并尽可能降低运行成本并易于维护管理，生化-生态处理工艺已成为分散性农村生活污水处理的主流工艺。据统计，目前苏州市所应用的分散性农村生活污水处理工艺有近30种，其中常用工艺有人工生态湿地、毛细管渗滤沟、塔式蚯蚓生态滤池、地埋式微动力氧化沟以及以SBR、MBR等为主体的一体化生化处理反应器等，常用工艺处理量占农村生活污水处理总量的80%以上[4-6]。分散性农村生活污水处理设施在建设时，应考虑当地的收纳水体实际环境条件和可资利用的土地情况，选择具有抗冲击负荷能力强，低耗，运行稳定，维护管理简便等特点的工艺。

2.2 常用农村生活污水处理工艺技术分析

2.2.1 人工生态湿地工艺

人工生态湿地技术综合过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物降解等多种过程的协调作用 [7-8]。其在苏州的应用主要有两种工艺形式。

一是分散式人工湿地。多采用潜流运行方式，多以麦冬和美人蕉为湿地植物，日处理水量在1m3/d以下，适合单门独户使用。该处理设施占地面积小，床体仅需2~3m2，可充分利用农户住房周边的地形特点，在宅前屋后进行建设，建造成本低，无需日常维护，仅需要5年左右时间更换一次填料，基本无运行成本，但处理能力有限。张家港多个村庄应用了该项工艺。

二是潜流式复合人工生态湿地。该工艺中，生活污水首先经化粪池后由管道收集入初沉池进行沉淀、厌氧消化，出水进入一定数量并联运行的垂直流人工湿地，最后进入生态塘深度净化处理。该工艺系统采用间歇及喷流的布水方式，可充分利用自然复氧，减少堵塞、强化有机物的氧化和硝化作用，初沉污泥经污泥干化芦苇床自然干化稳定后，可用于床体土壤的改善[9]。该工艺日处理能力在20~200m3/d之间，在阳澄湖莲花岛、常熟蒋巷村、张家港双山岛渡口村都有应用。该工艺可实现PLC控制，运行维护简便，可稳定运行15年以上[9]，但需2~3个生长周期才能达到完全稳定运行，且TN的去除效果不理想。此外，其湿地植物的种类少，且基本属于水生草本，造成湿地植物配置单一，景观效果差[10]。此外，其除磷主要依靠填料的吸附沉淀作用，因而需要频繁更换填料[11]。为此，优先和应用去污景观价值兼备的人工湿地植物及高效除磷填料将是改进此类工艺的研究重点，也是影响该工艺推广应用的重要因素。

2.2.2 毛细管土壤渗滤沟工艺

毛细管土壤渗滤工艺是土壤-微生物-植物复合系统，其主要通过植物、土壤、填料及其表面生长的微生物、小型动物等一系列复杂的物理、化学、生物协同作用实现对污染物的去除。该工艺具有与景观绿地相结合，实现污水处理和美观环境的双重效果，且具有较强的抗冲击负荷能力，易于稳定运行[12-13]，适用于地处偏僻、几户或十几户人家的小水量处理，其与人工湿地组合运行时，则可使其处理规模提高至200m3/d。

太仓市协心农庄中3户人家的生活污水采用毛细管渗滤系统进行处理的运行表明，该工艺对COD、TN、TP均有很好的去除效果，并能有效去除污水中的大肠杆菌。但该工艺的NH4+-N的去除稳定性较差，去除率在61.9%~93.1%之间，难以达到相关排放要求。而位于太湖一级保护区的常州雅浦村，采用该工艺与人工湿地组合系统处理后，出水中主要污染物指标均稳定达到相关标准。此外，采用毛细管渗滤沟，通常存在滤料层易板结和下漏、渗滤速度慢以及单位面积日处理量少等问题。为此，该技术应在改善系统通透性、滤料优选、布水方式优化、人为引入适宜环节动物[14]、节肢动物等多方面加强研究，提升系统脱氮除磷效能，以期在扩大处理规模的同时，保证较高的处理效果。

2.2.3 塔式蚯蚓生态滤池工艺

塔式蚯蚓生态滤池技术利用蚯蚓、植物、填料、微生物的协同作用，以模块化结构、梯度塔层、多级单元串联的形式处理污水[15-16]。该工艺适宜处理规模为10～150m3/d，可集中处理规模在20～300户的农村集居点生活污水。太仓市浮桥镇牌楼村生活污水处理工艺采用该技术，工艺前置三格式化粪池进行厌氧预处理，后置潜流式人工湿地以强化处理效果，结果表明该示范工程的两个示范点TN去除率均达80%以上，TP、COD、NH4+-N去除率均在85%以上，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中规定的一级A标准*。

