我國村鎮生活污水處理途徑探討浙江萬里學院環境科學系，浙江寧波 作者：白春節 隨著我國經濟的快速增長，城市化進程加快，農村生活水平的不斷提高以及農村畜禽養殖、水產養殖和農副產品加工等產業的發展，村鎮的生活污水、廢水產生量與日劇增。而這些污水大部分未經任何處理就近直排放河道、湖泊，使得水體污染嚴重越來越嚴重，民眾要求對此加強控制與治理的呼聲越來越高。在此背景下，我國“十一五”規劃中提出了建設社會主義新農村的重大歷史任務，并明確了“生產發展、生活寬裕、鄉風文明、村容整潔、管理民主”的建設目標。而加強農村生活污水的處理，是村容整治的組成部分，也是社會主義新農村建設的重要內容，也是農村人居環境改善需要解決的迫切問題。 由于我國村鎮地域范圍廣且分散，社會組織結構、經濟發展狀況和生活水平與生活習慣等千差萬別，這不僅決定了村鎮生活污水的來源、水質、水量的多樣性，而且決定了其處理工藝選擇、工程建設與投資、運行管理的模式等方面的復雜性。因此，如何控制與治理我國農村生活污水問題，是需要不斷實踐探索與探討的過程。1 國內外村鎮生活污水處理現狀1.1 國外農村生活污水處理技術現狀鑒于農村生活污水污染面廣、較分散的特點，國外一些發達國家進行了大量的試驗研究與實踐。如澳大利亞1利用污水直接灌溉土壤地，利用耕種的作物來吸收分解污水中污染物質與水分，有效實現了污染物去除和污水減量的目的，降低了污水中的氮、磷、鉀含量, 避免污水直接排入水體后，導致水體富營養化。美國、日本、澳大利亞、以色列、俄羅斯和西歐等國，采用2將污水投配到土壤表面具有一定構造的滲濾溝中, 污染物通過物理、化學、微生物的降解和植物的吸收利用得到處理和凈化。該技術對懸浮物、有機物、氨氮、總磷和大腸桿菌的去除率均較高, 一般可達70%90%。歐洲、北美、澳大利亞和新西蘭等國家廣泛應用人工濕地處理系統，該系統一般由人工基質和生長在其上的沼生植物組成，是一種獨特的“土壤植物微生物”生態系統，利用各種植物、動物、微生物和土壤的共同作用，逐級過濾和吸收污水中的污染物，達到凈化污水的目的【3】。德國、法國、美國采用氧化塘處理農村生活污水，該技術4主要是利用菌藻的共同作用來去除污水中的污染物，具有基建投資少、運轉費用低、維護簡單、便于操作、能有效去除污水中的有機物和病原體以及無需污泥處理等優點。 除此之外，一些國家將城市污水處理工藝組裝成一體化裝置，應用于分散的污水處理系統。如日本研究的一體化裝置主要采用厭氧好氧二沉池組合工藝，兼具降解有機物和脫氮的功能，其出水BOD5 20mg/L、TN99:TOC85;TN:40-80;SS80Mikael Pell3*1.5*1.50.067COD90;TP:70;TN:433.3蚯蚓生態濾池處理系統本系統將農戶現有的化糞池改造后或直接加以利用，用強化溝替代農戶的溝渠或排污管，出水進蚯蚓生態濾池，其工藝流程如圖1。本技術在國內外研究的還不多， 同濟大學在其處理城市生活污水方面進行了一些研究4 。 圖1. 生態濾池系統簡易工藝流程圖濾池主要有布水裝置，生態濾床和排水裝置三部分組成。生態濾床從下層依次往上是：大石頭(鵝卵石,直徑4 -7 c m)，小石頭(直徑1-3 c m)，沙子和土壤層，此層也可以說是蚓糞層 (vermi -casting )，是蚯蚓活動的主要場所,土壤上面可以種植一些植物。3.4集中型污水處理厭氧-好氧工藝在較為發達的農村,也可以考慮河海大學提出的滴濾床技術,它適用于200戶左右集中型農戶的污水處理系統,主要工藝流程為：生活污水 化糞池 厭氧好氧滴濾床 深度處理生物塘 回用或排放此工藝特點：土壤自凈過程的人工強化；利用虹吸作用 ，無需單獨充氧，節省運行費用；可與其他技術組合使用。3.5改良SBR化學沉淀工藝序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Sludge Process, SBR）是一種新型的、在國內外得到廣泛使用的水處理技術。