【摘要】據(jù)統(tǒng)計，我國廢水總排放量為600億t/a，其中鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水為200億t/a，農(nóng)村生活污水為80億t/a，農(nóng)村污水處理率僅為6%，96%的村莊都沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)。而這些污水的隨意排放，給自然環(huán)境造成了很大的污染。

1.1農(nóng)村污水收集與處理現(xiàn)狀：收集處理率較低，亟待提高

（1）農(nóng)村污水整體收集處理率不足10%。據(jù)住建部《2016城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)，我國有鎮(zhèn)1.81萬個，鄉(xiāng)1.09萬個，戶籍人數(shù)1.9億；村莊261.7萬，戶籍人數(shù)7.63億。農(nóng)村污水量大、點多且分散，收集處理難度大。2016年，我國有5071個建制鎮(zhèn)對生活污水進(jìn)行了處理，占比達(dá)28.02%，污水處理能力達(dá)3464萬噸/天，有984個鄉(xiāng)對污水進(jìn)行了處理，占比為9.04%，污水處理能力達(dá)63.8萬噸/天，村莊污水處理的數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行完整披露，但必定遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鎮(zhèn)和鄉(xiāng)的污水處理率，因此，農(nóng)村污水整體收集處理率應(yīng)當(dāng)不足10%。

（2）排水管網(wǎng)建設(shè)不完善，嚴(yán)重滯后。農(nóng)村生活污水收集系統(tǒng)（排水管網(wǎng)）包括3部分：農(nóng)戶庭院污水收集系統(tǒng)、庭院外的村莊污水收集系統(tǒng)、污水處理出水排放系統(tǒng)。排水管線由2007年的87550千米上升至2015年的158288千米，增長約81%。對比發(fā)現(xiàn)，排水管網(wǎng)的建成速度要低于污水處理廠建成速度，由于投資過大（管網(wǎng)投資是污水處理構(gòu)筑物投資的大約2.5倍）并且維護(hù)管理困難，考慮到政府財政和運維管理等負(fù)擔(dān)，很多污水處理設(shè)施“建而不用”曬太陽。

1.2?農(nóng)村污水處理模式：可分為三種，需因地制宜選取

（1）分戶污水處理。單戶或多戶的污水進(jìn)行就地處理的方式。即將一戶或者是附近幾戶的生活污水分片收集之后，進(jìn)行就地處理。一般采用小型的污水處理設(shè)備或者是化糞池、坑塘等自然處理模式進(jìn)行處理。這種處理模式具有節(jié)省管網(wǎng)投資、操作管理簡單、運用靈活等特點，適用于村莊分布比較分散、人口密度較低、地形較為復(fù)雜不宜鋪設(shè)管網(wǎng)的地區(qū)。

（2）村莊集中污水處理。村莊或一定范圍內(nèi)的農(nóng)戶的污水經(jīng)管網(wǎng)收集就近接入污水處理設(shè)施的處理方式。即將一個村莊或是相連的多個村莊的生活污水鋪設(shè)污水管道進(jìn)行集中收集，通過建設(shè)統(tǒng)一的污水處理設(shè)施或是污水處理站進(jìn)行統(tǒng)一處理，一般采用常規(guī)的生物處理與生態(tài)處理組合的工藝。這種處理模式具有運行穩(wěn)定、處理效率高、占地面積小等優(yōu)點，適用于村莊分布密集、人口密度較大、污水排放量較大，經(jīng)濟(jì)條件較好的遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的地區(qū)。

（3）納入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)。指位于城鎮(zhèn)內(nèi)及其周邊的村莊的污水經(jīng)污水支管收集后直接納入城鎮(zhèn)污水干管中，由城鎮(zhèn)污水處理廠統(tǒng)一處理的方式。即村莊的生活污水經(jīng)過污水管網(wǎng)收集之后排入附近的城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行處理。這種模式具有管理方便、投資省、見效快等優(yōu)點，適用于城鎮(zhèn)郊區(qū)的經(jīng)濟(jì)條件較好的村莊，或者距離污水處理廠、市政管網(wǎng)比較近的村莊。

1.3農(nóng)村污水處理工藝技術(shù)：種類繁多，應(yīng)選取出水水質(zhì)好、投資運行成本低、便于維護(hù)管理的工藝技術(shù)

（1）活性污泥法。常見的有A2O工藝、A/O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝、MBR工藝以及基于以上工藝的改進(jìn)工藝如倒置A2O工藝、改良A2O工藝、UCT工藝、多級AO工藝、分段進(jìn)水工藝、CASS工藝、ICEAS工藝、MSBR工藝、卡羅塞爾和奧貝爾氧化溝等。

活性污泥法的優(yōu)點是出水水質(zhì)好，能夠達(dá)到較高的排放標(biāo)準(zhǔn)，但工藝過于復(fù)雜，運營維護(hù)要求高，尤其是需要合理控制曝氣、污泥齡以及內(nèi)外回流，產(chǎn)生剩余污泥需要處置等，適合中等規(guī)模污水處理（幾十噸到幾百噸）。

