农村污水治理现状与治理技术研究_柏苏北.pdf

造纸装备及材料 第 52 卷 总第 214 期 2023 年 1 月 环保与综合利用147农村污水治理现状与治理技术研究柏苏北，朱 磊中交江河湖海（上海）科技有限公司，上海 201314摘要：近年来，针对我国农村污水净化工艺存在的人工成本高、效率低、施工不力等问题，我国出台了大量相关政策，以降低污水治理运营成本，改善农村水环境卫生，缓解农村居民生活水污染严重的问题。文章从农村污水治理现状出发，介绍了优化农村污水治理的策略和常用的污水治理技术，分析探讨了未来农村污水治理的发展方向，为今后农村污水治理的研究提供参考。关键词：农村污水；污水治理；净化工艺；生物过滤技术；人工湿地分类号：X799.3随着农村经济的不断发展，农村环境问题日益突出。虽然我国农村污水治理水平逐年提高，但进展依然缓慢。当前，我国农村污水治理水平还很低下，因此我国农村污水治理的市场潜力非常大1。农村污水的特点是水量比城市污水少，但污水分布高度分散，增加了污水治理的复杂性。目前，农村污水治理仍存在收集难、治理技术选择不当、管理运维难、缺乏规范标准等问题。国家关于加强农村污水治理水平的规划农业农村污染治理攻坚战行动方案（20212025 年）明确表明了农村污水治理的必要性和紧迫性2。1 农村污水治理现存的问题在我国，农村的污水主要来自厕所污水、厨房污水和农民的洗涤污水，污染物主要是有机物和一些生物降解性强的病原微生物。由于污水中氮、磷元素含量高，重金属等有害物质含量低，可作为资源利用3。关于我国农村污水治理的发展，农村污水治理过程中存在以下问题：（1）污水治理运行过程困难，污水治理管理力度不足。我国现有农村水治理系统存在治理难、管理难、农村管理人员缺乏等弊端4。（2）运营成本高，农村难以支撑。我国农村经济实力薄弱，难以维持高昂的运营成本。部分污水治理方案在制定和研究过程中，忽略了治理后期的经济效益和维护成本，最终导致完成后的污水治理厂无法持续使用等情况5。（3）农村污水系统运行不正常，没有取得预期的进展。农村的污水治理厂的建设技术质量不佳，导致污水治理不到位，造成污水分布不均，不能按实际要求进行水治理。据实际调查，由于污水治理厂建设不完善，用水不畅、漏水等现象时有发生，影响当地农村的污水治理6。2 优化农村污水治理的策略（1）采用新技术简化治理过程。农村地区需要成本维护低且易于操作的污水治理系统。技术改造和采用简单易行的治理方式是当前农村污水治理的方向。为了达到这种效果，需要优化治理过程，使技术技能水平较低的农村工人也可以轻松控制和操作治理设备7。（2）降低设备的运营成本，提高治理效率。可以通过改造减少操作中使用的能耗，从而降低系统运行成本，可以使用太阳能电池板发电来降低运营成本。（3）提高污水治理厂的建设质量和污水设备维护的保障。在建设污水治理厂时进行施工监控，防止建设过程中发生工程问题，造成污水治理厂使用年限不够。此外，污水治理设备的后期维护措施也需要优化，引进高精尖且质量有保障的污水治理设备来降低后期的维护成本8。3 常用的污水治理技术目前，我国农村的污水治理技术主要有以下分类：生态治理技术，物理化学治理技术以及前沿的生物治理技术。物理化学治理技术主要用于上游或者最下游作者简介：柏苏北，男，硕士，助理工程师，研究方向为水生态修复及污水治理。文章编号：2096-3092（2023）01-0147-03 环保与综合利用 2023 年 第 1 期 总第 214 期 造纸装备及材料148的废水治理，主要类型有物理切割法、化学絮凝沉淀法以及普通的气浮法等，通过各种方式从污水废物中去除其中较大的颗粒物质；生物治理技术指的是通过微生物的发酵或者分解代谢能力来治理污水中的污染物，其中有好氧/厌氧（A/O）生物发酵治理技术，还有通过生物过滤设备、生物技术进行的污水治理等过程；而生态治理技术的应用需要建立良好的生态系统，它包括整个土壤微生物菌群的综合系统（污染物的综合系统、地下污水治理系统以及生物生态池塘等）9。