與常規的厭氧缺氧好氧（A2/O）或氧化溝等污水脫氮除磷工藝相比，SBR具有明顯的優點：（1）可省去初沉池、二沉池和污泥回流系統，流程簡單，占地面積小，基建投資省，維護管理也較為方便；（2）氧轉移速率高，工藝運行能耗較低；（3）運行方式靈活，同時具有除碳和脫氮除磷的功能；（4）污泥沉淀在靜止或接近靜止狀態下進行，泥水分離效果較好，處理水質優于連續式活性污泥法，出水 SS 一般可小于10mg/L；（5）剩余污泥產量較少。因此，SBR 是一種具有廣闊應用前景的水處理技術?，F有針對碳、氮、磷的水處理方法中，有機物和氮可以通過厭氧-好氧 （A/O）、同時硝化反硝化 （SND）、短程硝化反硝化 （如 SHARON工藝）或者厭氧氨氧化（ANAMMOX）等方法加以去除，而如何去除廢水中的磷一直是一個難點。 國內外研究人員針對磷的去除開展了大量研究，證實生物除磷輔助化學除磷是運行穩定、最為有效一種。城市污水除磷方法（彭永臻，2005；鄭興燦，2000）。因此，考慮到廢水中磷的去除，并結合SBR的工藝特點，擬開發改良型 SBR-化學沉淀工藝， 為節能省地型城鎮污水資源化處理技術提供一種可選擇的技術路線。改良型 SBR-化學沉淀工藝流程如圖2所示。圖2. 改良型SBR化學沉淀工藝流程圖改良型 SBR-化學沉淀工藝中，整個運行過程包含兩次厭氧和好氧交替的循環過程。采用分段進水的進水方式，保證脫氮效能，采用化學沉淀法作為輔助手段來確保出水磷濃度的達標排放。部分原水首先進入 SBR 的厭氧段，在此條件下，污泥中的聚磷菌水解體內聚磷攝取有機物的同時將磷酸鹽釋放于水體中。 待釋磷過程充分完成后，將一定比例的廢水引至化學沉淀池，加鐵鹽或者鋁鹽等形成磷酸鐵（FePO4）、磷酸鋁（AlPO3）等沉淀而達到除磷的目的，經沉淀處理后的廢水經中間水池調節后，流回SBR池進行好氧處理。為解決碳源缺乏對反硝化的不利影響，在第一個循環的好氧階段結束后，再次引入一定比例的原水，進入第二個厭氧與好氧交替的循環。增強脫氮效果，最終實現除碳、脫氮和除磷的達標排放。與目前國際上較為流行的UCT（University of Cape Town，南非開普敦大學開發）和 BCFS（biologisch chemisch fosfaat stikstof verwijdering，荷蘭Delft 理工大學開發）等污水脫氮除磷處理新工藝相比，改良型 SBR-化學沉淀工藝具有獨特的優勢：（1）工藝流程短，利用單一SBR池實現廢水 BOD去除和脫氮除磷，減小了占地面積；（2）處理成本低，在確保廢水達標排放情況下，針對部分廢水進行除磷，降低了藥劑成本和污泥處理負荷；（3）化學除磷單元減輕了后續生物除磷的壓力，解決了除磷和脫氮在泥齡控制和碳源供求等方面相互沖突和制約的問題。因此，通過改良 SBR-化學沉淀工藝的開發，在確保能夠使碳、氮、磷均達標排放的前提下，可以減小占地、降低處理成本，切實達到了節能省地的目的，為城鎮污水處理提供了新的方法。4.簡評上述方法各有優劣，人工濕地法比較經濟，管理方便，但是占地面積較大；砂濾處理系統經濟但是量較為有限；蚯蚓生態濾池處理系統中濾池能耗低，高效，可是受到蚯蚓生理活動的影響；集中型污水處理系統效果好，但是生物處理效率較低，尤其表現為氮磷去除率很低，在一定程度上限制了其應用;序批式活性污泥法管理方便，處理效果也很好，但經濟性不高。實踐證明，以上方法都能很好的解決農村生活污水治理的問題，但在運用中要考慮到建設與運行成本等費用，要根據實際情況加以選擇。國外農村生活污水處理新技術簡介 農村生活污水處理是當前新農村建設中的重點，國內缺少投資省、運行費用低、管理方便的污水處理技術又是一個很大的瓶頸。發達國家在處理農村生活處理方面進行積極探索，也取得了明顯的成效。因此，學習國外先進經驗，積極創新，加快城鄉生活污水的治理速度，勢在必行。當然國外的污水處理技術同樣需要完善，不加研究直接照搬和完全套用國外污水處理技術難以取得成功。 