方 蓉

(中國建材國際工程集團有限公司，上海 200063)

隨著污水處理水平的不斷提升，當前污水處理的效率也在提高。我國城市的污水處理取得了一定的成果的同時，農(nóng)村地區(qū)的污水處理工作卻依然存在較大的疏忽和漏洞。筆者結(jié)合實際污水處理結(jié)果，農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用土地處理技術(shù)可以有效降低污水所帶來的危害，同樣具有較高的處理效率和性價比，適合應(yīng)用與推廣。

1 生活污水特征分析

結(jié)合國家統(tǒng)計局相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國農(nóng)村地區(qū)生活污水的處理水平顯著低于城市區(qū)域。其不但存在污水有機物含量較高的問題，同時也具有氮磷物質(zhì)濃度過高以及水體污染嚴重的情況。另外，太湖流域農(nóng)村生活污水的排放對于整個污染的貢獻率也具有一定的影響，包括氮元素的35%以及磷元素的59%都來自于污水排放。除此之外，其中還具有大量細菌與寄生蟲，這些都會給農(nóng)村居民的飲水安全帶來諸多不利的影響。結(jié)合區(qū)域內(nèi)的水樣調(diào)查結(jié)果來看，其渾濁度達到了72%。從來源上看，水源地污染主要是由于區(qū)域內(nèi)污水隨意排放所造成的，而飲用水細菌數(shù)量超標也是影響農(nóng)民身體健康的主要原因之一。

2 生活污水土地處理模式與研究進展

與傳統(tǒng)的污水處理模式不同，生活污水土地處理技術(shù)是一種綜合利用土壤與微生物的作用關(guān)系，再加上植物的調(diào)節(jié)機制來實現(xiàn)綜合凈化的功能。這樣的處理模式不但具有能耗低、造價低的優(yōu)勢，更是具有結(jié)構(gòu)簡單且處理效果好的優(yōu)勢，凈化水質(zhì)可以高達三級標準。相較于城市而言，其在農(nóng)村的推廣更具有價值和意義。

2.1 土地滲濾污水處理系統(tǒng)

土地滲濾污水處理系統(tǒng)是一種利用過濾作用與土壤微生物分解作為處理途徑的處理技術(shù)。該技術(shù)在應(yīng)用過程中可以劃分為快速與慢速兩種不同的模式。其中，慢速滲濾處理可以通過土壤與植物結(jié)合來實現(xiàn)污水處理，所以在一些降水較少的區(qū)域可以有效應(yīng)用，比如說污水灌溉就是一種典型的滲透型處理技術(shù)。在我國，沈陽西部地區(qū)就利用這種技術(shù)來進行污水的處理，效果十分顯著。另外，快速滲濾技術(shù)則是在重力的作用下通過流動到土壤中以此來實現(xiàn)凈化，這個技術(shù)在應(yīng)用時對于土壤本身的性質(zhì)具有一定的要求，需要土壤具有較強的通透性與活性。利用該技術(shù)能夠最低成本的去除氮磷等元素，防止出現(xiàn)富營養(yǎng)化的問題[1]。

2.2 地溝式處理系統(tǒng)

地溝式污水處理系統(tǒng)也是目前農(nóng)村區(qū)域常用的處理系統(tǒng)之一，其最早由日本人開發(fā)并研制，后傳入中國。該技術(shù)盡管在我國起步較晚，但取得了不錯的效果。比如說貴州省地區(qū)就在一些國家級項目基地中選擇了地溝式土地處理技術(shù)，運行效果良好。

地溝式污水處理技術(shù)是應(yīng)用自然生態(tài)凈化能力與人工工藝共同作用，充分發(fā)揮土壤的凈化與沉淀作用，進而使得土壤微生物分解并深度凈化污水。在技術(shù)應(yīng)用過程中，不但具有運行穩(wěn)定、費用低的特點，其對于操作者的水平要求也不高，所以推廣難度較小。結(jié)合應(yīng)用實踐情況來看，該技術(shù)不容易受到外界環(huán)境的影響，同時再生水也可以重復(fù)利用，所以十分適合對于生態(tài)環(huán)境要求較高且氣候變化較大的區(qū)域。

2.3 人工濕地污水處理系統(tǒng)

人工濕地污水處理系統(tǒng)主要依照純天然的濕地對污染物的降解作用去進行作業(yè)，主要目的就是為了清除水中的雜質(zhì)。它是由濕地中的植物與微生物共同構(gòu)成，由礫石、沙粒、泥土和礦山開采、加工過程中產(chǎn)生的固體廢物等多種介質(zhì)組成的污水處理系統(tǒng)。該技術(shù)類型是采用水體、水生植被以及微生物群體來實現(xiàn)化學(xué)與生物協(xié)同，最終實現(xiàn)生態(tài)處理系統(tǒng)的有效應(yīng)用。該技術(shù)出現(xiàn)于20世紀70年代，后經(jīng)過技術(shù)革新后逐漸成為一種西方國家應(yīng)用廣泛的技術(shù)類型。該技術(shù)在歐盟國家中應(yīng)用較多，其中至少有數(shù)百個人工濕地系統(tǒng)在運行。目前，我國在這個技術(shù)的應(yīng)用方面存在一定的問題，但是技術(shù)也在持續(xù)進步與成熟[2]。

