農(nóng)村水環(huán)境治理技術(shù)分析

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摘要：農(nóng)村污水處理問題是目前亟待解決的環(huán)境問題。針對農(nóng)村污水的特點(diǎn)，總結(jié)了農(nóng)村污水的來源及特點(diǎn)，對常用的農(nóng)村污水處理工藝進(jìn)行了分析，為環(huán)保工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村污水；生物處理技術(shù)；生態(tài)處理技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村的生活條件、生產(chǎn)條件有了極大的改善，相應(yīng)的帶來農(nóng)村地區(qū)的污水排放量不斷增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)村中大約有90%以上的村莊沒有有效的污水處理設(shè)施，絕大多數(shù)的農(nóng)村沒有完善的排水溝渠和污水處理系統(tǒng)，農(nóng)村生活污水沿道路兩側(cè)的溝渠或路面直接排到附近的水體或坑塘中，導(dǎo)致地表水、地下水污染，既污染環(huán)境、威脅人體健康，又影響農(nóng)村的整體環(huán)境面貌，影響社會主義新農(nóng)村的建設(shè)，因此，“十三五”規(guī)劃中提出了明確的目標(biāo)：“全面推進(jìn)農(nóng)村人居住環(huán)境整治，加大農(nóng)村污水治理”[1]。農(nóng)村水環(huán)境狀況日益惡化，解決農(nóng)村水環(huán)境問題帶來的危害刻不容緩。采取有效措施治理農(nóng)村水環(huán)境，探索適合農(nóng)村生活污水特點(diǎn)的處理方式，對加快農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)外研究者對農(nóng)村水環(huán)境進(jìn)行了深入研究并取得了顯著成果。針對河北省農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀，依據(jù)農(nóng)村污水特點(diǎn)，采用生物、生態(tài)處理技術(shù)處理農(nóng)村生活污水，在對全省農(nóng)村水環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上解析農(nóng)村污水處理技術(shù)，為研究者探索農(nóng)村水環(huán)境治理技術(shù)提供有價值的參考。

1農(nóng)村污水的來源及特點(diǎn)

農(nóng)村污水主要來自生活污水、畜牧養(yǎng)殖業(yè)污水、農(nóng)藥化肥殘留及工業(yè)企業(yè)排放的廢水等幾個方面。其中，農(nóng)村生活污水的收集、處理是目前亟待解決的問題。農(nóng)村生活污水主要來自廚房用水、日常洗滌用水、洗澡水和沖廁水等方面[2]，具有來源廣泛且分散、污染物質(zhì)成分復(fù)雜、含量較低、處理率低等特點(diǎn)。與城鎮(zhèn)污水水質(zhì)水量特點(diǎn)相比，農(nóng)村的用水量相對較低，污水流量小，但農(nóng)村的排水收集系統(tǒng)、處理系統(tǒng)不完善，經(jīng)濟(jì)相對較薄弱，導(dǎo)致目前農(nóng)村污水的處理率遠(yuǎn)低于城鎮(zhèn)污水處理率。

2農(nóng)村污水治理技術(shù)

自19世紀(jì)中葉，西方發(fā)達(dá)國家就開始對農(nóng)村污水處理技術(shù)進(jìn)行研究[3]，我國的環(huán)境保護(hù)工作起步較晚，自20世紀(jì)80年代末才開始對農(nóng)村生活污水處理技術(shù)進(jìn)行探索。目前國內(nèi)外研究者針對農(nóng)村污水的水質(zhì)水量特點(diǎn)，一般采用生物處理技術(shù)[4]、生態(tài)處理技術(shù)和組合處理技術(shù)處理農(nóng)村生活污水。隨著國家對環(huán)境保護(hù)工作的愈發(fā)重視，各類污水處理技術(shù)在農(nóng)村污水處理中得到應(yīng)用和推廣。

2.1生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)是污水處理的核心技術(shù)，生物處理技術(shù)包括厭氧生物處理技術(shù)和好氧生物處理技術(shù)。厭氧生物處理技術(shù)是農(nóng)村污水處理的核心技術(shù)，應(yīng)用最為廣泛。厭氧生物處理技術(shù)是在厭氧的條件下，厭氧微生物在特定的環(huán)境下，分解廢水中的有機(jī)污染物，轉(zhuǎn)化生成甲烷和二氧化碳。污水中的有機(jī)污染物在厭氧分解時經(jīng)歷四個過程：水解—酸化—產(chǎn)乙酸—產(chǎn)甲烷過程，在第一階段的水解過程中，污水中難降解的高分子有機(jī)物在微生物的胞外酶的作用下轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，然后生成的小分子有機(jī)污染物繼續(xù)在微生物的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)更簡單的揮發(fā)性脂肪酸等物質(zhì)，在產(chǎn)酸階段這些物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為乙酸、碳酸等小分子物質(zhì)。在最后的產(chǎn)甲烷階段，產(chǎn)酸階段的產(chǎn)物在微生物的作用下生成CH4、CO2，至此厭氧過程就全部完成了。在農(nóng)村污水的厭氧生物處理技術(shù)中，常用的有化糞池和污水凈化沼氣池。

