15种农村生活污水处理技术详解

15种农村生活污水处理技术详解

根据住建部2022年5月发布的《中国城镇排水与污水处理状况公报》显示,

我国60余万个行政村，对生活污水进行处理的仅占6.7%。污水的直接排放造

成严重的〃脏、舌k差”现象。据测算，全国农村生活污水排放量约为2300万

d/t,BOD为530万d/t,COD为860万d/t，总氮为96万d/t，总磷为14

万d/t。我国近3亿的农村人口饮用水不合格，其中1.9亿人的饮用水中有害物

质含量超标。

针对农村环境问题，我国提出农村连片整治政策，并出台了《全国农业和农

村经济发展第十二个五年规划》、《农村环境连片整治技术指南》和《农村生活

污水处理项目建设与投资指南》等指导性文件。

目前我国尚未制定针对农村生活污水处理的国家排放标准，但是地方性标准

樨蹄J定和实®，如河北省《农村生淘亏水排捌示准》（DB13/2171-2022）.

福建省《农村村庄生活污水排放》（征求意见稿）和浙江省《农村生活污水处理

设施水污染物排放标准》（征求意见稿）等。

由于我国农村地区自然条件、生活习惯、经济发展等方面差异性大，故需要

根据不同地区的具体现状。

水质、水量、排放去向等因地制宜确定处理技术，这样，增加了工作量和处

理难度。

1农村生活污水特点和存在问题

1.1农村生活污水特点

农村生活日渐城市化，生活污水主要来自农家的厕所冲洗水、厨房洗涤水、

洗衣机排水、淋浴排水及其他排水。根据水中污染物浓度高低，可分为黑水（冲

厕水）和灰水（其余排水）2部份。农村生活污水主要特征见表L

表I农村生;舌污水主要特征

项目折征

水质不@定.不同时段的水痂藻别大：

水质主要污柒物为COD、SS、丸、磕以及政

病微生物，可生化性强

水量分布分散、间歌排放、奉量变化系教大；

单小地方产生量少.但总量巨大且逐年增加

时间早比比白天排水量多，夜间排水量少：

夏季排放最多,冬隼最少

相对于北方，前方固水系发达，污木量大，

B城但污柒物浓度普遍他于北方污水：旅游风

景区的主要污染源泉曰于旅游及仙关产业

1.2存在问题

1.2.1采集难度大

96%以上的村庄没有排水管道，乱泼乱倒现象严重，雨水、污水和尿液大多

一起排入坑塘。农村生活污水的采集问题是制约农村污水管理的直接原因。

1.2.2管理不到位

近年来，我国虽然已经制定了一些农村生活污水处理技术，以及建设了一些

污水处理工程，但正常运行的较少。由于管理不到位和技术人员的缺乏，建好后

无人看管，导致大部份工程处于瘫痪状态。

1.2.3地域广阔和资金不足

据统计，截止2022年底，农村人口占全国总人口的50%,表明全国50%

的生活污染负荷分布在农村。由于农村经济落后,农村污水的管理过程中需要有

足够的资金来源，用于工程建设?口后期的运营管理维护，从而成为制约农村污水

管理的一大难题。

1.2.4政策不完善和观念落后

农村环境保护的相关机构不健全和政策不完善，大多是理论性文件，实际操

作曲陛。

同时，由于生活习惯问题，在起步阶段，由于村民的环境保护意识较差，故

实现观念的改变仍需要较长期。

2农村生活污水处理模式

我国农村风俗习惯、人口、自然、经济及社会条件差异大，单一的污水处理

模式不能达^农村生活污水达标处理的目的。根据我国农村基本国情，生活污水

处理大致形成3种模式，即分散处理模式、村落集中处理模式?口纳入城镇排水管

网模式。

2.1分散处理模式

分散处理模式，即单户或者几户，采用小型污水处理设备或者自然处理形式

处理生活污水，其合用于人口密度希少、地形条件复杂、污水不易集中采集的

村庄污水姆L目前，庭院式分散姐S-街道式局部集中就地处理采用较多。

昌平崔村镇南庄村采取彻底分离的生态卫生系统处理生活污水，灰水经筒单

的土地处理后可回用,尿液与粪便分离后可直接用于农作物施肥，干粪便堆把返

回农田。

2.2村落集中处理模式

2022年,我国提出"连片管理〃模式，连片村庄有如下3种形式：（1）对

地域空间相连的多个村庄，通过采取措施实施综合管理。（2）环绕同类环境问题

或者相同环境敏感目标，对地域上互不相连的多个村庄进行同步管理。（3）通过

建设集中的大型污染防治设施，利用其辐射作用，解决周边村庄的环境问题，

该模式合用于污水其做量较大、人口密度大、远离城镇的地区。该姐里模式,

与污水姐里站类似，通常采用生物与生态组合处理等工艺形式。

沼山镇采取“五村’环境连片，集中处理生活污水，实现肥田目标，卫生饮

水合格率达到98%,清洁能源普及率达85%。

2.3纳入城镇排水管网模式

城镇近郊区的农村，经济条件较好，能直接接入市政污水管道的生活污水，

可选择纳入城镇污水管网，进行统一集中处理。该方法具有投资省、施工周期短、

