1、引言
農村的發展和人居環境改善一直受到社會和政府的關注，黨中央、國務院高度重視農村環境保護工作。中共中央辦公廳、國務院辦公廳聯合印發《農村人居環境整治三年行動方案》，要求梯次推進農村生活污水治理，因地制宜采用集中與分散相結合的建設模式和處理工藝。黨的十九屆五中全會審議通過的《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》，對新發展階段優先發展農業農村、全面推進鄉村振興作出總體部署，為做好當前和今后一個時期“三農”工作指明了方向，要求大力實施農村人居環境整治提升五年行動，統籌農村改廁和污水、黑臭水體治理，因地制宜建設污水處理設施。分散式農村污水處理技術的應用在一定程度上有效地補足了山區農村生活污水處理設施建設和運營維護的短板。可以解決山區村民集中居住所帶來的生態環境被破壞問題，還可完善村內環保基礎設施建設，改善人民群眾的居住環境，滿足人民對美好生活的生態環境需求，為下一步發展農村經濟提供更好的硬件基礎。
2、農村生活污水特點
2.1.農村生活污水產排特點
農村生活污水的來源與農戶生活用水習慣息息相關，農村居民生活活動所產生的污水，主要包括沖廁、洗滌、洗漱、洗澡和廚房等排水，不包括工業廢水。相比城鎮而言，農村居民單戶污水產生量較少。另外，農村用水量和生活污水排放量與地理位置、供水設施的完善程度、改廁模式、經濟發達程度、季節以及農村居民的用水習慣等因素有關。通常水量具有隨時間、季節變化的規律，一天之中有2~3個高峰期，分別出現在早中晚，而午夜到凌晨這段時間用水量和污水產生量很少甚至無。季節對用水量和污水產生量的影響基本呈現夏季>春季≈秋季>冬季的規律，夏季由于居民洗漱次數及用水量增加，排水量高于其他季節；冬季會在春節前后呈現一個短暫的用、排水高峰期。根據農村居民生活供水和用水設備條件的不同，其人均用水量20升/天~100L升/天不等，排放量占用水量的百分比30%~90%不等。可見不同情況下的農村居民的用水現狀、生活習慣、經濟條件、發展潛力等直接影響農村生活污水的產排特征。
2.2.農村生活污水水質特征
農村居民的排水水質因排水類型不同而差異較大，其隨污水來源、有無水沖廁所、時段特征等變化幅度較大。同城鎮生活污水相比，農村生活污水污染物濃度低、種類簡單、水質水量波動較大，很少含有重金屬和有毒有害物質，但含有較多的合成洗滌劑以及細菌病毒、寄生蟲卵等。農村生活污水可生化性好，但碳源有些不足，對排放標準要求較高的敏感區域，需額外補充碳源(如葡萄糖、乙酸鈉或復合型碳源等)才能提高總氮去除率。農村生活污水每日有兩種高峰時段對水質影響較大，如在做飯高峰期時，會使水質中油份、SS濃度偏高；如在洗漱高峰期時，會使水質總氮、磷、陰離子表面活性劑濃度偏高。對CODCr貢獻率影響而言，從高到低依次排列為廁所污水>洗衣污水>廚房洗刷水；對TP貢獻率影響而言，從高到低依次排列為廚房的淘米水>含磷洗衣洗滌水>洗澡水。結合山區實地調查，并根據農村綜合排放后的水質情況，得出其排水主要污染物指標范圍值為CODcr90~220mg/L，NH4+-N5~30mg/L，TP2~6mg/L。
2.3.山區分散式農村生活污水典型特征
山區農村居民居住較為分散，地形復雜，地勢高差大，敷設管網的難度相對較大，不適合或不需要大范圍鋪設污水管網和建設規模較大的污水收集系統及處理系統。對地形復雜、位置偏遠的山區村莊，不便集中收集處理，可按地勢、地形特點將農村居民分為幾個片區，各片區內敷設污水管道或污水暗渠收集村民排放的生活污水，分別就近分散建設污水處理設施。污水分散處理設施宜采用一體化裝置。污水進入一體化裝置之前應進行預沉淀處理，可采用已建成的化糞池作為沉淀處理單元。當采用一體化裝置出水不能滿足要求時，宜可增加自然生態處理工藝段。村民洗衣、淋浴及廚房洗滌等低濃度生活污水可直接采用生態處理后排放或資源化綜合利用。
3、分散式農村生活污水治理技術
3.1.常見農村生活污水治理技術
分散式農村生活污水治理技術的遴選應遵循“達標排放、運行穩定、管理簡便、耐沖擊負荷、建設及運行成本經濟”等原則，同時考慮處理后尾水可實現資源化利用，并且易于實現設備化。農村生活污水處理按照流程及凈化原理，可分為預處理技術、生物處理技術、生態處理技術。如下圖1所示：
預處理技術僅可去除大部分懸浮物和少部分COD等，出水不能直接排放，但可作為在農田、林地等的資源化利用；生物處理技術中可根據類別分為生物膜法和活性污泥法，可去除大部分COD和部分氮磷等，出水可達標排放。其中生物膜法可采用生物濾池、凈化槽、生物接觸氧化、移動床生物膜反應器技術(MBBR)等，活性污泥法可采用A/A/O、SBR、MBR等。生態處理技術中的人工濕地、土地快速滲濾、氧化塘等，搭配預處理技術和生化處理技術，進一步深度處理農村生活污水，其在前兩者的基礎上進一步去除COD、氮磷和其他污染物。
3.2.常見技術對污染物的去除率及經濟分析