2.1.1化糞池

化糞池出現(xiàn)于19世紀(jì)，開創(chuàng)了人工厭氧處理技術(shù)的先河，是應(yīng)用最普遍的一種分散污水處理技術(shù)，由于結(jié)構(gòu)簡單、管理方便、成本低，在農(nóng)村污水處理中發(fā)揮著重要作用。目前一般采用的三格式化糞池，由三個密閉的互相連通的池子組成。污水進(jìn)入到第一格化糞池后，較大的固體顆粒物被截留下來，進(jìn)行厭氧發(fā)酵，同時分層，上層是糞皮，中層是較清澈的液體，中層液體中含有的寄生蟲卵較少，下層是密度較大的沉淀物。污水在第一格停留一定時間后，中間層較清澈的液體進(jìn)入到第二格，在第二格中繼續(xù)厭氧發(fā)酵，同時發(fā)生固液分離。第二格中的中間層清液隨后進(jìn)入第三格，第三格主要作用是貯存、停留，經(jīng)過厭氧消化，糞水基本腐熟完全，病毒和蟲卵幾乎全被殺滅或去除，隨后處理之后的水可以排入城市下水管網(wǎng)，進(jìn)一步處理?；S池中的浮渣和沉渣需要定期的清理，保證化糞池的處理效果。三格式化糞池的出水中仍舊含有大量的有機(jī)污染物、氮、磷等污染物質(zhì)，出水不能作為農(nóng)田灌溉用水直接使用，化糞池的處理效率較低，可以作為預(yù)處理設(shè)備使用，化糞池后可設(shè)置土地滲濾系統(tǒng)對廢水進(jìn)一步處理。

2.1.2污水凈化沼氣池

針對化糞池、沼氣池在使用過程中出現(xiàn)的問題，在化糞池、沼氣池污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)了厭氧污水處理設(shè)備——污水凈化沼氣池，是新興的分散式污水處理設(shè)備。生活污水首先進(jìn)入截留沉沙井，去除粗大的固體顆粒物及部分無機(jī)顆粒物，隨后在厭氧池中厭氧消化，去除廢水中的污染物及病菌，厭氧池出水經(jīng)過濾池、二沉池，進(jìn)一步去除懸浮物及有機(jī)污染物，提高出水水質(zhì)后排出。污水凈化沼氣池與三格式化糞池相比較，有三方面的優(yōu)勢：①在污水處理效果上，污水凈化沼氣池的出水遠(yuǎn)優(yōu)于三格式化糞池的出水水質(zhì)，污水凈化沼氣池的出水COD含量低，氨氮去除效果好。②在能源回收方面，污水凈化沼氣池可以回收部分能源，三格式化糞池對能源不能有效回收。③污泥產(chǎn)生量方面，污水凈化沼氣池產(chǎn)生的污泥量較少，減少了后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)成本。

2.2生態(tài)處理技術(shù)

生態(tài)處理技術(shù)是利用土壤-植物-微生物復(fù)合系統(tǒng)的共同作用原理，通過過濾、吸收和降解等使污水得到凈化，常用的生物處理技術(shù)有人工濕地、土壤滲濾工藝和氧化塘等。

2.2.1人工濕地

人工濕地是人為建造和控制的一種地面，與沼澤地類似。污水凈化過程中，經(jīng)人工介質(zhì)、土壤、植物及微生物等共同作用使污水得到凈化的一種處理工藝。人工濕地可分為三種類型，分別為垂直流人工濕地、表面流人工濕地和水平流人工濕地，在實(shí)際的使用過程中各類型的人工濕地可以進(jìn)行自由組合，以提高廢水中污染物質(zhì)的去除效率。人工濕地可用在化糞池后，對化糞池出水進(jìn)一步處理，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。袁俊等[5]采用微電解耦合人工濕地技術(shù)對農(nóng)村分散式污水進(jìn)行處理，人工濕地中的植物選用風(fēng)車草，在人工濕地床層中添加粒狀鐵碳顆粒，將鐵碳微電解技術(shù)與人工濕地技術(shù)結(jié)合，系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)添加鐵碳的人工濕地比未添加鐵碳的人工濕地在夏、秋季啟動時啟動時間縮短25%以上。污水在微電解耦合人工濕地中停留時間為2d時，出水COD滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污水排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級A標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行3d后，PO43-的去除率在90%左右，取得了良好的處理效果。

