胡蓉 黃煒

摘 要：國外獨(dú)立屋污水處理系統(tǒng)操作簡單，維護(hù)成本低，占地面積小，對(duì)我國農(nóng)村的污水治理有較大的應(yīng)用推廣價(jià)值。本文詳細(xì)介紹了國外獨(dú)立屋污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和維護(hù)措施，以期對(duì)我國農(nóng)村污水分散式處理技術(shù)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村生活污水;污水處理系統(tǒng);化糞池;滲濾場

一、農(nóng)村生活污水特征

生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，在2018年9月聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快制定地方農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)的通知》，標(biāo)志著國家對(duì)農(nóng)村生活污水處理有了明確的要求。目前在我國農(nóng)村地區(qū)中，污水治理對(duì)于如何解決農(nóng)村整體環(huán)境問題尤為重要。我國農(nóng)村大部分地區(qū)居住分散，地廣人稀，一般農(nóng)村生活污水量低于城鎮(zhèn)。農(nóng)村生活污水包括洗滌、沖廁、廚房等。根據(jù)研究統(tǒng)計(jì)，農(nóng)村污水中富含有機(jī)物、氮磷，可生化性好，但是城鄉(xiāng)排水水質(zhì)差異很大，不同地區(qū)用水量不同，所以排放系數(shù)也不統(tǒng)一[1]。由于經(jīng)濟(jì)、政策以及環(huán)保意識(shí)的因素，國內(nèi)農(nóng)村污水處理還處在初級(jí)階段。農(nóng)村污水處理應(yīng)考慮技術(shù)的實(shí)用性和工藝流程的簡易性。目前，常用的技術(shù)手段有生物處理技術(shù)、生態(tài)處理技術(shù)以及物化處理技術(shù)。國外許多國家農(nóng)村污水治理發(fā)展多年，積累了很多經(jīng)驗(yàn)和成熟的技術(shù)手段。例如，本篇文章里介紹的國外獨(dú)立屋污水處理系統(tǒng)，與我國農(nóng)村人口數(shù)量和房屋分布現(xiàn)狀相似。因此，對(duì)我國農(nóng)村污水的分散式處理具有很好地借鑒意義。

二、國外就地污水處理系統(tǒng)的組成

常見的污水系統(tǒng)是由化糞池（septic tank）和瀝濾場（leaching bed）組成（圖1），將房屋內(nèi)所有的污水（來自馬桶、淋浴、水池、洗碗機(jī)、洗衣機(jī)等），處理到安全的水平，最后釋放到地下水體系里。

1.化糞池

化糞池的功用是把污水的液體部分和固體部分相分離，一定程度上化解污水中的有機(jī)物?；S池是一個(gè)埋在地下的水密容器，以前的化糞池是由鋼和木頭做成，但是很容易生銹和腐爛。所以現(xiàn)在加以改進(jìn)，由水泥、聚乙烯和玻璃纖維制造而成。化糞池的體積取決于房屋的大小、房間的數(shù)量、水的用途和用量。根據(jù)所居住的省份而定，體積從1800L到3600L，有些化糞池會(huì)分成兩個(gè)單元。

房屋里的水排入化糞池后，水流速度變緩，密度高的固體部分沉淀到化糞池底部，密度小的物質(zhì)漂浮在上層。沉積在底部的固體部分稱作污泥（sludge），質(zhì)量較輕的浮油和脂肪形成一層表面物質(zhì)，稱作浮渣（scum）。污水中的厭氧細(xì)菌對(duì)水里一部分有機(jī)物進(jìn)行消化。經(jīng)過凈化的污水，隨著更多污水的注入而被排出化糞池，流進(jìn)瀝濾場，作進(jìn)一步的凈化。

2.瀝濾場

瀝濾場通常是一個(gè)由多條穿孔的塑料運(yùn)送管道構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，鋪設(shè)在砂礫建成的壕溝里，覆蓋在一層特殊土地之上。國外多數(shù)省份規(guī)定，這層特殊土壤必須離地下水位，至少有0.7到1.2m的距離，并且要有一定程度的滲透性。在我國農(nóng)村，這層特殊的深層土壤距地表，大約有30-50cm。瀝濾場管道過去是用粘土瓦磚制成，現(xiàn)在是由塑料空腔代替砂礫壕溝來放置管道。瀝濾場具體的尺寸、設(shè)計(jì)、和布局都由所在省份的規(guī)章制度來決定，更取決于污水水量、土壤的滲透能力以及離地下水位的距離?；S池排出的污水一般是在重力的作用下，流到瀝濾場里。但是，如果瀝濾場的地勢(shì)較高，污水則先聚集到泵房，再由排水泵輸送到瀝濾場里。

