中國(guó)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)現(xiàn)狀分析及評(píng)價(jià)摘要：通過(guò)查閱我國(guó)2000-2016年共計(jì)119項(xiàng)≤1000m3·d-1農(nóng)村生活污水處理實(shí)際工程案例文獻(xiàn)，統(tǒng)計(jì)分析我國(guó)農(nóng)村生活污水處理的技術(shù)模式、出水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、6種主要污染物（化學(xué)需氧量、總氮、總磷、氨氮、SS、BOD5）去除率，結(jié)合層次分析法對(duì)我國(guó)農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀及進(jìn)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，57.26%的農(nóng)村生活污水處理工藝的處理水量小于100m3·d-1；出水水質(zhì)主要執(zhí)行GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，文獻(xiàn)占比為74.99%；處理技術(shù)總體分為生物、生態(tài)和組合處理技術(shù)3大類，組合處理技術(shù)使用最多，多種工藝技術(shù)組合是將來(lái)農(nóng)村生活污水處理的主要進(jìn)展方向。文獻(xiàn)中對(duì)于水質(zhì)指標(biāo)的考核重視程度由高到低分別為COD、總磷、氨氮和總氮，污染物去除的難易程度由易到難分別為COD、氨氮、總磷和總氮。農(nóng)村生活污水是我國(guó)農(nóng)村污染物的主要來(lái)源之一，而農(nóng)村污染物已成為影響水環(huán)境的重要因素，進(jìn)而影響整個(gè)農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也制約著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)進(jìn)展。社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)方針的出臺(tái)，使我們看到了中國(guó)廣闊農(nóng)村進(jìn)展的新方向和美妙前景。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)美妙愿景，對(duì)農(nóng)村生活污水治理技術(shù)現(xiàn)狀的科學(xué)熟悉就顯得尤為重要。因此，對(duì)我國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)的農(nóng)村污水治理技術(shù)進(jìn)行分析及評(píng)價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。筆者通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)收集并總結(jié)了2000—2016年119篇有關(guān)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)討論的文獻(xiàn)，分析農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的現(xiàn)狀和態(tài)勢(shì)，綜述農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的各種評(píng)價(jià)方法，旨在為各農(nóng)村依據(jù)實(shí)際狀況及需求選擇適用的生活污水處理技術(shù)以及科學(xué)合理開展農(nóng)村生活污水治理規(guī)劃和工程實(shí)施供應(yīng)參考，以期推動(dòng)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)。1農(nóng)村生活污水處理基本狀況農(nóng)村生活污水包括生活洗滌污水、廚房和沖廁污水以及養(yǎng)殖畜禽污水等，具有污染面廣、來(lái)源多且分散不易收集，成分簡(jiǎn)單，地區(qū)差異較顯著，懸浮物、有機(jī)物、氮磷濃度較高等特性。農(nóng)村生活污水量一般低于城鎮(zhèn)，但由于缺乏完善的下水和處理系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱等緣由，農(nóng)村生活污水的處理率遠(yuǎn)低于城鎮(zhèn)。污水沿道路邊溝或路面排至四周水體，造成地表水或地下水污染，影響周邊居民的飲用水平安，直接威逼水環(huán)境健康。據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部數(shù)據(jù)，截至2015年，全國(guó)(西藏、港澳臺(tái)未列入統(tǒng)計(jì))建制鎮(zhèn)共17848個(gè)，對(duì)生活污水進(jìn)行處理的建制鎮(zhèn)占全國(guó)建制鎮(zhèn)總數(shù)的25.3%。全國(guó)有1.15萬(wàn)個(gè)鄉(xiāng)、264.5萬(wàn)個(gè)村莊，村莊戶籍人口7.65億人，對(duì)生活污水進(jìn)行處理的鄉(xiāng)僅為815個(gè)，占全部鄉(xiāng)的7.1%。這2組數(shù)據(jù)充分說(shuō)明，有大量農(nóng)村生活污水未得處處理，加強(qiáng)農(nóng)村生活污水處理顯得尤為緊迫和重要。2農(nóng)村生活污水處理技術(shù)分類目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的農(nóng)村污水處理技術(shù)較多，按作用原理可分為物理法、化學(xué)法和生物法3種方法。