我国农村生活污水处理技术发展历程与现状

随着点源污染得到逐步治理，农业面源污染对水体污染的贡献凸显。农业面源污染是当前农村地表水污染的主要贡献者，影响着水环境质量和生态安全。近二十多年来，我国在农业面源污染的控制与治理方面开展了大量工作。本刊特邀中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所李红娜研究员，基于《中国农业面源污染控制与治理技术发展报告（蓝皮书）》一书，从农业面源水环境问题、技术需求及发展现状方面提炼系列推文，供从事相关研究的人员学习、参考。

一、概述

在农村生活污水处理技术方面，国外关注点主要集中在根据处理目的的不同采用组合式结构、任意拼装等方向；国内关注的是生态技术（湿地、氧化塘）“组合技术（生物+生态）等方向，低成本的农用灌溉和污水杂用是资源化方面的研究热点。

1、技术发展历程

在收集技术方面，技术稳定性、经济性这两个功效是研发关注点，收集处理一体化技术除上述两个方向外，提高技术的高效集约与资源化是其研发的热点方向，另外，如何提升负压收集技术的自动化程度也受到关注。

在处理技术方面，国外关注点主要集中在“根据处理目的的不同采用组合式结构、任意拼装”“湿地配水系统创新”“曝气系统、气提装置优化、降低臭气”等方向，且近20年来持续有相关研究。国内关于该领域最早的研究方向是“生物法（接触氧化法、活性污泥、生物转盘）”，但该方向在2008年以后研究量骤减，随后出现的是“生态技术（湿地、氧化塘）”“组合技术（生物+生态）”“A/O接触氧化”等，“生态技术（人工快渗）”和“组合技术（生物+生态）”是近5年才大量出现的研究方向。

在资源化技术方面，未来农村生活污水资源化技术的布局重点是低成本的农用灌溉和污水杂用技术。此外，沼气技术也是研究的重要方向，其中，如何提高沼气纯度和产气量是其重点研发方向之一。

2、技术发展现状

2.1 收集技术发展现状分析

农村生活污水收集技术以重力管道收集为主。管材主要采用PE、UPVC等轻便、安装方便、施工简单的管材。近年来，农村生活污水收集方面有一些新技术得到应用。负压（真空）收集技术是利用管道内负压产生的高速气流输送污水的技术。该技术根据生活污水性质的不同，将黑水（粪尿污水及其冲洗水）和灰水（杂排水）分质收集、分质处理与资源回收。

2.2 污水处理技术发展现状分析

初期的农村生活污水治理技术主要有生物处理和生态处理两种技术类型。近些年，生物膜工艺和生物+生态组合处理工艺被广泛采用。近20年的国内农村生活污水处理技术专利中，生物处理技术、组合技术、生态处理技术是专利数量占比较多的技术方向，约占全部专利的80%。

生物处理技术以日本净化槽为代表，是一种污水处理厂工艺小型集约化的应用技术，安装方便、运行成本高、管理要求复杂。我国的地埋式一体化污水处理装置发展初期大多采用厌氧接触氧化池、厌氧生物滤池等无动力或微动力方式。20世纪90年代研发的初沉池+厌氧污泥床接触池+厌氧生物滤池出水经接触氧化沟自然处理后排放，设计出水满足GB 8979二级标准。因其无动力、易维护的特点于1995年、1996年被建设部及国家环保总局列为重点环保实用技术、最佳环保实用技术。部分企业在借鉴日本净化槽经验基础上，结合农村实际需求，积极开发适合中国国情的一体化污水处理装置。2010年之后，通过创新性地将物联网技术应用于农村污水处理和管理中，除定期的维护管理外，可实现农村生活污水处理设施无人值守运行，实现农村污水处理低成本、低维护、高效管理的目的。

生态处理技术主要包括生态滤池、人工湿地、稳定塘、土地渗滤系统等技术。生态处理技术主要在土地资源丰富、环境容量大的地区应用，缺点是占地面积较大，处理效果受季节影响。表面流人工湿地、垂直潜流人工湿地与水平潜流人工湿地、氧化塘等在有空闲土地、对氮磷去除有一定要求的农村地区被采用。在我国早期推广中由于技术水平落后、未形成成熟的运维模式、管理不到位等原因，农村生活污水处理人工湿地技术暴露出出水水质不达标、易堵塞、寿命短等问题。进入21世纪后，人工湿地在我国进入快速发展期，截至2015年，我国有公开文献报道的人工湿地工程超过700个。近些年，在强化预处理、基质优选、配水方式优化等方面进行了改进，人工湿地处理工艺在农村得到了广泛的应用，成为污水处理系统较为稳定的主力技术。

2.3 污水资源化技术发展现状分析

农村生活污水含有大量农业种植所必需的氮、磷资源。农村生活污水资源化利用主要包括尾水灌溉、粪污回田、沼气生产等。农村生活污水回用于灌溉处理成本低、维护管理方便，是今后应大力发展的方向。目前，尾水灌溉技术主要包括预处理+氧化塘、预处理+人工湿地等技术，沼气技术主要包括沼气池技术、UASB技术等。由于农村生活污水污染物浓度较低，利用沼气技术实现生活污水资源化利用时通常需要黑灰水分质收集或与畜禽粪便、农村生活垃圾等混合使用。近10年，污泥资源化、磷回收等方面也开始了研究，但数量与传统资源化技术相比相对较少，尚未形成规模。随着农村厕所革命的推进和农村居民生活水平的提高，农村生活粪污和污水的治理需求显著提高。2019年，各省份相继颁布了农村生活污水的地方排放标准，农村生活污水污染控制要求进一步细化，技术发展也呈现多元化的发展趋势。