塔式蚯蚓生态滤池工艺可根据具体地形调节其工艺构造型式，具有占地较小、运行灵活、基建及运行管理费用低，除污能力强，维护简便等特点。采用串联叠层布置可增加滤池光照面积，强化滤池植物根部吸附转化及泌氧作用[17]。引入蚯蚓不仅可改善土壤的颗粒结构，提高土壤、滤料的通气透水性能以及处理负荷，并有效解决土壤堵塞、板结和环境卫生问题，同时蚯蚓能与微生物形成良好的共生作用，延长了滤池内的微生物代谢链，提高了滤池对TN、TP和COD等污染物的去除效率[18]。但蚯蚓对湿度要求高，不能长期存活在滞水环境中，因此对水力负荷控制的要求较高[19];此外，蚯蚓不耐低温，冬季可能出现大规模死亡，而影响处理效果。

2.2.4 地埋式微动力氧化沟工艺

地埋式微动力氧化沟是一种依靠自然供氧的地埋式污水处理工艺。生活污水经厌氧段水解、消化，降低有机物浓度，有机氮得到充分氨化后，利用射流泵打入好氧滤池并最后后进入氧化沟进行深度处理，氧化沟由沿沟道分布的拔风管自然供氧[20]。该工艺主体构筑物全部位于地下，适用于用地紧张的集居点，处理规模一般为50~200m3/d，运行费用较低，主要为泵所需电费。但维护不便，且因仅靠自然供氧而影响反应效率。该工艺在璜泾镇新明村的运行结果显示，其对COD和TP的去除率均在70%以上，出水中的COD、SS和TP可达GB 18918-2002一级B标准，但NH4+-N去除率受充氧效果影响较大。

注*：江苏省农林厅于2009年颁布的太湖流域乡村生活污水生态净化处理专项规划暨实施方案。

2.2.5 一体化生化处理反应器工艺

在苏州应用的一体化生化处理反应器工艺主要有A/O、A/O+接触氧化、A2/O + MBR、BAF、SBR一体机等。其中一体化SBR处理工艺具有集成化、自动化程度高、占地少等优点[21]，适用于用地紧张的居民集居点或零散农户。但该工艺投资和运行费用高、普适性差等问题。

2.3 常用处理工艺技术参数与经济性比较性分析

表1所列为所选择的典型的6种分散性农村生活污水处理工艺运行特征和工程经济估算情况 [20,22,23]。

由表1可知，该6种工艺各具优势。其中潜流式复合人工湿地及后置人工湿地深度处理的工艺其运行效果和稳定性要优于其他工艺，适用于处理规模较大，排放要求高，需要一定景观效应的村落;地埋式微动力氧化沟及塔式蚯蚓生态滤池具有一定的基建投资优势，但前者处理效果有限，而后者存在冬季处理效果降低的局限，适用于对排放水质要求不高的村庄;分散式人工湿地床及毛细管渗滤沟工艺则具有明显的运行维护成本优势，但仅适用于处理规模较小的场合，且处理效果并不十分理想，适用于排放要求不高的单门独户或几户、十几户农户的污水处理。很明显，在一定的处理规模及效果时，生态处理比生化处理相比，前者维护管理简便，但占地面积较大。

表1 苏州典型分散性农村生活污水处理工艺技术特点分析

工艺技术

分散式人工湿

地床

毛细管渗滤沟 投资 处理规模占地自动化(不含管网)/ 维护管理 3-1/(m∙d) 面积 程度 -3(元∙m) ≤1 ≤10 小 中等 2800~3700 3600~4800

2700~3300 低 低 低 简便 简便 简便 运行成本/ (元∙m-3) 无 0.08～0.12 0.2~0.3 出水水质 ( GB 18918-2002) 一级B 一级B/一级A 一级A

(冬季一级B)

一级A

一级B

一级B 塔式蚯蚓生态10~150 中等 滤池+人工湿地 潜流式复合人工生态湿地 地埋式微动力氧化沟 一体化生化处

理反应器 20~200 大 4500~5500 2400~300010000~39000 一般 一般 高 简便 较复杂 较复杂 0.25～0.3 0.2～0.3 0.35~0.75 50~200 中等 1~250 小

