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Science and Technology

农村污水处理在环境保护工程中的实施途径研究

作者

唐军军

永州市生态环境局祁阳分局 湖南省永州市 426100

1. 农村污水处理的难点分析

1.1 技术适配性与成本控制的双重挑战

农村污水具有水量波动大、污染物浓度低但成分复杂的特点,传统城市污水处理技术(如活性污泥法)因能耗高、运维复杂,难以在农村推广。此外,农村地形分散、居民点布局零散,集中式管网建设成本高昂,需开发分散式、模块化处理技术。然而,现有小型化设备存在处理效率不稳定、抗冲击负荷能力弱等问题,技术升级与成本控制之间的矛盾突出。例如,部分一体化设备虽占地面积小,但其核心膜组件或催化材料依赖进口,初期投资与后期维护费用较高,限制了普及范围。

1.2 运维管理体系的长效性不足

农村污水处理设施“重建轻管”现象普遍,专业运维团队缺失导致设备故障频发、处理效果衰减。多数地区依赖村级自治组织或村民自主管理,缺乏标准化操作流程与应急响应机制。例如,生态湿地若缺乏定期清淤或植物收割,易因堵塞或植物腐烂引发二次污染。此外,资金保障机制不完善,部分项目依赖政府补贴,难以形成市场化运作模式,设施可持续运行面临严峻考验。

1.3 资源化利用路径尚未打通

农村污水富含氮、磷等养分资源,直接排放不仅污染环境,还造成资源浪费。然而,当前污泥与尾水资源化利用技术门槛高、产业链不完善,导致大部分地区仍采用填埋或简单回田等粗放方式,存在重金属积累、病原体传播等风险。如何通过技术创新与政策引导,将污水处理副产物转化为农业肥料、生态修复材料或清洁能源,是农村污水治理向循环经济转型的关键难点。

2. 农村污水处理在环境保护工程中的实施途径

2.1 项目概况

茅竹镇三家村辖 23 个村民小组,556 户,2366 人,总面积 12 平方公里。去年以来,我县依托茅竹镇三家村优越的自然人文环境,探索建设田园综合体,已初见成效。既要金山银山、更留绿水青山,经济与环境可持续发展等理念深入人心。

三家村农村生活污水生态处理示范项目,根据自然村落布局,因地制宜,合理采用单户用中国罐 (0.6 立方米 / 天 )18 套、适用于小组院落的耐斯系列一体化设备(日处理生活污水 10m3 一套、 15m3 二套)、适用于较为集中村庄的贝斯系列一体化设备(日处理生活污水 30m3 二套、日处理生活污水 60m3 一套),日处理生活污水达 220 立方米。三家村农村乡镇污水处理项目覆盖原肖家 1-3、5-7 组,向家 1-2 组,尹家 4-8 组,生活核心区约 300 户,1300 余人。并根据自然村落布局合理采用贝斯系列一体化设备,耐斯系列一体化设备, 0.6m3/d 一体化设备(中国罐),在确保生活污水处理效果的同时,又降低了成本。其工艺流程如图1 所示。

图1 污水处理工艺流程

生活污水首先通过自流方式进入化粪槽进行预处理,之后被气提方式引入各同步 A/O 生化处理单元,在设备中逐级经过各同步厌氧- 好氧反应槽,经过微生物的充分降解,混合液流入经澄清槽进行固液分离流入清水槽,然后达标排放。

生活污水经管道收集排入至格栅渠,格栅渠内安装格栅,除去大颗粒的杂物,在格栅渠内设有沉没沉没砂区域,需定期清理沉砂。经格栅渠处理后的污水生活污水经管道自流进入调节池,调节池内根据实际情况,可安装曝气系统。在调节池均质均量后由污水提升泵将水提升至耐斯一体化污水处理设备。在耐斯设备中逐级经过各同步厌氧 - 好氧反应槽,经过微生物的充分降解,混合液流入经澄清槽进行固液分离,然后达标排放。

