农村生活污水整治现状及技术分析

农村生活污水整治现状及技术分析

李陆姗

湖南省农林工业勘察设计研究总院，湖南长沙 410000

摘 要：本文根据农村生活污水的治理现状及排放特征，从分散处理与集中处理两个方面分别概述了人工湿地技术、一体化污水处理系统、三格化粪池、净化槽处理系统这四种常见处理方法的优缺点，为农村地区选择污水治理工艺提供参考。

关键词：农村生活污水；治理现状；处理技术

引言

农村生活污水治理作为农村人居环境整治的重要内容，与农村生态环境和农民健康幸福感密切相关，同时也是乡村振兴战略中的重要举措，在满足农村居民的生活需求、促进农业农村现代化、推进城乡融合中发挥着至关重要的作用。从“十一五”起，党中央、国务院高度重视农村生活污水的处理情况，农村污水治理划为农村人居环境整治的重点任务之一。随后为了补齐农村生活污水治理的短板，2019年生态环境部等9个部门联合印发了《关于推进农村生活污水治理的指导意见》，各省根据当地经济情况和治理需求，因地制宜地依据要求推进了污水整治工作，取得了初步成效。

1农村生活污水整治现状

城镇化的推进使农民的生活方式发生了巨大改变，我国农村生活用水量现已达60亿立方米/每年，由于生活水平大幅提高、基础设施逐渐完善、农村厕改工程的实施等使农村污水排放量大量增加，据统计，2018年农村污水排放量约达230亿立方米，同比增长7.5%，据估计2020年排放量可增至300亿立方米^[1]。

在农村生活污水的治理能力上，党中央、国务院出台了的一系列的配套政策推进后，我国农村生活污水治理能力稳步提升。根据《中国城乡统计年鉴》[1]，整理了近年来建制镇和乡中污水处理相关情况，如表1-1所示，在2016-2019年间，我国农村的建制镇和乡中污水处理厂的个数和处理能力逐年加大，对生活污水进行处理的建制镇和乡的比重不断增加，截止至2019年，对生活污水进行处理的建制镇比例已达到59.67%，污水处理率达54.43%，但是乡中的污水治理能力较弱，对生活污水进行处理的乡的比例仅为33.3%，远低于建制镇中的比例。总体而言，我国建制镇和乡中的污水处理率提升空间较大。

表1-1 2016-2019年建制镇和乡的污水处理相关情况

在资金投入上，自乡村振兴战略实施后，中央和地方财政增加了对“三农”的倾斜力度，为农村基础设施建设提供了资金支撑。如图1-1所示，从2016年起，我国建制镇、乡和村庄在污水处理上的资金投入大幅增加，其中2018年建制镇、乡和村庄的污水治理投入达到483.52亿元，同比增长达80.68%。且污水处理投入在农村基础设施中投资比例增大，2016-2019年期间污水治理资金投入在市政公用设施的占比从5.68%提高至11.39%。并且污水治理逐渐成为农村排水建设中的主要内容，污水治理的资金占比在排水建设中逐年增加，截止至2019年，农村排水建设资金共889.16亿元， 其中污水治理资金占64.86%，高达576.76亿元。结合上文农村污水处理率较低，未来农村污水处理依旧有广阔的投资建设空间。

图1-1 2016-2019年我国建制镇、乡和村庄在污水处理上的建设资金投入情况

在管理责任上，虽然我国现代乡村治理体系初步形成，农村人居环境整治的工作能效大幅加强，但在农村生活污水处理的运营管护方面存在较突出的问题。如表1-1所示，在2019年，乡中的污水处理厂个数新增了9.05%，然污水处理装置的处理能力反而下降28.8%，在2016-2019年间，在经济发展较好的建制镇中，污水处理率的增长就十分缓慢，在经济发展较落后的乡中，从2017年起污水处理率连续三年无明显提升。尤其在经济发展较缓慢的地区，污水处理厂新建后的运营水平难以为继，是导致污水处理能力降低的主要原因。目前运营管护能力落后是种种因素交织形成的，比如运营管护过程中常出现处理设施无运营组织，缺乏专项经费；村民对污水处理重要性的认识不足，参与度不高；其次，我国对农村生活污水整治还没有建立起相应的监督与评估机制^[2]。

2农村生活污水排放特点

村生活污水具有排放种类多样性、排放点分散性、排放量周期性的特征^{[3, 4]}。农村生活污水排放种类多样，主要以厨房污水、洗涤洗浴污水、厕所粪便污水为主，并且由于农村生产经营特点，一些畜禽散养农户产生包含大量COD、氮、磷的粪便污水，或是农忙时节产生大量含有农药化肥的污水。其次，农村地域面积广阔，地势地形不一、居民居住分散，目前污水收集管网等基础设施薄弱，农村生活污水排放点大部分以户为单位，呈分散性。从时间段而言，每天中晚饭的排放量高于其他时间段，并且由于大量农村人员进城务工，仅在逢年过节时回乡居住，在节假日农村生活污水的排放量大幅上升，排放量波动较大，呈现周期性。

3农村生活污水整治技术

目前主要采取集中收集处理和分散处理两种形式解决其生活污水污染问题。一般是根据农户住宅的布局、投资规模、运营管理形式等，因地制宜的进行选择，主要选取原则是：对乡镇周边村庄充分考虑其城镇化进程，通过乡镇或城区污水收集管网的延伸将其纳入市政污水处理系统；对于居住集中程度较高的区域，如易地扶贫搬迁、新农村建设的农村等，采用管网收集污水集中处理后排放，由于农村经济发展的限制，在处理工艺选择上受限，更偏向易维护、运行稳定、能耗低、成本适中的污水处理工艺，比如人工湿地技术、一体化污水处理系统，同时需考虑管网成本合适，有合适的场地建设等问题；对于居住集中程度较低、或管网造价过高、无合适场地的，如山村分散住宅区，湖泊或水源地周边的聚居区、旅游观光区等，则以户为单位采用分散式处理，处理工艺选择则偏向于就地收集，就地处理，就地排放，运营维护简单，成本低的工艺类型，比如三格化粪池工艺，净化槽处理工艺。

