苏州分散性农村生活污水处理工艺技术现状及适用技术优化

第一篇：苏州分散性农村生活污水处理工艺技术现状及适用技术优化

苏州分散性农村生活污水处理工艺技术现状及适用技术优化

徐乐中1,2，陆爽君1，陈重军1，王建芳1,2，梁奇奇1，吴鹏1，沈耀良1, 2*

(1．苏州科技学院 环境科学与工程学院，江苏 苏州 215009；

2．江苏省环境科学与工程重点实验室，江苏 苏州 215009)

摘要：分散性农村生活污水的处理业已成为我国解决水环境问题的重点和难点。通过对苏州市分散性农村生活污水排放及处理技术的调研分析，充分结合目前主要的适用于分散性生活污水处理工艺技术的分析，并针对苏州各地域的自然和社会状况，对苏州分散性农村生活污水常用处理工艺的技术特征、投资费用、运行稳定性及适用性进行了系统分析比较，提出了适于不同区域环境条件的分散性农村生活污水处理工艺。

关键词：苏州市；分散性农村生活污水；处理工艺；技术分析

中图分类号：X703；X

52Analysis and optimization of Decentralized Rural Domestic Sewage Treatment

Technologies in Suzhou

XU Le-zhong1,2，LU Shuang-jun1，CHEN Chong-jun1，WANG Jian-fang1,2，LIANG Qi-qi1，WU Peng1，SHEN Yao-liang1,2*

(1School of Environmental Science and Engineering，Suzhou University of Science and Technology，Suzhou 215009，China；Jiangsu Provincial Key Lab of Environmental Science and Engineering，Suzhou 215009，China)

Abstract：The decentralized rural domestic sewage is becoming the key and difficult points in the rural domestic sewage treatment.In this paper, the technical characteristics, engineering investment costs, operating stability and applicability of the typical decentralized treatment techniques were systematically analyzed and compared according to the research and analysis of decentralized rural sewage discharge sources and treatment technologies in Suzhou, and the applicable analysis of the typical treatment technologies to decentralized rural domestic sewage.Meanwhile, the decentralized rural sewage treatment technologies applicable to different sewage discharge sources in the plain are proposed according to the differences in the natural and social conditions of those sources.Keywords： Suzhou；Decentralized rural domestic sewage；Treatment process;Technical analysis

农村生活污水的典型特征是排放分散、水量波动大，难以经济有效地将其纳入城市污水处理系统 [1-2]。近年来，随着国家对新农村建设及农村环境治理工作和生态文明建设工作的日趋重视[3]，苏州正在开展大规模的农村生活污水治理和处理设施建设，有效减少了分散性农村生活污水对水体、尤其是太湖和阳澄湖等敏感水体的污染。为此，本文结合苏州市环保科技项目的任务要求，首先开展了苏州农村生活污水处理工艺技术现状的基础调研，对目前采用的分散性农村生活污水处理工艺的技术特征、投资费用、运行稳定性及适用性进行了系统地分析比较，提出了适于不同区域环境条件的分散性农村生活污水处理工艺。苏州农村生活污水治理现状及趋势

基金项目：江苏省高校自然科学研究重大项目（12KJA610002）；2013年度苏州市环保科技项目（201309）

作者简介：徐乐中（1962-），男，副教授，从事水污染控制工程方面研究

*通讯作者：沈耀良（1961-），男，教授，博士，从事水污染控制工程方面研究，E-mail：***@163.com，苏州于2008年开始全面推进农村生活污水的治理工作，至2012年底，以规划保留村庄和受益农户数计算，全市农村生活污水处理率达到60%，其中太湖一级保护区达80%，为区域水环境的改善发挥了重要作用。但据2011年有关资料显示，目前能正常运行的处理设施尚不足80%。以全市实有自然村庄和农业户籍人口计算，农村生活污水有效治理率尚不足30%。根据相关规划要求，“十二五”期间，苏州农村生活污水处理率要达到70%，其中太湖一级保护区、阳澄湖水源水质准保护区范围内则要达到85%。因而，苏州分散性农村生活污水治理的任务还十分艰巨。同时，苏州近年主要治理对象为治理条件相对较好的村落、社区等，或接管或建设独立处理设施，现已基本建设到位，具备集中处理生活污水条件的区域越来越少，所剩的大多为分散性农村生活污水，这部分污水以其在总排量中占有的较大比例及分散性，成为今后苏州农村生活污水治理工作的重点和难点。苏州分散性农村生活污水处理工艺技术分析