1、澳大利亞“FILTER”（非爾脫）污水處理系統 澳大利亞科學和工業研究組織（CSIRO）的專家于最近幾年提出一種“過濾、土地處理與暗管排水相結合的污水再利用系統”，稱之為“非爾脫”高效、持續性污水灌溉新技術，其目的主要是利用污水進行農作物灌溉，通過灌溉土地處理后，再用地下暗管將其匯集和排出。該系統一方面可以滿足農作物對水分和養分的要求，同時降低污水中的氮、磷等元素的含量，使之達到污水排放標準。其特點是過濾后的污水都匯集到地下暗管排水系統中，并設有水泵，可以控制排水暗管以上的地下水位以及處理后污水的排出量。 澳大利亞CSIRO與我國水利水電科學院和天津市水利科學研究所合作，曾在天津市武清縣建立試驗區，試驗總面積2hm2，暗管埋深1.2m，兩種處理的暗管間距為5m和10m，引取北京市初級處理后的污水和沿程匯集的鄉鎮生活污水，灌溉小麥。試驗表明，97%-99%的磷通過土壤及農作物的吸收而被除去，總氮的去除率達82%-86%，生物耗氧量的去除率為93%，化學耗氧量的去除率為75%-86%，排水暗管的間距小，則去污效率高。上述中澳雙方試驗研究成果，在澳大利亞農業研究中心的主持下，于2000 年12月在北京通過鑒定。 “非而脫”系統對生活污水的處理效果好，其運行費用低，特別適用于土地資源豐富、可以輪作休耕的地區，或是以種植牧草為主的地區。該系統實質上是以土地處理系統為基礎，結合污水灌溉農作物。人們擔心長期使用污水灌溉后污水中的病原體進入土壤，污染農作物。但根據大量調查和試驗表明，土壤植物系統可以去除城市污水中的病原體。為慎重起見，國內外一致認為，處理后的城市污水適宜灌溉大田作物（旱作和水稻）。因為大田作物的生長期長，光照時間長，病原體難以生存；而蔬菜等食用作物，生長期短，有的還供人們生食，則不宜采用污水灌溉。此外，這種處理方法受作物生長季節的限制，非生長季節作物不灌溉，污水處理系統就不能工作。暗管排水系統在我國多用于改良鹽堿地和農田漬害，一般造價較高，若用于處理生活污水還需修建控制排水量的泵站，則造價更高，推廣應用有一定困難。 2、韓國的濕地污水處理系統 韓國的農業用水是最大用水戶，占總用水量的53%。韓國農村的居民分散居住，認為興建集中處理的污水系統造價太高，小型和簡易的污水處理系統適合在農村應用。因此，研究了一種濕地污水處理系統，使污水中的污染物質經濕地過濾后或被土壤吸收，或被微生物轉變成無害物。這種方法需要的能源少，維護的成本低。 韓國國立漢城大學農業工程系對濕地污水處理系統在田間進行了試驗。容器長8m，寬2m，高0.9m，用混凝土制成。容器內填沙并種植蘆葦，未經處理的生活污水從一端引入，又從另一端卵石層中排出。生活污水是從一個學校收集而來，其年平均水質指標為：ph值為7.85，溶解氧（DO）為0.23mg/L，生化需氧量（BOD）為24.35mg/L，懸浮固體物（SS）為52.36mg/L，全氮量濃度（TN）為121.13mg/ L，全磷量濃度（TP）為24.23mg/L。用經過濕地系統處理后的污水灌溉水稻。 污水灌溉水稻試驗是在用聚氯乙烯板制成的盆內進行。盆寬90cm，長110cm，高70cm，表面積為1.0平方米，底部鋪一層10cm厚的卵石，上蓋過濾布，然后用水稻土填滿。在盆底安裝排水管，控制滲漏水。盆外為用混凝土做成的大坑，坑與盆之間填滿土壤，以便消除溫度對作物生長和微氣候的影響。試驗設計有四種處理，分別按污水濃度、施肥和不施肥等，與常規處理（用自來水灌溉并施肥）進行對比。試驗對水稻的生長過程（稻株高度、分蘗數目、葉面積、葉面積指數、總干物質等）進行了詳細觀測和分析。主要結論：1、利用處理過的污水灌溉，對水稻的生長和產量無負面影響；2、利用處理過的污水灌溉，并加施肥料，水稻產量達5730.38kg/hm2，比常規對比田高約10%。韓國試驗研究的濕地污水處理系統，實質上也是一種土地植物系統，至今已廣泛用于歐洲、北美、澳大利亞和新西蘭等。濕地上多種植蘆葦、香蒲和燈心草等，對病原體的去除效果好。但其缺點是需要大量土地，并要解決土壤和水中的充分供氧問題及受氣溫和植物生長季節的影響等。一般來說，利用濕地處理后的污水灌溉水稻，可取得更好的凈化效果。 