太湖流域农村生活污水分散式处理技术

太湖流域农村生活污水分散式处理技术陈美丹 杨积德 许伟（苏州市环境科学研究所）摘要：针对太湖流域农村生活污水的水质水量特点，介绍了4种农村生活污水分散式处理方式，分别为厌氧沼气池处理技术、人工湿地处理技术、小型二级污水处理装置技术、蚯蚓生态滤池。指出了目前农村生活污水处理存在的问题，并给出加强太湖流域农村生活污水治理的建议。关键词：农村 生活污水 分散 处理 太湖流域经济发达，人口稠密，近年来沿湖生活污水排放量迅速增加。随着工业污染源治理“提标升级”和城镇污水处理厂建设运行，太湖流域点源污染得到了有效控制，农村生活污水、农村径流和养殖污水则成为太湖水体富营养化的主要污染物来源，有效处理农村生活污染源便成了当务之急。目前，沿湖大多数村庄和农村住房均呈分散状态，使得农村生活污水难以集中处理。太湖流域共有4.6万个自然村，人口在800人以上的仅有830个，只占总数的1.8%。除少部分村庄将生活污水纳入污水收集管网外，绝大多数生活污水呈粗放型排放，不经过任何处理或只经化粪池简单处理后沿道路边沟或路面排放至就近的水体。根据江苏省政府发布的太湖水污染治理工作方案，到2010年太湖一级保护区（沿湖5 km和入湖河口上溯10 km两侧各1 km范围）内农村生活污水处理率达70%，其他地区农村生活污水处理率达40%。因此，针对农村生活污水的特点，结合农村的实际情况，探讨选择适合当地农村生活污水的生态处理技术具有现实意义。1 农村生活污水水质及水量特点1.1水质特点（1）农村生活污水中污染物的浓度变化大，BOD 和COD浓度一般高于城镇生活污水，可生化性较好，BOD/COD为0.450.55。（2）大部分农村生活污水的性质相差不大，水中基本上不含有重金属和有毒有害物质，水质波动大。（3）厕所排放的污水水质较差，但可进入化粪池用作肥料。1.2水量特点（1）一般农村的生活污水量都较小，人均用水量为7O110L/(人d)，排水量为2570L/(人 d)，其高低值与农户的节水意识等相关；排水量/用水量为4085。（2）居民生活规律相近，水量变化明显，即污水排放呈不连续状态，具有变化幅度大的特点。2农村污水处理技术2.1厌氧沼气池处理技术农村沼气池处理技术是利用人畜粪便或农作物秸秆在沼气池内的缺氧条件下，由厌氧和兼氧微生物共同作用将有机物转化为CH4和CO2的一种方法。产生的甲烷混合气体称为沼气，其热值为2025 MJ/Nm3，是很好的燃料。发酵的沼液、沼渣可作为农作物的肥料1。农村户用沼气生产工艺见图1。图1 农村沼气池处理工艺农村沼气池主要有砖混结构、混凝土结构和玻璃钢等形式，其集气方式主要有水压式、钟罩式等。它们共同特点是结构简单，池体埋于地下，人畜粪尿靠位差流人池内，无动力要求，投资省、操作维修方便。2.2 人工湿地处理技术污水人工湿地处理技术是一种自然生态处理方法，利用土壤、植物和微生物等生态系统的物理、化学和生物三重协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化2。人工湿地类型可分为表面流和潜流2类，潜流湿地处理主要有垂直流和水平流两种方式，在我国生活污水人工湿地处理中，潜流方式占主导地位。生活污水人工湿地处理工艺流程见图2。图 2生活污水人工湿地处理工艺流程图人工湿地处理系统对生活污水的COD、BOD有较高的去除效果，同时通过水生植物吸收、微生物的硝化和反硝化以及氮的挥发等途径实现良好脱氮，人工湿地还通过人工土壤固磷及植物根系吸收除磷两种方法去除磷3。生活污水人工湿地处理系统污染物去除率见表1。表1人工湿地处理系统对生活污水污染物的去除效果项目CODBODNH3-NTPSS去除率/%758080955060607085近几年，人工湿地在我国新农村建设中得到广泛应用，日处理规模从几吨到几百吨。根据有关工程实践，农村生活污水人工湿地处理具有投资适中、运行费用低、几乎不须管理，污水处理效率高，可长期达标排放。2.3小型二级污水处理装置技术小型二级污水处理装置采用物理和生物相结合方法进行污水处理。污水首先经过格栅、初沉池后进入厌氧、兼氧或好氧等生物处理，最后污水经沉淀排放。目前应用较多的有地埋式无动力，地埋式微动力等污水装置，处理能力从几吨到几百吨不等。