2.1 苏州分散性农村生活污水常用处理工艺

目前，苏州分散性农村生活污水常用的处理工艺主要由生化处理技术和生态处理技术组成。好氧生化处理系统运行成本较高，管理频繁，难以适应农村地区实际情况，无动力处理设施处理效果较差，而生态处理系统存在着冬季低温处理效果变差等缺陷。为了充分保证处理效果，并尽可能降低运行成本并易于维护管理，生化-生态处理工艺已成为分散性农村生活污水处理的主流工艺。据统计，目前苏州市所应用的分散性农村生活污水处理工艺有近30种，其中常用工艺有人工生态湿地、毛细管渗滤沟、塔式蚯蚓生态滤池、地埋式微动力氧化沟以及以SBR、MBR等为主体的一体化生化处理反应器等，常用工艺处理量占农村生活污水处理总量的80%以上[4-6]。分散性农村生活污水处理设施在建设时，应考虑当地的收纳水体实际环境条件和可资利用的土地情况，选择具有抗冲击负荷能力强，低耗，运行稳定，维护管理简便等特点的工艺。

2.2 常用农村生活污水处理工艺技术分析

2.2.1 人工生态湿地工艺

人工生态湿地技术综合过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物降解等多种过程的协调作用 [7-8]。其在苏州的应用主要有两种工艺形式。

一是分散式人工湿地。多采用潜流运行方式，多以麦冬和美人蕉为湿地植物，日处理水量在1m3/d以下，适合单门独户使用。该处理设施占地面积小，床体仅需2~3m2，可充分利用农户住房周边的地形特点，在宅前屋后进行建设，建造成本低，无需日常维护，仅需要5年左右时间更换一次填料，基本无运行成本，但处理能力有限。张家港多个村庄应用了该项工艺。

二是潜流式复合人工生态湿地。该工艺中，生活污水首先经化粪池后由管道收集入初沉池进行沉淀、厌氧消化，出水进入一定数量并联运行的垂直流人工湿地，最后进入生态塘深度净化处理。该工艺系统采用间歇及喷流的布水方式，可充分利用自然复氧，减少堵塞、强化有机物的氧化和硝化作用，初沉污泥经污泥干化芦苇床自然干化稳定后，可用于床体土壤的改善[9]。该工艺日处理能力在20~200m3/d之间，在阳澄湖莲花岛、常熟蒋巷村、张家港双山岛渡口村都有应用。该工艺可实现PLC控制，运行维护简便，可稳定运行15年以上[9]，但需2~3个生长周期才能达到完全稳定运行，且TN的去除效果不理想。此外，其湿地植物的种类少，且基本属于水生草本，造成湿地植物配置单一，景观效果差[10]。此外，其除磷主要依靠填料的吸附沉淀作用，因而需要频繁更换填料[11]。为此，优先和应用去污景观价值兼备的人工湿地植物及高效除磷填料将是改进此类工艺的研究重点，也是影响该工艺推广应用的重要因素。

2.2.2 毛细管土壤渗滤沟工艺

毛细管土壤渗滤工艺是土壤-微生物-植物复合系统，其主要通过植物、土壤、填料及其表面生长的微生物、小型动物等一系列复杂的物理、化学、生物协同作用实现对污染物的去除。该工艺具有与景观绿地相结合，实现污水处理和美观环境的双重效果，且具有较强的抗冲击负荷能力，易于稳定运行[12-13]，适用于地处偏僻、几户或十几户人家的小水量处理，其与人工湿地组合运行时，则可使其处理规模提高至200m3/d。

