农村生活污水处理探讨.doc

我国村镇生活污水处理途径探讨
浙江万里学院环境科学系，浙江宁波 作者：白春节
随着我国经济的快速增长，城市化进程加快，农村生活水平的不断提高以及农村畜禽养殖、水产养殖和农副产品加工等产业的发展，村镇的生活污水、废水产生量与日剧增。而这些污水大部分未经任何处理就近直排放河道、湖泊，使得水体污染严重越来越严重，民众要求对此加强控制与治理的呼声越来越高。在此背景下，我国“十一五”规划中提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，并明确了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的建设目标。而加强农村生活污水的处理，是村容整治的组成部分，也是社会主义新农村建设的重要内容，也是农村人居环境改善需要解决的迫切问题。
由于我国村镇地域范围广且分散，社会组织结构、经济发展状况和生活水平与生活习惯等千差万别，这不仅决定了村镇生活污水的来源、水质、水量的多样性，而且决定了其处理工艺选择、工程建设与投资、运行管理的模式等方面的复杂性。因此，如何控制与治理我国农村生活污水问题，是需要不断实践探索与探讨的过程。
1 国内外村镇生活污水处理现状
1.1 国外农村生活污水处理技术现状
鉴于农村生活污水污染面广、较分散的特点，国外一些发达国家进行了大量的试验研究与实践。如澳大利亚[1]利用污水直接灌溉土壤地，利用耕种的作物来吸收分解污水中污染物质与水分，有效实现了污染物去除和污水减量的目的，降低了污水中的氮、磷、钾含量, 避免污水直接排入水体后，导致水体富营养化。美国、日本、澳大利亚、以色列、俄罗斯和西欧等国，采用[2]将污水投配到土壤表面具有一定构造的渗滤沟中, 污染物通过物理、化学、微生物的降解和植物的吸收利用得到处理和净化。该技术对悬浮物、有机物、氨氮、总磷和大肠杆菌的去除率均较高, 一般可达70%～90%。欧洲、北美、澳大利亚和新西兰等国家广泛应用人工湿地处理系统，该系统一般由人工基质和生长在其上的沼生植物组成，是一种独特的“土壤—植物—微生物”生态系统，利用各种植物、动物、微生物和土壤的共同作用，逐级过滤和吸收污水中的污染物，达到净化污水的目的【3】。德国、法国、美国采用氧化塘处理农村生活污水，该技术[4]主要是利用菌藻的共同作用来去除污水中的污染物，具有基建投资少、运转费用低、维护简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体以及无需污泥处理等优点。
    除此之外，一些国家将城市污水处理工艺组装成一体化装置，应用于分散的污水处理系统。如日本研究的一体化装置主要采用厌氧—好氧—二沉池组合工艺，兼具降解有机物和脱氮的功能，其出水BOD5 <20mg/L、TN<20mg/L[5]，近年来开发的膜处理技术，可对BOD5和TN进行深度处理[6]。欧洲许多国家开发了以SBR、移动床生物膜反应器、生物转盘和滴滤池技术为主，结合化学除磷的小型污水处理集成装置[7]。
1.2 国内农村生活污水处理技术的现状
我国对农村生活污水处理技术的研究较国外发达国家晚，近年来，随着地方经济实力的增强，尤其是发达省份在经济发展到一定阶段以后，逐步认识到农村生活污水处理问题的重要性，并开始采用一些实用、合理、低能耗和低运行费用的技术来处理污水；一些人口密集的欠发达地区也认识到，如果不对农村生活污水采取有效处理，会触发农村医疗和经济建设等方面的系列问题，甚至造成传染病的产生与扩散，因而，国内一些地区对农村污水的处理技术进行了实践探索。如厌氧沼气池处理技术，该技术将污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水被去除了大部分有机物，达到净化目的；产生的沼气可作为浴室和家庭用炊能源；厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水。但该技术受温度影响较大，一般适合于常年气温较高的地区，而且处理后水还需进一步处理才能排放。氧化塘处理技术，如李旭东等采用高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水，CODcr的平均去除率在70%以上，氨氮(NH3-N)的平均去除率高达93%，磷的平均去除率为55%[8]；陈鹏采用高效藻类塘处理城市生活污水，取得了稳定的处理效果：CODcr、BOD5、NH3-N和TP的平均去除率分别达到75%、60%、91.16%和50%[9]。