1、引言

我國農村生活污水主要來源于沖廁污水、廚房廢水、日常洗滌用水以及畜禽養殖廢水等，水質成分較為復雜，其污染物包括ＣＯＤ、氮、磷等營養物質及致病微生物等，尤其是營養物質氮磷是農村生活污水中的主要污染物，是水體富營養化的根源。因此，探索研究適合農村生活污水處理的脫氮除磷技術，提高農村生活污水的氮磷去除效果，對于減少氮磷排放、解決水體富營養化問題、改善地表水環境十分必要。

2、農村生活污水常用處理技術

目前農村生活污水治理工程中常用的技術主要包括生物、生態和物化處理3類，以及任意2種工藝結合的復合處理技術。生物處理技術包含好氧和厭氧生物技術，其中，好氧生物技術可分為活性污泥法（包括ＳＢＲ，Ａ/Ｏ，Ａ２/Ｏ等）和生物膜法（包括生物轉盤、生物流化床、生物濾池、ＭＢＲ等）兩大類；厭氧生物技術主要包括化糞池、厭氧沼氣池、水解酸化池、厭氧生物濾池等。生態處理技術主要包括人工濕地、穩定塘、人工浮床、土地滲濾法等。復合處理技術主要包括ＭＢＲ－人工濕地、Ａ/Ｏ－人工濕地、Ａ２/Ｏ－人工濕地、生物濾池＋人工濕地、穩定塘＋人工濕地等多種組合形式。

3、農村生活污水處理技術應用現狀及研究進展

3.1 Ａ２/Ｏ工藝

Ａ２/Ｏ生物脫氮除磷工藝較為成熟，可同時去除有機物、脫氮和除磷，在農村生活污水處理領域應用較多。陳江杰等對長三角平原地區５個鎮３９個農村生活污水處理的Ａ２/Ｏ設施的處理效果進行了調研，發現因為處理設施的進水水量水質波動較大，ＣＯＤ濃度和ＣＯＤ/ＴＮ值過低，運維工作不到位，進水量、曝氣量和污泥回流比等運行參數控制不當，該工藝的脫氮除磷效果不理想。

Ａ２/Ｏ工藝要達到良好的脫氮除磷效果，需對進水量、溶解氧、回流比等因素進行精確控制，而在實際應用中，由于農村生活污水水質水量多變，又缺乏專業技術人員對處理系統進行運維調試，致使Ａ２/Ｏ工藝運行不穩定，對氮磷的去除效果較差。因此，需要對Ａ２/Ｏ設施的設計方案和運行模式進行優化，提高系統的抗沖擊負荷能力，同時可以考慮在系統末端增加生態處理工藝，以適應農村生活污水水質水量多變的特點，強化有機物、氮、磷的去除效果。王田天等設計了一種改良Ａ２/Ｏ一體化設備用于處理分散型村落的生活污水，該裝置在傳統的污泥和混合液回流基礎上通過增加缺氧－厭氧回流，加強反硝化聚磷菌的富集，延長反硝化細菌在厭氧池的作用時間，在好氧－缺氧的回流比為２００％、污泥回流比為７５％、缺氧－厭氧的回流比為１５０％、好氧池末端ＤＯ濃度為１．５~２．０ｍｇ/Ｌ、厭氧池∶好氧池∶缺氧池體積比為１∶２．４∶４．６的條件下，設備的ＴＮ，ＴＰ去除效果最好，為農村生活污水處理中Ａ２/Ｏ工藝的設計和運行提供了參考。榮懿等對Ａ２/Ｏ工藝處理農村生活污水進行了研究，通過改進運行方式，在進水斷流時段補給污水處理系統自身產出的尾水與污泥發酵液混合液，緩解了進水水量波動和斷流帶來的沖擊負荷，提高了系統的脫氮除磷效果。

3.2 ＭＢＲ工藝

ＭＢＲ工藝將膜分離技術和生物處理技術相結合，反應器內微生物量大、容積負荷高、污泥齡長、氨氮去除效果好，與Ａ２/Ｏ等工藝組合，可以進一步提高處理效率，實現同步脫氮除磷，但投資運行成本高、后期維護較多，常用于經濟條件較好、環境敏感、對出水水質要求較高的村莊。

