农村污水处理方式简析

陈昱奇 张梦麟 杨曦

2021年国家发展和改革委员会颁布了《关于推进污水资源化利用的指导意见》，要求结合农村地域特点，制定差别化农村污水处理措施，推广普及生态与工程相结合的先进技术，逐步推进农村污水资源化利用模式。农村污水源自农村生活污水、农田尾水、畜禽养殖废水与工业农村废水等，其来源广泛、水质成分复杂、易生化、氮磷含量高、粗放式排放。因此，加强对农村污水处理，避免对土壤、水体与农产品造成污染，保障农民身心健康与水源安全，推动农村水资源可持续发展。

1.1 农村生活污水

农村生活污水来源与城市基本相同，包含灰水（污染较少的生活污水）和黑水（污染较重的生活污水），污水中含有氮、磷、硫和各种致病菌。随农村城镇化进程的加快，农村居民由散居逐步向集中居住过度，导致集居点的生活污染物对周围环境及水体造成严重危害。并且垃圾随意堆放与污水随处排放的陋习，使农村污水整治迫在眉睫。据测算，每年我国农村产生生活污水约为80亿吨，主要集中在我国东部地区。我国农村地区生活污水与生活垃圾处理设施相对落后，造成生活污水无法采用有效的处理方式，对周边水体环境造成影响。

1.2 农田尾水和养殖废水

1.2.1 农田尾水 农业污水主要源自化肥污染、农药污染、秸秆燃烧污染、农膜污染、养殖业污染等。农田尾水是指农田里的过剩水分，由于过量施用农药、化肥，其成分包含大量的氮、磷、钾等营养盐。我国单位面积化肥用量是世界平均水平的3.7倍，常年化肥用量超过6000万吨，肥料利用率仅有30%左右，其余70%的化肥均白白浪费。我国钾肥利用率为35%左右，氮肥利用率约为30%，磷肥利用率只有20%，远远低于发达国家约60%的化肥利用率。我国大多数地区没有对农田尾水进行处理的有效措施，过剩的化肥随降水或喷灌流入周边水体，污染物最终汇入江河湖海，严重污染了地表水与地下水，造成水体恶化。此外，大量施用化肥造成土壤中有害元素与重金属含量增加，使土壤结构遭到破坏，导致农作物营养失调。

性质稳定而且毒性强的农药，八成的农药都会残留在土壤、空气或水体中，农药有效利用率仅为20%。据研究结果显示，液体农药同害虫接触量不足4%，20%的液體农药残留在农作物，30%左右的液体农药流失于空气之中。粉剂农药的沉积率仅有10%左右，50%左右的粉剂农药会流失于土壤之中，漂浮在空中或农作物上残留的粉剂农药，随雨水或灌溉流入土层或地表水，80%左右的农药进入周围环境。而农药中包含的汞、铅、铜、锌等重金属，具有难降解、高毒性、持久性等特点，加剧周围水体的污染。过量施用农药会不仅导致水体污染，影响农产品的品质，而且增强害虫的耐药性，危害生态平衡。

1.2.2 养殖废水 规模化养殖场使农民经济收入大幅提升，但养殖废水对环境造成不良影响。禽畜的排泄物中含有多种病原体、有机物及残留药物，禽畜粪污中的有机物被微生物分解后，产生大量的有害物质，氨气等恶臭物质造成水体产生恶臭。

1.3 农村工业废水

工业企业排放的废水种类繁多、成分复杂、有毒有害物质较多，且难以分解。近年来，高污染、高耗能的企业出现从城市转向乡村的现象。乡镇企业设备陈旧、技术落后、规模较小，通常情况下，2/3的工业废水未经处理，直接排放至河流、湖泊之中，严重影响我国的水体环境。

2.1 生态处理技术

2.1.1 人工湿地技术 人工湿地在农村污水处理方面已取得一定成效。研究者运用人工湿地技术对我国南方乡镇的生活污水进行处理，证实其投入资金少、易于操作、效率高、处理效果佳，并具有良好的生态与社会效益。北方农村多以散居为主，污水排放点较为分散，多数为边沟收集污水，受降雨等因素的影响，污染物浓度与污水量存在显著的地域差异。我国北方农村受持续低温的影响，农村污水量少并被冰冻，湿地植物的种类，直接影响湿地的处理效率。研究人员采用人工湿地治理辽河盘锦段水土环境，湿地能够有效去除污水中的氮、磷、有机物、重金属与悬浮物，湿地运行效率较高。但在实际操作过程中，存在以下问题，占地面积大但负荷小、易受温度和酸碱值影响，易堵塞。

2.1.2 稳定塘技术 稳定塘技术是一种调节有机废水腐败的生物处理技术。稳定塘通过在连续流程中提供合适的环境来提高有机物的处理效率。其主要优点是容易维护，稳定，不需要贵重的设备或化学药剂，而且适用于各种规模的污水处理厂。稳定塘技术包括氧化塘，缺氧塘和厌氧塘，具体选择取决于废水特性和要求的处理目标。研究者发现，稳定塘能够大幅降低农村污水中的生化需氧量，去除率高达90%。应用三级处理塘系统，通过微生物的同化作用使氮转化成有机氮，运用吹脱法处理高浓度氨氮废水。另有研究显示，藻类在降低氨氮浓度中，起到关键作用，避光塘去除氨氮率仅有3.2%，光照塘去除氨氮率高达87.5%。

2.2 生物处理技术

2.2.1 厌氧生物处理技术

厌氧生物技术是一种利用厌氧微生物（无需氧气即可生长和生存的微生物）进行生化反应的技术。这些反应通常涉及有机物的降解和能量产生，如甲烷发酵等，厌氧生物技术已应用于废水处理领域。研究显示，硫酸盐还原菌能够有效提升脱硫废水的处理效能。厌氧生物处理技术，具备占地小、剩余污泥少、运行成本低等优势。化学需氧量、生化需氧量与悬浮物的去除率均可达70%左右。

2.2.2 好氧生物处理技术

在有氧环境中，好氧微生物将有机污染物作为其营养基质进行氧化分解，进而降低污染物的浓度，处理工艺为生物转盘、氧化沟、A/O、A2/O和生物滤池等。其技术成熟、处理效果佳，但能耗大、维护与管理程序复杂。研究者将好氧生物技术应用至垃圾填埋场，经过生物降解后，渗滤液的酸碱值在7.10～8.15，经循环回灌技术处理后，化学需氧量去除率在90%以上，生化需氧量去除率高达98%之上，表明其降解有机物的能力较强。

2.3 其他技术

2.3.1 微电解法 微电解法是一种处理高浓度农业有机废水的方法，其处理污染物范围广、反应速率高、流程简单、资金投入少、维护便捷、寿命长。研究人员将铁碳微电解技术应用于饮用水的硝酸盐去除研究中，发现能够降低硝酸盐的平均浓度。

2.3.2 膜生物技术 膜生物技术是将膜的高效分离技术与生物降解技术结合，对污水进行处理与回用的技术。有研究显示，通过膜生物反应器对农副产品加工业产生的高浓度废水进行处理，化学需氧量去除率较高，排泥少，基建费用低。

随着农业经济的高速发展，农村污水排放量不断增加。由于地域、气候差异，各地应结合地区特点，逐步探索出低投入、低运行费用、高效的农村污水处理体系，以改善并提升我国农村水体环境。