農村生活污水處理調查與對策

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摘要：農村生活污水治理是一項關系國計民生的大工程，它不僅影響飲用水安全，而且影響了農村整個生態環境。通過對農村生活污水治理的現狀調查和分析，污水治理還有很多需要完善的地方。在此背景下，重點對污水處理技術進行了研究和開發，并給出了不同治理方法的適應場合；針對污水處理資金不足、污水處理意識不強和污水治理監控困難等問題也給出了解決措施和建議，以期有效助力農村生活污水治理和農村生態環境建設。

關鍵詞：農村生活污水；PLC；MBR；人工濕地

1農村生活污水來源及特點

1.1農村生活污水來源

農村生活污水的主要來源是農村居民生活過程中產生的廢水，包括廚房洗米洗菜等清洗污水、居民洗澡洗衣等浴洗滌污水、人畜糞便污水等；除此之外農藥、化肥的不科學施用會使有機氟、有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯類農藥等有效成分對土壤和水體造成直接的污染；另外，也有部分農村地區由于工業生產而產生一些有毒有害成分，污染水和空氣，進而危害人的身體健康。

1.2農村生活污水特點

農村生活污水主要有以下幾個特點：①農村生活排放污水水質與所在區域有關，受當地居民居住環境特點、生產生活方式、經濟條件影響很大。②污水來源有多個方面，成分復雜，具有懸浮物、有機物、氮磷濃度較高等特性。和農村生產生活方式相關，大部分農村生活污水中重金屬和有毒有害物質少，有機物、氮、磷等營養物質多，還含有懸浮物和致病菌等污染成分，容易被生化處理。③農村污水排放量隨著社會的發展和經濟進步增長率越來越多。④農村生活污水處理晚于城鎮污水處理，而且處理率也較低。

2農村生活污水處理現狀

2.1污水處理技術實用性差

現在部分農村污水處理過程中存在強制技術轉移和應用的情況，沒有充分考慮當地村民居住特點及污水排放情況，污水處理技術的實用性相對較差，不僅沒有達到良好的處理效果，而且造成了大量的資源浪費，引起了農村居民的不滿。

2.2污水治理資金不足

污水處理系統需要投入大量資金才能啟動，而且中后期的管理和維護也需要資金支持，當地政府雖然能撥出專項資金來啟動污水處理項目，但是也只夠短時期用，污水處理是長線投資，污水處理系統的后期監控、升級和維護都缺乏大量資金的支撐。

2.3污水處理意識淡薄

目前農村很多村民對污水處理工作缺乏了解和重視，環保意識淡薄，而且污水處理是一項長期投資，短時期看不見效益，所以村民不夠重視，仍存在胡亂丟棄廢水的情況，污染農村環境。

2.4污水治理監管和維護困難

一方面，農村各地居住特點和經濟發展水平不同，生活污水處理措施也不同，很難統一治理；另一方面許多農村地區在污水處理方面缺乏監管和控制，污水處理設備存在問題卻無人維修。如果不能將污水治理有效監管起來，污水處理設施難以高效實現其功能，就會降低污水治理效果，影響水質控制，影響居民生活安全。

3農村生活污水處理技術研究

3.1厭氧池

厭氧池污水處理技術是在厭氧狀態下，利用糞便和秸稈進行高溫堆肥，然后自然發酵。厭氧池里的厭氧細菌把污水中的有機物分解、代謝和消化，從而降低污水中的有機物的含量，同時還能產生沼氣帶來經濟效益，是一種比較高效的污水處理方式。厭氧沼氣池[1]不僅可以減少肥料養分損失，消除病蟲害，還能使周圍環境比較衛生，進一步提高了有機肥料的質量，能更好地為農業生產提供充足的有機肥料，結構簡單，能處理不同濃度的有機廢水。缺點是處理氨氮效果不好，出水水質不好。