该技术存在占地大，速度慢，氧化塘周围卫生条件差等问题。人工湿地处理技术，如北京、深圳、江苏、浙江等地区都采用了这一技术处理农村生活污水。云南省澄江县抚仙湖边的马料河湿地工程于2003年10月建成运行，每天可净化污水4万多立方米，净化后的水质优于地表水三类标准。有关研究表明[10]，在进水污染物浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85%～95%，对CODcr的去除率可达80%以上，对磷和氮的去除率分别可达到90%和60%。土壤渗滤技术，中科院沈阳应用生态所“八五”、“九五”期间的研究表明，在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法处理生活污水是可行的，且出水能够作为中水回用[11]，1992年北京市环境保护科学研究院对地下土壤毛管渗滤法处理生活污水的净化效果和绿地利用进行了研究[12]，清华大学2000年国家科技部重大专项中，首先在农村地区推广应用地下土壤渗滤系统[13]，取得了良好效果：对生活污水中的有机物和氮、磷等均具有较高的去除率和稳定性，CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分别大于80%、90%、90%和98%。除此以外，浙江、广东、天津和江苏等地还分别在无动力、地埋式厌氧处理系统、雨污分离管网输送集中处理和生物投菌治理污水等技术方式应用方面进行了探索与尝试，也都取得了一定的进展[14][15]。
2 我国村镇生活污水控制处理途径探讨
具资料显示【16】我国农村每年产生生活污水约80多亿m3，而96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生活污水随意排放。要实现“十一五”规划中新农村建设的目标，当前面临收集问题、处理设施建造投资与设施运行费用问题。因此采用什么样的处理工艺与方式是解决农村生活污水处理途径的关键。因此，笔者认为目前我国农村、镇生活污水处理的工艺与方式的途径如下。
2.1 乡镇生活污水处理与控制途径
（1）加强政府引导，科学规划乡镇建设
我国农村乡镇一般规模不大，现正处在改造、扩大发展迅速期。在建设的过程中，大多是农民买地自建房屋的多，统一设计建造的少；科学合理规划的较少，随意规划的地区多。生活污水管敷设乱，直接就近排放的现象普遍。这与人们对环境认识和政府盲目追求政绩有关，也与地方财政收入多少有关。鉴于此，在乡镇建设的过程中，各地方政府应加强管理与引导，科学合理的规划建设。
（2）乡镇生活污水处理工艺的选择
我国乡镇生活污水通过管道收集后，按照现有大城市生活污水工艺处理，其处理设施建造投资与日常运营费用，我国大多乡镇的财力难以承受，这也成为制约乡镇生活污水治理的瓶颈。因此选择投资低、日常运营费用少的工艺是关键。解决该问题的途径，笔者认为应从各地实际情况出发。
（1）经济发达、规模大且用地紧张的乡镇，其生活污水处理工艺应优先采用处理后回用工艺：
充氧
污水管网→厌氧（或化粪池）→好氧处理→沉淀→过滤→除臭消毒→回用
该工艺的污水先经过厌氧发酵处理后，可以去掉污水中部分有机物；再用常规好氧处理；好氧处理后出水经过消毒除臭回用于当地居民冲厕所、绿化浇灌、道路冲洗等。该工艺处理后回用所涉及到的回用管道系统，在现有大城市中因历史原因无法实现，但在规模不大，经济条件好的乡镇，其回用管网的改造敷设是容易做到，处理设施的日常维护费用，可以从收取排污费、中水使用费来维持。处理设施投资可以通过市场运作来融资（如BOT形式）。
（2）经济发达、规模小且用地紧张的乡镇，其生活污水处理工艺应优先采用微动力充氧好氧生物处理+土壤渗滤工艺：
充氧
污水管网→厌氧（或化粪池）→好氧处理→土壤渗滤→排放水体
该工艺的好氧处理可以采用固定生长型反应器，土壤渗滤可以选择绿化用地等。后段采用土壤渗滤处理，前段好氧反应器负荷比常规好氧工艺大，反应器小，耗氧少，从而能耗与造价低。前段采有好氧处理后的出水有利于土壤渗滤处理，可以减少土壤处理占地面积且卫生条件好。
（3）规模小且闲置土地多的乡镇，其生活污水处理工艺应优先采用生态处理工艺，污水管网→厌氧（或化粪池）→生态处理→排放水体，生态处理处理单元的形式多种多样，如土壤渗滤、生物氧化塘、湿地处理以及它们的组合体。
2.2 农村生活污水处理途径
我国农村因分布广、散、地理地貌分布复杂，经济相对落后，地区差别大等特点，解决方式采用统一模式不现实，不可操作。应根据当地经济、周边环境区别对待。