3苏州分散性农村生活污水处理工艺的优选

分散性农村生活污水处理工艺的选择，应充分考虑社会、自然环境和经济发展水平等因素，因地制宜，以发挥处理工艺最大的优势。根据苏州市不同地区农村的自然条件，分析其适用性农村生活污水处理工艺，将为分散性农村生活污水的高效稳定处理提供技术支撑。根据地理位置，苏州农村地区可初步分为北部沿江区，南部低洼圩区和西部丘陵区等三个地区。

苏州北部沿江地带居民集居点规模一般较小，一般少于100户，且沿农田呈线状排布，可考虑集中收集沿程农户污水或以居民小组为单位分区收集后，使用塔式蚯蚓生态滤池-人工湿地组合工艺或并联毛细管渗滤沟组-人工湿地组合工艺进行处理。由于该地区对出水水质仅需满足GB 18918-2002一级B标准，因此在用地紧张的情况下，可单独设置。此外，该地区土壤母质颗粒较粗大，天然通透性较好，对于该地零星的几户或十几户农户排放的生活污水，宜运用毛细管渗滤沟处理工艺，而对于个别规模较大的集居点建议选用地埋式微动

力氧化沟工艺。

苏州湖荡周围及南部低洼圩区，地势平坦，土壤母质颗粒较为细小，村落一般呈块状分布，户数在50~300户不等，且该地区大多位于太湖一级保护区内，对出水要求高，采用潜流式复合人工生态湿地工艺可在此充分发挥其优势。富含铝盐的细小土壤颗粒有利于人工湿地系统通过吸附、沉淀、离子交换、络合反应等物理化学过程除磷，也能为微生物提供更多的附着场所，有利于微生物与污染物的充分接触，减少填料的使用量，适宜的气候与肥沃的土质也有利于系统快速成熟。而对于零星的几户或十几户人家，为保证出水达标，宜采用净化槽或膜生物反应器。

苏州西部丘陵地带居民集居点大多依山而建，因其用地较紧张，宜采用地埋式工艺，如地埋式SBR、A/O+接触氧化等一系列地埋式一体化反应器，地埋式微动力氧化沟，地埋式小型A2/O等工艺。具体工艺应根据出水要求而定。而对于位于山体山坡的零散农户，或因山地土层较浅，无法使用土地处理技术时，建议与旅游景区、高速公路服务区一样优先考虑选择一体化生化处理反应器。

在实际应用中，可根据上述分析，对苏州不同自然环境、人口规模、土地的使用与规划、农户分布格局、所处区位及排放要求下工艺选择的分析，因地制宜，尽量减少管道的铺设，并遵循经济适用及资源利用原则，根据分散性污水排放源的具体境况选择适宜的处理工艺。同时，环太湖地区位于亚热带季风气候区内，气候温和湿润，四季分明，雨水丰沛且地表大部分为新生代第四纪的松散沉积层堆积，土层深厚，土质肥沃，适于运用生态处理技术，而以土地处理技术和人工湿地技术为代表的生态处理技术以其处理效果好、低耗、稳定、抗冲击负荷能力强、运转维护管理简便，并可美化环境、与自然景观融为一体的特点，应将其优先考虑应用于地区分散性农村生活污水的处理中，实现生活污水的资源化，并辅以一定的物理、生物措施保证出水水质。

4 结语

苏州分散性农村生活污水的治理是环太湖地区农村生活污水治理工作的缩影，其分散性农村生活污水的六种代表性处理工艺各具特点，其中潜流式复合人工湿地及后置人工湿地深度处理的工艺具有运行效果和运行稳定性的特性，地埋式微动力氧化沟及塔式蚯蚓生态滤池具投资省的优势，分散式人工湿地床及毛细管渗滤沟工艺具有易于维护的优势。因此，为发挥这些工艺的最大优势，工艺选择时应充分考虑应用地的自然、经济、社会条件，做到因地制宜。

根据苏州环太湖地区地理环境和农村生活污水分散性的特点，应优先考虑以土地处理技术和人工湿地技术为代表的生态处理技术。其中，规模较大时，应优先采用潜流式复合人工生态湿地工艺;而对呈线性分布规模较小的分散性生活污水，则应优先采用塔式蚯蚓生态滤池-人工湿地组合工艺或并联毛细管渗滤沟组-人工湿地组合工艺进行处理;对于依山而建的集居点，应采用地埋式工艺。 此外，优化生态处理工艺的脱氮除磷效能，提高工艺稳定性是经济有效处理农村分散性生活污水的研究重点。因而，诸如人工湿地填料的优化选择和改性以强化脱氮和除磷效能，是促进分散性农村生活污水生态处理技术应用的关键之一。

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