农村生活污水综合处理技术研究进展

    首先，概述并比较了人工湿地、土壤渗透、稳定塘和农村污水综合处理工艺技术在农村污水处理中的适用性。其次，介绍了典型的综合污水处理工艺（即缺氧/氧化（A/O）工艺、膜生物反应器（MBR）工艺、生物接触氧化工艺、序批式活性污泥（SBR）工艺）的工艺流程、技术特点和经济指标。介绍了不同国家农村污水综合处理工艺的工程应用效果。第三，介绍了实用有效的农村污水综合处理工艺评价方法。

      展望部分考虑到发达国家和发展中国家目前农村污水综合处理工艺的运行和维护管理模式，结合发展中国家的国情，为进一步优化和改进发展中国家农村污水综合治理工艺提供了发展建议。

一、 研究方法

1.农村污水常用处理技术

       一般来说，土壤渗透、稳定池等生态处理技术存在占地面积大、冬季作业困难、基质堵塞、处理效率低的问题。相比之下，综合处理技术具有较强的抗水力和污染能力，出水水质稳定，处理效果良好。它既可以应用于分散的农村，也可以应用于集中的农村，将成为农村污水处理的主流发展方向。

2.农村污水综合处理工艺

（1）A/O工艺

此工艺是厌氧和好氧设备依次串联的处理工艺。A是缺氧/厌氧池，主要处理污水中的氮和磷，O是好氧池，主要去除污水中的有机物。

 

图1 A/O工艺流程（a）和示意图（b）

（2）MBR工艺

MBR的工作原理是将特殊材料制成的膜组件固定在MBR反应室中，然后污水经过厌氧处理后流入反应室。MBR的分子膜具有良好的过滤功能。

 

图2 MBR工艺流程图（a）和示意图（b）

（3）生物接触氧化过程

生物接触氧化技术的工作原理是在反应室内填充大量载体，使微生物附着在载体上形成生物膜，通过生物降解的方式净化生活污水。

 

图3 生物接触氧化技术流程图（a）和示意图（b）

3.不同国家农村污水综合处理项目的应用

（1）日本——净化池的综合处理：

       净化池是日本广泛用于综合处理农村污水的系统。截至2011年，日本已经建造了860多万个净化罐。该池包括厌氧过滤器、接触氧化池、沉淀池和消毒池。每个内部处理单元的承载体积根据净化罐的用户群体而变化。

       净化池主要用于用户人口少于5人时，以家庭为单位的污水处理。当用户人口在6至10人之间时，它主要用于家庭污水处理。净化池的用户数量在11至50人之间，主要用于集群社区的污水处理。向厌氧过滤器和接触氧化槽中添加填料；因此，可以在填料上充分富集微生物，提高污水处理效率。净化池处理系统具有体积小、成本低、操作简单、处理后污水水质稳定、适合农村分散处理的优点。

 

（2）英国——生物接触氧化综合处理：

       活性污泥-生物接触氧化综合处理在英国农村污水处理项目中得到广泛应用。处理系统包括初沉池、滤床（空气喷射或旋转喷灌）和二沉池。每种类型的设备都包括模块化和高度集成的单元，只有在施工期间现场组装后才能使用。该污水处理系统的特点是操作管理方便，出水水质稳定。设备中的活性污泥单元扩展了生物过滤功能。它还配备了一个旋转的生物接触池，以提高污水处理能力。

       在英国，根据人口集中程度采用不同类型的综合污水处理工艺。活性污泥法和扩展生物过滤法在运行过程中不产生污泥，但能耗高。旋转生物接触器能耗低，但除污效率相对较低。

 

（3）新西兰——就地综合处理系统

      新西兰主要采用农村污水就地综合处理系统。截至2010年，中国已建成并应用了约27万个本地处理系统。

      该处理系统是基于生态处理和厌氧好氧综合处理的污水综合处理系统。化粪池污水处理一般被视为厌氧好氧一体化处理，可作为局部处理系统的预处理。在设计中，化粪池必须不漏水，处理的污水量和污水中的固体总量应基于化粪池的大小。大小是影响治疗效果的关键因素。渗水沟的设计应根据现场污染物负荷和水力负荷合理布置。

 

4.农村污水综合处理技术评价方法

       随着各种综合农村污水处理技术的发展，在不同的农村地区选择适合当地条件的污水处理工艺至关重要。然而，对农村污水综合处理工艺的适应性分析表明，该工艺是一个由环境、社会、经济等因素组成的复杂整体。必须采用系统的评价方法，从多方面科学评价农村综合治理技术。这种方法可以有效地确定处理技术的效率、经济性、适用性和社会影响。根据评估结果，还可以提出预防或减少不利影响的对策和措施。此外，可以做出科学合理的决定，在农村地区推广类似的技术。

       根据文献综述，农村污水综合处理技术评价方法主要包括单因素评价、多因素加权评价、专家评分、模糊综合评价、贝叶斯模型评价、灰色关联评价、神经网络评价和技术综合评价。

5.集成处理系统的运维管理模式

     一些发达国家，如美国和日本，已经就农村污水处理问题立法规定了生活污水的排放。美国农村污水处理起步较早，通过立法加强政府和公民对生活污水处理的参与。美国颁布了《清洁水法》、《安全饮用水法》、《水质法》、分散处理系统手册和分散处理系统管理指南。

       该管理指南规定了以污染控制技术为基础的排放限值与水质标准相结合的管理方法，改变了以水质标准为基础的管理方式，并规定联邦政府支持污水处理项目的建设。日本农村生活污水处理技术相对成熟，针对农村地区制定了不同的污水处理法律制度。

二、  结论

      农村污水处理已成为发展中国家农村建设的重点。发展中国家农村工业经济的不断更新和升级，使农村地区和居住形式多样化。污水处理需要较高的水力负荷和污染负荷能力。传统的生态处理已不能满足污水处理的要求；因此，应考虑污水综合处理。

      本研究总结了污水综合处理典型工艺模块的技术流程、性能效果和工程适用性。研究结果表明，污水综合处理工艺对氮磷去除和有机物降解具有较高的去除效果和抗冲击性。此外，这种处理工艺可以克服传统技术存在的占地面积大、基质堵塞等问题。选择合适的评价方法有利于准确识别污水综合处理技术的应用效果。针对污水一体化处理存在的问题，提出将工艺模块的优化组装、节能降耗、智能化管理方法的创新、标准法规的制定作为未来一体化提升的重点。

       这篇综述有助于全面了解当前农村污水综合处理技术的发展、评价方法和运行模式。也将有助于明确未来发展中国家农村污水综合处理技术的优化和发展方向。