3、日本農村生活污水處理系統 日本在法律上規定，要求嚴格保持河流、湖泊和海域的優良水質。因此，把污水處理工作放在十分重要的位置，并有很高的污水處理能力。日本農村污水處理協會主要負責日本鄉鎮污水處理的技術發展工作，研究了一系列適合于農村城鎮中應用的污水處理設備。設計了JARUS模式的15種不同型號污水處理裝置，主要采用物理、化學與生物措施相結合的處理過程，取得了很好效果。這15種不同型號的處理裝置可分為兩大類。一類采用生物膜法，污水通過塑料制成的濾層，上面附有微生物。通過生物膜后可使污水中的生物耗氧量下降到20mg/ L以下，懸浮固體物下降到50mg/L以下，總氮含量在20mg/L 以下。另一類是采用浮游生物法，通過漂浮在污水中的微生物氧化作用，可使BOD下降到10-20mg/ L，SS下降到15-50mg/ L，COD下降到15mg/L以下，TN下降到10-15mg/L以下，TP下降到1-3mg/L以下。 日本從1977年實行農村污水處理計劃以來，至1996年底已建成約2000座小型污水處理廠。日本農村污水處理協會設計、推廣的污水處理裝置體積小、成本低、操作運行簡單，十分適用于農村。一般每1000人農村人口可建立一個污水處理廠，最大的廠可處理10000人左右的污水。處理后的污水水質穩定，大多灌溉水稻或果園，或將其排入灌排渠道，稀釋后再灌溉農作物。污水中分離出來的污泥經脫水、濃縮和改良后，運至農田作肥料。 生物膜是近幾十年來得到迅速發展的污水處理方法。眾所周知，在自然界中存在著大量靠有機物生活的微生物，它們具有氧化分解有機物并將其轉化為無機物的功能。生物膜法就是利用微生物的這一功能，采取人工措施來創造更有利于微生物生長和繁殖的環境，使微生物大量繁殖，以提高對污水中有機物的氧化降解效率。生物膜主要依靠固著于載體表面的微生物來生長繁殖，在載體表面形成一層粘液狀的生物膜。這層生物膜具有生物化學活性，又進一步吸附、分解污水中呈懸浮、膠體和溶解狀態的污染物，使污水得以凈化。同時，生物膜上的微生物也不斷生長與繁殖，生物膜的厚度也隨著增加。當生物膜達到一定厚度時，氧氣不能透入到底層，這時在靠近載體表面就形成厭氧膜層，其附著力減低，生物膜呈現老化狀態，最后被水流沖刷而脫落。接著新的生物膜又開始生長形成，具有較強的凈化能力。生物膜法的設備類型很多，按生物膜與污水的接觸方式，有填充式和淹沒式兩大類。日本農村污水處理協會采用的是生物接觸氧化法，屬于淹沒式生物濾池類。生物濾池是由池體、濾料、布水裝置和排水系統四部分組成。濾料是生物膜的載體，對凈化作用的影響較大。常用的濾料有沙子、碎石、卵石、爐渣、陶粒和紅杉板條等。 日本石井勛教授發明的“石井法”，是利用用過的乳酸飲料瓶作曝氣池填料。濾料表面積越大，生物膜數量越多，但濾料之間的空隙太小，影響通風和水流。因此，理想的濾料是表面積和空隙率都比較大。近些年來對濾料的研究有很大發展，如利用各種塑料和化學纖維制成的纖維球和蜂窩式濾料等，使每立方米濾料的表面積大大增加，空隙率提高到93%-95%。如日本尤尼奇卡公司用聚酯纖維制成的纖維球濾料的密度為1.38g/立方厘米，充填密度為50kg/立方米，空隙率達96%，比表面積達3000平方米/立方米；濾速高，水頭損失小，經反沖洗后，濾料可以反復使用。國外對生物膜的理論研究和實際應用已有幾十年歷史。生物膜法所需要的設備簡單，能源消耗低，成本和維護費用低，而處理污水的效率高，它是今后發展的一個方向。 4、美國的高效藻類塘系統美國加州大學伯克利分校的Oswald提出并發展的高效藻類塘是對傳統穩定塘的改進，其充分利用菌藻共生關系，對污染物進行處理。正因其最大限度地利用了藻類產生的氧氣，塘內的一級降解動力學常數值比較大，故稱之為高效藻類塘。 高效藻類塘較傳統的穩定塘停留時間短，占地面積少;建設容易，維護簡便，基建投資少，運行費用低;BOD5、NH4+,-N、病原體等去除效率高;若高效藻類塘后接的是高等水生生物塘，則其中的水生生物不但可以除藻，降低出水的SS,而且能進一步去除水中的氮磷，同時收割的高等水生植物可以作為優良的飼料和肥料。