（1）经济落后的农村，生活污水的收集是个大难题，有些地区因太分散无法收集，有些村庄集中，但管网施工难，投资大，当地农民与政府无力承担。而该类地区的农村土地多、人口密度小，生活污水来源单一且有机肥力好。因其使用不方便而长期使用无机肥，从而导致水体污染、土地板结现象突出。针对这样的情况，只能依靠政策引导与市场调节来解决，只要有健全的绿色食品市场准入机制、市场监管机制等政策的引导，通过市场调节作用，可以大大提高农民自觉使用生活污水浇灌土地的积极性。
（2）经济相对发达，村落较为集中的农村，应加强生活污水的收集系统的建设；从能耗角度考虑，应采用生态处理为主办法处理污水。有条件的农村，可以利用地形的高低，使污水在流动的过程中形成跌水状，以利于充氧，加速微生物的降解速度，减少生态处理占地面积或提高处理效果。天然地形条件受到限制的农村，经济条件允许，可以人工制造跌水充氧与生态结合的方法处理。
3 结论与建议
村镇生活污水有机成分含量高，可生化性强，生物处理技术是该类污水处理的最佳选择。基于我国农村普遍欠发达的现状，各地农村的经济社会发展水平、区域特点、自然地理条件和环境目标不尽相同，采用经济有效、简便易行、节约资源、工艺可靠并能够与当地自然环境高度融合的污水生态处理技术，使生活污水排放与处理无害化和资源化，是我国村镇生活污水处理技术未来发展方向。

1. 前言
我国是一个农业大国，农村地域辽阔，人口达7亿多人，每天产生生活污水数千万吨。根据国家环保部的统计数据，我国农村有3亿多人喝不上安全的饮用水，其中超过60%是由于非自然因素导致的饮用水质不达标;另据2005年建设部对全国部分村庄的调查显示,96%的农村没有排水沟渠和污水处理系统 ,污水直接就地势排入周边水体,造成河流、水塘等水环境污染 ,是农村重大的安全隐患。因此,重视与加强农村地区的水污染治理工作,防止对农村及周边地区的水体、土地等自然环境造成污染，是改善和提高当前农村人居环境工作中最重要的内容之一。
2.农村水污染现状及特点
2.1农村水污染现状
目前，我国有45400多个乡镇、60多万个行政村、250 多万个自然户，但是长期以来，我国在污染治理上对农村的重视和投入远远落后于城市[1]。忽视了占全国总面积近90%的广大农村，其中大都没有卫生下水道，生活污水随意排放，已成为流域水质恶化的主要原因之一，也是造成农村水环境污染及湖泊富营养化的重要因素[1]。全国有3.6 亿的农村人口喝不上符合饮用水质标准的水。这直接影响到广大农村的生态、生产和生活安全，严重影响了农村的经济发展。
2.2农村污水的特点
农村生活污水主要是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水，水量因地区经济程度的差异而不同，因其含有大量的营养盐及细菌、病毒，容易造成地表水及地下水的污染。另外，农村地区居民分布广且分散，生活污水属间歇排放，其水质、水量波动性大，所含有机物浓度相对偏高；并且含有较高的人畜粪尿成分，氮、磷含量特别是磷含量较高。因此，处理时不仅要消减有机物还要脱氮除磷。中国环境状况公报显示,2002年全国七大水系属Ⅳ类、Ⅴ类、劣Ⅴ类水质的监测断面占70 %以上;全国10座大型水库70 %为Ⅳ类、Ⅴ类、劣Ⅴ类水质;全海域共发生赤潮79 次,累计面积超过10 000平方千米,造成直接经济损失约 10 亿元。
3.农村污水处理技术
3.1人工湿地处理系统
有条件的村庄，应充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地和沼泽地等，建设人工湿地处理系统。
污水湿地处理系统分自然和人工湿地处理系统，自然湿地就是自然的沼泽地，人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理，使污水处理达到工程化、 实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、 生长有象芦苇、 香蒲等沼泽生植物的土地上，利用植物根系的吸收和微生物的作用，并经过多层过滤，来达到降解污染、 净化水质的目的，它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系，以及介质所具有的物理、化学特性，将污水净化的天然与人工处理相结合的复合工艺。
湿地处理系统工艺设备简单、 运转维护管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低、对进水负荷的适应性强，能耐受冲击负荷，净化出水水质良好、稳定。缺点占地面积大，易受气候影响，表面径流的臭味比较大。
3.2砂滤处理系统
