农村分散式污水处理的适宜技术

蚯蚓粪便中的微生物能促使有机N的氨化和NH4+-N的硝化作用，其内部的厌氧层和生物膜内的厌氧层会发生反硝化作用而杨健等在曲阳污水厂的中型试验表明，蚯蚓生态滤池对城镇污水的产生N2和N2O气体，降低出水的TN值。CODCr去除率达83%～88%，BOD5去除率达91%～96%，SS去除率达85%～92%，氨氮去除率达55%～65%。

由于蚯蚓生态滤池具有池容小、节能、易操作、维护管理方便等特点，适宜于我国南方农村生活污水处理，但由于蚯蚓有冬眠和夏眠的习性，会造成阶段性出水不稳定，使用时应考虑其应对措施，在滤池出水加后续强化处理工艺。

2.3人工湿地处理系统

与自然湿地相比，人工湿地主要是利用土壤、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综合生态系统。它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理以及结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。

人工湿地系统可分为表面流湿地(SFW)、潜流湿地(SS-FW)、立式流湿地(VFW)。表面流湿地和立式流湿地因环境条件差(易孳生蚊虫)，处理效果受气温影响较大以及对基建要求较高，现多不再采用。故人工湿地大部分采用潜流式湿地系统。在人工湿地系统中，可利用植物吸收和基质的吸附去除污染物。目前常用的挺水植物有:芦苇、蒲草、荸荠、莲水芹、水葱、茭白、香蒲、千屈菜、菖蒲、水麦冬、风车草、灯芯草等。李玮峰等研究表明芦苇和香蒲植物吸收TN和TP的量在湿地去除量中的比例分别为13.5%、41.2%和17.3%、24.4%。

由表1可知，不同湿地植物对N、P的吸附去除率不同，其与进水水质、湿地基质、温度等多种因素有关，对比分析后可以看出，芦苇、香蒲以及茭白对N、P的去除率均较高。人工湿地基质主要采用土壤、沙、石、煤渣、钢渣等。基质一方面为微生物的生长提供稳定的依附表面，同时也为水生植物提供了载体和营养物质。当污水流经人工湿地时，基质通过沉淀、过滤、吸附和离子交换等一些物理和化学的途径来净化除去污水中的污染物。湿地基质氧化还原能力的大小决定了系统去除N的效果。

红壤广泛分布于我国低山丘陵地区，价格低廉，易于取用，是一种较好的人工湿地基质。黄中子等研究发现，红壤是一种优良的磷素吸附材料，当温度为30℃时，红壤对P的饱和吸附量高达1.61mg/g。红壤中P的含量非常低，但是含有大量的无定型氧化铁、氧化铝及高岭石等成分，有利于P的吸附和固定。因此，当溶液中P的浓度较低时，对P的吸附去除效果较好。当红壤除磷吸附饱和时，可作为农田肥料使用。

在进水污染物浓度较低的条件下，人工湿地对COD的去除率可达80%以上，对BOD5的去除率可达80%～95%，对TN、TP的去除率均可达85%以上。国外利用人工湿地处理生活污水及各种废水，均取得很好的处理效果。人工湿地具有结构简单、投资少、易于维护和运行费用低等特点，易于在我国农村推广使用。

2.4地下渗滤系统

地下渗滤系统是一种人工强化的污水生态处理系统，污水经化粪池预处理后，去除大的悬浮物后有控制地投配到渗滤装置中，然后在重力和土壤毛细管力的作用下扩散运动，污水在此迁移过程中通过物理截留、物化吸附、化学沉淀、微生物降解、动植物作用等被净化。

地下渗滤系统的类型包括渗滤坑式地下渗滤系统、渗滤沟式地下渗滤系统、渗滤管式或渗滤腔式地下渗滤系统、尼米槽式地下渗滤系统及其他改进型地下渗滤系统。地下渗滤系统对有机物及TP均有较好的去除效果，但对TN的去除效果不佳。张建等在地下渗滤系统内掺加10%草炭，结果表明对氨氮和总氮的去除率明显提高，从未掺加草炭时的83%和69%分别提高到95%和80%。

当采用红壤+25%煤渣的地下渗滤系统处理生活污水时，其对COD的去除率达82.7%，对TP的去除率高达98.0%，对NH4+-N的去除率达70.0%，对TN的去除率达77.7%[16]。地下渗滤系统具有投资少、运行费用低、易于维护管理、不影响地面景观等特点，适合于土质渗透性能高、农户分布散、人口少、经济较落后的农村污水处理。

2.5滴滤池

生物滴滤池是生物过滤法中的一种。由于此类型的生物处理装置中生物膜一般都很厚，而溶解氧(DO)通过扩散作用通常只能进入生物膜表层的100～200μm深度，因此生物膜上就有可能同时存在好氧区和厌氧区，使整个系统具有生物脱氮的功能。

这种反应器具有水力负荷和抗冲击负荷能力强、结构简单、安装快捷、控制容易、运行成本低等优点。白永刚等采用滴滤池中式处理农村生活污水，在稳定运行状态下滴滤池对COD、NH4+-N、TN和TP去除的贡献率分别为74.5%、79.2%、33.8%、47.5%。滴滤池能有效完成对有机物的降解和硝化作用。因其操作管理方便，处理效果高，适合于土质渗透性能高、农户分布散、人口少、经济较落后的农村污水处理。

2.6小型一体化污水处理设备

小型一体化污水处理设备通过有效地整合各种水处理工艺来实现分散式污水的净化达标。目前，日本有超过20%人口仍在使用小型一体化污水处理设备———净化槽，美国则有1/4的人口和1/3新建的社区在使用这种处理设备。HEISTADA等研究的一种适用于单户家庭的紧凑污水处理系统，是由化粪池、好氧生物过滤器及上流式饱和过滤器组成。好氧生物过滤器主要用于去除有机物及实现硝化作用，上流式饱和过滤器进一步处理污水，去除微生物和P。

经过3年的运行实践表明，该系统具有稳定且较高的出水水质，对BOD5、N、P、SS的去除率分别为97%、30%、99.4%和70.8%。该系统维护简单，上流式饱和过滤器可持续5年吸附去除P，当其吸附饱和时可作为农田肥料。LIANGHW等对三阶段进水的废水处理系统研究表明，当进水的SS、COD、NH4+-N的浓度分别低于10、50和8mg/L时，其去除率分别为90%、80%和90%。

3小结

鉴于农村土地的划分较为分散，农村污水处理应改变传统的集中收集处理观念，转为采用高效、可靠的分散式污水处理系统，就地处理。以上所述的几种处理系统，均适用于我国农村的生活污水处理，同时应注重源头分离处理技术的应用，即优先采用源头控制污染物，降低污水中污染物的含量;然后因地制宜，可采用厌氧处理与上述方式相结合，或者采用蚯蚓生态滤池与人工湿地串联处理、蚯蚓生态滤池与地下渗滤系统串联处理、滴滤池与人工湿地串联处理或者人工湿地与地下渗滤系统等的组合工艺来处理，从而达到更好的出水水质，进一步改善我国农村水环境污染严重的现状。

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