见效快和统一管理方便等优点。

据统计，截止2022年底，浙江义乌市60%的农村污水已纳入污水处理厂处

理，人居环境得到很大改善。

3农村生活污水单元处理技术

近年来，农村生活污水处理工艺各异，但都是各单元处理技术的不同组合。

农村污水处理实用技术包括化粪池、污水净化沼气池、普通曝气池、序批I性物

反应器、氧化沟、生物接触氧化池、人工湿地、土地处理和生态塘等。根据受纳

水体功能要求，结合农村地区经济状况、基5出设施、自然环境条件完备情况和排

水去向等，选择适合当地的处理技术。

3.1预处理技术

农村生活污水来源多且分散，建议遵循雨污分流原则。雨水通过管道或者排

水沟单独采集，然后直接排入生态系统进行处理或者灌溉农田等。生活污水的

采集和予就理，建议保留化粪池或者村民门口附近的坑塘。化粪池不仅可以起

到采集污水的作用，同时还可以通过微生物新陈代谢作用除去部份有机质。

于慧卿等开辟了新型化粪池，工艺流程为分离池-腐化池-酸化池-氧化池-排

放该工艺无动力、低能耗、占地面积小、出水水质好。但是化粪池存在清陶困

难、产生恶臭气体和阻塞管道等缺点。四川的排水主管部门建议用格栅沉砂池代

替化粪池,在污水接入市政管网之前起到清除大的杂物和防止阻塞的预处理作

用，而污水的可生化性并不受到影响，对村民门口附近的坑塘进行合理的改造,

可以较容易实现这一目标。

青志鹏等设计了格栅沉砂池预处理装置,清除大的杂物和沉砂，不仅取得了

较好的效果，而且降低了建设成本。

3.2生物处理技术

生物处理技术是利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解态或者胶体态的有

机污染物转化为稳定的兀害物质。农村生活污水有机物含量相对偏高，有毒有

害物

质含量少。处理工艺往往以生物处理为核心。目前生物单元处理生活i亏水技术已

经较成熟,而且不少新型工艺不断被研制出来。生物处理技术包括厌氧处理、好

氧处理2大类。

3.2.1厌氧生物处理技术

厌氧生物处理技术无需曝气充氧，产泥量少，是一种低成本、易管理的污水

处理技术，能够满足农村生活污水处理的技术要求。农村污水处理中常见工艺有

厌氧生物滤池?口复合厌氧处理技术。

3.2.1.1厌氧生物滤池

厌氧生物滤池是密封的水池，池内放置填料，污水从池底进入，从池顶排出。

该工艺能耗少，操作简便，处理能力较强，滤池内可以保持很高的微生物浓度，

不需另设泥水分离设备,出水SS较低。存在问题是滤料费用高，滤料容易阻塞,

生物膜很厚，须严格控制进水悬浮固体浓度。马传军等在春季低温条件下采用牡

蛎贝壳为滤料，研究厌氧生物滤池处理生活污水效果。结果表明，污水温度为

14sl6。。进水COD浓度为500s600mg/L,HRT为14h时，COD去除率可

达83%。

3.2.1.2复合厌氧处理技术

复合厌氧处理技术结合了厌氧污泥床反应器和厌氧生物滤池2种反应器的优

点，用于处理集中居住区生活污水的新技术。该技术处理效果好、能耗少、运行

费用＜氐、操作管理方便。上海市政工程设计研究总院利用厌氧处理组合工艺模式

针对上海农村生活污水所开辟的复合厌氧反应器处理效果良好。

3.2.2好氧生物处理技术

好氧生物处理技术是在有氧条件下，利用好氧微生物(包括兼性微生物)的

作用对污染物进行处理的方法,去除率可达到90%以上,普通比较适合经济条

件较好或者对出水要求较高的村庄。适合农村生活污水处理的好氧工艺有生物转

鼓、生物转盘、SBR、生物滤池、氧化沟等。

3.2.2.1生物接触氧化池

生物接触氧化池是生物膜法的一种。该技术将污水浸没全部填料，氧气、污

燃口填料三相接触过程中，通过填料上附着生长的生物膜去除污染物。生物接触

氧化池操作管理方便，比较适合农村地区使用。

日本针对分散式农村污水开辟的;部槽,其好氧单元采用了生物接触氧化技

本我国在一些用地受限、冬季气温较低、经济条件较好或者出水要求较高的镇村,

已研究应用了生物接触氧化技术，如广州市萝岗区埔心村、江苏泰州戴南镇董北

木苏嵯家村、宁夏平罗县渠口乡等。

3.2.2.2SBR

序批^活性污泥法(SBR)也称间歇性活性污泥法,集调节池、曝气池、沉淀

池为f,不需设污泥回流系统。该工艺操作方便、节省投资、效果稳定，污泥

不易膨胀，耐冲击负荷强及具有脱氮除磷能力,适于经济较为发达、用地紧张、

水量变化大和需要较高出水水质的农村中小型生活污水处理。

张冰等设计类一体化空气提升SBR处理低C/N农村生活污水，出水COD、

NH/-N、TN和TP水质指标均可满足GB18918-2002的二级要求。闫立龙等

以稻壳为载体的SBR对有机物和氨氮的去除率分别为90.46%和95.64%,表现

出良好的同步硝化一反硝化特性。浙江省温州市瓯海区南白象金竹村采用SBR