3.2A/O工藝

A/O工藝也就是通常所說的厭氧好氧工藝，前段是厭氧段，好氧段串聯厭氧段的后面。在厭氧段，污水中的有機物被水解酸化，大分子有機物也被降解成小分子有機物，以利于后續好氧的進一步處理；好氧段，在硝化菌的作用下，氨態氮進一步分解，提高了除氮率，另外氧化池里去除BOD、吸收磷，使有機物污染物得到進一步去除，提高出水水質。A/O工藝結構簡單、花錢較少，總氮去除在70%～80%之間，但是A/O工藝還是不能培養具有一定功能的污泥，污水中難降解的物質處理起來效率也較低，另外脫氮效率也很難達到90%。

3.3人工濕地

人工濕地污水處理技術是指在低洼地上利用土壤、植物和微生物等構建起類似自然濕地的地表水生態系統，利用水生態系統的吸附和生物降解作用對生活污水中氮磷等污染物質進行處理。人工濕地污水處理技術有地表流人工濕地、垂直流人工濕地和潛流人工濕地3種類型。地表流人工濕地和自然濕地最相似，污水在地表流動，水位較淺。地表流人工濕地投資少，占地面積較大，承受的污水負荷小，不衛生，處理效果也沒有潛流人工濕地好。潛流人工濕地的污水在濕地床的內部流動，水位較高，占地面積比地表流人工濕地小，干凈衛生，受氣候的影響小，但需要的投資比地表流人工濕地高，控制起來也相對復雜，沒有垂直流人工濕地對氮磷的去除率高。垂直流人工濕地污水流動特點兼具地表流人工濕地和潛水流人工濕地的特點，需處理的污水先在濕地表明流過，然后再從上往下或從下往上流入床底，氧氣利用大氣和植物根部送到濕地，有很強的硝化能力，適合處理含氨氮濃度高的生活污水，但是基建和控制較復雜，投資較高，不如潛水流人工濕地衛生。不同地區農村居民可以根據居住特點、經濟條件和對污水水質及衛生的要求來選擇和構建這3種人工濕地類型。總而言之，相比其他污水處理方式，人工濕地除了可以顯著提升污水的處理效率，還能在人工濕地種植植物建設成漂亮景觀，供人們娛樂游玩，也可以在人工濕地種植燈芯草等藥物來提高經濟效益；缺點是占地面積大，而且受基質堵塞、氣候和自然環境影響較大。

3.4MBR工藝

MBR工藝又稱膜生物反應器（MembraneBio-Reactor），是一種綜合了活性污泥法與膜分離技術的新型污水處理技術，該工藝利用膜將泥水分離，使反應器內微生物得到最大限度增長，提高了泥水分離效率和生化反應速率，同時因其出水水質良好可直接作為中水回用，在中國已被廣泛地應用[2]。該工藝負荷高，停留時間短，處理效率高，占地面積小，不受場地限制，出水水質高，但是膜價格較高、能耗高，而且容易被污染，需要自動控制程度高。