太仓市协心农庄中3户人家的生活污水采用毛细管渗滤系统进行处理的运行表明，该工艺对COD、TN、TP均有很好的去除效果，并能有效去除污水中的大肠杆菌。但该工艺的NH4+-N的去除稳定性较差，去除率在61.9%~93.1%之间，难以达到相关排放要求。而位于太湖一级保护区的常州雅浦村，采用该工艺与人工湿地组合系统处理后，出水中主要污染物指标均稳定达到相关标准。此外，采用毛细管渗滤沟，通常存在滤料层易板结和下漏、渗滤速度慢以及单位面积日处理量少等问题。为此，该技术应在改善系统通透性、滤料优选、布水方式优化、人为引入适宜环节动物[14]、节肢动物等多方面加强研究，提升系统脱氮除磷效能，以期在扩大处理规模的同时，保证较高的处理效果。

2.2.3 塔式蚯蚓生态滤池工艺

塔式蚯蚓生态滤池技术利用蚯蚓、植物、填料、微生物的协同作用，以模块化结构、梯度塔层、多级单元串联的形式处理污水[15-16]。该工艺适宜处理规模为10～150m3/d，可集中处理规模在20～300户的农村集居点生活污水。太仓市浮桥镇牌楼村生活污水处理工艺采用该技术，工艺前置三格式化粪池进行厌氧预处理，后置潜流式人工湿地以强化处理效果，结果表明该示范工程的两个示范点TN去除率均达80％以上，TP、COD、NH4+-N去除率均在85％以上，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中规定的一级A标准*。

塔式蚯蚓生态滤池工艺可根据具体地形调节其工艺构造型式，具有占地较小、运行灵活、基建及运行管理费用低，除污能力强，维护简便等特点。采用串联叠层布置可增加滤池光照面积，强化滤池植物根部吸附转化及泌氧作用[17]。引入蚯蚓不仅可改善土壤的颗粒结构，提高土壤、滤料的通气透水性能以及处理负荷，并有效解决土壤堵塞、板结和环境卫生问题，同时蚯蚓能与微生物形成良好的共生作用，延长了滤池内的微生物代谢链，提高了滤池对TN、TP和COD等污染物的去除效率[18]。但蚯蚓对湿度要求高，不能长期存活在滞水环境中，因此对水力负荷控制的要求较高[19]；此外，蚯蚓不耐低温，冬季可能出现大规模死亡，而影响处理效果。

2.2.4 地埋式微动力氧化沟工艺

地埋式微动力氧化沟是一种依靠自然供氧的地埋式污水处理工艺。生活污水经厌氧段水解、消化，降低有机物浓度，有机氮得到充分氨化后，利用射流泵打入好氧滤池并最后后进入氧化沟进行深度处理，氧化沟由沿沟道分布的拔风管自然供氧[20]。该工艺主体构筑物全部位于地下，适用于用地紧张的集居点，处理规模一般为50~200m3/d，运行费用较低，主要为泵所需电费。但维护不便，且因仅靠自然供氧而影响反应效率。该工艺在璜泾镇新明村的运行结果显示，其对COD和TP的去除率均在70%以上，出水中的COD、SS和TP可达GB 18918-2002一级B标准，但NH4+-N去除率受充氧效果影响较大。

注*：江苏省农林厅于2009年颁布的太湖流域乡村生活污水生态净化处理专项规划暨实施方案。

2.2.5 一体化生化处理反应器工艺

在苏州应用的一体化生化处理反应器工艺主要有A/O、A/O+接触氧化、A2/O + MBR、BAF、SBR一体机等。其中一体化SBR处理工艺具有集成化、自动化程度高、占地少等优点[21]，适用于用地紧张的居民集居点或零散农户。但该工艺投资和运行费用高、普适性差等问题。

2.3 常用处理工艺技术参数与经济性比较性分析

表1所列为所选择的典型的6种分散性农村生活污水处理工艺运行特征和工程经济估算情况 [20,22,23]。

由表1可知，该6种工艺各具优势。其中潜流式复合人工湿地及后置人工湿地深度处理的工艺其运行效果和稳定性要优于其他工艺，适用于处理规模较大，排放要求高，需要一定景观效应的村落；地埋式微动力氧化沟及塔式蚯蚓生态滤池具有一定的基建投资优势，但前者处理效果有限，而后者存在冬季处理效果降低的局限，适用于对排放水质要求不高的村庄；分散式人工湿地床及毛细管渗滤沟工艺则具有明显的运行维护成本优势，但仅适用于处理规模较小的场合，且处理效果并不十分理想，适用于排放要求不高的单门独户或几户、十几户农户的污水处理。很明显，在一定的处理规模及效果时，生态处理比生化处理相比，前者维护管理简便，但占地面积较大。