物理法包括重力、離心和過(guò)濾等；化學(xué)法包括混凝、吸附和電解等；生物法包括活性污泥和生物膜法。根據(jù)主體技術(shù)單元構(gòu)成分類，主要分為生物處理技術(shù)、生態(tài)處理技術(shù)和組合處理技術(shù)3種。生物處理技術(shù)指通過(guò)微生物在好氧或厭氧條件下分解汲取污水中的有機(jī)物、氮和磷。好氧生物處理需要?jiǎng)恿o污水充氧培育微生物，常用方法有厭氧-好氧(AO)法、序批式活性污泥(SBR)法和生物轉(zhuǎn)盤等。厭氧生物處理不需要?jiǎng)恿Γ饕抢脜捬跷⑸锏拇x活動(dòng)將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CH4和CO2等，常用方法有厭氧生物濾池和厭氧沼氣池等。生態(tài)處理技術(shù)是利用土壤-植物-微生物復(fù)合系統(tǒng)共同作用的原理，通過(guò)過(guò)濾、汲取和分解作用使污水得到凈化，常用方法有人工濕地、土壤滲濾凈化系統(tǒng)和氧化塘等。組合處理技術(shù)指上述2種處理技術(shù)的結(jié)合或某一種技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部不同工藝形式的結(jié)合，主要包括3種：生物+生物處理組合，如厭氧濾床-接觸氧化凈化槽、厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝(A2O)-膜生物反應(yīng)器(MBR)一體化工藝；生態(tài)+生態(tài)處理組合，如人工濕地+穩(wěn)定塘、生態(tài)浮床與人工濕地組合工藝；生物+生態(tài)處理組合，如厭氧消化+人工濕地+氧化塘、太陽(yáng)能A2O+潛流人工濕地。每種技術(shù)都有各自的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，利用生物處理可以降低污水中污染物濃度；通過(guò)生態(tài)處理可以降低管理難度并掌握運(yùn)行成本；借助組合工藝可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)處理效能并探究改良方法。3我國(guó)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)應(yīng)用狀況分析通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，收集了2000—2016年處理水量低于1000m3·d-1的全國(guó)各地農(nóng)村生活污水處理工程近150項(xiàng)，經(jīng)過(guò)篩選只有119項(xiàng)同時(shí)滿意以下2個(gè)要求：一是有明確處理水量；二是有詳細(xì)的污染物去除率數(shù)據(jù)或有滿意的排放標(biāo)準(zhǔn)。采集農(nóng)村污水處理工藝案例的年份與工藝數(shù)量關(guān)系見圖1。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121638505256.jpg”alt=“微信圖片_20181102085603.jpg”width=“585”height=“485”/從圖1可見，工藝案例數(shù)量隨年份呈波浪式變化，這可能是工藝案例采集的不完全性以及對(duì)采集文獻(xiàn)案例的條件限制所致，盡管如此，依舊可以看出，2000—2016年農(nóng)村生活污水處理技術(shù)討論文獻(xiàn)總體呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，說(shuō)明對(duì)農(nóng)村生活污水的污染掌握已引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注。對(duì)農(nóng)村生活污水分散處理工藝規(guī)模分布的調(diào)查(圖2)表明，57.26%的工藝處理水量≤100m3·d-1，其次是100~500m3·d-1之間(32.47%)，而處理水量大于500m3·d-1的工藝只占7.69%。說(shuō)明農(nóng)村生活污水排放較分散，水量低。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121638516329.jpg”alt=“微信圖片_20181102085612.jpg”width=“619”height=“484”/對(duì)農(nóng)村生活污水119個(gè)工程案例進(jìn)行分類，可分別歸入生物處理、生態(tài)處理和組合處理這3種技術(shù)模式，占比分別為5.88%、14.29%和79.83%。生態(tài)處理技術(shù)中，人工濕地、氧化塘和土地滲濾工藝占比分別為72.22%、11.11%和16.67%。組合處理技術(shù)中，以生物+生態(tài)處理組合占比最多，為71.28%，生物+生物和生態(tài)+生態(tài)處理組合占比分別為19.15%和9.57%。由此可知，農(nóng)村生活污水處理技術(shù)中組合處理技術(shù)使用頻率最高，其次是生態(tài)處理技術(shù)，使用最少的是單一的生物處理技術(shù)。說(shuō)明農(nóng)村生活污水組成成分簡(jiǎn)單化，單一的處理工藝出水難以滿意國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)和收納水體的環(huán)保需求，需要多種工藝組合以達(dá)到強(qiáng)化系統(tǒng)凈化力量的目的。組合處理技術(shù)中生物+生態(tài)處理技術(shù)模式使用最多，這種模式的前段生物處理主要去除有機(jī)物和部分養(yǎng)分物質(zhì)，后續(xù)生態(tài)處理進(jìn)一步脫氮除磷，前段生物處理可以彌補(bǔ)后續(xù)生態(tài)處理易受氣候變化影響、處理效果不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，從而更高效地處理污水，提高出水水質(zhì)，增加系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。