农村生活污水处理技术研究综述Word格式.docx

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随着我国经济的发展、乡村的城镇化、农村人口的增加和生活品质的改善，农村人均需水量和总需水量不断增加，污水总排放量也随之增加。

农村生活污水污染是农村环境污染的主要表现，生活污水造成的环境污染不仅是农村水源地潜在的安全隐患，还会加剧淡水资源的危机，使耕地灌溉得不到有效保障，危害农民的生存发展[]。

据统计，我国废水年总排放量为600亿立方米，其中工业废水200亿立方米，城市和乡镇生活污水各有200亿立方米。

按城市有3.8亿人口计算，每人每天生活用量平均为52.63升，而农村与乡镇按9.2亿人口计算，每人每天生活用量平均为21.74升，农村生活污水的人均产量为城市的2/5。

随着乡镇经济的发展，估计今后我国大部分污水将来自乡镇，而据1998年统计，乡镇污水的处理率不足1%[]。

因此，对农村生活污水处理技术的研究刻不容缓。

1农村生活污水概述

1.1农村生活污水的概念

农村生活污水是指农村地区居民在生活过程中厕所排放污水、洗浴、洗衣服和厨房污水等[]。

随着农村居民生活水平的提高，肉、油类食物的食用量增加，生活污水中油类成分增加；

由于含磷洗衣粉的使用导致洗涤污水中含有大量磷，流入湖泊引起富营养化污染；

冲厕水则含有高浓度的COD、BOD5和SS。

1.2农村生活污水的特点

（1）污染面广且分散。

与城市相比，农村的占地面积大，人口不集中，分布密度小。

污水排放相当分散，管网不能延伸到户。

（2）水质、水量地区差异较大。

农村生活污水的水质、水量因各地区的地理环境、经济条件、季节和生活习惯的差异而有较大的不同。

总体上经济发达的地区水量大于落后地区，旱季的各指标浓度高于雨季[]。

（3）间歇排放。

农村居民生活规律相近，农村污水的排放一般在上午、中午、下午各有一个高峰时段，夜间排放量小[]。

因此，农村生活污水的排放为不均匀排放，日变化系数较大。

（4）水质相对稳定。

农村生活污水的水质比较稳定，氮、磷和有机物含量较高，一般不含重金属和有毒有害物质，可生化性好。

2国内农村生活污水处理现状

我国农村生活污水处理方面研究较晚，但近年来，随着国家对环境保护的重视，逐步认识到农村生活污水处理的重要性，并投入大量资金，开展示范工程，采用一些低能耗、低成本、低运行费用、管理简单的技术来处理污水。

我国常用的农村生活污水处理技术按工艺原理可分为四类，一是厌氧生物处理技术，常用的有化粪池、厌氧沼气池、地埋式无动力厌氧处理技术等；

二是土地处理系统；

三是人工湿地处理技术；

四是稳定塘处理技术。

2.1厌氧生物处理技术

化粪池

我国早期分散式生活污水处理的主要手段是修建标准化粪池，相当于一级处理，用于处理来自厕所的粪便污水，有机污染物去除率仅20％左右，且出水呈酸性、有恶臭，达不到环境卫生要求。

改良的化粪池系统由三个基本部分组成：

化粪池、配水槽、渗滤场。

化粪池上清液自流进入配水槽，经穿孔塑料管网分配到渗滤场。

穿孔管由碎石包裹埋在土层中，污水离开管网后透过碎石渗入土壤层，即通过土壤微生物对营养物质的吸收、土壤的机械截滤作用、生物降解以及水中物质同土壤组分间的化学反应来达到污水净化的目的。

厌氧沼气池

厌氧沼气池是我国农村最常用、能够体现环境效益与社会效益结合的生活污水处理技术，实现了污水的资源化利用[]。

污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水被去除了大部分有机物，达到净化目的。

在农村有大量可成为沼气利用的原材料如农作物秸秆和人畜粪便等。

沼气池工艺简单、成本低、运行费用几乎为零，还能获得清洁能源（沼气）。

陆慧等[]利用层次分析法，分析、比较有沼气池农户、无沼气池农户家庭能源消费结构及发展趋势，得出有沼气池农户中沼气部分地取代了商品能消费，商品能的需求较无沼气池农户减少大约20%左右。

