豫南地区农村污水处理模式探讨*

韩　露，张鹏飞，吴俊峰，郭一飞

(1 郑州大学水利与环境学院，河南　郑州　450001；2 河南城建学院市政与环境工程学院，河南　平顶山　467036；3 兰州供水段兰州铁路局，甘肃　兰州　730000)



豫南地区农村污水处理模式探讨*

韩露1,2，张鹏飞3，吴俊峰2，郭一飞2

(1 郑州大学水利与环境学院，河南郑州450001；2 河南城建学院市政与环境工程学院，河南平顶山467036；3 兰州供水段兰州铁路局，甘肃兰州730000)

为推进新农村建设，《国家环境保护“十二五”规划》明确提出，在“十二五”的前三年中，环保部拟投入120亿元用于乡镇农村环境综合治理。探索适合经济相对落后农村地区的污水处理模式势在必行。结合南方农村地区生活污水处理技术研究现状，针对豫南地区地理环境、经济水平等因素，提出了3种适合豫南农村地区的污水处理模式，以期为豫南地区农村分散污水处理系统的建设提供借鉴和参考。

豫南地区；农村生活污水；处理技术

为推进新农村建设，《国家环境保护“十二五”规划》明确提出，在“十二五”的前三年，环保部拟投入120亿元用于乡镇农村环境综合治理。“十二五”规划实施以来，我国南方村镇污水处理取得了较大进展，尤其是江浙、广东、上海等地。对于经济发展落后的中部地区，在农村生活污水经处理方面还有待提高。据统计，我国农村每年产生的生活污水量约为80亿吨[1]，由于我国农村居住分散，与城市相比，生活污水比例大，污水量小，水量变化系数大；污水处理设施面广点多、规模小，造价高。导致污水收集、处理系统投资运行费用高、经营难等诸多难题。目前我国只有小于10%的农村污水进行了收集处理[2]。

农村分散生活污水处理是有必要的，因此在农村污水处理设备的选择上要尽量考虑经济、耐用的系统。然而目前关于农村污水处理工艺很多，但怎样结合实际情况选择合适的处理工艺，是一个研究的热点问题。

本文分析探讨了目前常用的农村分散生活污水处理工艺模式，总结了其优缺点，并结合豫南地区的气候特征、地理环境、经济水平等因素，提出适合豫南地区的农村污水处理工艺，为类似地区新农村建设过程中水环境的综合整治提供参考。

1　豫南地区农村污水排放现状

1.1豫南地区地形地貌及气候特征

豫南地区地势南高北低，是岗川相间、形态多样的阶梯地貌。西部和南部是由桐柏山、大别山构成的豫南山地，中部是丘陵岗地，位于豫南山地以北，北部是平原和洼地。豫南地区隶属淮河流域，水系发达，湖泊河流众多，年降雨量1300 mm左右，年均水资源总量90亿m3，人均水资源1230 m3，是河南省人均的3.2倍，日照充足，降雨丰沛，农村地区多小型池塘，相对湿度年均77%。

1.2豫南地区排水现状

“污水乱泼、垃圾乱倒、粪土乱堆”、“室内现代化，室外脏乱差”、“污水靠蒸发，垃圾靠风刮”是某些南方农村环境的真实写照，豫南地区农村污水主要具有以下特点：①豫南地区经济水平相对落后，农村污水主要为生活污水，主要污染物：COD、SS、氮、磷以及致病微生物[3]。其中，洗涤废水所占比例最大，氮磷含量相对较高，COD的差异随养殖家禽而改变，TN整体分布较均匀，TP随四季变化。②农村人均用水量标准不一，污水流量情况随季节变化明显，春夏多秋冬少，并且污水排放量波动大，早晚高，白天低，对处理设备抗冲击负荷要求高，在一定程度上影响了生活污水处理方法的选择、方案设计。③豫南地区地形多为山区地貌，村民居住分散，道路狭窄，地形复杂多变，路网不够完善，污水收集系统不够完善，技术及管理水平落后，给排水系统的建设带来困难。

