农村生活污水

2020-03-03 17:01:35 来源：范文大全收藏下载本文

文献综述

1.前言

水是宝贵的自然资源，是人类赖以生存的必要条件。当今世界面临着人口、资源与环境三大问题，其中水资源是各种资源中不可替代的一种重要资源。人类生存离不开阳光、空气和水。“水”这个曾被认为取之不尽，用之不竭的生命之源，在人类步入现代文的21世纪，却向人类发出了警报，已成为举世瞩目的重要资源问题之一[1]。 1.1 污水的定义

污水是生活污水、工业废水、农业废水、被污染的雨水的总称。其中，生活污水是人类在日常生活中使用过的，并被生活废料所污染的水。主要包括生活废料和人的排泄物，包括厨房洗涤、沐浴、洗衣等废水以及冲厕所等污水污水的成分及其变化取决于居民的生活状况、生活水平及生活习惯。污染物的浓度与用水量有关[2]。 1.2 农村生活污水的主要来源

农村污水是农村村庄和小镇的居民生活污水和生产废水的总称。它的来源很多，通常有[3]：

(1)农村居民日常生活产生的污水。 (2)中小学、当地政府机关、民俗旅游、旅店排放的污水。 (3)农民养殖的畜禽排泄物。 (4)乡镇企业排放的各种污水。

其中，农村生活污水一般来源于以下三方面[4]：

第一是厨房污水，多以洗碗水、涮锅水、淘米和洗菜水组成。淘米洗菜水中含有米糠菜屑等有机物，其他污水中含有大量的动植物脂肪和钠、醋酸、氯、碘等多种元素。由于生活水平的提高，农村肉类食品及油类使用的增加，使生活污水的油类成分增加。

第二是生活洗涤污水，洗涤用品的使用使洗涤污水含有大量化学成分。比如，太湖洗衣废水占生活污水的21．6％，巢湖、滇池大约为17．9％[5]。有调查显示，92％的农村家庭一直使用洗衣粉，6％的家庭同时使用洗衣粉和肥皂，只有2％的家庭长期使用肥皂[6]。洗衣粉的大量使用加重了磷负荷问题。

第三是冲厕水。部分农村改水改厕后，使用了抽水马桶，产生了大量的生活污水。部分农村仍在使用旱厕，且有的农户养家畜家禽，产生了冲圈水，粪料还田，粪水溢流。畜禽粪尿所含的N、P及BOD等浓度很高，冲洗水中的COD、BOD5和SS浓度也很高。资料显示，养殖一头猪产生的废水是一个人的7倍，而养殖一头牛则是22倍[7]。 1.3 农村生活污水水质水量的特点

由于农村的特殊性，一般没有固定的污水排放口，排放比较分散，其污水水质水量有自身特点。

1.3.1 总量巨大且逐年增加

2008年统计结果显示，全国农村生活污水日排放量达320.5万吨，其中总氮日排放量约为283.1吨，总磷日排放量约为56.6吨，基本上未经任何处理便直接排放[8]。随着“十二五\"国家政策向中小城镇和农村地区倾斜，我国中小城镇和新农村建设快速发展，城镇和农村地区居民生产、生活污水的排放量也以数倍、甚至十几倍的速度增长。据第六次全国人口普查，我国农村人口约8.88亿，占人口总数的70.1％，可以预见农村污水的排放量之大。随着乡镇、农村的进一步发展和农民生活水平的提高以及农民生活方式逐步城市化，如抽水马桶和洗衣机的普及，农村生活污水的排放量不断增加，2010年，我国村镇污水排放量约270亿吨[9]。

1.3.2 水质、水量波动大

农村生活污水水质水量因地区性经济程度、生活习惯与习俗、生活方式以及季节的差异而有着较大的不同。经济水平低的农村卫生洁具或卫生间的排水较少，主要是洗涤、沐浴等生活污水，人粪尿大部分用于还田，少部分由于没有卫生洁具或合理的集水系统，收集难度较大。经济水平高的农村还包括卫生间的生活污水。不含粪便污水的氮磷含量较低；含粪便污水的磷氮含量特别高[10]。农村生活污水水质不稳定，不同时段的水质不同，可生化性好，一般不含重金属和有毒有害物质，但含有较多的合成洗涤剂以及细菌、病毒、寄生虫卵等[11]。与城市用水不同，农村用水一般以河水、井水和自来水结合使用，自来水为饮用水源，河水、井水作为辅助用水用于衣物洗涤、冲刷地面、饲养家禽等。一般农村生活污水量都比较小，污水排放不均匀，水量变化明显，瞬时变化较大，日变化系数一般在3.0-5.0之间，在某些变化较大的情形下甚至可能达到10.0以上。由于农村居民生活规律相近，农村污水的排放一般在上午、中午、下午各有一个高峰时段，夜间排水量小，甚至可能断流，即无水排放呈不连续状态。当该村镇为旅游地区时，不仅昼夜变化系数大，而且季节性变化系数亦较大。 1.4 农村污水的排放特征及途径