这种砂滤系统是土地处理系统的一种,它在构建过程中一般采用沙子作为介质，让污水经过沙体渗滤排出系统,达到净化的目的。它的净化机制与其它土地处理系统大致相同。出水的SS，BOD，COD一般可达 80%以上.总氮、总磷去除率一般在 40%-80%，
何江涛等对此处理系统进行了阐述[1]，见表1 ：
研究者 系统尺寸（长*宽*高）m 水力负荷（m/d） 去除率（%）
G.G Check等[3] 5*0.718*0.75 0.033-0.066 BOD5>99:TOC>85;TN:40-80;SS>80
Mikael Pell 3*1.5*1.5 0.067 COD>90;TP:70;TN:43
3.3蚯蚓生态滤池处理系统
本系统将农户现有的化粪池改造后或直接加以利用，用强化沟替代农户的沟渠或排污管，出水进蚯蚓生态滤池，其工艺流程如图1。本技术在国内外研究的还不多， 同济大学在其处理城市生活污水方面进行了一些研究[4] 。

                      图1. 生态滤池系统简易工艺流程图
滤池主要有布水装置，生态滤床和排水装置三部分组成。生态滤床从下层依次往上是：大石头(鹅卵石,直径4 -7 c m)，小石头(直径1-3 c m)，沙子和土壤层，此层也可以说是蚓粪层 (vermi -casting )，是蚯蚓活动的主要场所,土壤上面可以种植一些植物。
3.4集中型污水处理厌氧----好氧工艺
在较为发达的农村,也可以考虑河海大学提出的滴滤床技术,它适用于200户左右集中型农户的污水处理系统,主要工艺流程为： 
生活污水    化粪池     厌氧好氧滴滤床    深度处理生物塘    回用或排放
此工艺特点：土壤自净过程的人工强化；利用虹吸作用 ，无需单独充氧，节省运行费用；可与其他技术组合使用。
3.5改良SBR－化学沉淀工艺
序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Sludge Process, SBR）是一种新型的、在国内外得到广泛使用的水处理技术。与常规的厌氧－缺氧－好氧（A2/O）或氧化沟等污水脱氮除磷工艺相比，SBR具有明显的优点：
（1）可省去初沉池、二沉池和污泥回流系统，流程简单，占地面积小，基建投资省，维护管理也较为方便；
（2）氧转移速率高，工艺运行能耗较低；
（3）运行方式灵活，同时具有除碳和脱氮除磷的功能；
（4）污泥沉淀在静止或接近静止状态下进行，泥水分离效果较好，处理水质优于连续式活性污泥法，出水 SS 一般可小于10mg/L；
（5）剩余污泥产量较少。因此，SBR 是一种具有广阔应用前景的水处理技术。
现有针对碳、氮、磷的水处理方法中，有机物和氮可以通过厌氧-好氧 （A/O）、同时硝化反硝化 （SND）、短程硝化反硝化 （如 SHARON工艺）或者厌氧氨氧化（ANAMMOX）等方法加以去除，而如何去除废水中的磷一直是一个难点。 国内外研究人员针对磷的去除开展了大量研究，证实生物除磷＋辅助化学除磷是运行稳定、最为有效一种。城市污水除磷方法（彭永臻，2005；郑兴灿，2000）。因此，考虑到废水中磷的去除，并结合SBR的工艺特点，拟开发改良型 SBR-化学沉淀工艺， 为节能省地型城镇污水资源化处理技术提供一种可选择的技术路线。
改良型 SBR-化学沉淀工艺流程如图2所示。
图2. 改良型SBR－化学沉淀工艺流程图
改良型 SBR-化学沉淀工艺中，整个运行过程包含两次厌氧和好氧交替的循环过程。采用分段进水的进水方式，保证脱氮效能，采用化学沉淀法作为辅助手段来确保出水磷浓度的达标排放。
部分原水首先进入 SBR 的厌氧段，在此条件下，污泥中的聚磷菌水解体内聚磷摄取有机物的同时将磷酸盐释放于水体中。 待释磷过程充分完成后，将一定比例的废水引至化学沉淀池，加铁盐或者铝盐等形成磷酸铁（FePO4）、磷酸铝（AlPO3）等沉淀而达到除磷的目的，经沉淀处理后的废水经中间水池调节后，流回SBR池进行好氧处理。
为解决碳源缺乏对反硝化的不利影响，在第一个循环的好氧阶段结束后，再次引入一定比例的原水，进入第二个厌氧与好氧交替的循环。增强脱氮效果，最终实现除碳、脱氮和除磷的达标排放。
与目前国际上较为流行的UCT（University of Cape Town，南非开普敦大学开发）和 BCFS（biologisch chemisch fosfaat stikstof verwijdering，荷兰Delft 理工大学开发）等污水脱氮除磷处理新工艺相比，改良型 SBR-化学沉淀工艺具有独特的优势：
（1）工艺流程短，利用单一SBR池实现废水 BOD去除和脱氮除磷，减小了占地面积；