人工濕地的優(yōu)勢在于基本建設(shè)所需的資金較少，在投入使用后不需要較高的維護資金，且運行過程較為單一，工人便于開展工作，大批量栽種在水中生長的植物能夠讓環(huán)境獲得凈化，也會增強生物的多樣性，進而逐漸改善生態(tài)環(huán)境。然而其亦存在一定的缺陷：建設(shè)人工濕地污水處理系統(tǒng)需要較大的土地面積，同時這一處理系統(tǒng)受天氣的影響較大，由于天氣的不斷變化，時常會讓污水的處理效果變差，這一污水處理系統(tǒng)的除磷水平亦將慢慢降低。

結(jié)合污水流經(jīng)的方式進行分類，人工濕地污水處理系統(tǒng)可以劃分為潛流人工濕地、垂直流人工濕地以及表面流人工濕地等等。其中，表面流人工濕地的技術(shù)特征最為顯著，處理效果也較好，其相比于另外兩種技術(shù)的造價較低，不過對于占地面積具有一定的要求，而且處理效果也不及另外兩種技術(shù)。所以在應(yīng)用時，需要多種技術(shù)協(xié)調(diào)應(yīng)用，確保人工濕地的區(qū)域影響效果。

人工濕地的運行維護費用一般為 0.25～0.80元/t水，其基建投資費用見表1。

2.4 穩(wěn)定塘污水處理系統(tǒng)

穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，是一種通過利用塘內(nèi)形成的獨立完整的水生生態(tài)系統(tǒng)的自然生物分解功能，達到去除污水中污染物，使污水得到凈化的池塘，屬于生物處理技術(shù)。可通過在池中種植經(jīng)濟植物和養(yǎng)殖水生物來實現(xiàn)穩(wěn)定塘的利益最大化，既能達到凈化污水的目的，又能帶來一些經(jīng)濟收益。

利用水生植物與微生物來實現(xiàn)污水的凈化是穩(wěn)定塘污水處理系統(tǒng)的核心。該技術(shù)于20世紀初出現(xiàn)于美國，經(jīng)過上百年的發(fā)展，目前該技術(shù)在我國十幾個省中都有不錯的應(yīng)用。結(jié)合實際應(yīng)用情況來看，穩(wěn)定塘系統(tǒng)可以劃分為厭氧、兼性、高效等多種不同的穩(wěn)定塘類型，其中，充分利用地形來進行構(gòu)建時，其具有基建投資少、系統(tǒng)能耗低以及運行費用低的優(yōu)勢。另外，其對于管理和維護的需求不大，同時可以去除多種病原體，所以在一些本身就具有自然河流的地區(qū)應(yīng)用優(yōu)勢十分明顯。

具體來講，穩(wěn)定塘污水處理系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：用于基本建設(shè)的資金較少，這一系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)較為單一，用于運行及后期維護方面的投入亦較少，運行及維護工作較為簡單，操作起來比較容易，這一系統(tǒng)對于能源的消耗量特別的少，甚至可以達到零能源消耗。然而這一污水處理系統(tǒng)亦存在一定的缺陷：進行污水處理的環(huán)節(jié)較為繁瑣，在將污水引入穩(wěn)定塘之前應(yīng)該進行事先處理工作；建設(shè)這一污水處理系統(tǒng)所需的土地面積也較大；由于天氣、時令的變化會導(dǎo)致處理效果受到影響，整體的性能不夠穩(wěn)定；若將其用于處理污染程度較高的廢水，那么將產(chǎn)生異常難聞的氣味，并容易促使蚊蟲的大規(guī)模繁殖。

新興穩(wěn)定塘技術(shù)對于傳統(tǒng)的穩(wěn)定塘系統(tǒng)進行了強化，有效降低了占地面積過大的問題，同時也對于污水滯留的情況進行了改善。除此之外，德州市以及官渡市都采用了穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)來對城市的污水進行處理，取得了不錯的治理效果。一些城市選擇該技術(shù)來對農(nóng)業(yè)廢水以及造紙廠的廢水進行處理，效果較好且成本效益良好，取得了不錯的應(yīng)用推廣價值。

穩(wěn)定塘的運行維護費用低于0.1元/t水，基建投資費用見表2。

表2 穩(wěn)定塘的基建投資費用 噸水投資費用/元

2.5 凈化沼氣池污水處理系統(tǒng)