农村生活污水一般呈粗放型排放，显著特征是间歇排放、排水量少且分散、远离排污管网及大水体、水环境容量小、污水处理率低、管理水平低和瞬时变化较大。另外，因受人口密度、经济结构、作物组成、节水水平、水资源条件等多种因素的影响，各省农村的用水指标值差别很大，从而导致不同地域农村生活污水的产生和排放特点也存在很大的差异。冲厕污水的排放量与给水方式和水平直接相关，一般自来水普及率越高，冲厕污水的排放量越大；洗米、洗菜、洗澡污水沿排水管道或害沟排放，然而，如果渗漏情况非常严重，污水沿排水沟渠几乎全部就地下渗[12]。

农村一般很少有完善的污水收集系统，居民基本上将生活污水通过房前屋后的小沟或小渠排放到附近的水体，有时会直接将污水洒向地面，或将部分可用的生活污水用来喂猪等。农村生活污水的排放途径主要有：直接洒向地面、就近排入河道、通过下水道入河等。建设部的《村庄人居环境现状与问题》调查报告，对我国具有代表性的9个省43个县74个村庄的入村入户调查表明，96％的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生产、生活污水随意排放。89％的村庄将垃圾堆放在房前屋后、坑边路旁甚至水源地、泄洪道、村内外池塘，无人负责垃圾收集与处理。农村污水直接排放，造成河流、水塘污染，影响村民居住环境，严重威胁农民的身体健康[13]。

2．国外农村污水处理现状

2.1 美国

1972年，美国国会颁布了全国第一个完整的清洁水法(The Clean Water Act-CWA,USEPA,1972)以响应公众对严重而蔓延的水污染日益强烈的担忧。1987年，国会通过了清洁水法的修正案，并增补了非点源污染的控制大纲。该修正案促使人们重视小社区的生活污水问题。在这个修正案颁布后，联邦政府专门拨款以寻找除传统集中处理系统之外的可行的污水处理办法，鼓励各州及地方政府在国家环保局的协助下，根据地方具体条件和地貌状况试用各类不同的分散处理系统。它的最基本的目标如下:消除污染物排入水环境:改善水质以便鱼类生存和人游泳。分散污水处理系统主要用于就地或聚集处理和处置来自独户或相对集中的一小片住宅及商业区的少量生活污水。它常被用在人口密度较小的社区或乡村，因为输送这些地方的生活污水到一个较远的集中式污水处理厂将需要格外高的费用。在今天的美国，仍然约有114的人口和1/3的新建社区在使用这种处理设施。实践证明在恰当的操作和管理下，分散处理系统在环境和经济上是可接受的且技术上是可行的。从此，分散处理系统对贯彻清洁水法所起到的作用也受到了重视。分散处理系统不再是暂时地安装而后逐步被集中系统所替代，而是作为其中一种永久性的选择来处理和再生利用生活污水，从而保护环境。尤其是就地处理系统，如果计划、设计、安装、操作和维护得当，更被视为极其重要的污水处理手段(USEPA,2003a)o为此，美国环保局分别于2000年和2003年发布了分散处理系统管理指南[14]。 2.2 澳大利亚

