2019年1月印發(fā)的《中共中央國務(wù)院關(guān)于堅持農業(yè)農村優(yōu)先發(fā)展做好“三農”工作的若干意見(jiàn)》將農村生活污水治理作為實(shí)施鄉村振興戰略、改善農村人居環(huán)境的重要任務(wù)。截止到2020年年底，建制鎮污水處理率達到70%，而村鎮污水處理能力僅為214.77萬(wàn)m3/d，污水處理率僅有18.75%。村鎮污水處理相對滯后，大量污水未經(jīng)處理直接排入附近水域，嚴重影響水體環(huán)境。農村居住人口較少且地理位置較為分散，難以通過(guò)集中模式進(jìn)行污水處理，因為集中式污水處理強烈依賴(lài)于排水管網(wǎng)收集系統，投資大、運行成本高，并不完全適用于農村污水處理。分散式污水治理通過(guò)小型污水處理設備或設施可對小范圍內污水進(jìn)行就近處理，高度適用于污染源分散的鄉鎮農村。

無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷探索與試驗，已經(jīng)高度適用于農村污水的處理?？舍槍ν耆稚⒌?/span>1―2戶(hù)設置，也可針對相對集中的幾十到幾百戶(hù)設置。系統建成后可連續運行10年以上，實(shí)現“無(wú)設備、無(wú)動(dòng)力、無(wú)能耗、無(wú)藥劑、無(wú)耗材、無(wú)維護”的節能生態(tài)綠色處理，尾水可直接排放或者資源化利用。本文介紹了農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)及其工程應用情況，以期為農村生活污水處理提供技術(shù)參考。

1、農村生活污水的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題

1.1 農村生活污水的特點(diǎn)

農村生活污水主要由餐廚污水、糞尿和潔具沖洗用水、沐浴洗滌用水組成，水質(zhì)主要有以下特點(diǎn)：

（1）分布面廣且較為分散，大部分村落無(wú)排污管網(wǎng)，無(wú)法集中收集。

（2）污水濃度高，水質(zhì)波動(dòng)大，氮、磷含量高，不含重金屬元素，五日生化需氧量/重鉻酸鹽指數（BOD5/CODCr）的比值（0.39―0.92）比城鎮污水高，可生化性強。

（3）排水量變化系數大，一天中早晚比其他時(shí)間段排放量大，水量排放不連續。

（4）大部分無(wú)污水集中排放管網(wǎng)，多采取就地排放或者明溝排放。

（5）處理率低，大部分地區缺乏污水處理裝置，多數地區還在使用傳統的旱廁，有水沖廁所的地區大多是三格化糞池設施，其污水中所含污染物濃度依然很高。

1.2 農村污水處理面臨的問(wèn)題

雖然我國城鄉一體化建設逐步加快，但農村污水處理仍存在較多的問(wèn)題，我國農村生活污水處理剛剛起步，還沒(méi)有形成系統化、規范化、標準化，處理過(guò)程中主要面臨以下幾種問(wèn)題：

（1）缺少適宜不同區域特點(diǎn)的實(shí)用技術(shù)。我國農村地區存在著(zhù)明顯的區域差異性特征，導致常規技術(shù)在不同地域運用時(shí)會(huì )出現大量問(wèn)題。

（2）污水處理標準、規范尚未建立。目前，農村污水處理直接套用城鎮的污水處理標準體系，因為除了少數地區規定了農村污水的處理標準外，大部分地區沒(méi)有統一的農村污水處理標準。農村污水氮、磷含量高，水體富營(yíng)養化嚴重，單位處理噸水技術(shù)成本高，完全參考城市污水處理的標準不是非常合理。

（3）缺乏長(cháng)效的運行管理機制。對于建成的污水處理設備，運行維護資金短缺、無(wú)保障，缺乏專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行運行及維護管理，設備故障時(shí)得不到及時(shí)維護，長(cháng)期處于廢棄狀態(tài)，工程管理水平普遍較低。

（4）居民環(huán)保意識薄弱。農村居民環(huán)境保護意識薄弱，大多數不愿承擔污水處理設備費用，村鎮政府對污水處理可支配資金較少，導致農村污水處理政策推進(jìn)困難。

2、農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)

2.1 農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)工藝

針對農村生活污水污染負荷高、排水量變化系數大的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)，利用人工基質(zhì)、定向選擇和培育的功能微生物及凈水植物，通過(guò)填料吸附過(guò)濾、微生物轉化與降解、植物吸收轉化，實(shí)現生活污水的深度處理和資源化利用。

經(jīng)過(guò)統一收集的農村生活污水通過(guò)管道輸送至調節池，在調節池內通過(guò)重力自然沉降去除泥沙和大顆粒污染物。調節池內污水與厭氧反應池內微生物充分混合，通過(guò)微生物代謝降解去除有機污染物。前端處理后的污水通過(guò)重力流入生態(tài)凈化床，結合基質(zhì)吸附、植物根系物質(zhì)交換與光合作用，對污水進(jìn)行進(jìn)一步的凈化和蒸發(fā)。出水水質(zhì)可達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》（GB18918―2002）中的一級A標準。

對于單戶(hù)處理：采用一體化集成裝備，只需將管路與每戶(hù)常用的排水口對接進(jìn)入裝備入口即可。裝備入口設過(guò)濾網(wǎng)以攔截大顆粒污染物。微生物、基質(zhì)、植物集成在一個(gè)裝置系統中，利用基質(zhì)―微生物―植物的復合生態(tài)系統，經(jīng)物理、化學(xué)和生物的聯(lián)合作用達到高效凈化污水的目的。實(shí)際運行中只需定期清洗、更換濾網(wǎng)即可。

