浙江省农村生活污水处理工艺对比分析及适用性研究

摘要：随着农村水环境恶化的日趋严重，农村生活污水处理成为当前农村环境保护的重点和难点。通过调研浙江省农村生活污水排放现状和常用处理工艺，从工艺流程、成本和优缺点分析等方面对浙江省农村生活污水排放处理工艺进行了系统分析比较。并针对浙江各地域的自然和经济社会状况，提出了适于不同区域环境条件的农村生活污水处理工艺。

关键词：农村生活污水；处理工艺；对比分析；适用性；浙江省

中图分类号：X799.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）14-3597-04

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.14.015

Abstract： As the rural water environment deterioration has become increasingly serious，it is becoming a key and difficult point to explore an appropriate treatment process for rural domestic sewage. Through investigating the status of the rural domestic sewage discharges and common treatment processes in Zhejiang province， this study gave the systematic and comparative analysis of the treatment process of rural domestic sewage through the aspect of cost and the advantages as well as the disadvantages. Several useful advices were put forward towards the treatment process of the rural domestic sewage in Zhejiang province.

Key words： rural domestic sewage； treatment process； comparative analysis； applicability； Zhejiang province

浙江省现有农村人口较多，超过全省总人口的60%。随着工业化、城镇化的加快推进，工业污染、农业面源污染、农村生活污染明显加剧，部分农村生活污水直接排放，缺乏有效治理，导致农村水生态环境日益恶化[1]。与城镇相比，农村人口居住分散，生活污水收集系统和处理设施缺乏，零星的分散式污水处理设施的运行和管理也不到位。农村供水事业不断发展，由于淋浴、洗衣机、冲厕等卫生设施的普及，农村生活排水不断增加[2]。有些未经处理的生活污水任意排放，自流到地势低洼的河流、湖泊及排水沟渠塘等地表水体中，严重威胁水环境健康[3]。

目前，浙江省农村生活污水排放特点表现：①排放面广且分散，难以收集。大多数村庄分散、农民住房分散，使得农村生活污水排放分散，难以收集后集中处理；②水量水质波动大。农村生活污水水量、水质根据用水及生活习惯差异而不同，具有间歇排放特点，早、中、晚是排水高峰；③污染物类型相对简单。农村生活污水中污染物主要是可降解的有机污染物，可生化性好，一般不含有毒有害物质，相对易处理；④排放量逐年增大。随着农民生活水平的提高以及农民生活方式的逐步城市化，污染物的排放总量不断增加，抽水马桶和洗衣机的普及，生活污水的产生量也将随之增大；⑤农家乐污水逐年增多。农家乐污水以节假日为排放高峰，其产生的餐饮污水含油量比一般的农家厨房污水要高很多，且水质水量波动大，对污水处理技术及管理提出了更高的要求[4]。

浙江农村生活污水的特点，决定了绝大部分农村生活污水在现阶段不能纳入城镇污水处理厂处理，而需通过就近新建农村生活污水处理设施来治理，所选污水处理工艺应抗冲击负荷能力强，且宜选择就近独立处理的方式。同时，污水处理应充分考虑造价低、运行费用少、低能耗或无能耗的工艺。此外，所选工艺应具有运行管理简单和维护方便的特点[5]。

近年来，浙江省通过全面推进“千村示范、万村整治”工程和美丽乡村建设，不断加大农村环境综合整治力度，有效改善了农民的生产生活条件[6]。2013年，浙江省委省政府做出了“五水共治”的重大决策，决心以治水为突破口，打好转型升级“组合拳”，其中农村生活污水治理是“五水共治”工作的重要内容之一。通过全面控制浙江省农村生活污水污染，加强农村生活污水的收集、处理和资源化利用，积极探索并全面实施适应农村实际的污水综合治理将是浙江省水污染防治的重要保障工作。为此，对浙江省农村生活污水排放处理工艺进行了系统分析比较，并针对浙江各地域的自然和经济社会状况，提出了适于不同区域环境条件的农村生活污水处理工艺。