（2）处理成本低，在确保废水达标排放情况下，针对部分废水进行除磷，降低了药剂成本和污泥处理负荷；
（3）化学除磷单元减轻了后续生物除磷的压力，解决了除磷和脱氮在泥龄控制和碳源供求等方面相互冲突和制约的问题。 
因此，通过改良 SBR-化学沉淀工艺的开发，在确保能够使碳、氮、磷均达标排放的前提下，可以减小占地、降低处理成本，切实达到了节能省地的目的，为城镇污水处理提供了新的方法。
4.简评
上述方法各有优劣，人工湿地法比较经济，管理方便，但是占地面积较大；砂滤处理系统经济但是量较为有限；蚯蚓生态滤池处理系统中滤池能耗低，高效，可是受到蚯蚓生理活动的影响；集中型污水处理系统效果好，但是生物处理效率较低，尤其表现为氮磷去除率很低，在一定程度上限制了其应用;序批式活性污泥法管理方便，处理效果也很好，但经济性不高。
实践证明，以上方法都能很好的解决农村生活污水治理的问题，但在运用中要考虑到建设与运行成本等费用，要根据实际情况加以选择。
国外农村生活污水处理新技术简介

    农村生活污水处理是当前新农村建设中的重点，国内缺少投资省、运行费用低、管理方便的污水处理技术又是一个很大的瓶颈。发达国家在处理农村生活处理方面进行积极探索，也取得了明显的成效。因此，学习国外先进经验，积极创新，加快城乡生活污水的治理速度，势在必行。当然国外的污水处理技术同样需要完善，不加研究直接照搬和完全套用国外污水处理技术难以取得成功。
    1、澳大利亚“FILTER”（非尔脱）污水处理系统
    澳大利亚科学和工业研究组织（CSIRO）的专家于最近几年提出一种“过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”，称之为“非尔脱”高效、持续性污水灌溉新技术，其目的主要是利用污水进行农作物灌溉，通过灌溉土地处理后，再用地下暗管将其汇集和排出。该系统一方面可以满足农作物对水分和养分的要求，同时降低污水中的氮、磷等元素的含量，使之达到污水排放标准。其特点是过滤后的污水都汇集到地下暗管排水系统中，并设有水泵，可以控制排水暗管以上的地下水位以及处理后污水的排出量。
    澳大利亚CSIRO与我国水利水电科学院和天津市水利科学研究所合作，曾在天津市武清县建立试验区，试验总面积2hm2，暗管埋深1.2m，两种处理的暗管间距为5m和10m，引取北京市初级处理后的污水和沿程汇集的乡镇生活污水，灌溉小麦。试验表明，97%-99%的磷通过土壤及农作物的吸收而被除去，总氮的去除率达82%-86%，生物耗氧量的去除率为93%，化学耗氧量的去除率为75%-86%，排水暗管的间距小，则去污效率高。上述中澳双方试验研究成果，在澳大利亚农业研究中心的主持下，于2000 年12月在北京通过鉴定。
    “非而脱”系统对生活污水的处理效果好，其运行费用低，特别适用于土地资源丰富、可以轮作休耕的地区，或是以种植牧草为主的地区。该系统实质上是以土地处理系统为基础，结合污水灌溉农作物。人们担心长期使用污水灌溉后污水中的病原体进入土壤，污染农作物。但根据大量调查和试验表明，土壤—植物系统可以去除城市污水中的病原体。为慎重起见，国内外一致认为，处理后的城市污水适宜灌溉大田作物（旱作和水稻）。因为大田作物的生长期长，光照时间长，病原体难以生存；而蔬菜等食用作物，生长期短，有的还供人们生食，则不宜采用污水灌溉。此外，这种处理方法受作物生长季节的限制，非生长季节作物不灌溉，污水处理系统就不能工作。暗管排水系统在我国多用于改良盐碱地和农田渍害，一般造价较高，若用于处理生活污水还需修建控制排水量的泵站，则造价更高，推广应用有一定困难。
    2、韩国的湿地污水处理系统
    韩国的农业用水是最大用水户，占总用水量的53%。韩国农村的居民分散居住，认为兴建集中处理的污水系统造价太高，小型和简易的污水处理系统适合在农村应用。因此，研究了一种湿地污水处理系统，使污水中的污染物质经湿地过滤后或被土壤吸收，或被微生物转变成无害物。这种方法需要的能源少，维护的成本低。
    韩国国立汉城大学农业工程系对湿地污水处理系统在田间进行了试验。容器长8m，宽2m，高0.9m，用混凝土制成。容器内填沙并种植芦苇，未经处理的生活污水从一端引入，又从另一端卵石层中排出。生活污水是从一个学校收集而来，其年平均水质指标为：ph值为7.85，溶解氧（DO）为0.23mg/L，生化需氧量（BOD）为24.35mg/L，悬浮固体物（SS）为52.36mg/L，全氮量浓度（TN）为121.13mg/ L，全磷量浓度（TP）为24.23mg/L。用经过湿地系统处理后的污水灌溉水稻。