生活污水凈化沼氣池是一種典型的厭氧生物處理技術(shù)，該方法是結(jié)合了厭氧發(fā)酵和兼性生物過濾技術(shù)，一般由前處理區(qū)和后處理區(qū)組成。前處理區(qū)為厭氧區(qū)，后處理區(qū)為兼性厭氧區(qū)，生活污水在厭氧和兼性厭氧的條件下被分解轉(zhuǎn)化成CH4、CO2和水，從而達到使生活污水得到凈化處理的目的。

凈化沼氣池污水處理系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：與化糞池對比來看，凈化沼氣池污水處理系統(tǒng)對于生活排放污水的處理成效優(yōu)于化糞池，其用于基本建設(shè)的資金也較少，在運行與后期維護上的工作相對也比較簡單。

凈化沼氣池污水處理系統(tǒng)的缺點在于：凈化沼氣池污水處理系統(tǒng)在設(shè)計方面有一定的不足，利用直通式自行排放方法，將較易導(dǎo)致沼氣池中的微生物產(chǎn)生好氧反應(yīng)，將沼氣池進行全面封閉則容易發(fā)生爆炸問題。

2.6 土地處理污水處理系統(tǒng)

土地處理是利用土壤、微生物和植物三者之間的關(guān)系構(gòu)成一個穩(wěn)定的陸地生態(tài)系統(tǒng)——土壤-微生物-植物系統(tǒng)，將污水投配在天然或經(jīng)過人工馴化過的土壤上，通過該系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物等一系列凈化過程，使污水得到凈化的污水處理方法。

土地處理污水處理系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：用于基本建設(shè)的資金較少，在運行與后期維護方面的工作較為簡單，操作起來也較為方便，對于因為污水帶來的沖擊力有很好的適應(yīng)性，亦能夠通過水肥資源和農(nóng)業(yè)聯(lián)合起來，提高土壤的肥力，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。

土地處理污水處理系統(tǒng)存在的缺陷：建設(shè)這一污水處理系統(tǒng)所需要的土地面積較大，在處理污水的過程中，污水存留的時間比較長；對于污水的處理成效受氣候、時令等原因影響較大，不是很穩(wěn)定；僅適用于處理一些污染程度較低的水，不適用于處理污染程度較高的廢水，若將其用于處理污染程度較高的廢水，那么將產(chǎn)生異常難聞的氣味，并容易促使蚊蟲的大規(guī)模繁殖[3]。

3 污水土地處理系統(tǒng)存在的問題

3.1 土壤阻塞

污水土地處理系統(tǒng)屬于自然處理，其中土壤為基質(zhì)，通過對污水的過濾、沉淀、生物的吸附、自我調(diào)控等作用下達到凈化污水的目的。在污水處理系統(tǒng)的持續(xù)工作中，漂浮在污水上方的雜質(zhì)被持續(xù)沉淀，微生物逐漸增多，一段時間后超出土壤的吸附能力，極易導(dǎo)致土壤縫隙被堵，加大整個處理系統(tǒng)的負擔，影響系統(tǒng)的正常運行。

3.2 土地占用面積過大

污水土地處理系統(tǒng)以土地為媒介，故而會導(dǎo)致占地面積過大，在慢速滲濾處理與地表漫流處理這兩種工藝中，對土地面積需求量更大，嚴重影響了污水土地處理系統(tǒng)的發(fā)展。為了確保污水土地處理系統(tǒng)的正常發(fā)展，就要避免土地占用面積過大的缺點，比如加大單位體積(面積)濾料日廢水處理量。但隨著處理量的加大，整個污水處理系統(tǒng)的效率就會變快，與土地的接觸時間變短，在降低水質(zhì)的同時，加大土壤縫隙過濾壓力，使土壤阻塞更加嚴重[4]。

3.3 二次污染問題

在污水處理過程中容易出現(xiàn)重金屬富集、溫室氣體釋放和病原體的增加，特別是重金屬污染是制約土地處理系統(tǒng)發(fā)展的主要問題之一。重金屬的積累會對植物的生長、土壤微生物的生物活性造成影響;由于土地處理系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境長期處于厭氧狀態(tài)，導(dǎo)致微生物厭氧呼吸而產(chǎn)生CH4和N2O兩種溫室氣體;病原體可能瀝濾進入地下水，從而造成二次污染。

4 結(jié) 語

我國生活污水的處理是生態(tài)環(huán)境保護的重要環(huán)節(jié)，同樣也是維護環(huán)境穩(wěn)定，降低各種污水所帶來的人類健康威脅的主要途徑。立足于技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合處理模式的研究進行，筆者從土地滲濾污水處理、地溝式處理、人工濕地污水處理、穩(wěn)定塘污水處理、凈化沼氣池污水處理和土地污水處理6個方面進行了分析與探討，并且依據(jù)污水土地處理系統(tǒng)的應(yīng)用狀況，分析了污水土地處理系統(tǒng)存在的問題，希望可以為我國污水處理技術(shù)中的土地處理技術(shù)的應(yīng)用與推廣提供思路與借鑒。