一、概述

水資源短缺和水污染嚴(yán)重制約著我國國民經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)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(yīng)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(jī)質(zhì)的過程。通過初級處理，懸浮物、生物化學(xué)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(xué)或微生物絮凝劑以及石灰等可加速懸浮物質(zhì)的沉淀（強(qiáng)化初級處理）。

傳統(tǒng)的二級污水處理一般采用生化技術(shù)。二級處理的目的是利用污泥中各種細(xì)菌或真菌的氧化作用破壞有機(jī)質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低水中的BOD。如果采用厭氧處理技術(shù)，污泥中有機(jī)質(zhì)在厭氧菌作用下產(chǎn)生沼氣。利用活性污泥技術(shù)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(chǔ)上對污水進(jìn)行更高一級的處理過程。其處理方法主要包括投放化學(xué)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(shù)。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(jìn)行消毒等。

污水處理技術(shù)的選用必須綜合考慮當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟(jì)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(shù)。農(nóng)村地區(qū)生活污水主要含有各種有機(jī)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(shù)或工藝聯(lián)合處理污水。按照污水處理技術(shù)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(xué)以及生物措施減少污水中的污染物，從而達(dá)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(xué)或生物措施組合工藝，將各種處理技術(shù)高度集成在一個較小的空間范圍。隨著各種工藝和技術(shù)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(jì)效益。污水處理的直接經(jīng)濟(jì)效益與當(dāng)?shù)厮Y源的短缺程度密切相關(guān)。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(guān)疾病的傳播，減少由此引起的經(jīng)濟(jì)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(shè)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(dāng)采用人工濕地處理技術(shù)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(fù)利用率、緩解水資源供需矛盾、促進(jìn)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(jìn)社會的和諧發(fā)展，對我國社會經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)發(fā)展具有積極的作用。

（三）我國技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀

我國污水處理設(shè)施始建于20世紀(jì)初期。自20世紀(jì)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(shù)和處理設(shè)備也隨之逐步完善起來。

我國的污水處理技術(shù)基本上是以生化技術(shù)為主，傳統(tǒng)的活性污泥工藝及其各種改進(jìn)方法占主導(dǎo)地位。總體來講，目前我國污水處理技術(shù)的理論水平與發(fā)達(dá)國家基本處于同一檔次，但在新技術(shù)開發(fā)應(yīng)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(shè)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(shè)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(shù)的發(fā)展目前已趨于成熟，并處于大規(guī)模的應(yīng)用階段。至20世紀(jì)70年代，發(fā)達(dá)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(shù)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(jìn)行處理。

19世紀(jì)末至20世紀(jì)70年代，工業(yè)革命以及城市化快速發(fā)展，污水?dāng)?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(shù)、生物膜法、離子交換法、電化學(xué)法以及各種膜處理法等相繼問世，污水處理技術(shù)體系逐步建立和成熟。目前所使用的處理技術(shù)和工藝大部分都是在此階段發(fā)展起來的。

20世紀(jì)70年代以后，隨著電源污染治理的完善，水污染治理的重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)向面源污染的治理。改進(jìn)型的厭氧生物處理技術(shù)、厭氧好氧聯(lián)合處理工藝、脫氮除磷技術(shù)、由各種混合工藝組成的三級處理系統(tǒng)以及以生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)的各種土地處理系統(tǒng)等迅速發(fā)展，污水處理技術(shù)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(shù)發(fā)展的主要趨勢。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，生物處理技術(shù)與其他技術(shù)的組合工藝如生物-活性炭工藝（或膜反應(yīng)器）等是污水處理技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)厭氧好氧技術(shù)的改進(jìn)型處理工藝在污水處理技術(shù)中仍將占據(jù)重要位置。各種高新技術(shù)和膜分離處理技術(shù)（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(shù)在深度處理中將起重要作用。

二、技術(shù)要點(diǎn)

（一）集中處理系統(tǒng)

1.技術(shù)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(shù)通過物理過濾、生物降解和植物截留等作用機(jī)理去除有機(jī)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(shù)環(huán)節(jié)

 （1）關(guān)鍵部件和設(shè)備。在給定污染物負(fù)荷（單位時間單位面積輸入的污染物數(shù)量）和水力負(fù)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(guān)鍵因素是微生物細(xì)菌對有機(jī)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(shù)有關(guān)。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(jī)地結(jié)合起來，且工程投資和運(yùn)行成本低，出水水質(zhì)穩(wěn)定，易于管理和維護(hù)，是一種較為適宜我國農(nóng)村地區(qū)的污水處理技術(shù)。

（3）應(yīng)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(shè)和管理經(jīng)驗。

（二）分散處理系統(tǒng)

1.技術(shù)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(shù)，從而使得污水處理設(shè)備的體積相對較小。

2.主要技術(shù)環(huán)節(jié)

（1）關(guān)鍵部件和設(shè)備。分散污水處理系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是設(shè)備采用的具體處理技術(shù)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(guān)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(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的城鎮(zhèn)二級污水處理廠一級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。

（3）推廣中需要注意的事項。目前分散污水處理設(shè)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(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村小型居民點(diǎn)使用。推廣時應(yīng)考慮居民的經(jīng)濟(jì)承受能力、設(shè)備耐久性以及電力供應(yīng)等問題。

（4）主要產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)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(yùn)行管理方便，但單價和運(yùn)行費(fèi)用較高。