（2）生物膜法（一體化設(shè)備常用）。常見的有厭氧濾池、生物接觸氧化工藝（BCO）、曝氣生物濾池（BAF）、反硝化濾池、生物轉(zhuǎn)盤、移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR）等。

生物膜法的優(yōu)點是運營維護(hù)要求低，可以做到無人管理，只有少量生物膜脫落，大多數(shù)的一體化設(shè)備采用的都是厭氧濾池+生物接觸氧化工藝等，但不能除磷，在有除磷要求的地方需要增設(shè)化學(xué)除磷或者電解除磷（鐵鋁電極）?；谏锬しǖ膬艋奂夹g(shù)在日本獲得了廣泛應(yīng)用，在中國，也是目前一體化設(shè)備采用最多的工藝技術(shù)，適合小規(guī)模污水處理（幾噸到幾十噸）。

（3）生態(tài)處理法。常見的有人工濕地、微生態(tài)濾床、人工快滲、土地處理法等。優(yōu)點是生態(tài)可持續(xù)，能耗低。具有景觀效果，缺點是污染物去除負(fù)荷較低，需要大片土地。

（4）其他方法。常見的有化糞池、穩(wěn)定塘、沼氣池等。這類方法的污染物去除能力有限，效果較差。一般用在經(jīng)濟(jì)較差的偏遠(yuǎn)地區(qū)或者作為預(yù)處理措施。

1.4農(nóng)村污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)：沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，造成設(shè)計、建設(shè)、運營和監(jiān)管多種問題

由于沒有統(tǒng)一的排放標(biāo)準(zhǔn)，造成工藝和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)困難等問題。對工程的設(shè)計、施工、評價、驗收、運營、監(jiān)管也缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，有的地方照搬城市標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致成本高、無法正常運行等問題。

標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定首先需要統(tǒng)籌考慮村鎮(zhèn)的地域性差異，針對不同地區(qū)、不同地形地勢、不同地理氣候條件以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，作對應(yīng)的設(shè)計調(diào)整。其次，優(yōu)先考慮資源化利用。我國水資源匱乏，應(yīng)優(yōu)先考慮村鎮(zhèn)污水的處理及就地資源化利用，尤其是對于我國北方和東部的缺水干旱地區(qū)。再者，經(jīng)濟(jì)高效，村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)要投資省、運行能耗低，與村鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，村民的經(jīng)濟(jì)承受能力相適應(yīng)。工藝設(shè)計可靠穩(wěn)定，出水滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

考慮到農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)能力和運維情況，排放標(biāo)準(zhǔn)不可過于嚴(yán)苛。農(nóng)村污水標(biāo)準(zhǔn)的制定首先要考慮的是有機物和SS，有效治理水體黑臭，不應(yīng)過分的苛責(zé)TN和TP標(biāo)準(zhǔn)，實際上很多西方發(fā)達(dá)國家的農(nóng)村污水處理并沒有氮磷要求，排放標(biāo)準(zhǔn)制定應(yīng)當(dāng)因地制宜，要兼顧環(huán)境容量（受納水體自凈能力）和排放去路，以及當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)等綜合情況考慮。

1.5農(nóng)村污水處理設(shè)施運營維護(hù)水平低

（1）缺乏運維資金和管理制度，重建設(shè)輕運營。由于缺乏運維資金和有效的運行管理考核制度，監(jiān)管缺位，對污水處理設(shè)施的落實情況、管理效果的好壞、水質(zhì)檢測和排放尚缺乏有效的考核手段，導(dǎo)致部分污水處理設(shè)施閑置或不正常運行。

（2）缺乏運營維護(hù)技術(shù)和人才。目前農(nóng)村生活污水處理設(shè)施運營技術(shù)缺乏，管理人員多以當(dāng)?shù)卮迕駷橹?，缺乏環(huán)保相關(guān)知識以及設(shè)備操作管理的相關(guān)技能，僅能負(fù)責(zé)設(shè)備的日?？醋o(hù)工作，難以勝任專業(yè)水平的系統(tǒng)維護(hù)，導(dǎo)致污水處理效果波動以及出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)等問題。

1.6農(nóng)村污水處理建造和運營成本：投資和運營成本大，噸水電耗較高

根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《農(nóng)村生活污水處理項目建設(shè)與投資指南》，因為水量偏小，同等情況下，農(nóng)村污水的噸水投資和電耗、運營費用略高于市政污水廠。但是選用生態(tài)處理技術(shù)可降低成本。

1.7商業(yè)模式需要創(chuàng)新：多種模式并舉，政府、社會資本方、村民三方積極參與，解決投融資和運維難題。

污水處理作為一項長期的工程，需要投入大量資金，大多數(shù)地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府難以承受建設(shè)及運行費用，并沒有市場化融資渠道。此外，部分地區(qū)僅靠政府財政投入，存在一定程度的重投資、輕效益現(xiàn)象。