法姐牲活污水,工程运行2a的监测结果表明，出水COD、BOD5、NH3-N

和TP的去除率分别达80.0%、93.3%、90.1%和91.1%，总体运行效果稳定。

322.3曝气生物滤池

曝气生物滤池简称BAF,是集生物膜法与活性污泥法两者优点于一身的第3

代生物滤池。BAF具有去除有机物、有害物质、脱氮、除磷的作用；占地面积

小、基建投资少、能耗及运行成本低。

杨文澜等采用升流式曝气生物滤池对农村生活污水进行处理，研究表明，在

HRT为3.2h、气水比为5:1的工艺条|牛下，CODcr、NH3-N、BOD5、SS均

达SJGB8978—1996一级排放标准。

3.3生态处理技术

生态处理工艺能够很好地结合泛博农村地区的自然地理条件，如当地的废

塘、滩涂、废弃的土地，于是基建投资低；运行过程无需投加药剂，运行费低；

污泥T量少，适当处理还能够达SU农业回用标准，减少了2次污染；工艺运行相

对稳定，抗冲击负荷能力强，能够使污水稳定达标抖防攵，出水可以直接回用于农

田灌溉或者农村杂用水。国内外用于农村生活污水处理的工艺主要有人工湿地、

地下渗滤、人工快渗、生态塘。

3.3.1人工湿地

人工湿地主体由土壤和按一定级别充填的填料等组成，并在床表面种植水生

植物而构成一个独特的生态系统。国内外已经有不少成功实例。

桂双林等利用生物滤塔-人工湿地组合工艺处理农村生活污水，对有机物及

氮、磷去除效果比较明显。

在欧洲应用较多的则是地下潜流系统，种植有芦苇、菖蒲、香蒲等湿地植物,

此类系统趋向于近1000人口当量的乡村级社区二级处理。

3.3.2地下渗滤

地下渗滤是将污水有控制地投配到距地表一定深度、具有一定构造和良好扩

散性能的士层中，使污水在土壤的毛细管浸润和渗滤作用下，向周围运动达到净

化目的。

上海市宝山区罗店镇张墅村采用地下渗滤系统处理生活污水，出水达到GB

18918—2002一级B标准，且整个处理系统建造成本低，基本上无需维护。

3.3.3人工快渗

在快速渗滤系统运行中,污水周期地向渗滤田灌水和休灌，在土壤层形成的

厌氧、好氧交替运行状态有利于氮、磷的去除。

陈鸿汉等采用三级串联人工快渗系统处理生活污水,COD和氨氮平均去除

率分别为79.65%和94.47%,出水达SJGB18918—2002一级A排放标准。

3.3.4生态塘

生态塘是从氧化塘发展而来的污水生态化处理技术,主要进行污水的二级深

度姐里。它是利用水体自然削名能力处理污水的天然或者人工池塘，在太阳能作

为

初始能源的推动下，借助菌藻共生强化系统去除有机物，以水生植物和水产、水

禽的形式作为资源回收，;争化的污水也可作为再生水资源予以回收利用，实现污

水处理资源化，是生态处理的发展方向。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的平均去除率在70%以上,氨氮的平均去除率高达

93%,磷的平均去除率为55%。

生态处理技术处理农村污水的优缺点见表2。

表2生态处理拉本心取农村生活注水及株烹

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4农村生活污水组合处理工艺

在农村生活污水处理中，单元技术往往都有一定局限性。

目前，国内外由不同技术组合而成的农村生活污水处理工艺形式不少，主要

分为4种："厌氧+生态〃工艺、“好氧+生态〃工艺、〃厌氧+好氧〃工艺和

"厌氧+好氧+生态〃工艺。目前生活污水处理工艺较成熟，各种一体化设备、

组合处理技术不少，但我国农村生活污水因其比较分散，规模较小且不易集中，

使其处理不能延用和照搬大、中型规模城市污水处理工艺及设计参数,造成工程

投资和运行费用过高。

农村生活iEK的处瞰术必须遵循‘俑殳资、低能耗、简便、高效’的原则，

采用智能化、傻瓜化的运行方式。

日本早在20世纪60年代初兴起一种处理中小型分散生活污水的一体化到七

槽技术，对改善当时的乡村水环境起到重要作用。

澳大利亚近几年开辟出一种"过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水再生

利用系统〃称之为"Filter"技术，集污水处理与农田灌溉需求为一体。

根据报导，目前欧洲和北美有20%~30%的人口利用小型污水处理系统处

理乡镇生活I亏水，工艺多为改进型氧化沟、A/A/0及其变形等组合工艺。我国农

村生活污水处理起步较晚,但发展速度很快。

我国部份农村生活污水处理示范工程运行情况见表3。

A3我国部分农村生活疗水处理示范工校遂行情况

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