3.5組合技術

如果單一技術不能滿足污水處理要求，也可以將單個農村生活污水處理技術組合起來使用，從而提高污水出水水質質量。3.5.1A/O-人工濕地技術A/O-人工濕地污水處理技術是將厭氧池、好氧池和人工濕地相結合的組合污水處理技術，生活污水經過A/O濾池處理后，再將污水送往人工濕地再處理和供植物吸收，在提高出水質量的同時，也實現了污水資源的再利用[3]。3.5.2MBR-人工濕地技術MBR-人工濕地生活污水處理技術是將經過膜生物反應器處理過的污水引向人工濕地，進一步去除氮和磷，提高出水質量，減小流向河流污水負荷，還可以帶來一定的經濟效益。經監測，出水水質達到GB18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的一級A標準[4]。3.5.3A/O-MBR技術A/O-MBR污水處理技術是生活污水經過A/O濾池強化預處理后，再將污水流向MBR膜生物反應器池，該組合工藝能避免單獨使用MBR技術或者A/O技術脫氮效果不好的缺陷，還能通過預處理來延長MBR膜組件的使用壽命[2]。3.5.4MBR設備+PLC監控技術MBR設備是集合了A/O濾池和MBR工藝的一體化設備，該工藝出水水質好、效率高、占地面積小，但是MBR膜依賴自動控制程度高?；谶@種情況，可以對MBR一體化污水處理設備外加PLC集中監控控制，根據傳遞到PLC的參數信息進行自動控制，一旦設備發生故障可以及時上傳到上位機進行報警處理，上位機安裝西門子公司的組態軟件WINCC作為監控軟件，可與西門子PLC聯合實現對生產過程的控制和監控，提高自動化程度。而且當污水斷流時，PLC可以控制風機能自動間隙運行，在保證節能的基礎上，為生物的生長提供適合的氧分，從而來降低MBR設備的能耗。通過對電氣控制系統各方面綜合考慮，選用可編程控制器S7-200SMARTPLC的SR60CPU作為主控制器，SR60是標準型CPU，集有36個數字量輸入點和24個數字量輸出點，沒有模擬量輸入點，再外加EMAE04模擬量輸入擴展模塊來接收液位、流量等信號。觸摸屏可選擇SMART700[5]。污水處理監控系統方案如圖1所示。

4農村生活污水處理對策

4.1因地制宜選擇污水處理技術，優化污水治理模式

農村在選擇污水處理技術和方案時要因地制宜，不能一刀切。需要根據當地居民的污水處理水質需要，以及經濟條件和地形面積等情況制定相應的污水處理方案。在經濟條件較差、污水處理要求不高的場合可使用厭氧池技術，結構簡單且省錢，該技術尤其適合在北方寒冷地區實施；在經濟條件一般，對處理水質有一定要求，但要求不高的生活污水處理場合可使用A/O工藝；MBR工業污水處理可用在經濟條件較好、有難降解的有機污水、對出水水質要求較高的農村生活污水處理場合中，居住集中或分散都適合；人工濕地可用在村莊土地富裕面積較大，有一定的河塘、溝渠、洼地的農村污水處理場合中。為了彌補單一農村生活污水處理技術的不足，在對出水水質要求較高村莊，可考慮采用生活污水組合處理工藝。A/O-人工濕地技術通過A/O強化預處理后進行人工濕地二級處理，出水質量高，適合經濟條件一般、居住相對比較集中而且土地面積較豐富，尤其適合地勢有落差和氮磷去除要求較高的村鎮；MBR-人工濕地技術適合經濟條件較好、出水質量要求較高、土地面積相對比較富裕的村鎮；A/O-MBR技術適合經濟條件好、占地面積小、工藝流程短和脫氮要求高的村鎮；在居住相對集中的村落，為了提高出水水質質量，方便污水處理設備的自動控制和維護，污水處理設備可引入PLC和WINCC進行實時監控和控制，方便污水管理人員觀察和控制，同時也利于設備的后期維護。

4.2拓寬資金投入渠道

農村生活污水處理是一項關系國計民生的長期投資項目，單靠政府撥款的專項資金很難維持污水治理的中后期運行和管理。為了取得農村生活污水治理的長期有效效益，一方面要積極爭取上級政府污水處理的專項補助資金，讓生活污水處理的專項撥款能夠發放到更多的農村地區，尤其對經濟條件相對不好的農村地區更要加大污水處理資金支持力度，以減輕村民經濟壓力；另一方面各級財政部門也要盡心盡力從其他多個渠道籌措農村生活污水治理資金，利用自身的杠桿作用去吸引社會資金投入農村生活污水治理，可以通過貼息、保險等方式來積極鼓勵并吸引當地企業、其他團體和社會群體的資金投入，還可以通過減免稅收來鼓勵企業參與當地污水處理項目，通過宣傳表揚來激勵團體和個人來捐贈污水處理資金。進一步完善金融對農村生活污水治理的支持政策，開辟“污水治理綠色通道”，給污水治理生態項目特許經營權，對村民的少量收取污水和垃圾治理費權。綜上所述，從多渠道籌集的污水治理資金要建立專款專用監管制度，嚴禁挪用，確保有一定的經濟基礎來完成污水治理這一項復雜的民生工程，造福子孫后代。