目前倒置Ａ２/Ｏ-ＭＢＲ、兼氧ＭＢＲ一體化設備、Ａ２/Ｏ－ＭＢＲ工藝等在農村生活污水處理領域得到推廣應用，其處理效果好、出水水質穩定，但也存在氮磷去除率低、膜污染、膜結垢、能耗高等問題。謝晴等將“超聲在線清洗”技術運用于Ａ２/Ｏ－ＭＢＲ系統中，通過對ＭＢＲ膜改性提高膜通量，采用超聲在線清洗減少反沖洗頻率、降低能耗，系統運行穩定，日常運行維護費約０．７元/ｍ３。凌琪等在處理農村生活污水的Ａ２/Ｏ－動態膜生物反應器中投加改性粉煤灰，延緩了膜污染，同時提高了ＣＯＤ，ＴＰ，ＴＮ等污染物的去除效率。ＭＢＲ工藝對污染物的去除效率高、出水水質好，加強對膜材料、清洗方式的研究，解決膜污染和膜使用壽命短的問題，降低膜反應器的能耗和投資運行成本，普及ＭＢＲ工藝在農村污水治理方面的工程應用，對實現農村生活污水的有效治理具有重要的意義。

3.3 人工濕地

人工濕地主要利用基質、植物、微生物的協同作用去除污染物，投資運行成本低，后期運營維護簡單，種植的水生植物還具有美化環境的作用，適用于地域廣闊的農村地區。人工濕地適用于低濃度的污水處理，在實際應用中多與其他工藝組合使用，目前厭氧＋人工濕地、ＭＢＲ＋人工濕地、氧化塘＋人工濕地、Ａ２/Ｏ＋人工濕地等組合工藝在農村生活污水處理中都有應用。

蘭書煥等設計的生物接觸氧化＋水生蔬菜型濕地污水處理系統，在實現污水治理的同時收獲了經濟作物，取得了顯著的環境和經濟效益。程方奎等采用厭氧濾池－缺氧濾池－水車驅動生物轉盤－蔬菜人工濕地工藝處理生活污水，實現污水的原位資源化利用。在農村生活污水治理過程中，結合農村當地環境，實現污水資源化利用，創造良好的環境和經濟效益，也是一個值得關注的問題。

人工濕地中的關鍵因素是填料，填料不僅可以附著微生物，還可以吸附、截留污染物，因此人工濕地的填料選擇至關重要。篩選適合的填料提高脫氮除磷效率、緩解濕地堵塞問題，是人工濕地研究的重要方向之一。張修穩等比較了火山石、礫石、碎石、碎磚、生物陶粒、無煙煤、高爐渣、沙、活性炭和沸石這１０種人工濕地填料對磷的吸附特性，發現生物陶粒和無煙煤的除磷能力較強。盧少勇等測定了火山巖等２９種天然和非天然人工濕地填料對ＮＨ３－Ｎ的吸附－解吸特性，篩選出了火山巖、生物炭、瓷砂陶粒、沸石４種適合作為人工濕地中吸附ＮＨ３－Ｎ的填料。趙仲婧等采用鐵碳微電解填料和沸石作為人工濕地的填料，發現鐵碳填料的微電解反應能顯著提高濕地系統的氨氮、總氮去除效率，尤其是對氨氮和硝態氮的去除效果更好。翟宇昆等在兩段式人工濕地的后端分別投加鐵碳填料和硫鐵礦填料，比較了2種填料對污染物去除效果的影響，發現鐵碳微電解填料可明顯提高對污水中氮磷污染物的處理效果，而硫鐵礦填料僅對總磷的去除稍有改善。

3.4 人工浮床

人工浮床（生態浮島）以漂浮材料為載體，將具有凈水、觀賞及經濟價值的水生植物種植在水面上，利用植物強大的根系吸收、吸附和截留作用，削減水體中的氮、磷、ＣＯＤ等污染物質，并以收獲植物體的形式將其移出水體，從而達到凈化水質的效果，常用于富營養化水體的修復。人工浮床造價低、維護簡單，且具有良好的景觀效果。凌霄等將生態浮床技術用于南方農村生活污水的處理，使污水首先進入地埋厭氧生物濾池進行預處理，再進入生態浮床系統，通過厭氧濾池的水解酸化、生化和過濾等作用，以及生態浮床的脫氮、除磷等凈化作用，實現了污水達標排放，且運維費用低、管理方便。張增勝等研究了生物凈化槽/強化生態浮床組合工藝處理農村污水的效果，發現生物凈化槽可以對有機物進行生物降解，強化生態浮床則可進一步去除氮磷，出水水質好。