表1 苏州典型分散性农村生活污水处理工艺技术特点分析

工艺技术

分散式人工湿

地床

毛细管渗滤沟 投资 处理规模占地自动化（不含管网）/ 维护管理 3-1/（m∙d）面积 程度-3（元∙m）≤1 ≤10 小 中等 2800~3700 3600~4800

2700~3300 低 低 低 简便 简便 简便 运行成本/（元∙m-3）无 0.08～0.12 0.2~0.3 出水水质(GB 18918-2002)一级B 一级B/一级A 一级A

（冬季一级B）

一级A

一级B

一级B 塔式蚯蚓生态10~150 中等 滤池+人工湿地 潜流式复合人工生态湿地 地埋式微动力氧化沟 一体化生化处

理反应器 20~200 大 4500~5500 2400~300010000~39000 一般 一般 高 简便 较复杂 较复杂 0.25～0.3 0.2～0.3 0.35~0.75 50~200 中等 1~250 小

3苏州分散性农村生活污水处理工艺的优选

分散性农村生活污水处理工艺的选择，应充分考虑社会、自然环境和经济发展水平等因素，因地制宜，以发挥处理工艺最大的优势。根据苏州市不同地区农村的自然条件，分析其适用性农村生活污水处理工艺，将为分散性农村生活污水的高效稳定处理提供技术支撑。根据地理位置，苏州农村地区可初步分为北部沿江区，南部低洼圩区和西部丘陵区等三个地区。

苏州北部沿江地带居民集居点规模一般较小，一般少于100户，且沿农田呈线状排布，可考虑集中收集沿程农户污水或以居民小组为单位分区收集后，使用塔式蚯蚓生态滤池-人工湿地组合工艺或并联毛细管渗滤沟组-人工湿地组合工艺进行处理。由于该地区对出水水质仅需满足GB 18918-2002一级B标准，因此在用地紧张的情况下，可单独设置。此外，该地区土壤母质颗粒较粗大，天然通透性较好，对于该地零星的几户或十几户农户排放的生活污水，宜运用毛细管渗滤沟处理工艺，而对于个别规模较大的集居点建议选用地埋式微动

力氧化沟工艺。

苏州湖荡周围及南部低洼圩区，地势平坦，土壤母质颗粒较为细小，村落一般呈块状分布，户数在50~300户不等，且该地区大多位于太湖一级保护区内，对出水要求高，采用潜流式复合人工生态湿地工艺可在此充分发挥其优势。富含铝盐的细小土壤颗粒有利于人工湿地系统通过吸附、沉淀、离子交换、络合反应等物理化学过程除磷，也能为微生物提供更多的附着场所，有利于微生物与污染物的充分接触，减少填料的使用量，适宜的气候与肥沃的土质也有利于系统快速成熟。而对于零星的几户或十几户人家，为保证出水达标，宜采用净化槽或膜生物反应器。

苏州西部丘陵地带居民集居点大多依山而建，因其用地较紧张，宜采用地埋式工艺，如地埋式SBR、A/O+接触氧化等一系列地埋式一体化反应器，地埋式微动力氧化沟，地埋式小型A2/O等工艺。具体工艺应根据出水要求而定。而对于位于山体山坡的零散农户，或因山地土层较浅，无法使用土地处理技术时，建议与旅游景区、高速公路服务区一样优先考虑选择一体化生化处理反应器。