1 材料与方法

1.1 浙江省农村生活污水处理工艺问卷调查

2014年6月在浙江省开展了县（市、区）农村生活污水治理情况的问卷调查，主要包括居民户数、污水来源、污水处理工艺等内容。其中66个县（市、区）反馈了问卷，其中包含377个村庄采用的生活污水处理典型设施。

1.2 浙江省农村生活污水处理效果现场调查

2014年6-7月和2015年3月分别取平湖市、嘉兴市和安吉县3个地方调研，并选取了6个农村污水处理设施分别对进口和出口进行水质采样和监测。

其中，pH采用电位法（GB/T 22592-2008）测定，COD采用重铬酸盐法（GB11914-89）测定，总磷采用钼酸铵分光光度法（GB11893-89）测定，氨氮采用纳氏试剂分光光度法（GB7479-87）进行测定。

2 结果与分析

2.1 浙江省农村生活污水处理工艺类型

根据调查问卷反馈结果，目前浙江省农村污水处理工艺主要包括人工湿地、厌氧、厌氧+人工湿地/氧化塘、地埋式微动力一体化土地处理、A2/O、A/O工艺、A/O+膜处理、膜生物反应器（MBR）、 A2/O（A/O）+人工湿地、净化槽等。

在反馈的典型设施（样本数377个）中，厌氧+人工湿地处理工艺应用最多，占48.4%，A/O处理技术位居第二，占统计总数的40.3%。

2.2 处理工艺对比分析

按照不同的污水处理效果，选取浙江省六项有代表性的农村生活污水处理工艺进行系统研究，分别为人工湿地、厌氧+人工湿地、A/O、A/O+人工湿地及A2/O+人工湿地、净化槽。对以上几种工艺从投资成本、适用范围、优缺点、处理效果等方面进行了对比分析，以期为不同区域环境条件的农村生活污水处理工艺提出合适的对策建议。

2.2.1 人工湿地 人工湿地是由填料（基质）、植物和微生物组成的复合系统，该系统依靠物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污染物的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化和无害化[7]。工艺流程见图1。

2.2.2 厌氧+人工湿地 通过厌氧过程对污水中的有机污染物进行消化后进入人工湿地，污染物在人工湿地内经过滤、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除[8]。工艺流程见图2。

2.2.3 A/O A/O脱氮除磷工艺是一种常见的污水处理工艺。废水经连续厌氧、好氧运行去除水中COD（化学需氧量）、SS（固体悬浮物）、TN（总氮）、TP（总磷）等污染物，其特点是通过污水回流实现同步脱氮除磷的效果[9]。工艺流程见图3。

2.2.4 A/O+人工湿地 利用A/O技术与人工湿地相结合，利用厌氧菌/好氧菌等微生物在缺氧/有氧条件下，去除废水中的有机污染物，同时人工湿地利用土壤、植物以及微生物等生态系统污染物质良性循环达到污水净化作用[10]。工艺流程见图4。

2.2.5 A2/O+人工湿地 A2/O+人工湿地工艺是从A/O工艺发展而来的污水生物处理工艺，工艺中的生物处理部分均指生物接触氧化法。生活污水首先进入厌氧池，在厌氧的环境中将大分子的有机物转成小分子有机物和稳定的沉渣[11]。兼氧池中通过机械搅拌进一步完成有机物的水解酸化，为后续好氧接触氧化创造良好的条件。好氧池中同样悬挂填料，污水浸没全部填料，填料上附着生长的微生物形成生物膜，污水流经生物膜时，污水中的悬浮物、有机物、氨氮、总氮等污染物被去除，再经人工湿地进一步去除氮磷及有机物，或经后续的二沉池去除悬浮物和剥落生物膜。适用于村域自建区域型、集中式农村污水处理。工艺流程见图5。