缺點:它受環境因素影響明顯，溫度影響生物的組成，營養物的需求，新陳代謝的特點和反應速率;pH影響生物的適應能力，離子輸送和新陳代謝的速率;水體對光的吸收特性取決于4個方面:水體特性，腐殖質，藻類和非生物性的懸浮物;氣溫過高或較低時，藻類的生長受到抑制從而影響處理效果。目前高效穩定塘在以色列、摩洛哥、法國、美國、南非、巴西、比利時、德國、新西蘭等國都有研究應用。國內的陳鵬和許春華對高效藻類塘進行中試研究，表明高效藻類塘COD平均去除率為75%, BOD去除率在60%左右，氨氮平均去除率高達91.6%,凱氏氮平均去除率為75%，總磷平均去除率為50%左右，藻類塘出水經過水生生物塘處理后，COD的總去除率可達87.5%,氨氮的總去除率可達97.48%，總磷的總去除率能達到80%左右。 5、 荷蘭的一體化氧化溝 最早的一體化氧化溝是Pasveee教授1954年在荷蘭Voorfshoten研制成功，是一種集曝氣、沉淀、泥水分離、污泥回流等功能于一體的技術，適合中小型污水處理廠的應用。 該工藝具有流程短，構筑物和設備少，不設初沉池、調節池和單獨的二沉池，污泥自動回流，投資少，能耗低，占地少，管理簡便;處理效果穩定可靠，BOD5和SS去除率在9095%或更高，COD去除率在85%以上，且硝化、脫氮作用明顯;產生的剩余污泥量少，不需硝化，污泥性質穩定，易脫水，不帶來二次污染;固液分離效果比一般二沉池高，整個系統能在較大的流量濃度范圍內穩定運行;污泥回流及時，減少了污泥膨脹。缺點是難以形成功能相對獨立的厭氧、缺氧和好氧區域，對除磷脫氮要求較高的場合穩定性較差;固液分離器內斜板(或類似組件)強化了分離效果，但由于污水污泥具有粘稠性，且易形成生物粘膜，斜管或斜板有堵塞和淤積的可能，會增加維護工作量;由于污水流量和本質的變化，氧化溝內的流速和出流量總是變化的，污泥層難以穩定，有可能出現浮泥，增加出水的SS。 據1987年統計，美國已有92座合建式氧化溝，較有代表性的是聯合工業公司(United IndustriesLnc.)的船式沉淀器田BOAT, Annco環境企業公司的BMTS系統，EIMCO公司的Carrousel渠內分離器，湖濱(lakeside)設備公司的邊墻分離器以及Lightnin公司的導管式曝氣內渠和邊渠沉淀分離器，此外是Envirex公司的豎直式氧化溝。該技術在國內也廣泛應用。山東高密，河南安陽，四川國群食品有限公司，四川成都城北污水處理廠，四川新都污水處理廠，河北邢臺南小汪污水廠等都采用一體化氧化溝工藝，且取得良好效果。 6、法國的蚯蚓生態濾池 蚯蚓生態濾池是根據蚯蚓具有提高土壤通氣透水性能和促進有機物質的分解轉化等功能而設計，是一種既可高效、低能耗地去除城鎮污水中的污染物質，又大幅度降低了剩余污泥處理和處置費用的全新概念的污水處理工藝。 生態濾池處理系統集初沉池、曝氣池、二沉池、污泥回流設施以及供氧設施等于一身，大幅度簡化了污水處理流程;運行管理簡單方便，并能承受較強的沖擊負荷;處理系統基本不外排剩余污泥，其污泥產率大幅度低于普通活性污泥法;通過蚯蚓的運動疏通和吞食增殖微生物，解決傳統生物濾池所遇到的堵塞問題。但由于蚯蚓的生活習性受溫度影響明顯，低于或高于一定溫度會冬眠或夏眠，故在蚯蚓冬眠或夏眠時處理效果不是很理想，濾池的填料易發生堵塞。 蚯蚓生態濾池污水處理技術最早在法國和智利研究開發，國外已開始產業化應用。在國內，上海已進行中試，結果表明:生態濾池COD去除率達83-88%，BOD5去除率達9196%，SS去除率達8592%,氨氮去除率達5565%，總磷去除率在3565%，污泥總產率為02mg/L。 7、土壤毛細管滲濾凈化系統 毛細管土壤滲濾處理系統特別適用于污水管網不完備的地區，是一項處理分散排放的污水的實用技術。被輸送到滲濾場的污水先經布水管分配到每條滲濾溝，滲濾溝中的污水通過礫石層的再分布，在土壤毛細管的作用下上升至植物根區，通過土壤的物理、化學、微生物的生化作用和植物的吸收和利用得到處理和凈化。 