傳統生態浮島技術的凈化作用以植物為主，系統的凈化能力有限。陳月芳等將傳統植物浮床、鐵碳微電解填料和常規生物填料耦合用于處理農村污水分散處理的一級出水，在傳統植物浮床內填充鐵碳填料，在浮床下方懸掛帶式填料以增加系統內微生物的數量和種類，通過物化反應和微生物降解作用共同強化人工浮床的凈化效果，該工藝在冬夏季節對ＣＯＤ、ＴＰ、氨氮和總氮的去除率均達到７０％以上，對污染物的降解效果以及降解速率優于傳統植物浮床和微生物填料強化浮床，且對浮床植物有明顯的促進生長作用。

3.5 穩定塘

穩定塘是利用天然凈化能力處理污水的設施，可利用廢棄的溝渠、水塘建設，具有投資運行成本低、能耗少、管理簡單等優點，但也存在負荷低、處理效果差、受天氣影響明顯等問題。章銳芬采用厭氧生物－高效碳纖維生物塘系統處理農村生活污水，生物塘內布設生態浮床，浮床下部懸掛高效生態碳纖維氧化塘填料，通過強化植物吸附和微生物降解作用提高生物塘的凈水能力，脫氮除磷效果較好。張巍等將吸附技術與穩定塘相結合，采用多級氧化塘組合工藝處理農村污水，前置強化塘，利用黏土礦的吸附、沉淀作用強化去除氮磷，人工后置調節塘，利用秸稈、爐渣等低濃度氮磷吸附材料進一步去除氮磷，工藝運行穩定，出水水質好。

3.6 物化技術

污水處理的物化技術主要有化學沉淀法、吸附法、電化學技術等。

化學沉淀法在生活污水處理中常用于總磷的去除。化學沉淀除磷技術運行穩定可靠，去除率可達到８０％～９０％，但需要連續投加藥劑，配置的儲藥、溶藥、加藥設備增加了投資費用，而且操作復雜、運維費用高，不適用于農村分散式小型污水處理裝置。王磊等以鉀明礬和羥丙基甲基纖維素醚混合制成緩釋除磷藥片，用于分散式農村生活污水處理成套裝置的二級生物處理出水的化學除磷，使用中只需定期投加緩釋藥劑到除磷裝置內，操作簡單，管理方便，不額外增加設備投資，適合在小型農村生活污水處理設施中推廣應用。

吸附法用于脫氮除磷工藝簡單、能耗低、吸附速度快，在廢水除磷和回收領域具有廣闊的應用前景。馬會強等利用凹凸棒石－鋼渣復合濾料對生活污水進行吸附處理，取得了較好的脫氮除磷效果。唐舒雯等對ＭＢＲ工藝處理農村生活污水進行了研究，通過優化運行參數、末端增加粉煤灰多孔填料吸附除磷池強化系統的脫氮除磷效果，出水氮磷穩定達到城鎮污水廠污染物一級Ａ排放標準。

王皓等將電化學技術與人工濕地相結合，通過電催化氧化還原法脫除氮素，利用陽極材料在電解時產生的金屬陽離子，生成高活性的多形態聚鐵或聚鋁絮凝劑，將水中磷酸鹽去除，強化人工濕地的氮磷去除效果。

4、結語

常用的農村污水處理技術各有其優點和局限性，在選擇污水處理工藝時，應充分考慮各地區的地理環境、人口規模、經濟情況等因素。在農村生活污水治理技術研究中，應優先考慮污水的資源化利用，探索提高生態處理技術處理效率的方法，優化生物處理技術的設計運行方式、提高系統的抗沖擊負荷、減少運行維護成本，加強物化處理技術在農村污水處理領域的應用研究，不斷探索出適合農村實情的經濟、高效的污水處理技術。