3.1 好氧/厌氧（A/O）生物治理技术好氧/厌氧工艺是目前最成熟的利用生物方式治理废水的技术之一，其主要原理是：微生物通过摄取废水中的有机物质作为碳源，分别在厌氧和好氧的条件下进行转化处理（见图 1）10。通常在微生物治理的第一阶段，微生物对废水中的污染物进行硝化和反硝化反应，从而净化废水。通常认为生物治理技术的污染物去除效率高且稳定，但是后期维护成本高，而且土地占地面积大，能耗高。排出沉降污泥回流污泥臭氧反应釜排泥泵管线式高剪切分散乳化机剩余污泥进水厌氧池脉冲罐沉淀池好氧池二沉池图 1 A/O 工艺用剩余污泥减量化工艺3.2 生物过滤技术生物滤池技术是一种有效的生物治理技术，通常填充砾石或聚酯材料作为微生物生长的载体，废水进入过滤器后，污染物会被表面的微生物层分解。该技术可有效降解污染物，特别是多级生物滤池技术，部分新型复合填料生物滤池具有较高的脱氮除磷水平。同时，该技术无二次污染，产生的污泥少，对污染物的适应性强。但由于滤料需要定期清洗，过滤速度等条件对运行效果影响较大，运行维护成本较高11。3.3 人工湿地技术人工湿地技术作为目前农村最常见的治理技术，其技术特点是主要由水生植物、微生物等多层次群落生物组成，这些多层级的生物通过协同的方式对污水进行处理（见图 2）。人工湿地治理技术最突出的优点就是其载荷能力强、维护和搭建成本低、处理效率很高，对改善当地的生态水环境具有举足轻重的作用。但是，目前该技术存在发展阻碍，即该治理系统在运行过程易发生堵塞，这会极大地降低污水治理的效率，需要定期清洗和维护。下行流池上行流池出水放空管进水湿地植物湿地填料卵石滤水层图 2 人工湿地技术此外，由于有些水生植物和微生物的生活习性不一致，有些生物容易受到湿度、温度等环境因素的影响，尤其在北方地区，该技术在冬季基本难以进行，因此目前该技术主要在南方地区应用12。3.4 土壤入渗系统土壤渗滤系统是一种将工程技术与生态学原理相结合的生态污水治理技术。土壤采用植物微生物组合的生态结构。生物降解和土壤吸附的功能可以协同去除污染物。土壤渗透系统为多层结构，可深层清洁污垢并承受强大的冲击载荷，该系统主要位于地下，不占用地表面积。该系统可以美化环境，改善周围的景观环境13。3.5 生物滤池+人工湿地该技术结合了生物过滤器和人工湿地。生物过滤器充满了各种类型的混合物。出水通过过滤池中的多级生物膜后，进入人工湿地系统进行生化降解。通过混合湿地植物和微生物来分离污染物，并不断去除填料。该工艺利用生物滤池的特性，有效分解污染物，降低人工湿地污染物浓度，防止湿地堵塞。该工艺利用膜系统的高效截留作用和膜的降解作用，有效去除氮磷14。4 农村污水治理技术发展趋势4.1 利用新型一体化治理设备一体化污水治理厂应用于污水治理领域，由于净化效率高，占地面积小，可满足农村污水治理的需要，先进的气化技术可有效减少污染（见图 3）。该技术的原理主要是利用具有强氧化能力的羟基等氧化自由基的作用，实现对污水中的污染物进行快速分解。目前，利用率高的氧化技术有：常规氧化技术、光催化氧化造纸装备及材料 第 52 卷 总第 214 期 2023 年 1 月 环保与综合利用149技术以及先进的等离子处理技术等。通常认为强氧化技术可以实现绝大部分的集成设备的需求。该技术虽然操作简单，但仍存在维护成本高、能耗高等问题，因此，需要缩短处理时间，降低系统能耗和运行成本，开发新型集成设备是一个重要的发展方向15。4.2 结合生态治理技术当前，在我国湿地、生态塘等处理技术在农村污水治理中得到了广泛的应用，但该技术的负荷能力差等问题限制该技术的普及应用。