一、概述

水資源短缺和水污染嚴重制約著我國國民經(jīng)濟的健康持續(xù)發(fā)展，基礎設施滯后和管理水平低下抑制了農(nóng)村地區(qū)居民生活質(zhì)量的改善和提高，農(nóng)村地區(qū)的水環(huán)境治理應成為我國環(huán)境綜合治理的重要組成部分。

（一）分類及定義、污水處理水平

污水處理一般劃分為初級處理、生化處理（二級處理）和深度處理（三級處理）三個處理水平。

初級處理是指通過格柵或沉淀池等除去部分懸浮固體和有機質(zhì)的過程。通過初級處理，懸浮物、生物化學需氧量（BOD）以及病菌一般可降低50%左右。在沉淀池中加入一些化學或微生物絮凝劑以及石灰等可加速懸浮物質(zhì)的沉淀（強化初級處理）。

傳統(tǒng)的二級污水處理一般采用生化技術。二級處理的目的是利用污泥中各種細菌或真菌的氧化作用破壞有機質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進一步降低水中的BOD。如果采用厭氧處理技術，污泥中有機質(zhì)在厭氧菌作用下產(chǎn)生沼氣。利用活性污泥技術的二級處理可使病菌數(shù)量降至10%。

三級處理是在二級處理的基礎上對污水進行更高一級的處理過程。其處理方法主要包括投放化學絮凝劑、活性炭或交換樹脂、反滲透工藝以及各種殺菌處理技術。處理目的主要是除去污水中的碳水化合物、糖類、鹽分，以及對污水進行消毒等。

污水處理技術的選用必須綜合考慮當?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展水平、污水來源及其處理后的用途。不同的污水來源以及處理后污水（再生水）的不同用途要求采用不同的處理水平和處理技術。農(nóng)村地區(qū)生活污水主要含有各種有機污染物以及病原菌等污染物，再生水主要用于各類作（植）物的灌溉用水、景觀或環(huán)境用水等方面。根據(jù)再生水的具體用途，確定污水需要處理的深度或水平。

2.生活污水處理系統(tǒng)

目前污水處理系統(tǒng)主要是根據(jù)污水處理水平的要求，采用一種或幾種處理技術或工藝聯(lián)合處理污水。按照污水處理技術的適用條件，農(nóng)村地區(qū)生活污水處理系統(tǒng)可分為幾種處理和分散處理兩大類。

（1）集中處理系統(tǒng)。集中處理系統(tǒng)主要是指（小型化）污水處理廠、人工濕地系統(tǒng)或土地處理系統(tǒng)等，通過一系列的物理、化學以及生物措施減少污水中的污染物，從而達到污水凈化的資源化利用的目的。

（2）分散處理系統(tǒng)。分散處理系統(tǒng)是一個高度濃縮的微型化污水處理廠。它采用各種物理、化學或生物措施組合工藝，將各種處理技術高度集成在一個較小的空間范圍。隨著各種工藝和技術的發(fā)展，分散處理系統(tǒng)的產(chǎn)品種類和型號越來越多。

2.效益分析

（1）經(jīng)濟效益。污水處理的直接經(jīng)濟效益與當?shù)厮Y源的短缺程度密切相關。處理后的生活污水可作為灌溉水或其他用途使用，從而節(jié)約淡水資源。同時，農(nóng)村地區(qū)環(huán)境條件的改善可降低與污染有關疾病的傳播，減少由此引起的經(jīng)濟損失。

（2）能源效益。污水處理廠需要一定的能源消耗，如果采用厭氧分解工藝，將產(chǎn)生的沼氣收集發(fā)電可解決部分能源問題。人工濕地或土地處理系統(tǒng)一般不需要消耗能源或耗能極少。分散污水處理設施需要消耗一定的電能。

（3）環(huán)境效益。農(nóng)村生活污水處理的最直接效果就是環(huán)境條件的改善，特別是當采用人工濕地處理技術時，通過居民區(qū)生態(tài)環(huán)境的綜合治理，可提高居民的生活環(huán)境質(zhì)量。

（4）社會效益。污水處理既可提高水資源的重復利用率、緩解水資源供需矛盾、促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，又可改善農(nóng)村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境條件、緩解城市的人口壓力、促進社會的和諧發(fā)展，對我國社會經(jīng)濟的健康持續(xù)發(fā)展具有積極的作用。

（三）我國技術研發(fā)現(xiàn)狀

我國污水處理設施始建于20世紀初期。自20世紀80年代以后，我國投入了大量的人力、物理開展水污染治理的研究工作，污水處理技術和處理設備也隨之逐步完善起來。

我國的污水處理技術基本上是以生化技術為主，傳統(tǒng)的活性污泥工藝及其各種改進方法占主導地位?？傮w來講，目前我國污水處理技術的理論水平與發(fā)達國家基本處于同一檔次，但在新技術開發(fā)應用以及綜合處理效果方面有較大的差距。