在实际应用中，可根据上述分析，对苏州不同自然环境、人口规模、土地的使用与规划、农户分布格局、所处区位及排放要求下工艺选择的分析，因地制宜，尽量减少管道的铺设，并遵循经济适用及资源利用原则，根据分散性污水排放源的具体境况选择适宜的处理工艺。同时，环太湖地区位于亚热带季风气候区内，气候温和湿润，四季分明，雨水丰沛且地表大部分为新生代第四纪的松散沉积层堆积，土层深厚，土质肥沃，适于运用生态处理技术，而以土地处理技术和人工湿地技术为代表的生态处理技术以其处理效果好、低耗、稳定、抗冲击负荷能力强、运转维护管理简便，并可美化环境、与自然景观融为一体的特点，应将其优先考虑应用于地区分散性农村生活污水的处理中，实现生活污水的资源化，并辅以一定的物理、生物措施保证出水水质。结语

苏州分散性农村生活污水的治理是环太湖地区农村生活污水治理工作的缩影，其分散性农村生活污水的六种代表性处理工艺各具特点，其中潜流式复合人工湿地及后置人工湿地深度处理的工艺具有运行效果和运行稳定性的特性，地埋式微动力氧化沟及塔式蚯蚓生态滤池具投资省的优势，分散式人工湿地床及毛细管渗滤沟工艺具有易于维护的优势。因此，为发挥这些工艺的最大优势，工艺选择时应充分考虑应用地的自然、经济、社会条件，做到因地制宜。

根据苏州环太湖地区地理环境和农村生活污水分散性的特点，应优先考虑以土地处理技术和人工湿地技术为代表的生态处理技术。其中，规模较大时，应优先采用潜流式复合人工生态湿地工艺；而对呈线性分布规模较小的分散性生活污水，则应优先采用塔式蚯蚓生态滤池-人工湿地组合工艺或并联毛细管渗滤沟组-人工湿地组合工艺进行处理；对于依山而建的集居点，应采用地埋式工艺。此外，优化生态处理工艺的脱氮除磷效能，提高工艺稳定性是经济有效处理农村分散性生活污水的研究重点。因而，诸如人工湿地填料的优化选择和改性以强化脱氮和除磷效能，是促进分散性农村生活污水生态处理技术应用的关键之一。

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第二篇：对农村生活污水处理现状及建议的探究

对农村生活污水处理现状及建议的探究

来源：建筑建材装饰

摘要：现代社会不断发展，城市的建设逐渐深入，在建设的过程中及城市正常运转时会产生各种类型的污水，污水处理厂发挥着重要作用，但是由于各种因素的影响，在分析我国农村生活污水现状的基础上，简要概括介绍了我国农村生活污水现有收集方法和处理技术方法，分析目前我国农村生活污水处理存在法律制度、认知意识、资金投入和日常管理等方面的问题，并提出一些建议以供参考。

关键词：农村；生活污水；处理；现状；建议

前言

对于污水的治理是一项系统的工程，包含的内容较为丰富，在实践中的治理活动中需要管理人员全盘把握各项因素，包括污水处理厂的性质、规模、特点、环境条件等，综合把握，并兼顾经济效益，合理选择适当的处理方式，控制治理成本，提高除臭效率，达到良好的治理效果，保护环境并提高周边居民的生活质量。

1我农村生活污水排放现状及收集方法

我国农村生活污水的特点。经过调查，农村生活污水的主要组成部分是洗浴、厨房以及冲厕等，其污水组分、数量以及污染物浓度与农民的经济水平、生活环境、用水量等因素有关。通常而言，农村生活污水水质相对简单、水量排放不规则、有机物含量较高，但生化处理效果较好、重金属等有毒有害物质含量较低。

2我国农村生活污水处理技术现状

2.1当前国内农村生活污水处理技术分类

和城市相比，因为农村的社会组织结构、生活水平、经济水平与生活习性等方面的不同，水质、水量、处理设施选择及建设规模等均有较大差别，应在处理工艺、工程建设投资和运行管理模式等方面因地制宜。当前，较为成熟的农村生活污水处理技术主要有：地下好氧处理池技术、地下厌氧处理池及人工湿地技术、生物稳定塘技术、地埋式污水处理系统以及无动力、分散式厌氧沼气生活污水净化处理系统等。