2.2 实施途径

(1)技术集成与生态工艺创新

农村污水处理的技术路径需突破传统模式束缚,以“低耗高效、生态友好”为导向,构建多维度协同的技术体系。针对污水分散性、波动性特征,分散式处理技术成为核心选择,通过模块化设计将厌氧消化、生物膜反应及生态过滤等工艺有机整合,形成适应不同场景的弹性处理单元。例如,采用厌氧 - 好氧耦合工艺强化脱氮除磷效率,结合生物膜载体提升微生物富集能力,可有效应对水质水量突变对系统的冲击;同时,引入太阳能驱动或微动力装置降低能耗依赖,使设备在无稳定电力供应的偏远地区仍能稳定运行。生态工艺的创新则聚焦于自然修复能力的挖掘,如构建阶梯式人工湿地系统,利用挺水植物根系分泌的酶类与基质吸附协同降解污染物,辅以蚯蚓滤床增强土壤通透性,形成“仿生 - 自净”循环。此外,智慧化技术的嵌入进一步优化运维效能,通过物联网传感器实时监测水质参数与设备状态,结合 AI 算法预测故障风险并自动调整运行参数,实现从“被动维护”向“主动管理”的跨越,为农村污水治理注入科技动能。

(2)多元化管理模式构建

长效管理机制的缺失是农村污水处理设施“建而不用、用而不管”的症结所在,需构建政府主导、市场参与、村民共治的三维治理框架。政府层面应强化顶层设计,制定差异化的区域治理标准与补贴政策,并通过绩效考核机制倒逼责任落实;同时设立专项资金支持技术研发与设施更新,避免项目因资金断裂陷入停滞。市场力量的引入则通过特许经营、PPP 等模式激活社会资本活力,引导环保企业提供“技术托管 + 运维服务”一体化解决方案,将处理设施运营与有机农业、生态旅游等产业绑定,形成“以产养治”的良性循环。村民参与是管理模式可持续的关键,需通过宣教培训提升环保意识,建立“门前三包”责任制,鼓励村民监督设施运行并参与简单维护,如定期清理格栅杂物、收割湿地植物等。

(3)资源化利用体系完善

农村污水治理的终极目标并非简单达标排放,而是实现“污染物”向“资源”的价值转化,构建闭环循环体系。尾水资源化需结合农业需求与生态修复场景,通过精准灌溉系统将处理后的水体用于经济作物种植或林地涵养,既替代化肥使用又提升土壤墒情;在缺水地区,可进一步采用膜分离与紫外消毒技术制备中水,用于道路喷洒或景观补水,缓解水资源供需矛盾。污泥资源化的核心在于高值转化路径的拓展,通过厌氧发酵提取沼气用于村民炊事或发电,剩余沼渣经堆肥处理后成为有机肥原料;针对重金属风险,引入热解碳化技术将污泥转化为生物炭,用于土壤重金属钝化或建材生产,彻底规避二次污染。

2.3 实施效果

该项目生活污水处理采用的中国罐、耐斯和贝斯一体化高效生物反应器,是一种新型《预脱硝 + 厌氧+ 缺氧 + 移动床生物膜好氧》相结合(简称 A3/0+MBBR)的工艺技术,彻底解决生活污水处理不达标等问题。设备出水最高可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18919-2002)一级 A 标准,甚至达到《城市污水再生利用——城市用水水质标准》,可实现中水回用,有效提高水资源的利用率。该项目的实施,为农村生活污水因地制宜治理提供一条新思路,不仅改善农村最基本生活环境,提高人民的环保意识,对整个水环境保护和改善都具有积极的推动作用。

结 语:

农村污水处理是生态环境保护工程的重要组成部分,其成功实施依赖于技术创新、管理优化与资源化利用的深度融合。未来需进一步强化政策支持、加大研发投入,并注重地域差异化治理策略,推动农村污水治理从“达标排放”向“资源循环”转型,为构建人与自然和谐共生的美丽乡村提供坚实保障。

参考文献:

[1] 周浩 , 卢楠 , 邹家乐 , 等 . 农村生活污水收集模式及污水处理现状分析 [J]. 净水技术 ,2021,40(08):90-96.

[2] 王红英,刘晨希,梁颖 . 农村污水处理的可持续发展路径研究 [J].农村实用技术,2024(6):119-120.