 我國分散污水處理設備近些年來得到了較快的發(fā)展，適用于生活污水處理的各種型號和工藝的處理設備已投放市場。

（四）國外發(fā)展情況

從理論上講，污水處理技術的發(fā)展目前已趨于成熟，并處于大規(guī)模的應用階段。至20世紀70年代，發(fā)達國家已基本普及了污水的二級處理。

1.發(fā)展過程和現(xiàn)狀

污水處理技術的發(fā)展過程基本上經(jīng)理了初期、發(fā)展和提高三個階段。為了阻斷傳染源，人們最初對飲用水僅采用自然沉淀等方法進行處理。

19世紀末至20世紀70年代，工業(yè)革命以及城市化快速發(fā)展，污水數(shù)量迅速增大，因水污染而引發(fā)的重大公共事件時有發(fā)生，簡單處理過程已不能滿足水質(zhì)要求，生物處理技術、生物膜法、離子交換法、電化學法以及各種膜處理法等相繼問世，污水處理技術體系逐步建立和成熟。目前所使用的處理技術和工藝大部分都是在此階段發(fā)展起來的。

20世紀70年代以后，隨著電源污染治理的完善，水污染治理的重點逐步轉(zhuǎn)向面源污染的治理。改進型的厭氧生物處理技術、厭氧好氧聯(lián)合處理工藝、脫氮除磷技術、由各種混合工藝組成的三級處理系統(tǒng)以及以生態(tài)學理論為基礎的各種土地處理系統(tǒng)等迅速發(fā)展，污水處理技術逐步向綜合化和低能高效方向發(fā)展。

2.發(fā)展趨勢

高效低能和環(huán)境友好型處理工藝是污水處理技術發(fā)展的主要趨勢。隨著生物技術的發(fā)展，生物處理技術與其他技術的組合工藝如生物-活性炭工藝（或膜反應器）等是污水處理技術的研究熱點之一。傳統(tǒng)厭氧好氧技術的改進型處理工藝在污水處理技術中仍將占據(jù)重要位置。各種高新技術和膜分離處理技術（反滲透、超濾、微濾、納濾、離子交換膜、電滲析等）以及微波、超聲波、紫外線和光催化等技術在深度處理中將起重要作用。

二、技術要點

（一）集中處理系統(tǒng)

1.技術路線

污水處理廠是目前集中處理污水的主要方式之一。

人工濕地污水處理技術通過物理過濾、生物降解和植物截留等作用機理去除有機質(zhì)，并通過水生植物與微生物的協(xié)同作用去除N和P，特別適用于生活污水、河道和自然湖泊水系的處理與回用等。

 2.主要技術環(huán)節(jié)

 （1）關鍵部件和設備。在給定污染物負荷（單位時間單位面積輸入的污染物數(shù)量）和水力負荷（水力停留時間）條件下，影響二級污水處理出水質(zhì)量的關鍵因素是微生物細菌對有機污染物降解的有效性。不論是厭氧處理還是好氧處理，良好的菌種及其生存環(huán)境影響微生物的降解效果。三級主要與所選擇的深度處理技術有關。土壤質(zhì)地及水文地質(zhì)條件影響土地處理系統(tǒng)的處理效果。填料和植被性質(zhì)以及氣溫等因素影響人工濕地處理系統(tǒng)的處理效果。

 （2）推廣中需要注意的事項。污水處理廠占地面積大，一次性投資高，污泥處理困難。人工濕地將污水處理工程與生態(tài)環(huán)境綜合治理有機地結(jié)合起來，且工程投資和運行成本低，出水水質(zhì)穩(wěn)定，易于管理和維護，是一種較為適宜我國農(nóng)村地區(qū)的污水處理技術。

（3）應用情況。集中污水處理系統(tǒng)一般自動化程度高、便于管理，出水水質(zhì)好且穩(wěn)定，滿足國家的排放要求。除土地處理方式外，各種集中污水處理方式在國內(nèi)都有較多的工程實例，已積累了一定的建設和管理經(jīng)驗。

（二）分散處理系統(tǒng)

1.技術路線

與集中處理系統(tǒng)相比，分散污水處理系統(tǒng)較多地采用了一些高新技術，從而使得污水處理設備的體積相對較小。

2.主要技術環(huán)節(jié)

（1）關鍵部件和設備。分散污水處理系統(tǒng)的關鍵部件是設備采用的具體處理技術及工藝，系統(tǒng)處理效率的高低和出水水質(zhì)的穩(wěn)定性主要由其關鍵組件如（生物）膜和活性炭的性能決定。

（2）主要性能參數(shù)。分散污水處理系統(tǒng)的性能參數(shù)一般按《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）中的城鎮(zhèn)二級污水處理廠一級標準設計。

（3）推廣中需要注意的事項。目前分散污水處理設備的價格相對較高，較適合于小型企事業(yè)單位、餐館和經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)的農(nóng)村小型居民點使用。推廣時應考慮居民的經(jīng)濟承受能力、設備耐久性以及電力供應等問題。

（4）主要產(chǎn)品研發(fā)和應用情況。產(chǎn)品體積小、處理效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定、自動化程度高、運行管理方便，但單價和運行費用較高。