該系統運行穩定，可靠，抗沖擊負荷能力強，對BOD5、氮、磷去除率大;維護簡便，基建投資少，運行費用低;整個系統在地下，不會散發臭味，地面草坪還可美化環境;大腸桿菌去除率高;污水的儲存、輸送等過程均在地下進行，熱損失較少，在冬季仍能保持一定溫度，維持基本的生化反應，保證較穩定的去除效果。但其對總氮的去除效果不顯著;占地面積大;有可能污染地下水。田寧寧等研究發現:該系統對生活污水中的有機物和氮、磷等具有較高去除率和穩定性，COD去除率80%，B005去除率90%，NH3，N去除率90%，TP去除率98%。 8、“LIVING MACHINE”生態處理系統 近年來，在美國、加拿大、英國、澳大利亞等國家出現了一種叫“LIVING MACHINE”的生態系統，適用于工業和生活污水的處理。其技術基礎是活化技術，活化技術是采用多種生物形式在人工裝置中，建立新的物種聯系，從而進行某種凈化處理。 加拿大多倫多市BODY SHOP工廠內就建有這樣的一個處理系統。它的設計和施工的原則均是利用自然生態系統將污水凈化，是一個較為完善的生態系統。在這個系統中，設計者將很多種類的動植物集中在一起，使之形成一個連續反應的封閉循環，反應箱和反應池包涵了從細菌、藻類到植物、蝸牛、魚類的多種生物有機體。這些有機體通過一系列的反應減少污水中的營養體和病原體，并使它們消化在一個連續的食物鏈中。這些植物是：桉樹、杜松、小香蕉樹、月桂、櫻草、薄荷樹以及紫草科植物等。 污水首先進入封閉在地下的無氧箱，一段時間后進入有氧箱，空氣由底孔吹入，在此氨氮在細菌的作用下分解為硝化物，其后流入生物綜合池。在池內，其中的藻類、單細胞有機體、魚類、水生及沼澤植物等一系列豐富的生物混合體將對水中的營養物繼續分解，隨后污水流經地下濕地，通過植物根系作用及沙石的過濾，硝化物在此轉變為氮氣，污水被初步凈化。這種污水處理的生態系統有美觀、耐用、體積小、費用低的特點。農村生活污水處理技術與政策選擇“十一五”規劃提出了建設社會主義新農村的重大歷史任務，并明確了“生產發展、生活寬裕、鄉風文明、村容整潔、管理民主”的建設目標。加強農村生活污水的處理，是村容整治的組成部分，也是社會主義新農村建設的重要內容。農村生活污水造成的環境污染不僅是農村水源地潛在的安全隱患，還會加劇淡水資源的危機，使耕地灌溉得不到有效保障，危害農民的生存發展。因此，加強農村生活污水收集、處理與資源化設施建設，避免因生活污水直接排放而引起的農村水體、土壤和農產品污染，確保農村水源的安全和農民身心健康，是新農村建設中加強基礎設施建設、推進村莊整治工作的重要內容，也是農村人居環境改善需要解決的迫切問題。 一、農村生活污水產生的環境問題 全國農村每年產生生活污水約80多億噸，而96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統，生活污水隨意排放。有人這樣形容中國農村的人居環境現狀：如果把全國的村莊合并為10個村的話，4個村沒有自來水；3個村在豬圈或廁所旁打了一口井，供人們飲用；10個村莊都把臟水往外潑；9個村莊還在使用傳統旱廁；9個村莊仍然隨便找個地方填埋垃圾；4個村莊下雨出不來；5個村莊夜里進不去。我國農村生活污水有以下特征：(1)面廣、分散。村莊分散的地理分布特征造成污水分散，難于收集。(2)來源多。除了來自人糞便、廚房產生的污水外，還有家庭清潔、生活垃圾堆放滲濾而產生的污水。例如，太湖洗衣廢水占生活污水的21.6%，巢湖、滇池大約為17.9%。(3)增長快。隨著農民生活水平的提高以及農村生活方式的改變，生活污水的產生量也隨之增長。(4)處理率低。以浙江省麗水市的農村污染情況為例3，每年全市農村人糞尿產生總量約180萬噸，經化糞池處理的量約為23.03萬噸，處理率僅為12.9%。未經處理的生活污水肆意排放，嚴重污染了農村的生態環境，直接威脅廣大農民群眾的身體健康以及農村的經濟發展。