2.2.2土壤滲濾技術(shù)

發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)70年代就對土壤滲濾技術(shù)開始了應(yīng)用，我國自20世紀(jì)90年代初對此技術(shù)進(jìn)行了深入研究，目前取得了一定的成果。土地滲濾處理技術(shù)是通過土壤的過濾、吸附、植物根系的吸收、微生物降解作用使污水得到凈化的一種處理技術(shù)。凈化后的污水主要對地下水進(jìn)行補(bǔ)給，對地區(qū)的水量平衡有重要意義。王鄭等[6]通過對傳統(tǒng)的土壤滲濾系統(tǒng)進(jìn)行改良，采用沉淀池—砂濾池—土塘滲濾技術(shù)處理農(nóng)家樂廢水，處理效果較好，廢水經(jīng)過沉淀、過濾后能夠解決傳統(tǒng)土壤滲濾系統(tǒng)中出現(xiàn)的堵塞、不易反沖洗的問題，提高了處理負(fù)荷，廢水經(jīng)改良型土壤滲濾系統(tǒng)處理后，化學(xué)需氧量去除率82.41%、氨氮去除率91.06%、總氮去除率80.12%、總磷去除率88.59%，處理效果良好。

2.2.3穩(wěn)定塘處理技術(shù)

穩(wěn)定塘是利用天然凈化能力對污水進(jìn)行處理的天然池塘或人工池塘，凈化過程與天然水體的自凈過程類似，利用塘中的微生物和藻類降解水中污染物。穩(wěn)定塘可以利用天然池塘設(shè)置圍堤和防滲層，建造費(fèi)用低，運(yùn)行過程中不需要進(jìn)行人工曝氣、不需要專業(yè)人員運(yùn)行維護(hù)，對運(yùn)營、管理人員的技術(shù)要求較低，污泥不需要處理，適宜農(nóng)村地區(qū)的污水處理。但傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的占地面積較大，處理效率較低，一般散發(fā)惡臭，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了新型高效氧化塘。張巍等[7]采用穩(wěn)定塘技術(shù)處理農(nóng)村生活污水，生活污水經(jīng)格柵去除粗大懸浮物后，經(jīng)前置強(qiáng)化塘處理，降低了污水中污染物質(zhì)的含量，隨后進(jìn)入自然塘、后置調(diào)節(jié)塘，出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)。李紅芳等[8]采用生物濾池—人工濕地—穩(wěn)定塘組合工藝處理農(nóng)村分散污水，COD去除率為88%，氨氮去除率為98%，總氮、總磷去除率達(dá)到97%左右，處理效果良好。

3結(jié)束語

農(nóng)村污水處理工藝種類較多，在選擇污水處理工藝時，要充分考慮當(dāng)?shù)氐牡匦?、地貌及?jīng)濟(jì)技術(shù)條件，選用運(yùn)行成本低、處理規(guī)模小的分散式污水處理技術(shù)，開發(fā)生物-生態(tài)組合工藝，綜合發(fā)揮各工藝的效用，提高污水處理效率。此外由于農(nóng)村居住的特點(diǎn)，居民居住的較分散，污水收集系統(tǒng)不完善。今后完善農(nóng)村的污水收集系統(tǒng)，培養(yǎng)專業(yè)的污水運(yùn)營技術(shù)人員，早日從根本上解決農(nóng)村污水問題。

參考文獻(xiàn)

[1]曹輝林，周豐，郭建中.探討我國北方高寒地區(qū)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)[J].環(huán)境與發(fā)展，2015，27（2）：76-78.

[2]張曼雪，鄧玉，倪福全.農(nóng)村生活污水處理技術(shù)研究進(jìn)展.水處理技術(shù).2017，43（6）：5-10.

[3]賈小寧，何小娟，韓凱旋，等.農(nóng)村生活污水處理技術(shù)研究進(jìn)展.水處理技術(shù).2018，44（9）：22-26.

[4]張煜，趙雪蓮，趙旭東.氮吸附反應(yīng)槽（NAR）吸附過濾裝置在在新農(nóng)村污水處理中的應(yīng)用[J].北京水務(wù)，2011，1：29-31.

[5]袁俊，鐘山，張漓杉，等.微電解耦合人工濕地處理農(nóng)村分散式污水[J].水處理技術(shù)，2018，44（9）：36-39，46.

[6]王鄭，崔康平，許為義，等.改良型土壤滲濾系統(tǒng)處理農(nóng)家樂污水，環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2017，11（4）：2054-2058.

作者：王立璇 安靜 閻文靜 單位：河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院