2　我国南方类似农村生活污水处理技术研究现状

2.1农村生活污水处理技术

南方地区农村多为分散性村落。目前，南方农村地区将生活污水随意收集于化粪池发酵后灌溉农田，使得大部分的生活污水没有处理直接排入水体，通过蒸发和土地的自然净化作用来消除一部分污染，但大部分污染物会渗透到地下，污染地下水。近年来，农村生活污水的处理越来越受众多专家学者的重视，处理技术也逐渐走向成熟，并呈现出多样性的发展趋势。

近年来，针对南方农村污水的治理，相关学者研究的较多，并依据南方地形、气候、经济条件等因素提出了一些相对成熟的处理技术，相比城市污水的处理，农村污水治理方式更为多样化，具体技术总结分类见表1。

表1　南方农村生活污水主要技术分类Table 1　The technical classification of south rural sewage

2.2农村生活污水组合处理模式

(1)厌氧-好氧模式

该模式将厌氧与好氧技术组合在一起，最常见组合方式为厌氧沼气池——滴滤池工艺的组合，具有良好的反硝化和硝化能力。沼气技术是把人畜粪便以及植物秸秆等有机物质通过厌氧发酵处理，转化为可利用的沼气能源，目前在农村得到了广泛的推广。滴滤池作为一种好氧处理技术，相对生物滤池、接触氧化池来说降低了成本，减少了维护，滴滤池是在水流缓慢滴落的过程中与空气中的氧结合，完成充氧过程，无需曝气。

该模式能适应农村水质水量变化，抗冲击负荷能力强，产生污泥量少等优势，但基建费用和管理费用高。师晓春等[5]采用新型滴滤池工艺处理村镇生活污水，能显著降低COD、氨氮、总氮的浓度，去除率分别达到80.6%，81.7%，84.7%；李先宁等[6]开发了一种在冬季低温条件下来处理农村生活污水的溅水充氧滴滤池装置，以三种不同的挂膜方式分别探讨，结果表明，强制挂膜方式去除率明显高于自然挂膜和人工挂膜，COD和氨氮去除率分别为65%和60%，出水较稳定。

(2)厌氧-生态处理模式

该模式是厌氧技术和生态技术形成厌氧-生态组合工艺，是目前最适合南方农村地区的处理模式，沼气池或化粪池用于截留大部分有机物，分解为小分子有机物并形成沉渣，生态工艺用于去除氮磷。马鲁铭等[7]对上海市某区运行的农村分散式处理系统采取三种不同的人工湿地工艺进行跟踪运行测试，结果显示，三种工艺对COD去除效果明显，可以达到城镇污水处理厂排放二级标准，实现消除水体黑臭、保护农村居住环境的目的。王成[8]针对乌川湖村生活污水采用厌氧-人工湿地组合处理工艺进行探讨研究，研究结果表明，在最适条件下，系统的 COD、TP、TN和氨氮出水浓度能分别达到31 mg/L、0.9 mg/L、14.68 mg/L、13.26 mg/L，处理效果较好。

(3)厌氧-好氧-生态处理模式

该模式是将厌氧、好氧及生态技术综合的一种工艺。与厌氧-生态模式相比，该技术增加了好氧部分强化有机物的降解及硝化能力[9]。吴磊等[10]采用厌氧——跌水充氧接触氧化-人工湿地组合工艺，小试结果显示，COD、TN、TP的去除率分别达81%、83%、82%。

该模式在厌氧工艺后增加接触氧化工艺段，提高了氮磷的去除率，出水水质好，但好氧段一般采用机械曝气，成本较高，因此，在一些具有特殊地理优势的农村，可以考虑采用其他曝气形式，比如具有地形落差的丘陵地带，可以考虑采用跌水曝气。

3　豫南农村地区生活污水处理模式的选择

豫南地区水系发达，多废弃坑塘，居民居住分散，可以考虑采用生态塘工艺、人工湿地工艺以及滴滤床工艺作为深度处理工艺，为了使出水达标并减轻后续处理的负荷，一般需要预处理，预处理工艺通常采用化粪池或者厌氧水解池[9]。对于有废弃坑塘的地区，选择化粪池+稳定塘组合工艺，对于土地资源丰富的地区，考虑采用厌氧水解池+人工湿地工艺，豫南农村地区多为山区丘陵地带，如果对出水水质要求较高，也可以考虑采用厌氧+跌水充氧接触氧化+人工湿地工艺。对以上三种工艺进行技术经济评价见表2。