人工湿地处理技术是人工设计构造具有自然湿地净化功能的污水处理系统，主要原理是通过湿地中植物、土壤、微生物吸附降解等作用去除水体中的污染物[5]。人工湿地以径流的方向，分为表面人工湿地、垂直流人工湿地、潜流人工湿地。表面人工湿地和自然湿地类似，由于负荷低、污水处理效果较差而应用较少。而垂直流人工湿地和潜流人工湿地应用广泛，厌氧区和好氧区交叉为不同菌群提供了适合的生活环境，具有抗冲击能力强、污染物去除高效的特征。人工湿地处理工艺以其无需外加动力，投资较低，以运营维护简单，具有景观美化作用而在农村地区广泛应用。大量应用表明，多种或多级人工湿地组合处理工艺能有效提高污染物的去除效率及系统稳定性。还有研究表明人工湿地在去除新型污染物、抗生素方面有显著作用^[6]。

一体化污水处理系统是一套汇集多种设备具有完整污水处理能力的独立单元。一体化污水处理系统包括了初沉池、曝气池、沉淀池等，根据处理需求选择合适的核心工艺如A/O、SBR、MBR工艺等，成本和后期维护成本主要由其中的核心工艺决定，使用SBR或者MBR作为核心工艺的一体化污水处理系统造价相对较高，以MBR作为核心工艺的一体化污水处理系统后期需定期更换膜组件^[3]。一体化污水处理系统非常适合小规模的污水处理，设备易于搬运、便于安装、实际应用效果较好，但使用时需要外加动能，能耗较高，后期维护管理要求较高。

三格化粪池工艺是利用简单的初级构筑物进行无害化处理的工艺，池内的静置的粪畜污水在重力和浮力的共同作用下，逐渐分层，形成浮渣层、液体层和沉渣层，在通过厌氧生化作用对污水中的纤维素、淀粉等有机物进行分解，同时化粪池内的高氨氮、高 pH 条件，抑制蚊蝇滋生^[7]。化粪池的第三格用于储存熟化的粪液，后续液肥、渣肥可进行资源化利用。三格化粪池的优势在于结构简单，运行简单，充分利用自发过程，几乎不需人工控制，造价便宜。所以在我国厕改革命推进中，三格化粪池厕所占比最高。但是常见的户用化粪池体积小，需要定期清掏，抽粪费每次约20-50 元。虽然在经济条件相对发达区域，政府可承担全部或部分的清掏费用，但是在相对经济发展落后的地区，清掏费用是不小的负担。可见该模式虽然建设成本低，但是运行成本较高。

净化槽处理系统是是将传统污水处理单元整合成一体化单元，利用水解和接触氧化作用洁净水体的成熟污水处理设施^[8]。净化槽技术源于日本，从2004年起引入我国并示范推广，依据污水日处理量大小，分为中小型净化槽和大型净化槽，通过对净化槽单体的灵活组合布局，使之适合单户或多户村民的生活污水处理。可就地收集处理来自厨房、厕所、洗浴等不同方面生活污水，处理效果稳定，可就地达到《城镇污水处理厂污染排放标准》（GB18918-2002）一级B标排放，并且安装方便，无需管网设计，不受地形影响；系统只有风机为动力装置，施工快捷，后期运维简单，产生的剩余污泥少，无需人员值守[9]。但是目前针对净化槽设备缺乏相应的法律法规监管体系和国家行业标准，国产设备质量参差不齐，若按照日本的成型技术及标准，成本和运行费用较高。

表3-1 常见工艺优缺点及适用范围

4结语

农村生活污水整治不仅关系着农村水源地的安全，也关系着农田灌溉和粮食安全，因此根据当地农村的经济发展、住户分布、处理规模等因地制宜的选择合适的工艺模式，使农村生活污水得到有效处理，是落实乡村振兴的关键一环。

5参考文献：

[1]. 中华人民共和国住房和城乡建设部, 2016年-2019年城乡建设统计年鉴[R].

[2]. 谢冬梅, 分散式农村生活污水处理技术现状与问题浅析[J]. 资源节约与环保, 2020(03): 第72-74页.

[3]. 李莉, 农村生活污水处理技术的应用及效果[J]. 化工管理, 2020(29): 第64-65页.

[4]. 曹安琪, 农村生活污水处理技术研究进展[J]. 环境保护与循环经济, 2020(8): 第35-37页.

[5]. 庄晓杰等, 人工湿地在农村生活污水处理中的研究及应用现状[J]. 广州化工, 2021. 49(01): 第89-91页.

[6]. 易齐涛等, 厌氧/生物滤池/潜流人工湿地组合工艺处理农村生活污水效果评估[J]. 环境工程学报, 2016. 10(005): 第2394-2400页.

[7]. 王立东等, 改进型农村三格化粪池的污水处理性能[J]. 环境工程学报, 2020. 14(10): 第2831-2836页.

[8]. 丁偌楠, 四川省农家乐污水排放特征及净化槽处理工艺研究[D]. 2020, 西南科技大学. 第 76页.

[9]. 姜云芳, 小型净化槽处理工艺及应用研究[J]. 资源节约与环保, 2018. 202(09): 第27页.