    污水灌溉水稻试验是在用聚氯乙烯板制成的盆内进行。盆宽90cm，长110cm，高70cm，表面积为1.0平方米，底部铺一层10cm厚的卵石，上盖过滤布，然后用水稻土填满。在盆底安装排水管，控制渗漏水。盆外为用混凝土做成的大坑，坑与盆之间填满土壤，以便消除温度对作物生长和微气候的影响。试验设计有四种处理，分别按污水浓度、施肥和不施肥等，与常规处理（用自来水灌溉并施肥）进行对比。试验对水稻的生长过程（稻株高度、分蘖数目、叶面积、叶面积指数、总干物质等）进行了详细观测和分析。主要结论：1、利用处理过的污水灌溉，对水稻的生长和产量无负面影响；2、利用处理过的污水灌溉，并加施肥料，水稻产量达5730.38kg/hm2，比常规对比田高约10%。
韩国试验研究的湿地污水处理系统，实质上也是一种土地—植物系统，至今已广泛用于欧洲、北美、澳大利亚和新西兰等。湿地上多种植芦苇、香蒲和灯心草等，对病原体的去除效果好。但其缺点是需要大量土地，并要解决土壤和水中的充分供氧问题及受气温和植物生长季节的影响等。一般来说，利用湿地处理后的污水灌溉水稻，可取得更好的净化效果。
    3、日本农村生活污水处理系统
    日本在法律上规定，要求严格保持河流、湖泊和海域的优良水质。因此，把污水处理工作放在十分重要的位置，并有很高的污水处理能力。日本农村污水处理协会主要负责日本乡镇污水处理的技术发展工作，研究了一系列适合于农村城镇中应用的污水处理设备。设计了JARUS模式的15种不同型号污水处理装置，主要采用物理、化学与生物措施相结合的处理过程，取得了很好效果。这15种不同型号的处理装置可分为两大类。一类采用生物膜法，污水通过塑料制成的滤层，上面附有微生物。通过生物膜后可使污水中的生物耗氧量下降到20mg/ L以下，悬浮固体物下降到50mg/L以下，总氮含量在20mg/L 以下。另一类是采用浮游生物法，通过漂浮在污水中的微生物氧化作用，可使BOD下降到10-20mg/ L，SS下降到15-50mg/ L，COD下降到15mg/L以下，TN下降到10-15mg/L以下，TP下降到1-3mg/L以下。
    日本从1977年实行农村污水处理计划以来，至1996年底已建成约2000座小型污水处理厂。日本农村污水处理协会设计、推广的污水处理装置体积小、成本低、操作运行简单，十分适用于农村。一般每1000人农村人口可建立一个污水处理厂，最大的厂可处理10000人左右的污水。处理后的污水水质稳定，大多灌溉水稻或果园，或将其排入灌排渠道，稀释后再灌溉农作物。污水中分离出来的污泥经脱水、浓缩和改良后，运至农田作肥料。
    生物膜是近几十年来得到迅速发展的污水处理方法。众所周知，在自然界中存在着大量靠有机物生活的微生物，它们具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的功能。生物膜法就是利用微生物的这一功能，采取人工措施来创造更有利于微生物生长和繁殖的环境，使微生物大量繁殖，以提高对污水中有机物的氧化降解效率。生物膜主要依靠固着于载体表面的微生物来生长繁殖，在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，又进一步吸附、分解污水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物，使污水得以净化。同时，生物膜上的微生物也不断生长与繁殖，生物膜的厚度也随着增加。当生物膜达到一定厚度时，氧气不能透入到底层，这时在靠近载体表面就形成厌氧膜层，其附着力减低，生物膜呈现老化状态，最后被水流冲刷而脱落。接着新的生物膜又开始生长形成，具有较强的净化能力。生物膜法的设备类型很多，按生物膜与污水的接触方式，有填充式和淹没式两大类。日本农村污水处理协会采用的是生物接触氧化法，属于淹没式生物滤池类。生物滤池是由池体、滤料、布水装置和排水系统四部分组成。滤料是生物膜的载体，对净化作用的影响较大。常用的滤料有沙子、碎石、卵石、炉渣、陶粒和红杉板条等。
    日本石井勋教授发明的“石井法”，是利用用过的乳酸饮料瓶作曝气池填料。滤料表面积越大，生物膜数量越多，但滤料之间的空隙太小，影响通风和水流。因此，理想的滤料是表面积和空隙率都比较大。近些年来对滤料的研究有很大发展，如利用各种塑料和化学纤维制成的纤维球和蜂窝式滤料等，使每立方米滤料的表面积大大增加，空隙率提高到93%-95%。如日本尤尼奇卡公司用聚酯纤维制成的纤维球滤料的密度为1.38g/立方厘米，充填密度为50kg/立方米，空隙率达96%，比表面积达3000平方米/立方米；滤速高，水头损失小，经反冲洗后，滤料可以反复使用。