相比較于其他2種處理技術(shù)，生物和生態(tài)組合技術(shù)需綜合考慮農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)地理環(huán)境條件、地域氣候差異以及當(dāng)?shù)貤l件、運(yùn)行管理、污泥產(chǎn)量和實(shí)際工程案例等因素，將污染掌握與愛護(hù)和改善當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境和生態(tài)環(huán)境相結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)村區(qū)域性的水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。4農(nóng)村生活污水處理出水執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)分析在119篇文獻(xiàn)中，有84篇文獻(xiàn)注明出水執(zhí)行的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，占70%。在注明排放標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)中，依據(jù)最多的標(biāo)準(zhǔn)是GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(一級(jí)A和一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)分別占26.19%和40.47%，未注明級(jí)別占8.33%)，其次是GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(一級(jí)和二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分別占5.95%和3.57%)，此外還有北京市地方標(biāo)準(zhǔn)的DB11/307—2005《水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(一級(jí)A和一級(jí)B分別占1.19%和4.76%，未注明級(jí)別占3.57%)和GB5084—2005《農(nóng)田澆灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(5.95%)。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明目前針對(duì)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的實(shí)踐中，討論者的關(guān)注意點(diǎn)主要在于污染處理技術(shù)，該現(xiàn)象與我國(guó)農(nóng)村生活污水治理起步較晚有關(guān)。截至目前，尚未出臺(tái)國(guó)家層面的農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)，造成各地農(nóng)村在工藝選擇和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中面臨很多實(shí)際問(wèn)題，也使得各項(xiàng)技術(shù)在研發(fā)過(guò)程存在無(wú)明確標(biāo)準(zhǔn)可以參照的問(wèn)題。5各處理技術(shù)污染物考核指標(biāo)分析5.1水質(zhì)指標(biāo)分析在查閱的119篇文獻(xiàn)中，有91篇文獻(xiàn)注明詳細(xì)水質(zhì)指標(biāo)值?？己说乃|(zhì)指標(biāo)主要包括COD、氨氮、總氮、總磷、SS和BOD5這6項(xiàng)指標(biāo)。圖3是這6項(xiàng)主要水質(zhì)指標(biāo)在有數(shù)據(jù)實(shí)例文獻(xiàn)中的涵蓋比例狀況。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121638519497.jpg”alt=“微信圖片_20181102085615.jpg”width=“648”height=“549”/從圖3可以看出，對(duì)COD、氨氮、總氮和總磷這4項(xiàng)指標(biāo)的考核率均超過(guò)60%。其中，考核COD指標(biāo)的農(nóng)村污水處理技術(shù)文獻(xiàn)數(shù)量最多，占92.31%，說(shuō)明農(nóng)村生活污水處理的首要任務(wù)是降解有機(jī)物，以解決水體黑臭問(wèn)題；其次是總磷和氨氮，考核比例分別達(dá)82.42%和75.82%；而對(duì)總氮的考核比例略低，僅為68.13%；SS和BOD5的考核比例相近，分別為42.86%和40.66%。在指標(biāo)組合的綜合考核中，同時(shí)考核COD、氨氮、總氮和總磷4個(gè)指標(biāo)的文獻(xiàn)比例要遠(yuǎn)高于其他組合，占比達(dá)34.07%。這說(shuō)明各地農(nóng)村生活污水處理出水指標(biāo)考核中對(duì)氮去除的重視程度加強(qiáng)。但不容忽視的是，其他任意組合指標(biāo)的考核比例也較高，說(shuō)明目前農(nóng)村生活污水排放指標(biāo)不統(tǒng)一，隨便性較大。5.2污染物去除率分析不同地區(qū)農(nóng)村由于經(jīng)濟(jì)進(jìn)展水平、居民生活習(xí)慣、文化背景以及水文等自然條件的差異，生活污水的排放特征也大相徑庭。不同農(nóng)村生活污水處理技術(shù)對(duì)水質(zhì)指標(biāo)的去除效率也不盡相同。