鑒于農村生活污水污染面廣、較分散的特點,國外一些發達國家進行了大量的試驗研究與實踐。如澳大利亞利用污水直接灌溉土壤地,利用耕種的作物來吸收分解污水中污染物質與水分,有效實現了污染物去除和污水減量的目的,降低了污水中的氮、磷、鉀含量, 避免污水直接排入水體后,導致水體富營養化。
美國、日本、澳大利亞、以色列、俄羅斯和西歐等國,采用將污水投配到土壤表面具有一定構造的滲濾溝中, 污染物通過物理、化學、微生物的降解和植物的吸收利用得到處理和凈化。該技術對懸浮物、有機物、氨氮、總磷和大腸桿菌的去除率均較高, 一般可達70%~90%。
歐洲、北美、澳大利亞和新西蘭等國家廣泛應用人工濕地處理系統,該系統一般由人工基質和生長在其上的沼生植物組成,是一種獨特的“土壤—植物—微生物”生態系統,利用各種植物、動物、微生物和土壤的共同作用,逐級過濾和吸收污水中的污染物,達到凈化污水的目的。
德國、法國、美國采用氧化塘處理農村生活污水,該技術主要是利用菌藻的共同作用來去除污水中的污染物,具有基建投資少、運轉費用低、維護簡單、便于操作、能有效去除污水中的有機物和病原體以及無需污泥處理等優點。
除此之外,一些國家將城市污水處理工藝組裝成一體化裝置,應用于分散的污水處理系統。如日本研究的一體化裝置主要采用厭氧—好氧—二沉池組合工藝,兼具降解有機物和脫氮的功能,其出水BOD5 <20mg/L、TN<20mg/L,近年來開發的膜處理技術,可對BOD5和TN進行深度處理。歐洲許多國家開發了以SBR、移動床生物膜反應器、生物轉盤和滴濾池技術為主,結合化學除磷的小型污水處理集成裝置。
國內農村生活污水處理技術的現狀
我國對農村生活污水處理技術的研究較國外發達國家晚,近年來,隨著地方經濟實力的增強,尤其是發達省份在經濟發展到一定階段以后,逐步認識到農村生活污水處理問題的重要性,并開始采用一些實用、合理、低能耗和低運行費用的技術來處理污水;一些人口密集的欠發達地區也認識到,如果不對農村生活污水采取有效處理,會觸發農村醫療和經濟建設等方面的系列問題,甚至造成傳染病的產生與擴散,因而,國內一些地區對農村污水的處理技術進行了實踐探索。
如厭氧沼氣池處理技術,該技術將污水中的大部分有機物經厭氧發酵后產生沼氣,發酵后的污水被去除了大部分有機物,達到凈化目的;產生的沼氣可作為浴室和家庭用炊能源;厭氧發酵處理后的污水可用作澆灌用水。但該技術受溫度影響較大,一般適合于常年氣溫較高的地區,而且處理后水還需進一步處理才能排放。氧化塘處理技術,如李旭東等采用高效藻類塘系統處理太湖地區農村生活污水,CODcr的平均去除率在70%以上,氨氮(NH3-N)的平均去除率高達93%,磷的平均去除率為55%;陳鵬采用高效藻類塘處理城市生活污水,取得了穩定的處理效果:CODcr、BOD5、NH3-N和TP的平均去除率分別達到75%、60%、91.16%和50%。該技術存在占地大,速度慢,氧化塘周圍衛生條件差等問題。
人工濕地處理技術,如北京、深圳、江蘇、浙江等地區都采用了這一技術處理農村生活污水。云南省澄江縣撫仙湖邊的馬料河濕地工程于2003年10月建成運行,每天可凈化污水4萬多立方米,凈化后的水質優于地表水三類標準。有關研究表明,在進水污染物濃度較低的條件下,人工濕地對BOD5的去除率可達85%~95%,對CODcr的去除率可達80%以上,對磷和氮的去除率分別可達到90%和60%。
土壤滲濾技術,中科院沈陽應用生態所“八五”、“九五”期間的研究表明,在我國北方寒冷地區利用地下土壤滲濾法處理生活污水是可行的,且出水能夠作為中水回用,1992年北京市環境保護科學研究院對地下土壤毛管滲濾法處理生活污水的凈化效果和綠地利用進行了研究,清華大學2000年國家科技部重大專項中,首先在農村地區推廣應用地下土壤滲濾系統,取得了良好效果:對生活污水中的有機物和氮、磷等均具有較高的去除率和穩定性,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分別大于80%、90%、90%和98%。除此以外,浙江、廣東、天津和江蘇等地還分別在無動力、地埋式厭氧處理系統、雨污分離管網輸送集中處理和生物投菌治理污水等技術方式應用方面進行了探索與嘗試,也都取得了一定的進展。