国外对生物膜的理论研究和实际应用已有几十年历史。生物膜法所需要的设备简单，能源消耗低，成本和维护费用低，而处理污水的效率高，它是今后发展的一个方向。
    4、美国的高效藻类塘系统
美国加州大学伯克利分校的Oswald提出并发展的高效藻类塘是对传统稳定塘的改进，其充分利用菌藻共生关系，对污染物进行处理。正因其最大限度地利用了藻类产生的氧气，塘内的一级降解动力学常数值比较大，故称之为高效藻类塘。
    高效藻类塘较传统的稳定塘停留时间短，占地面积少;建设容易，维护简便，基建投资少，运行费用低;BOD5、NH4+,-N、病原体等去除效率高;若高效藻类塘后接的是高等水生生物塘，则其中的水生生物不但可以除藻，降低出水的SS,而且能进一步去除水中的氮磷，同时收割的高等水生植物可以作为优良的饲料和肥料。缺点:它受环境因素影响明显，温度影响生物的组成，营养物的需求，新陈代谢的特点和反应速率;pH影响生物的适应能力，离子输送和新陈代谢的速率;水体对光的吸收特性取决于4个方面:水体特性，腐殖质，藻类和非生物性的悬浮物;气温过高或较低时，藻类的生长受到抑制从而影响处理效果。目前高效稳定塘在以色列、摩洛哥、法国、美国、南非、巴西、比利时、德国、新西兰等国都有研究应用。国内的陈鹏和许春华对高效藻类塘进行中试研究，表明高效藻类塘COD平均去除率为75%, BOD去除率在60%左右，氨氮平均去除率高达91.6%,凯氏氮平均去除率为75%，总磷平均去除率为50%左右，藻类塘出水经过水生生物塘处理后，COD的总去除率可达87.5%,氨氮的总去除率可达97.48%，总磷的总去除率能达到80%左右。
    5、 荷兰的一体化氧化沟
    最早的一体化氧化沟是Pasveee教授1954年在荷兰Voorfshoten研制成功，是一种集曝气、沉淀、泥水分离、污泥回流等功能于一体的技术，适合中小型污水处理厂的应用。
    该工艺具有流程短，构筑物和设备少，不设初沉池、调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资少，能耗低，占地少，管理简便;处理效果稳定可靠，BOD5和SS去除率在90—95%或更高，COD去除率在85%以上，且硝化、脱氮作用明显;产生的剩余污泥量少，不需硝化，污泥性质稳定，易脱水，不带来二次污染;固液分离效果比一般二沉池高，整个系统能在较大的流量浓度范围内稳定运行;污泥回流及时，减少了污泥膨胀。缺点是难以形成功能相对独立的厌氧、缺氧和好氧区域，对除磷脱氮要求较高的场合稳定性较差;固液分离器内斜板(或类似组件)强化了分离效果，但由于污水污泥具有粘稠性，且易形成生物粘膜，斜管或斜板有堵塞和淤积的可能，会增加维护工作量;由于污水流量和本质的变化，氧化沟内的流速和出流量总是变化的，污泥层难以稳定，有可能出现浮泥，增加出水的SS。
    据1987年统计，美国已有92座合建式氧化沟，较有代表性的是联合工业公司(United IndustriesLnc.)的船式沉淀器田BOAT, Annco环境企业公司的BMTS系统，EIMCO公司的Carrousel渠内分离器，湖滨(lakeside)设备公司的边墙分离器以及Lightnin公司的导管式曝气内渠和边渠沉淀分离器，此外是Envirex公司的竖直式氧化沟。
该技术在国内也广泛应用。山东高密，河南安阳，四川国群食品有限公司，四川成都城北污水处理厂，四川新都污水处理厂，河北邢台南小汪污水厂等都采用一体化氧化沟工艺，且取得良好效果。
    6、法国的蚯蚓生态滤池
    蚯蚓生态滤池是根据蚯蚓具有提高土壤通气透水性能和促进有机物质的分解转化等功能而设计，是一种既可高效、低能耗地去除城镇污水中的污染物质，又大幅度降低了剩余污泥处理和处置费用的全新概念的污水处理工艺。
    生态滤池处理系统集初沉池、曝气池、二沉池、污泥回流设施以及供氧设施等于一身，大幅度简化了污水处理流程;运行管理简单方便，并能承受较强的冲击负荷;处理系统基本不外排剩余污泥，其污泥产率大幅度低于普通活性污泥法;通过蚯蚓的运动疏通和吞食增殖微生物，解决传统生物滤池所遇到的堵塞问题。但由于蚯蚓的生活习性受温度影响明显，低于或高于一定温度会冬眠或夏眠，故在蚯蚓冬眠或夏眠时处理效果不是很理想，滤池的填料易发生堵塞。
    蚯蚓生态滤池污水处理技术最早在法国和智利研究开发，国外已开始产业化应用。在国内，上海已进行中试，结果表明:生态滤池COD去除率达83-88%，BOD5去除率达91—96%，SS去除率达85—92%,氨氮去除率达55—65%，总磷去除率在35—65%，污泥总产率为0—2mg/L。