一方面，未經處理的生活污水自流到地勢低洼的河流、湖泊和池塘等地表水體中，嚴重污染各類水源；另一方面，生活污水也是疾病傳染擴散的源頭，容易造成部分地區傳染病、地方病和人畜共患疾病的發生與流行。目前全國農村的自來水普及率只有34%左右，還有3億多農民存在飲水安全問題。在浙江省麗水市農民家庭用水水質的抽樣檢測結果中，63個水樣中大腸桿菌、渾濁度等主要指標超標的占72%。水源地水質低的狀況與農村生活污水未經處理直接排放有直接的因果關系。 二、國外農村生活污水處理技術路線 污水處理最高的目標是實現資源消耗減量化(Reduce)、產品價值再利用(Reuse)和廢棄物質再循環(Recycle)，水資源的利用要實現從“供水用水排水”的單向線性水資源代謝系統向“供水用水排水污水回用”的閉環式水資源循環系統過渡。對于農村的分散生活污水，工藝簡單、處理效果有保證、運行維護簡便的分散型污水處理系統(Decentralized Sanitation and Reuse，DESAR)是一種具有最佳綜合效益的選擇，它包含污水處理和資源化利用雙重意義，強調分質就地處理和盡可能回收營養物質。 國外一些國家在農村分散生活污水處理技術的研究和應用方面，積累了許多經驗，值得學習和借鑒。(一)澳大利亞“FILTER”污水處理及再利用系統 該系統利用污水灌溉達到污水處理的目的，能有效實現污染物去除和污水減量的雙重目標，既可滿足作物對水分與養分的需求，又可降低污水中的氮、磷、鉀含量，避免污水直接排入水體后，導致水體富營養化。該系統對總磷(TP)、總氮(TN)、生物耗氧量(BOD5)和化學耗氧量(CODcr)的去除率分別能達到97%99%、82%86%、93%和75%86%6(P79-81)。(二)土壤毛管滲濾系統 該系統將污水投配到土壤表面具有一定構造的滲濾溝中，污染物通過物理、化學、微生物的降解和植物的吸收利用得到處理和凈化。美國、日本、澳大利亞、以色列、俄羅斯和西歐等國一直十分重視該系統的研究和應用，在工藝流程、凈化方法和構筑設施等方面做到了定型化和系列化，并編制了相應的技術規范。該技術對懸浮物、有機物、氨氮、總磷和大腸桿菌的去除率均較高，一般可達70%90%7(P953-964)，而且基建投資少、運行費用低、維護簡便，整個系統埋在地下，不會散發臭味，能保證冬季較穩定的運行，便于污水的就地處理和回用。因此，對于水資源供需矛盾日益緊張、生活污水污染日趨嚴重的廣大農村，該技術具有很強的技術和經濟優勢。有廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經驗的企業。(三)人工濕地處理系統 該系統一般由人工基質(多為碎石)和生長在其上的沼生植物(蘆葦、香蒲、燈心草和大麻等)組成，是一種獨特的“土壤植物微生物”生態系統，利用各種植物、動物、微生物和土壤的共同作用，逐級過濾和吸收污水中的污染物，達到凈化污水的目的。該技術在歐洲、北美、澳大利亞和新西蘭等國家得到了廣泛應用，其缺點是需要大量土地，并要解決土壤和水中的充分供氧問題及受氣溫和植物生長季節的影響等問題。 (四)生物膜技術 生物膜法是分散生活污水處理主要應用的一種人工處理技術，包括厭氧和好氧生物膜兩種。厭氧或好氧微生物附著在載體表面，形成生物膜來吸附、降解污水中的污染物，達到凈化目的。該方法設備簡單、運行成本較低，處理效率高。反應器一般由填料(載體)、布水裝置和排水系統三部分組成，采用的填料有無機類(陶粒、礦渣、活性炭等)和有機類(PVC、PP、塑料、纖維等)。目前，新型的生物膜反應器和固定化微生物技術也得到了廣泛的研究(五) 穩定塘 該技術主要是利用菌藻的共同作用來去除污水中的污染物，具有基建投資少、運轉費用低、維護簡單、便于操作、能有效去除污水中的有機物和病原體以及無需污泥處理等優點。德國和法國分別有各類穩定塘3 000座和2 000座，而美國已有各類穩定塘上萬座。美國的Oswald提出并發展了高效藻類塘，最大限度地利用了藻類產生的氧氣，充分利用菌藻共生關系，對污染物進行高效處理。