2.2.6 净化槽 净化槽是一种小型生活污水处理装置。用于分散型生活污水或者类似生活污水的处理[12]。污水进入净化槽后，沉淀分离槽进行预处理，去除比重较大的颗粒及悬浮物，提高污水的可生化性；预过滤槽内装有填料，在填料上的厌氧生物膜的作用下，去除可溶性有机物；曝气槽集曝气、高滤速、截留悬浮物和定期反冲洗为一体。沉淀槽溢水堰设置了消毒装置，对出水进行消毒处理。净化槽不仅能从源头解决农村一家一户生活污水的污染问题，而且还能促进农村自来水化的有效实施，提高农村生活质量和环境质量[13]。

2.3 浙江省农村生活污水处理排放测定

通过对平湖、嘉兴、安吉等地的实地调研、采样和试验分析，6个农村污水处理设施的主要处理结果见表1。前4个农村处理设施工艺的设计标准均为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中一级B标准，但从实测结果来看，氨氮和总磷不能稳定达标。第5个农村处理设施工艺（净化槽）的污水处理效果较好，基本能达到一级A标准，净化槽具有很好的污水处理效果，但是投资和运行成本较高，只能在有条件的农村地区推广。第6个农村处理设施工艺和第5个处理工艺一样，都是净化槽，但明显处理效果不佳。因此可以得出无论采用哪种技术，必须在合理的规划、正确选择排放标准、污水能正常收集、工程建设质量合格、日常维护有人管等前提下，才能保证处理设施的正常运行和出水水质达到设计标准，才不至于出现“晒太阳工程”等问题[14]。

2.4 处理工艺适用范围及优缺点分析

按照问卷调查反馈情况，并结合实地调研和试验监测结果，对浙江省主要采用的几种典型工艺类型从投资成本、适用范围、优缺点、处理效果等方面进行了对比分析，结果见表2。

3 小结与讨论

鉴于农村生活污水的特性，其治理方式应因地制宜，为科学选择农村生活污水治理模式和技术，统筹考虑城乡统筹发展、经济社会状况、环境功能区划和农村人口分布等因素，并在分析水源保护区、自然保护区、水源涵养区、生态源头地区、江河流域等地区的生态敏感程度、环境容量和自净化能力基础上，确定农村生活污水排放标准，科学选择效率优先、经济实用、维护简便、循环利用的农村生活污水处理工艺[15]。

污水处理工艺的选取可根据各自特点和实际情况单独或结合使用，实现农村生活污水的低费用运行和污染治理的双重目标[12]。在实际调研和上述分析的基础上，笔者给出了浙江省农村生活污水处理工艺选择的建议：①对于平原地区的经济较发达县（市、区）（由于人口集聚程度高、土地资源紧张、且对运行费用有一定承受能力），可选择采用的主要治理工艺包括A/O（A2/O）+人工湿地、厌氧+活性污泥法、MBR膜处理工艺、净化槽等。②对于位于山区的经济欠发达县（市、区），由于人口密度较低，经济水平有限，生态环境重要性较高，可选择采用的主要治理工艺包括人工湿地、厌氧+人工湿地、A/O等。③而对于海岛县，由于经济较发达，旅游景点相对较多，可选择采用的主要治理工艺包括人工湿地、A2/O+人工湿地、A/O、净化槽等。

另外，在农村生活污水处理工程设计前，还应对污水的水质特征、污染物构成进行详细调查或测定，从而作出合理的分析预测[16]。提出切实可行的农村生活污水治理模式及长效管理机制，从而达到改善农村水环境的目的[17]。

加强浙江省农村生活污水治理工作，积极探讨适应该省不同区域农村特点的生活污水处理可行方案，对全面提高该省农村水环境质量有积极意义。通过分析研究，根据不同的人口密度和经济情况，提出了适于该省3种不同类型农村生活污水处理工艺建议方案，为浙江省农村生活污水处理提供了参考借鉴。

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