但是生活污水属低负荷污染型，采用沼气池处理，必须与其他污染物相结合，实际操作中有一定难度[]。

地埋式无动力厌氧处理技术（UUAR）

该技术是以厌氧为主、兼性生物滤池为辅的生活污水处理系统。

“地埋式”，即把设施埋在地下，“无动力”是指仅依靠重力驱动污水，不需要水泵等电动装置。

沈东升等[]采用生活污水自流的方式，应用厌氧生物膜技术及推流原理，采用内充固定空心球状填料的地下厌氧管道式或折流式反应器装置为唯一处理设备，利用附着于空心球状填料内外表面或悬浮的专门驯化专性厌氧或兼氧微生物去除生活污水中的有机污染物、病原菌和部分氮、磷，从而达到净化生活污水的目的。

结果表明：

在水力停留时间1d及常温条件下，UUAR对农村生活污水CODCr、BOD5、SS、T2N、T2P、大肠菌群、细菌总数和蛔虫卵的平均去除率分别达到66.1%~68.3%、70.8%~76.8%、80.5%~90.2%、18.26%~23.0%、33.9%~35.2%、95.8%~99.8%、37.4%~82.9%和78.7%~100%，出水水质稳定达到国家二级排放标准；

通过优化设计和调节球状填料的配比，并延长水力停留时间至2d，出水可达到国家一级排放标准，且未出现剩余厌氧污泥的积累问题。

黄武等[]结合浙江省的实际应用情况，详细介绍了该工艺的设计要点及处理效果。

该工艺对COD的去除率>

72%，出水NH3-N的浓度均达到了《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中的一级标准，对SS的平均去除率>

80%。

但由于兼氧处理段的溶解氧浓度远不能满足“硝化需氧量”的要求，工艺对NH3-N污染物的去除率相对较低。

2.2土地处理系统

土地处理系统是指利用农田、林地等土壤-微生物-植物构成的陆地生态系统的生物、化学、物理等固定与降解作用，对污染物进行综合净化处理的生态工程，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，实现污水的资源化与无害化。

土地处理系统可分为慢速渗滤系统、快速渗滤系统和地下渗滤系统三种类型。

慢速渗滤土地处理系统

慢速渗滤土地处理可以简化用于农村生活污水的处理，是土地处理技术中应用最广泛的一种。

通常被称为自然净化技术，对氮、磷等污染物的去除效果较好，但是传统的慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，所投配的污水与植物需要、蒸发蒸腾量、渗滤量大体保持平衡，一般不产生径流排放[]。

传统的污水慢速渗滤土地处理系统以污水的深度处理和利用为主要目标，水力负荷较小。

赵建芬等[]对传统的土地处理系统进行改进，在土壤1m深处设置排水系统，增大系统水力负荷，除总氮外各指标浓度均满足地面水环境Ⅲ类水域水质标准要求。

在沈阳西部的滞洪区建的面积约为700hm2的慢速渗滤土地污水处理场，年总进水量为13万m3，平均日进水量为651m3，进水水质SS、BOD5、CODCr、T-N、T-P分别为122mg·

L-1、106.2~168mg·

L-1、258~539mg·

L-1、16.67~76.70mg·

L-1、1.78~17.15mg·

L-1，经稻田处理后其平均去除率分别为42.2%、97.0%、86.9%、90.3%、96.6%[]。

快速渗滤土地处理系统

快速渗滤土地处理系统是将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土壤表面，污水在向下渗透过程中由于生物氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀、氧化和还原等一系列作用而得到净化的一种污水土地处理工艺类型[]。