未来，污水治理的重点是将各种环境技术与生物处理技术或物理化学处理技术相结合，创造出先进的环境管理技术，这将成为这些技术发展的主要趋势。4.3 结合新一代信息技术新一代信息技术与污水治理的结合是未来环境管理发展的重要方面。通过大数据分析、远程监控等手段融合新一代信息技术，确保信息及时传递，实现废弃物的全程循环利用，提高城市污水治理的整体效率16。5 结束语我国农村地区分布广泛，基础设施薄弱，给农村污水治理厂和治理设施的管理和维护带来严重问题。目前，水资源的保护和利用对每个国家来说都是一项非常重要的环保工程，得益于农村规划的推进和环保设施的监测检测，污水治理才能有效落实。在未来，农村污水治理需要实现机械化，治理操作和管理过程需要做到简化，这样有利于维护成本的降低。目前，我国农村污水治理得到国家政策支持，发展良好，但仍旧存在许多问题。为了逐步发展和升级农村污水治理系统，有关部门应更加重视农村污水治理，可以首先通过分析农村污水特征，制定合理的污水治理方案，统筹农村污水治理需求。另一方面，根据当地污水的具体情况，因地制宜制定最适合的污水治理方案，让农村污水治理落到实处。参考文献1 高生旺,黄治平,夏训峰,等.农村生活污水治理调研及对策建议J.农业资源与环境学报,2022,39(2):276-282.2 赵兵,王玉云,杨平,等.农村生活污水治理的现状、难点及对策研究:以四川省雅安市为例J.环境与可持续发展,2021,46(6):91-97.3 叶林奕,叶红玉,刘锐.农村生活污水治理设施省级管理体系探索:以浙江省为例J.环境工程学报,2022,16(3):1039-1047.4 孙靖越,张莉红,张琦,等.西北黄土沟壑区农村生活污水治理模式探讨J.兰州交通大学学报,2021,40(2):114-120.5 陶小婷,刘妙彤.乡村振兴战略下粤西农村生活污水治理困境与应对策略J.广东水利电力职业技术学院学报,2022,20(1):31-36.6 朱静,刘颖,霍然,等.“十四五”时期河北省农村生活污水治理策略的思考J.安徽农业科学,2022,50(6):242-244,248.7 周鸿,刘韵秋,杨凯,等.我国农村生活污水治理政策法律体系发展现状与建议J.环境保护,2022,50(13):54-59.8 张春敏,罗静思,金竹静,等.我国各地农村生活污水治理技术指南编制经验对云南的启示J.环境科学导刊,2022,41(2):25-29.9 程方奎,汪晨晨,温仓祥,等.太湖流域农村生活污水产污特征及治理模式分析J.东南大学学报(自然科学版),2022,52(3):578-585.10 彭蕾,董俊友.乡村振兴背景下农村生活污水治理探析J.农村经济与科技,2022,33(23):172-175.11 孟庆义,王培京,胡明,等.基于“人工智能”驱动的农村生活污水系统治理专栏序言J.环境科学学报,2022,42(5):1-6.12 彭香玉,叶晶,幸硕,等.分散式生物-生态农村生活污水治理技术分析J.工程技术研究,2022,7(8):94-96.13 阎轶婧.乡村振兴战略下县域农村污水治理工程规划探索J.净水技术,2022,41(S1):127-132.14 李怀正,金伟,张文灿,等.我国农村生活污水综合治理研究J.中国工程科学,2022,24(5):154-160.15 刘庆玲,李敏,李燕,等.贵州省农村生活污水治理进展、现存挑战及对策建议J.环保科技,2022,28(5):1-4,44.16 冯奇,段宁,肖飞,等.武汉市江夏区农村生活污水治理专项规划初探J.中国给水排水,2022,38(24):23-28.图 3 一体化污水治理污泥回流一体化污水处理设备鼓风机回用达标排放CIO2发生器清水消毒池污泥沉淀池好氧池厌氧池调节池格栅废水