3.2.1.常見技術對主要污染物的去除率
農村生活污水常見技術對主要污染物的去除率如表1所示。
由上表可知，對污染物去除率較高的為生物處理技術，而應用于分散式農村生活污水治理方面的一體化設備，主要是各個生物處理技術的有機組合。
3.2.2.常見技術的經濟分析
由表2分析可知，生物處理技術由于其工藝流程多，噸水處理成本及運維費用相對比預處理技術和生態處理技術較高，但是采用生物處理技術出水水質穩定，有保障。
4、山區農村生活污水治理設施建設容易存在的問題分析
4.1.容易存在的問題分析
由于在全國范圍內，各地普遍存在“農村生活污水排放標準”的制定及執行時間較晚于“城鎮生活污水排放標準”。山區農村受地形復雜、人口分布不均、專業運維人員缺乏、經濟不發達、交通不便利等因素影響，較早時期已建的山區分散式農村生活污水處理設施容易存在照搬城鎮模式，出現設計規模偏大，選用工藝流程復雜(如：采用“預處理+生物處理+生態處理+資源化利用”工藝流程等)，建管脫節，運維困難等，已建分散式設施容易出現“曬太陽”的現象，而不能正常發揮其真正處理農村污水的效能。
4.2.已建閑置設施改造的必要性
為使山區分散式農村生活污水處理設施“有效運維”，避免污水直排或出現黑臭，迫切需對已閑置的設施進行改造。由于山區農村居民多外出務工，實際常住人口遠少于戶籍人口，應根據常住人口數量核算真實的設施進水量；另外，由于山區農村還存在不完全使用水沖廁所的情形，部分農村使用旱廁后“黑水”難以接入污水處理站，部分農村生活污水收集中大部分為“灰水”。因此，宜根據實際收集的進水水質重新選用工藝，采取必要的措施對已建閑置設施進行改造，保證處理后的外排水穩定達標。
5、分散式農村生活污水處理站改造案例分析
5.1.案例基本情況
某村污水處理站，位于四川省丘陵山區，原設計參數按戶籍人口252人，人均用水定額100L/(人·d)，排污系數0.9，變化系數2.3，污水處理量50m3/d設計；原設計出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準。實際該村常住人口僅有152人，受當地經濟條件、衛生習慣等因素影響，村內大部分使用衛生旱廁，水沖廁所及淋浴使用很少，全村實際排污量遠低于預期，實際每日僅有10m3生活污水需要處理，且該水量的出水可執行《四川省農村生活污水處理設施水污染物排放標準》中的三級標準即可。另外，由于當地雨污不分流，有大量雨水進入，原設計無調節池，其實際進水水質濃度偏低，進水水量常年不足，導致填料裸露、設備和儀表損壞等，無法正常運行。
5.2.改造前后進、出水水質對比
通過查閱前期設計資料，及對該污水處理站進行連續監測進水水質，分析得到改造前后的進、出水水質如下表3所示：
5.3.改造前后工藝流程對比
5.3.1.改造前工藝流程
該污水處理站改造前的工藝流程如下圖2所示：
5.3.2.改造后工藝流程
結合表3中的數值可知，該污水處理站的實際進水濃度遠低于原設計進水水質，實際污水處理量對應的排放標準要求也遠遠低于原設計的要求，原工藝“厭氧+缺氧+好氧+沉淀”的工藝對當地農村生活污水處理來說流程長、工藝段多、運行復雜。通過分析該污水處理站閑置無法運行各種影響的因素，將其處理工藝重新進行調整，改造后工藝流程如圖3所示。
通過以上分析可知，對該污水處理站工藝進行簡化是非常有必要的。本工程充分利用山區農村獨有的地勢高差，重力收集污水，重力排放經處理后的清水，將原來的動力運行方式，改造為無動力的運行方式，大大節約污水處理站的能耗成本，且管理簡便，保障污水處理站能夠更好的長效運維。
5.4.改造經濟分析
改造工程通過對原污水處理站更換進水提籃格柵、厭氧池填料和增加濾池濾料、新建出水井等，改造費用約3.8萬元。改造后運行成本僅支付人員管理費和維修費，直接運行費僅需0.4元/噸。
6、結論及建議
1)山區分散式農村生活污水處理選擇工藝時，應充分考慮水質、出水標準、地形特征、社會經濟條件、管理維護技術要求、污水綜合利用等方面，不宜選擇流程復雜、運行復雜的工藝，應因地制宜選取合理的處理工藝。
2)山區農村生活污水處理設施建設選址應依據地形地勢等獨特自然條件選址，在存在明顯地勢高差的地區，污水處理設施宜建在農村地勢較低的地方，污水可采用重力自流的方式進行收集，從而省去污水提升泵動力消耗。另外，污水處理設施選址時應考慮處理后污水去向，通常出水可排放至周邊溝塘、河流或用于農田灌溉等。選址時還應充分考慮農村居民、少數民族同胞的風俗習慣和文化習俗。
3)為確保運行效果，還應對當地已建污水處理站一一進行排查，若存有閑置的設施，應根據當地實際情況，及時整改污水處理工藝，且加大環保宣傳力度，培養當地村民主動參與監管已有的污水處理設施，有效保障污水處理設施長效運維，以做到污水不直排、不亂排、有效管控、有效治理、建設“美麗鄉村”為目的。（來源：四川省生態環境科學研究院）