地埋式无动力污水处理装置采用初沉池+厌氧污泥床接触池+厌氧生物滤池工艺，并将全套装置埋于地下，工艺过程简单，不耗能，无需专门管理，水力停留时间一般大于24 h。有关工程实践，地埋式无动力污水处理装置的吨水投资约2 000元。各种污染物去除率为：COD 5070，BOD 5070，NH3-N 1020，磷酸盐2025，SS 6070，经处理后的生活污水一般只能达到二级排放标准。需要注意的是由于埋地式无动力生活污水处理装置的工艺技术、制造水平以及运行条件要求较高，不同处理装置的处理效率存在较大的差异4，在工程设计和应用中应根据不同的污水性质采用不同的技术参数进行专业化设计制造和安装。地埋式微动力污水处理装置由厌氧反应区、接触氧化区和沉淀区组成，接触氧化区装有生物填料和水下曝气机，污水在生物膜上的微生物新陈代谢作用下去除污染物，装置内不需回流污泥，不产生污泥膨胀，耐冲击负荷较强，COD、BOD去除率高，该装置经特别设计后可实现全自动化操作，无人值守，其工艺流程见图35。图3地埋式微动力污水处理流程图地埋式微动力污水处理装置的核心技术是生物接触氧化法，根据不同的处理水质和环境要求也可以采用厌氧、缺氧、好氧（A/O）工艺，以取得良好脱磷除氮效果。有关工程实践，微动力地埋式污水处理装置的吨水投资约为2 5003 500元，运行费用0.50.6 元/t，各种污染物去除率为：COD 7080，BOD 8085，NH3-N 6070，磷酸盐5075，SS 80-90。2.4蚯蚓生态滤池蚯蚓生态滤池是近几年在国外发展起来的一项新型生态污水处理技术，它是利用人工方法在滤床中建立适合蚯蚓和多种微生物生存的生态环境，对所处理城镇污水中各种形态的污染物通过蚯蚓和其他微生物的协调作用进行处理和转化6。蚯蚓在生态滤池中的主要作用是参与污水污泥的分解，对滤床起清扫作用，防止堵塞，增加滤床的通气性，改变生物种群结构，提高生物活性，促进滤床碳、氮分解和转化。据有关资料介绍，蚯蚓生态滤池对COD、BOD、SS和NH3-N的去除率分别为8388、9196、8592、5565。同时蚯蚓生态滤池工艺过程和设备简单，操作容易掌握，维护管理方便，适合于农村生活污水处理，但由于蚯蚓有冬眠和夏眠的习性，会造成阶段性出水不稳定。3农村生活污水治理存在的问题近年来，我国在农村生活污水治理技术方面的探索已取得了一定的成果，基本可以做到因地制宜。但目前的农村生活污水治理试点工程未能充分考虑推广的可能性和路径，存在着明显的项目导向特点，以及重工程轻管理、重技术轻机制、重建设轻运行等现象。农村污水处理存在以下问题：（1）由于长期疏于维护，污水处理效果已明显下降，甚至对周边环境造成了污染；如一些采用人工湿地的污水处理项目，由于未能及时修剪或更换植物，植物腐烂在水中造成污染；（2）一些村庄由于缺乏长期的资金来源，难以支付日常运行费用，导致处理设施平时基本不运行；（3）生活污水治理效果无人监督，出水水质没有专业人员进行定期检测，难以对污水处理效果进行评价。4建 议 （1）加强宣传，强化组织协调领导。建议各地各部门借助各类媒体和媒介，加强太湖流域农村生活污水治理工作的宣传，积极倡导健康文明的生产生活方式。各级政府要加强组织协调，细化分解工作目标和任务，明确部门职责分工并实行部门联动，制定切实可行的工作方案和实施计划。(2)加大公共财政投入。多方筹措建设、运行资金。要充分发挥公共财政对农村生活污染处理设施建设的扶持和引导作用，完善财政补贴投入机制，设立专项资金，加大省、市、县(市、区)、镇各级财政投入力度，采取以奖代补的办法，对农村生活污水处理设施建设与运行上给予资金支持。(3)根据分工，明确各部门职责，避免任务重叠、责任交叉。(4)研究制定农村生活污水的长效运营管理机制、针对村庄生活污水处理类型采取不同的运营管理模式，避免出现“前期建设，后期停运”的现象。 参考文献：1李海明农村生活污水分散式处理系统及实用技术研究J.环境科学与技术，2009，32(9)：177-1812刘亚琼，刘志强，苗群，等人工湿地处理污水机理及效率比较J水科学与工业技术，2007(6)：40-423蔡满成，杨颖污水人工土壤植物床处理J给水排水，2002，28(9)：13-194刘大银，毕亚凡，孙公圣，等埋地式无动力生活污水处理装置抽检与分析J环境保护，2002(10)：45-475郭琳微动力