在所考察的污水處理技術(shù)中，6類主要污染物指標(biāo)的去除效率分布如圖4所示。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121638513546.jpg”alt=“微信圖片_20181102085617.jpg”width=“598”height=“559”/從圖4可以看出，COD去除率為80%~90%的工藝所占比例最高，為38.55%；總體上74.7%的工藝COD去除率都達(dá)70%以上；BOD5去除率70%的工藝所占比例高達(dá)97.22%，普遍較高的COD和BOD5去除率說(shuō)明農(nóng)村生活污水中的有機(jī)物比較簡(jiǎn)單去除，符合農(nóng)村生活污水可生化性較好的特點(diǎn)。氨氮和SS的去除率也相對(duì)較高，去除率70%的工藝所占比例分別為75.35%和87.18%;其次是總磷，去除率70%的工藝比例為68.91%,但總氮的去除率相對(duì)較低，去除率70%的技術(shù)占比僅為50.0%，而去除率≤60%的工藝占比也達(dá)35%，提高總氮去除效率可以作為將來(lái)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)之一。農(nóng)村生活污水處理是否肯定要求做到脫氮除磷，需要依據(jù)處理后的出水用途進(jìn)行詳細(xì)推斷。若經(jīng)處理后的農(nóng)村生活污水選擇直接排放至四周受納水體中，污水處理技術(shù)應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)以上4類主要污染物的削減排放，以達(dá)到環(huán)境愛護(hù)的目的；若經(jīng)處理后的生活污水用作農(nóng)田澆灌、漁業(yè)、沖廁等回用用途，則應(yīng)適當(dāng)放寬污水脫氮除磷的處理要求，以實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中富含氮、磷的資源化利用。6農(nóng)村生活污水處理技術(shù)評(píng)價(jià)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)有許多種，選擇時(shí)不僅要考慮技術(shù)本身的適用性，還要考慮經(jīng)濟(jì)、管理以及環(huán)境等因素。通過(guò)調(diào)研，發(fā)覺層次分析法是農(nóng)村生活污水處理技術(shù)較為常用的評(píng)價(jià)方法(表1)。<imgsrc=“/UploadFiles/2020001/20209/Env/202009121638515534.jpg”alt=“微信圖片_20181102085619.jpg”width=“1080”height=“529”/定量分析方法相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法。該方法將簡(jiǎn)單問(wèn)題分成若干層次和若干指標(biāo)，把這些指標(biāo)按支配關(guān)系分組并鏈接成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，構(gòu)建一個(gè)層次結(jié)構(gòu)模型。對(duì)同一支配指標(biāo)下的全部指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，建立兩兩比較的推斷矩陣，通過(guò)計(jì)算推斷矩陣的最大特征值和對(duì)應(yīng)的特征向量，確定每一層次中指標(biāo)相對(duì)于其上支配指標(biāo)的重要性(即權(quán)重)，然后逐層合成指標(biāo)權(quán)重，得到最低層相對(duì)于最高層的綜合指標(biāo)權(quán)重，依據(jù)綜合權(quán)重按最大權(quán)重原則確定最優(yōu)方案。由表1可知，農(nóng)村生活生物污水處理技術(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系一般分為技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和管理效能4個(gè)準(zhǔn)則層和若干指標(biāo)層。盡管存在工藝案例的地區(qū)差異以及評(píng)價(jià)體系中指標(biāo)層的指標(biāo)選擇差異，但依舊明顯看出，無(wú)論是和其他工藝協(xié)作的組合工藝，還是單一工藝，包含人工濕地的工藝被確定為最佳可行工藝的次數(shù)最多，說(shuō)明人工濕地處理工藝雖然占地面積較大，但是在農(nóng)村生活污水處理中優(yōu)越性最強(qiáng)，體現(xiàn)了人工濕地工藝運(yùn)行牢靠的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，生物+生態(tài)組合技術(shù)也凸顯優(yōu)勢(shì)，表明生物+生態(tài)和生態(tài)組合法將是我國(guó)將來(lái)農(nóng)村污水處理的進(jìn)展趨勢(shì)和主導(dǎo)力氣，這與該討論前段的調(diào)研結(jié)論相符。7總結(jié)通過(guò)對(duì)119項(xiàng)農(nóng)村生活污水處理工程案例文獻(xiàn)調(diào)研、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析以及運(yùn)用層次分析法對(duì)處理技術(shù)的評(píng)價(jià)可以看出，我國(guó)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)目前主要可分為生物、生態(tài)和組合處理技術(shù)3種。生態(tài)處理技術(shù)中人工濕地工藝目前使用較廣。組合技術(shù)中的生物+生態(tài)組合處理技術(shù)因其