發(fā)揮政府投資的引導(dǎo)和撬動作用，采取直接投資、投資補助、資本金注入、財政貼息、以獎代補、先建后補、無償提供建筑材料等多種方式支持農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。鼓勵地方政府和社會資本設(shè)立農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資基金。建立規(guī)范的地方政府舉債融資機制，推動地方融資平臺轉(zhuǎn)型改制和市場化融資，規(guī)范推廣政府和社會資本合作（PPP）模式，通過特許經(jīng)營等方式吸引社會資本參與農(nóng)村污水處理項目，通過績效考核支付運營費可大大提高治理效果。

加快農(nóng)村污水處理設(shè)施產(chǎn)權(quán)制度改革。以政府投入為主興建、規(guī)模較大的農(nóng)村集中供水基礎(chǔ)設(shè)施，由縣級人民政府或其授權(quán)部門根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定確定產(chǎn)權(quán)歸屬；以政府投入為主興建、規(guī)模較小的農(nóng)村供水基礎(chǔ)設(shè)施，資產(chǎn)交由農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織或農(nóng)民用水合作組織所有；單戶或聯(lián)戶農(nóng)村供水基礎(chǔ)設(shè)施，國家補助資金所形成的資產(chǎn)歸受益農(nóng)戶所有；社會資本投資興建的農(nóng)村供水基礎(chǔ)設(shè)施，所形成的資產(chǎn)歸投資者所有，或依據(jù)投資者意愿確定產(chǎn)權(quán)歸屬。由產(chǎn)權(quán)所有者建立管護(hù)制度，落實管護(hù)責(zé)任。

積極探索創(chuàng)新付費制度，鼓勵先行先試，在有條件的地區(qū)實行污水處理農(nóng)戶繳費制度，保障運營單位獲得合理收益，并建立財政補貼與農(nóng)戶繳費合理分?jǐn)倷C制。

1.8農(nóng)村水質(zhì)水量波動大

（1）由于排水衛(wèi)生器具完善情況，氣候降雨、用水習(xí)慣、經(jīng)濟(jì)條件等，各地人均排放水量差異較大。

（2）由于村民生活習(xí)慣，晝夜水量相差較大，夜間斷水現(xiàn)象明顯。其次也存在季節(jié)性、氣候性及地區(qū)性差異。

（3）黑水灰水是否分開收集導(dǎo)致水質(zhì)差別大。

（4）雨污是否分離導(dǎo)致水質(zhì)差異。

2.1凈化槽工藝流程

凈化槽主要由調(diào)節(jié)沉淀區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、出水區(qū)組成，其中缺氧區(qū)和好氧區(qū)填充填料，填料上附著功能微生物。

（1）調(diào)節(jié)沉淀區(qū)能夠起到水量波動的調(diào)節(jié)作用，并通過攔截、沉淀作用去除雜物和懸浮物；

（2）缺氧區(qū)能夠去除有機物、通過反硝化進(jìn)行脫氮；

（3）好氧區(qū)進(jìn)一步去除有機物、通過硝化去除氨氮等。

（4）出水區(qū)加氯消毒

2.2凈化槽內(nèi)部填充生物填料

（1）聚氨酯填料，30*25mm；

（2）懸掛組合填料，由纖維束、塑料片、套管、中心繩組成。

2.3太陽能發(fā)電系統(tǒng)

利用太陽能供給曝氣和氣提回流的能耗

2.4安裝施工

地基做好，凈化槽設(shè)備吊裝就位進(jìn)出水管路、閥門、流量計、電路、其他其配件安裝；保溫房的采購和施工搭建、氣泵安裝、供電線路安裝、通水調(diào)試

2.5調(diào)試達(dá)標(biāo)

2周掛膜成功，出水達(dá)標(biāo)排放。（試點項目位于哈爾濱工業(yè)大學(xué)校園內(nèi)，歡迎交流合作）

2.6專利技術(shù)

（1）一種基于進(jìn)水流量、pH和溶解氧通過云平臺實現(xiàn)村鎮(zhèn)廢水處理在線遠(yuǎn)程控制的方法. CN108623002A.（第一發(fā)明人：趙偉華. 專利權(quán)人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)）

（2）一種利用太陽能供電裝填雙層組合填料球的深度處理污水的一體化裝置與方法. CN108558007A.（第一發(fā)明人：趙偉華. 專利權(quán)人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)）

（3）一種利用改良AO生物膜和超濾膜實現(xiàn)深度脫氮的方法. CN201910380091.9（第一發(fā)明人：趙偉華. 專利權(quán)人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)）

（4）一種通過多功能A2O工藝進(jìn)行優(yōu)化脫氮除磷的方法.CN109534500A.（第一發(fā)明人：趙偉華. 專利權(quán)人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)）

參考文獻(xiàn)來源：住建部、生態(tài)環(huán)境部、《2016城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計年鑒》、《給水排水》、《水工業(yè)市場》、《E20中國水網(wǎng)固廢網(wǎng)》、《中國給水排水》、《北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報》、《青島理工大學(xué)學(xué)報》、《污水處理工作室》、《農(nóng)村污水》等。