通常淹水、干化交替运行，以便使渗滤池处于厌氧和好氧交替运行状态，通过土壤及不同种群微生物对污水中组分的阻截、吸附及生物分解作用等，使污水中有机物、氮、磷等物质得以去除。

其水力负荷和有机负荷都相对较高，但对水文地质条件较严格，要求渗滤池的土质通透性能强、水力负荷大、活性高、处理效率高为原则。

一般在系统运行4~5周后，就需要对渗滤床耕作，以恢复其渗滤速度[-]。

而且它对总氮的去除率不高，处理出水中的硝态氮可能导致地下水污染。

地下渗滤土地处理系统

地下渗滤土地处理系统主要处理对象是小流量、分散的生活污水，由于可生化性好，国内一般采用化粪池（隔油池）作为地下渗滤系统的预处理技术。

具有不影响地面景观、基建及运行管理费用低、氮磷去除能力强、处理出水水质好、可用于污水回用等特点。

郑彦强等[]在天津武清区一村落构建了2个并行的地下渗滤系统，该系统水力负荷为10cm/d，处理能力为50t/d。

填充介质选用土壤、陶粒、炉渣和两种自然有机质，按5:

2:

1的比例配置的人工土层。

结果表明地下渗滤系统对污水中各种主要污染因子均有一定的去除效果，在进水COD和C/N较低的不利条件下，COD、总磷、氨氮、总氮、悬浮物均得到有效去除，出水中各项污染指标平均浓度均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准。

但是其占地面积大、水力负荷较低和土壤堵塞等问题，一直是技术难点与研究热点[]。

2.3人工湿地处理技术

人工湿地是人工建造和管理控制的、工程化的湿地；

是由水、滤料以及水生生物所组成，具有较高生产力和较天然湿地有更好的污染物去除效果的生态系统。

主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。

其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。

按照污水的流动方式可分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地。

我国人工湿地处理废水的研究较晚，最早是在1987年天津市环保所建成了我国第1个占地6hm2、处理规模为1400m3/d的芦苇床湿地工程，标志着我国人工湿地废水处理系统的应用研究正式开始[]。

1990年7月又在深圳建设了白泥坑人工湿地污水处理系统。

随后在北京、沈阳、潍坊、阿图什等地也相继建造了一批人工湿地废水处理系统，取得了许多重要的试验数据和系统运行参数，为我国人工湿地系统的研究奠定了良好的基础[]。

资料表面，在进水污染物浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85%~95%，对CODCr的去除率可达80%以上，处理出水的BOD浓度在10mg/L左右，SS小于20mg/L，对磷和氮的去除率分别可达到90%和60%[,]。

帖靖玺等[]采用二级串联潜流式人工湿地系统对太湖地区农村生活污水进行了脱氮除磷的试验研究，试验结果表明：

在夏季，当进水容积负荷为400L/d时，人工湿地系统对NH4+-N、TN和TP的去除率分别为83%、80%和83%；

在冬季，当进水容积负荷为240L/d时，人工湿地系统对NH4+-N、TN和TP的去除率分别为90%、90%和94%。

吴树彪等[]对家庭人工湿地组合系统处理农村生活污水进行了为期8个月的试验研究，发现系统对COD、NH3-N、TP去除率依次为92.4%~97.9%、84.5%~96.0%、79.5%~90.7%，平均出水浓度依次为33.6mg·

L-1、2.88mg·

L-1、0.66mg·

L-1；

严弋等[]采用潜流式人工湿地处理乌鲁木齐平西梁村污水，结果表明：

在气候条件恶劣、昼夜温差变化显著、季节性差异大的干旱地区，人工湿地依然可以正常运行，系统对COD、BOD5、NH3-N、TP的平均去除率分别为78.3%、61.1%、46.4%和66.2%。

2.4稳定塘

稳定塘是一种天然的或经人工构筑的污水净化系统。

污水在塘内经较长时间的停留、存储，通过微生物（细菌、真菌、藻类、原生动物等）的代谢活动，以及相伴随的物理、化学、物理化学过程，使污水中的有机污染物、营养素和其他污染