4.3積極宣傳教育，提高村民污水處理意識

長期以來，由于農村居民生活在大自然環境中，已經習慣了自然排放和自然凈化，即使水質受到一定程度污染也意識不到，沒有引起足夠重視。但是，隨著社會和經濟的快速發展，污水排放量日益增多，對生態環境的危害越來越大，同時也容易引起許多傳染病。由于農村居民的環保意識淡薄，對污水處理工作缺乏了解和重視，不愿參與污水治理，也不會維護污水治理成果，將會嚴重影響污水治理的長期健康發展，所以非常有必要加強對村民環保知識的教育，讓村民清楚污水的危害以及污水處理的意義，清楚地知道個人在污水處理中的責任和義務，讓污水處理深得人心，成為農村生活中的一部分。對村民開展宣傳和教育活動，可以通過開會、廣播、電視、手機微信等多種方式來進行，還可以在中小學課堂開展生態環境保護教育活動，從孩子抓起，爭取形成人人都對污水治理上心，人人都愛護生態環境的良好風氣。并且要注重培養污水治理和管理維護的技術人才，維護污水治理效果。

4.4強化監管，建立污水處理機制

農村生活污水治理是一項長期的運營項目，必須建立長效的管理機制，才能使污水治理取得良好的效果，從而造福村民。一定要明確責任，明確污水處理設備具體負責人，設施誰管理，出了故障誰維修，上級部門誰監管，責任明確了才能更好地維護污水處理設施和效果。在污水治理長期運行處理時，一方面可以利用組合污水處理監控技術進行自動控制和預警，另一方面政府要培養和建立專門的污水治理管理隊伍，對污水處理設備進行檢查和維護。并且，市生態環境部門應定期進行污水治理抽查，將污水治理的情況納入網格化監管，省級生態環境部門應將農村生活污水的治理效果納入生態環境保護督查范圍，從下到上層層把關、梯度管理，防止將污水處理設備廢棄不用，或者設備壞而不修，也防止將處理后的污水不達標排放，確保污水治理得到長期有效的健康發展。

5結束語

隨著社會的發展，農村生活污水排放量越來越多，生活污水的隨意排放會影響居民的飲用水安全，進而影響農村生態環境。通過對農村生活污水治理現狀的調查和分析，污水治理還存在很多不足和困難，文中提出了一系列相應的治理對策。對污水治理的多種方法進行了研究和開發，總結了優缺點和適用場合，在污水治理時因地制宜，根據經濟、出水水質要求和地形面積來選擇最合適方案。要取得農村生活污水的長效治理效果，還要多渠道融資，加大對村民污水治理意識的宣傳和教育，并且要對污水治理情況進行各級監管才能真正落實污水治理的各項任務，真正造福于人民。

參考文獻：

［1］何立紅.農村生活污水處理實用技術應用及研究進展［J］.中國資源綜合利用，2021，39（1）：103.

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［3］陶昱明，孫蕓，徐佳瑩，等.農村分散生活污水的AO濾池與人工濕地組合處理工藝及資源化再利用［J］.凈水技術，2021，40（3）：99-105.

［4］蔣嵐嵐，劉晉，錢朝陽，等.MBR/人工濕地工藝處理農村生活污水［J］.中國給水排水，2010，26（4）：31.

［5］蔣曉雁，薛雄雄.基于PLC和組態軟件的氯堿廠污水處理監測系統設計［J］.榆林學院學報，2020，30（6）：8.

作者：王秀 劉芳 周景雷 單位：菏澤學院機電工程學院