對于集中處理：需要利用（鋪設）污水管道將污水集中排入無(wú)動(dòng)力污水處理系統，利用系統中的基質(zhì)、微生物、特定植物對污水進(jìn)行凈化處理。在系統建設初期完成微生物接種、馴化，特定植物培育、移栽，后續根據運行情況補充少量微生物、植物，以保證系統處理效果。

2.2 農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)優(yōu)勢

（1）適用廣。

可針對完全分散的1―2戶(hù)設置，也可針對相對集中的幾十到幾百戶(hù)設置，系統可穩定運行10年以上。

（2）生態(tài)集成化。

農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)在無(wú)動(dòng)力情況下，將厭氧、好氧、多介質(zhì)滲濾和人工濕地生態(tài)處理技術(shù)優(yōu)化集成，優(yōu)勢互補，多介質(zhì)生態(tài)協(xié)同處理，實(shí)現“無(wú)設備、無(wú)動(dòng)力、無(wú)能耗、無(wú)藥劑、無(wú)耗材、無(wú)維護”的節能生態(tài)綠色處理，尾水可直接排放或者資源化利用。

（3）資源化。

裝備結構可采用3D打印技術(shù)，使用城市、鋼廠(chǎng)、電廠(chǎng)、煤化工固體廢棄物作為原料，實(shí)現廢棄物再生利用，達到“以廢治廢”的目的。

（4）節能高效。

使用無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化處理系統每年可節約能耗100%，污水中CODCr和BOD5減少95%，總氮（TN）和總磷（TP）分別減少95%、90%，處理1t生活污水，可減少二氧化碳（CO2）排放6.7kg。該處理系統占地面積為傳統生態(tài)系統占地面積的1/3。

2.3 農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)原理

農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)利用人工基質(zhì)、定向選擇和培育的功能微生物及馴化的凈水植物，通過(guò)填料吸附過(guò)濾、微生物轉化與降解、植物吸收轉化實(shí)現生活污水的深度處理和資源化利用。

（1）CODCr、BOD5降解：農村生活污水中CODCr、BOD5的降解主要靠微生物的代謝活動(dòng)，在厭氧池中，微生物形成微生物群落結構，污水中的有機污染物在厭氧細菌和兼性菌的處理下分解為小分子有機物、甲烷（CH4）、CO2和水（H2O）。隨后污水進(jìn)入復合生態(tài)凈化床，填料的吸附、微生物的降解及植物的吸收作用使污水中的CODCr、BOD5得以去除。厭氧降解和復合生態(tài)凈化床的多級循環(huán)降解完成了有機物的深度脫除。

（2）懸浮物（SS）的脫除：農村生活污水所含SS較少。小顆粒有機物靠微生物的降解作用去除，而無(wú)機物主要依靠物理攔截、沉降和過(guò)濾作用去除。

（3）氮的去除：農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)的脫氮原理主要是微生物氨化、硝化和反硝化作用，植物吸收氮的比例約為10%。

氨氮（NH3-N）的脫除：農村生活污中水NH3-N的脫除主要采用生物法。在好氧條件下，污水中的有機氮被分解成NH3-N，NH3-N在亞硝化菌、硝化菌作用下經(jīng)過(guò)硝化作用被氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽。其反應方程式如下：

TN的脫除：NH3-N經(jīng)過(guò)硝化作用轉化為硝酸鹽和亞硝酸鹽，TN的含量保持不變，TN去除主要在反硝化菌的作用下，將硝酸鹽和亞硝酸鹽中的氮還原成氮氣（N2），完成脫氮過(guò)程。

TN去除的反應方程式如下：

（4）TP的脫除：農村生活污水中TP的去除過(guò)程主要由植物和基質(zhì)來(lái)完成，少量磷酸鹽被植物吸收合成自身所需要的營(yíng)養成分，基質(zhì)以離子交換形式的化學(xué)吸附以及填料表面沉積過(guò)程實(shí)現對可溶性磷酸鹽的去除，有機磷與難溶性無(wú)機磷需要在微生物、植物與基質(zhì)的協(xié)同作用下去除。

3、農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)的工程應用

安徽桐城無(wú)動(dòng)力農村生活污水處理項目于2021年建成并運行，處理化糞池出口污水及生活污水約10t/d。項目采用四級循環(huán)生活污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化系統，利用水位差形成無(wú)動(dòng)力水流條件，增加水流途徑，在復合生態(tài)凈化床內部與植物根系、微生物、基質(zhì)充分接觸，實(shí)現污染物的深度凈化處理，出水可達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》（GB18918―2002）中的一級A標準。農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化系統凈化效果見(jiàn)下表。

4、結語(yǔ)

（1）針對農村生活污水的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化技術(shù)，系統可針對完全分散的1―2戶(hù)設置，也可針對相對集中的幾十到幾百戶(hù)設置。該項目不僅實(shí)現了建筑廢棄物再利用，達到“以廢治廢”的目的，而且占地面積小、適用范圍廣，整個(gè)處理過(guò)程無(wú)設備、無(wú)動(dòng)力、無(wú)能耗、無(wú)藥劑、無(wú)耗材、無(wú)維護。

（2）農村污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化處理系統每年節約能耗100%，污水中CODCr減少95%，TN和TP分別減少95%、90%，處理1t生活污水，可減少CO2排放6.7kg，該系統占地面積為傳統生態(tài)系統占地面積的1/3。

（3）在安徽桐城農村生活污水處理項目中，采用四級循環(huán)生活污水無(wú)動(dòng)力復合生態(tài)凈化系統，出水可達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》（GB18918―2002）中的一級A標準。（來(lái)源：上海國惠環(huán)境技術(shù)有限公司）