    7、土壤毛细管渗滤净化系统
    毛细管土壤渗滤处理系统特别适用于污水管网不完备的地区，是一项处理分散排放的污水的实用技术。被输送到渗滤场的污水先经布水管分配到每条渗滤沟，渗滤沟中的污水通过砾石层的再分布，在土壤毛细管的作用下上升至植物根区，通过土壤的物理、化学、微生物的生化作用和植物的吸收和利用得到处理和净化。
    该系统运行稳定，可靠，抗冲击负荷能力强，对BOD5、氮、磷去除率大;维护简便，基建投资少，运行费用低;整个系统在地下，不会散发臭味，地面草坪还可美化环境;大肠杆菌去除率高;污水的储存、输送等过程均在地下进行，热损失较少，在冬季仍能保持一定温度，维持基本的生化反应，保证较稳定的去除效果。但其对总氮的去除效果不显著;占地面积大;有可能污染地下水。田宁宁等研究发现:该系统对生活污水中的有机物和氮、磷等具有较高去除率和稳定性，COD去除率>80%，B005去除率>90%，NH3，—N去除率>90%，TP去除率>98%。
    8、“LIVING MACHINE”生态处理系统
    近年来，在美国、加拿大、英国、澳大利亚等国家出现了一种叫“LIVING MACHINE”的生态系统，适用于工业和生活污水的处理。其技术基础是活化技术，活化技术是采用多种生物形式在人工装置中，建立新的物种联系，从而进行某种净化处理。
    加拿大多伦多市BODY SHOP工厂内就建有这样的一个处理系统。它的设计和施工的原则均是利用自然生态系统将污水净化，是一个较为完善的生态系统。在这个系统中，设计者将很多种类的动植物集中在一起，使之形成一个连续反应的封闭循环，反应箱和反应池包涵了从细菌、藻类到植物、蜗牛、鱼类的多种生物有机体。这些有机体通过一系列的反应减少污水中的营养体和病原体，并使它们消化在一个连续的食物链中。这些植物是：桉树、杜松、小香蕉树、月桂、樱草、薄荷树以及紫草科植物等。
    污水首先进入封闭在地下的无氧箱，一段时间后进入有氧箱，空气由底孔吹入，在此氨氮在细菌的作用下分解为硝化物，其后流入生物综合池。在池内，其中的藻类、单细胞有机体、鱼类、水生及沼泽植物等一系列丰富的生物混合体将对水中的营养物继续分解，随后污水流经地下湿地，通过植物根系作用及沙石的过滤，硝化物在此转变为氮气，污水被初步净化。这种污水处理的生态系统有美观、耐用、体积小、费用低的特点。
农村生活污水处理技术与政策选择
“十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，并明确了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的建设目标。加强农村生活污水的处理，是村容整治的组成部分，也是社会主义新农村建设的重要内容。农村生活污水造成的环境污染不仅是农村水源地潜在的安全隐患，还会加剧淡水资源的危机，使耕地灌溉得不到有效保障，危害农民的生存发展。因此，加强农村生活污水收集、处理与资源化设施建设，避免因生活污水直接排放而引起的农村水体、土壤和农产品污染，确保农村水源的安全和农民身心健康，是新农村建设中加强基础设施建设、推进村庄整治工作的重要内容，也是农村人居环境改善需要解决的迫切问题。
一、农村生活污水产生的环境问题
全国农村每年产生生活污水约80多亿吨，而96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生活污水随意排放。有人这样形容中国农村的人居环境现状：如果把全国的村庄合并为10个村的话，4个村没有自来水；3个村在猪圈或厕所旁打了一口井，供人们饮用；10个村庄都把脏水往外泼；9个村庄还在使用传统旱厕；9个村庄仍然随便找个地方填埋垃圾；4个村庄下雨出不来；5个村庄夜里进不去。
我国农村生活污水有以下特征：(1)面广、分散。村庄分散的地理分布特征造成污水分散，难于收集。(2)来源多。除了来自人粪便、厨房产生的污水外，还有家庭清洁、生活垃圾堆放渗滤而产生的污水。例如，太湖洗衣废水占生活污水的21.6%，巢湖、滇池大约为17.9%。(3)增长快。随着农民生活水平的提高以及农村生活方式的改变，生活污水的产生量也随之增长。(4)处理率低。以浙江省丽水市的农村污染情况为例[3]，每年全市农村人粪尿产生总量约180万吨，经化粪池处理的量约为23.03万吨，处理率仅为12.9%。
未经处理的生活污水肆意排放，严重污染了农村的生态环境，直接威胁广大农民群众的身体健康以及农村的经济发展。一方面，未经处理的生活