澳大利亚科学和工业研究组织(CSIRO)的专家于最近几年提出一种“过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”，称之为“非尔脱”(Filter)高效、持续性污水灌溉新技术，其目的主要是利用污水进行作物灌溉，通过灌溉土地处理后，再用地下暗管将其汇集和排出。该系统可以满足作物对水分和养分的要求，同时降低污水中的氮、磷等元素的含量，使之达到污水排放标准。其特点是过滤后的污水都汇集到地下暗管排水系统中，并设有水泵，可以控制排水暗管以上的地下水位以及处理后污水的排出量。“非而脱”系统对生活污水的处理效果好，其运行费用低，特别适用于土地资源丰富、可以轮作休耕的地区，或是以种植牧草为主的地区。该系统实质上是以土地处理系统为基础，结合污水灌溉农作物。这种处理方法受作物生长季节的限制，非生长季节作物不灌溉，污水处理系统就不能工作[15]。 2.3 日本日本农村污水处理协会主要负责日本乡镇污水处理的技术发展工作，研究了一系列适合于农村城镇中应用的污水处理设备。设计了15种不同型号污水处理装置，主要采用物理、化学与生物措施相结合的处理过程，取得了很好效果。这15种不同型号的处理装置可分为两大类。一类采用生物膜法，污水通过塑料制成的滤层，上面附有微生物。通过生物膜后可使污水中的生物耗氧量下降到20mg/L以下，悬浮固体物下降到50mg/L以下，总氮含量在20mg/L以下。另一类是采用浮游生物法，通过漂浮在污水中的微生物氧化作用，可使BOD下降到10-20mg/L,SS下降到15-50mg/L,COD下降到5mg/L以下，TN下降到10-15mg/L以下，TP下降到1-3mg/L以下。采用生物膜处理技术处理生活污水。日本石井勋教授发明的“石井法”，是利用用过的乳酸饮料瓶作曝气池填料。滤料表面积越大，生物膜数量越多，但滤料之间的空隙太小，影响通风和水流。利用各种塑料和化学纤维制成的纤维球和蜂窝式滤料等，使每立方米滤料的表面积大大增加，空隙率提高到3%-95%.如日本尤尼奇卡公司用聚醋纤维制成的纤维球滤料的密度为1.38g/cm3，充填密度为50Kg/m3，空隙率达6%，比表面积达3000m2/m3;滤速高，水头损失小，经反冲洗后，滤料可以反复使用。

日本从1977年实行农村污水处理计划以来，至19%年底已建成约2000座小型污水处理厂。日本农村污水处理协会设计、推广的污水处理装置体积小、成本低、操作运行简单，十分适用于农村。一般每1000人农村人口可建立一个污水处理厂，最大的厂可处理10000人左右的污水。处理后的污水水质稳定，大多灌溉水稻或果园，或将其排入灌排渠道，稀释后再灌溉农作物。污水中分离出来的污泥经脱水、浓缩和改良后，运至农田作肥料[16]。

3.我国农村污水处理现状

我国对农村污水的研究起步较晚，且规模较小。目前在太湖流域及滇池流域的农村地区进行了农村污水处理示范工程建设，但由于种种原因，这些研究未能大规模推广。目前在浙江、江苏、青岛、武汉等省市建设了相关的农村污水处理示范工程。

随着我国农村建设的不断完善，农村污水处理率很低的严峻问题日益被提上日程。考虑到我国的国情与水处理技术的进步，农村地区的污水处理必须充分考虑到土地资源、土壤、气候、作物与污水特性，结合当地实际使之健康、稳定地发展。近年来，我国的环境工作者对生活污水处理进行了大量的研究，但是这些常规的处理工艺运行费用往往较高，且运行养护烦琐，不适合农村地区采用。根据我国农村实际情况，污水处理应“因地制宜\"，采用经济、简易、节能和有效的处理技术，可供选择的有高效藻类塘、生态系统塘和土地处理系统等。其中，土地处理系统中的人工湿地技术应用发展较快，该工艺具有运行简单，处理效果良好，不仅能去除COD、BOD等有机物，而且有除磷脱氮功能[17]。

4.研究目的及意义

农村建设中的难点在于农村居民的环保意识比较薄弱, 对于污水治理工作的必要性缺少了解和重视,在用水过程中没有考虑过如何尽量减少污水排放的问题,也没有考虑过怎样更有利于污水处理的问题[18]。

目前农村对污水都是采取直接排放的处理办法，直接排入渗水井，污染地下水，久之将对环境造成严重污染，危害到人类的健康生存。所以探寻合适的农村污水处理办法来改善农村污水处理现状意义重大。农村污水完全可以采用城市污水处理办法去处理，但是考虑到农村实际情况，从经济角度出发，我们首先要结合农村特点，因地制宜，选取最合适的办法来处理农村污水。随着水体污染日趋严重，新农村建设步伐加快，污水处理已成为我国新农村建设的重大问题，应从经济、生态价值等方面提出农村污水处理的办法[19]。

在设计农村污水处理设施时，必须根据实际的农村污水排放状况和水量水质资料进行设计。但是，目前对污水水量水质与排放状况的调查尚不充分，以往的资料不够全面。在当前及远期农村污水的水量、水质变化情况了解还不够的情况下，无法掌握农村污水的增长情况，无法准确确定农村污水治理所需的措施，设计的农村污水处理设施会不合理，从而影响了农村环境规划和经济建设的同步实施。

为了经济合理地处理保定市东五尧村地区的农村生活污水，有必要对东五尧村生活污水的排放状况和水量水质进行实地调查和监测，以便推荐适宜的污水处理工艺。

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