瀝濾場通過土壤來凈化污水，是一個(gè)天然的過濾場。污水里的污染物包括固體、溶解的有機(jī)物、氮磷、細(xì)菌和病毒。細(xì)菌粘液層附著在每一條運(yùn)送壕溝的底部和四壁，并擔(dān)當(dāng)了凈化污水的主要任務(wù)。粘液層里的細(xì)菌和其周圍的土壤，分解污水中的有機(jī)物，并把對(duì)水生物有毒的氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化成無毒或毒性較小的硝酸鹽。污水里有害的細(xì)菌和病毒通過過濾、暴露在環(huán)境中、或被其它微生物吞噬等方式被清除干凈。有些瀝濾場的土壤里含有少量的鐵、鋁和鈣，這些金屬可以有效地吸收污水中的磷。土壤里的細(xì)菌都是需要氧氣才能生長的，因此，瀝濾場所在的專用土壤不能被地表徑流所飽和，也不能離地下水位太近，更不能被瀝青鋪砌。瀝濾場的專用土壤需要有一定的蓄水能力，給予凈化過程足夠的時(shí)間。同時(shí)，還需要有一定的滲透性，便于讓水逐漸滲入地下水體系。我國農(nóng)村人均用水量約100L/天，人均污水產(chǎn)量約80-100L/天。其中，北方農(nóng)村用水量相對(duì)少一些。因此，按平均每戶4-5人來計(jì)算，瀝濾場的面積大約需要3-4m2。

當(dāng)瀝濾場管道和地下水位之間有足夠高的距離時(shí)，可以不用專用土壤，而是將管道網(wǎng)絡(luò)直接鋪設(shè)在原有的土壤上或進(jìn)口的沙子上。這種瀝濾場稱作常規(guī)系統(tǒng)（conventional system）（圖2）。當(dāng)?shù)叵滤浑x地表太近時(shí)，瀝濾場必須抬高，墊在足夠多的土壤之上。這種瀝濾場叫做升高系統(tǒng)（raised system）或土堆系統(tǒng)（mound system）。

3.有氧處理技術(shù)

如果地下水位過高，地下有巖床，土壤條件不佳（粘土、泥沙），或無法達(dá)到離地表水、水井、和地產(chǎn)邊界線足夠的距離，是不宜于安裝常規(guī)污水系統(tǒng)的。在這些情況下，可以通過有氧處理技術(shù)來凈化污水。這些技術(shù)已經(jīng)過證實(shí)，頗具成效，從1970年以來就被廣泛應(yīng)用于北美。有氧處理技術(shù)能將污水凈化到比化糞池更高的水平，由此排出來的水只需注入較小的一片土地里，就能達(dá)到常規(guī)系統(tǒng)所需更多的土地，才能達(dá)到的凈化水平。

有氧處理技術(shù)依靠的是好氧微生物來分解污水中的有機(jī)物。有氧處理技術(shù)一般包含三大組成部分：一個(gè)沉淀水罐（比普通的化糞池小一些），有氧處理單位（負(fù)責(zé)清除污水里的有機(jī)物），和一個(gè)散布系統(tǒng)（一個(gè)小型的瀝濾場）。為了優(yōu)化完善凈化過程，有氧處理單位的容器里，裝有促進(jìn)微生物生長的物質(zhì)，以及保持微生物處于懸浮狀態(tài)的攪拌裝置。有些技術(shù)利用空氣泵或鼓風(fēng)機(jī)來給微生物輸送氧氣;有些技術(shù)則設(shè)計(jì)成一個(gè)“滴濾池”，從化糞池排出的污水被滴在一個(gè)未飽和的介質(zhì)上，微生物吸取介質(zhì)周圍富含的氧氣。之后，水從有氧處理單位排泄到一個(gè)小面積的瀝濾場里。在國外有些行政區(qū)域，這一步被其它方法取代。例如，用壓力系統(tǒng)把水傳送到，靠近地表的區(qū)域或者直接排放到地表水里。

國外每個(gè)省和地區(qū)，都有自己的一套關(guān)于有氧處理技術(shù)的規(guī)章法則。在選用這些技術(shù)之前，應(yīng)該咨詢當(dāng)?shù)氐恼块T，了解哪種技術(shù)是合格的。使用有氧處理技術(shù)的用戶，必須與經(jīng)法律認(rèn)可的服務(wù)商簽約，定期檢視他們的系統(tǒng)。

三、污水處理系統(tǒng)的維護(hù)