表2　三种豫南农村地区污水处理工艺技术经济比较Table 2　Techno-economic comparison of three sewage treatment process in southern Henan province

4　结　语

(1) 豫南农村地区居民居住分散，以小型聚集点或单独几户零散居住为主，经济力量薄弱，缺乏污水专业技术人员，难以建立完备的管网系统。

(2) 农村情况复杂，经济、人口，地势条件因村而异，工艺选择不能一概而论，应该结合基建费、运行维护等方面的情况，并根据村庄人口规模、地理环境、经济条件，出水要求等因素来选择适合的工艺处理模式。

(3) 不同处理工艺各有优劣，对于经济条件相对落后、土地资源充裕的农村地区，适于采用人工湿地、氧化塘工艺，具有一定经济条件并且地势有较大落差的农村地区适于在人工湿地工艺之前采用跌水曝气接触氧化池来提高出水水质。

[1]朱守先，庄贵阳，潘家华.低碳经济的内涵及综合评价指标体系构建[J]. 经济学动态,2011(01): 132-136.

[2]陈鹏飞，王晓峰.社会主义新农村污水处理设施的选择探讨[J]. 小城镇建设,2009(04): 56-58.

[3]Wang M, Webber M, Barnett B F J. Rural in-dustries and water pollution in China[J]. Journal of Environmental Management, 2008, 86(4): 648-659.

[4]李海明.农村生活污水分散式处理系统与实用技术研究[J]. 环境科学与技术,2009(09): 177-181.

[5]汪德生，师晓春，刘峰，等.滴滤法处理村镇生活污水研究[J]. 安徽农业科学,2010(25): 13979-13980.

[6]李孝安，李先宁.冬季溅水充氧滴滤池处理农村生活污水的启动研究[J]. 环境工程学报, 2007(08): 26-30.

[7]王红武,马鲁铭,王云龙,等.南方农村生活污水处理目标及工艺模式探讨[J]. 中国环境科学,2013(01): 118-122.

[8]王成. 厌氧—人工湿地组合工艺技术及其应用研究[D]. 长沙:湖南农业大学, 2009.

[9]王欣，龚园园，张照韩，等.我国南北农村生活污水处理模式研究[J]. 现代生物医学进展, 2012(01): 132-136.

[10]刘晋,吴磊,吕锡武,等.厌氧/跌水充氧接触氧化/人工湿地处理农村污水[J]. 中国给水排水, 2007(03): 57-59.

[11]林亲铁,潘建新,潘汉平,等. 南方农村生活污水处理工艺的技术经济评价[J]. 安徽农业科学,2013,41(05): 2186-2188.

Discussion on Rural Sewage Treatment Technology in Southern Henan Province*

HANLu1,2，ZHANGPeng-fei3，WUJun-feng2，GUOYi-fei2

(1 College of Water Conservancy & Environmental Engineering, Zhengzhou University,Henan Zhengzhou 450001; 2 School of Municipal and Environmental Engineering, Henan University of Urban Construction, Henan Pingdingshan 467036; 3 Lanzhou Water Supply Section,Lanzhou Railway Administration, Gansu Lanzhou 730000, China)

In order to promote new rural construction, National "12th Five-Year Plan" for Environmental Protection clearly puts forward that the Ministry of Environmental Protection plans to invest 12 billion RMB for environmental comprehensive control of rural township in the first three years of "12th Five-Year Plan" period. Therefore, it is imperative to explore a sewage treatment mode suitable for the country zones which are relatively backward in economy. Combing the research situation of sewage treatment technology in the similar rural region of south, three sewage treatment modes which adapted to the rural areas in southern Henan province based on its geographical environment and economic level were proposed, to provide references for the construction of rural decentralized wastewater treatment systems in southern regions.

southern Henan province; rural sewage; treatment technology

河南省科技厅重点资助项目：农村社区生态环境建设对策及应用技术研究(142102310244)。

韩露(1990-)，女，在读硕士研究生。主要研究方向：农村生活污水处理。

郭一飞。

X506

A

1001-9677(2016)08-0143-03