地下好氧处理池技术是将经化粪池预处理的粪便污水，与其他预处理过的污水一起经位于地下的好氧处理池多单元协作处理达标排放。

地下厌氧处理池及人工湿地技术是有机污染物先经地下厌氧处理、再经人工湿地进一步降解，最终达标排放的处理技术。

无动力、分散式厌氧沼气生活污水净化处理系统是指利用生物处理技术如兼性生物过滤或大气消化等净化生活污水，使其达标排放。

地埋式污水处理系统是指好氧、厌氧生化设施均位于地下，同时地面种植景观植物用于吸收异味的处理技术。

生物稳定塘技术是通过种植水体植物，利用植物上附着的微生物及植物本身降解有机污染物、吸收N、P等污染物，以净化水质的处理技术。

2.2农村生活污水处理技术的比较

以上几种生物处理工艺，由于造价低、运行维护费用低、处理效果较好等特点，比较适合农村地区生活污水处理的实际需要，具体比较见下表。当然，由于各种工艺均有其局限性，在工艺选择上要综合考虑运用地区的污水排放特点、财政能力、技术水平、发展规划等因素。

3我国农村生活污水处理面临的一些问题及建议

3.1法律制度问题

当前，虽然某些地方政府颁布了针对农村生活污水处理的相关政策、指南等文件，如《上海市农村生活污水处理技术指南》等，起到了相应的促进作用，但由于法律体系中缺少针对农村环境保护的系统法律法规，即便偶有涉及，也仅限于原则性规定，并未将农业生产和环境保护、资源利用、可持续发展等有机统一，农村环境基础设施建设等方面更是缺乏法律法规的支持。因此，在法律制度方面，亟待建立如《农村环境保护条例》等系统性法律法规，以法律的强制力和执行力强力推动农村环境保护，特别是污水处理设施的建设和发展。

3.2认知和意识问题

农村污水处理系统在建设过程中大多会陷入投入高、收入少的尴尬境地，对其建设情况的考核，在政府政绩考核中的比例也微乎其微。因此，部分乡镇和村干部重视程度可能不够，农村污水的处理系统配置速度相对缓慢，系统后续管理、运行、维护尚不健全。大部分村民的环境保护意识也较为薄弱，存在对取得好的治理效果信心不足，持怀疑态度的情况。

综上所述，必须加强宣传，提高认知。一方面调动建设部门、行政主管部门的积极性和主动性，健全管理机构和队伍，建立治理长效机制；另一方面提高普通村民对生活污水处理重要性的认识。建议在基层环保部门中按需增设农村环境保护管理办公室，统一负责各乡镇农村生活污水处理等各项环保工作，制订并完善工作机制、明确考核目标要求、加大环保考核比重，确保工作推进效果。此外，应大力做好农户宣传工作，积极探索自主管理模式，在完成全员管护体系建设后，通过减免处理费用等奖励措施，吸引受益群众自觉加入污水处理的建设中来，提高节约用水、积极处理的环保意识。

3.3资金投入和日常管理问题

根据相关调查，农村生活污水处理设施的建设、维护费用较高，如按100 户（约350人）需要100m3计算，一个700人的村庄就需投入约25万元，而这其中还不包含成本更高的收集管网建设及入户改造等费用。上述费用，政府下拨资金只能解决一部分，当地乡镇或村庄集体经济必须共同承担。一般来说，除个别经济基础较好外，多数乡镇、村庄无力负担，农户更不愿投入。此外，如系统后续运行、维修等费用在预算时未考虑，则必然导致后期资金落实困难。

就这种情况，建议进一步明确政府投资主体，将建设费用列入财政预算，加大公共资金的投入，同时鼓励并支持集体经济、个人、企业、社会团体等以投资、捐助、投工投劳等多种形式参与建设。在设施日常维护、管理方面，建议派专人负责治理设施的日常保养和后排水水质监测工作，加强人员专业技术培训，逐步健全农村生活污水治理管理。

4结语

我国农村人口众多，农村生活污水处理任重而道远，政府、群众及社会都应充分认识到农村生活污水处理的重要性和紧迫性，因地制宜地选择处理工艺，加大资金人员投入，建立长效管理制度，尽快使农村生活污水处理体系建立完善起来，让广大农民群众真正受益。