(六)一體化集成裝置處理技術 發展集預處理、二級處理和深度處理于一體的中小型污水處理一體化裝置，是國內外污水分散處理發展的一種趨勢。日本研究的一體化裝置主要采用厭氧好氧二沉池組合工藝，兼具降解有機物和脫氮的功能，其出水BOD520毫克/升、TN20毫克/升，近年來開發的膜處理技術，可對BOD和TN進行深度處理。歐洲許多國家開發了以SBR、移動床生物膜反應器、生物轉盤和滴濾池技術為主，結合化學除磷的小型污水處理集成裝置。三、我國在農村生活污水處理方面的探索 我國從上個世紀80年代開始開展生活污水分散處理技術的開發和研制工作，許多形式各異的無動力或微動力的低能耗型一體化污水處理裝置得到應用，但目前該分散技術的使用率較低，還存在許多問題。一方面，生物處理效率較低，尤其表現為氮磷去除率很低。氮磷污染是導致水體富營養化的主要原因，如果在此技術上不能取得突破，這類技術的應用前景必然會受到限制。另一方面，目前實施的分散污水處理只是初步實現了分散污水的收集、處理和排放，遠未實現分散處理的真正目的再利用(Reuse)，即將污水就地處理和就地回用，實現污水資源化。鑒于農村生活污水的問題日益嚴重，迫切需要采取積極的措施。近年來，隨著地方經濟實力的增強，尤其是發達省份在經濟發展到一定階段以后，逐步認識到農村生活污水處理問題的重要性，并開始采用一些實用、合理、低能耗和低運行費用的技術來處理污水；一些人口密集的欠發達地區也認識到，如果不對農村生活污水采取有效處理，會觸發農村醫療和經濟建設等方面的系列問題，甚至造成傳染病的產生與擴散，因而，提高了對農村生活污水處理問題的重視程度。(一)厭氧沼氣池處理技術 在我國農村生活污水處理的實踐中，最通用、節儉、能夠體現環境效益與社會效益結合的生活污水處理方式是厭氧沼氣池。它將污水處理與其合理利用有機結合，實現了污水的資源化。污水中的大部分有機物經厭氧發酵后產生沼氣，發酵后的污水被去除了大部分有機物，達到凈化目的；產生的沼氣可作為浴室和家庭用炊能源；厭氧發酵處理后的污水可用作澆灌用水和觀賞用水。在農村有大量可以成為沼氣利用的原材料：農作物秸稈和人畜糞便等。研究表明，農作物秸稈通過沼氣發酵可以使其能量利用效率比直接燃燒提高45倍；沼液、沼渣作飼料可以使其營養物質和能量的利用率增加20%；通過厭氧發酵過的糞便(沼液、沼渣)，碳、磷、鉀的營養成分沒有損失，且轉化為可直接利用的活性態養分農田施用沼肥，可替代部分化肥。沼氣池工藝簡單，成本低(一戶約需費用一千元左右)，運行費用基本為零，適合于農民家庭采用。而且，結合農村改廚、改廁和改圈，可將豬舍污水和生活污水在沼氣池中進行厭氧發酵后作為農田肥料，沼液經管網收集后，集中凈化，出水水質達到國家標準后排放。沼氣池處理技術已在我國一些地方得到了有效推廣和使用。浙江全省有352個村實施了生活凈化沼氣工程，累計建成沼氣池83.3萬立方米，年處理生活污水8 170萬噸，年產沼氣4 295萬立方米，年可替代標準煤近3萬。四川省結合新農村建設，開展“鄉村清潔工程”，以戶或聯戶為單元，建設沼氣池和生活污水厭氧凈化池，有效解決人畜糞便、生活污水、垃圾污染等農村環境難題，出現家園清潔和村容整潔的新面貌。(二)穩定塘處理技術 在我國，特別是在缺水干旱地區，穩定塘是實施污水資源化利用的有效方法，近年來成為我國著力推廣的一項技術。與傳統的二級生物處理技術相比，高效藻類塘具有很多獨特的性質，對于土地資源相對豐富，但技術水平相對落后的農村地區來說，是一種較具推廣價值的污水處理技術。李旭東等采用高效藻類塘系統處理太湖地區農村生活污水， CODcr的平均去除率在70%以上，氨氮(NH3-N)的平均去除率高達93%，磷的平均去除率為55%；陳鵬采用高效藻類塘處理城市生活污水，取得了穩定的處理效果：CODcr、 BOD5、NH3-N 和TP的平均去除率分別達到75%、60%、91.6%和50%。(三)人工濕地處理技術 目前，北京、深圳等城市都采用了這一技術處理生活污水。云南省澄江縣撫仙湖邊的馬料河濕地工程于2003年10月建成運行，每天可凈化污水4萬多立方米，