1.豎管

例行維護(hù)中關(guān)鍵的一點(diǎn)在于，能夠方便地接近化糞池。因此，安裝一個(gè)便于訪問的豎管（riser），對(duì)于檢視埋在地下的化糞池是很有必要的。豎管從化糞池向上延伸出來，使化糞池的蓋子靠近地面，便于開啟，尤其是冬天。豎管可以是塑料或水泥制成的，而且有保險(xiǎn)鎖。

2.化糞池抽空泵

隨著時(shí)間的推移，化糞池底部的污泥會(huì)越積越多，如不加以控制，最終會(huì)溢出化糞池，堵塞通往瀝濾場的輸送管。輸送管一旦堵塞，污水很可能滲出地表，更嚴(yán)重的情況是回流到房屋里。所以堵塞的輸送管，不僅破壞了環(huán)境，對(duì)健康造成影響，更造成了經(jīng)濟(jì)損失。因此，化糞池每隔3-5年，或是池內(nèi)固體達(dá)到1/3時(shí)（由合格的技術(shù)人員測(cè)算），就要抽空一次?；S池抽空的頻率取決于用水量和化糞池自身的容積。例如，一個(gè)擁有2300L化糞池的五口之家，每兩三年就需要抽空一次化糞池。相比之下，一對(duì)擁有3600L化糞池的退休夫婦，可能5-7年才需要抽空一次。國外有些省市規(guī)定了化糞池需要抽空的年限。例如，魁北克省規(guī)定，每個(gè)永久住戶每兩年，就要抽空一次化糞池，季節(jié)性住戶則是每四年抽空一次。

化糞池抽空的最佳時(shí)間，是夏季至初秋。這段時(shí)間里，土壤尚未凍住，比較容易開啟化糞池，而且此時(shí)抽空化糞池，能給予池內(nèi)的微生物以足夠的時(shí)間重新恢復(fù)生長。如果在春天，融化的積雪會(huì)造成地下水位上漲，從而給化糞池底部造成巨大壓力，有時(shí)甚至能將化糞池從地里頂出來。對(duì)于輕型的化糞池，或是由聚乙烯和玻璃纖維制造的化糞池，這個(gè)問題尤其嚴(yán)峻。

需要注意的是，檢查和抽空化糞池時(shí)，需要注冊(cè)的專業(yè)人員來操作。因?yàn)槌貎?nèi)不僅沒有氧氣，還含有劇毒氣體，可以在幾秒鐘之內(nèi)，致人于死地。

3.污水過濾器

污水過濾器是一個(gè)簡單的過濾裝置，安裝在化糞池排泄口，用來阻擋化糞池里的固體，流到瀝濾場。它可以防止瀝濾場的輸送管道過早堵塞。市面上有很多種污水過濾器，購買前咨詢一下當(dāng)?shù)氐某邪?，選擇合適的尺寸。過濾器根據(jù)尺寸大小和家庭用水量，需要定期清理。有些過濾器配有鈴聲，用到一定程度時(shí)就會(huì)發(fā)出警告。

4.瀝濾場的維護(hù)

瀝濾場的土壤上應(yīng)該覆蓋良好的草皮。良好的通風(fēng)和充足的陽光，都是加強(qiáng)蒸發(fā)的保障。因此，在瀝濾場上，不應(yīng)該建造任何東西。如果覆蓋瀝濾場，會(huì)阻礙氧氣進(jìn)入土壤中，進(jìn)而威脅到土壤中微生物的生存。

瀝濾場上不可以開車或開機(jī)器，因?yàn)檐嚭蜋C(jī)器的重量，會(huì)把地下的輸送管道壓垮。尤其是在冬天的時(shí)候，會(huì)壓縮土地上的雪，降低雪的天然保溫作用，使地下的輸送管道更容易冰凍。

瀝濾場上不能栽種樹木，有些樹（柳樹和楊樹）的根部會(huì)在地下延伸很長的距離，尋找水源。這些樹根會(huì)穿透或堵塞地下的輸送管道。另外，不要給瀝濾場上的草地澆水。還要確保地面上所有的排水渠都朝著瀝濾場四周的方向。因?yàn)槿魏味嘤嗟乃?，都?huì)加重瀝濾場的工作負(fù)擔(dān)。一般情況下，污水系統(tǒng)的瀝濾場，能夠維持二十年正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，輸送管道最終會(huì)被積累的有機(jī)物堵塞，需要修補(bǔ)。

5.污水系統(tǒng)防凍

（1）造成污水系統(tǒng)冰凍的原因

管道泄水不暢。任何存積在管道中的水都會(huì)結(jié)冰。造成存水的原因，可能是安裝管道時(shí)坡度不夠、地陷、或霜凍。解決這個(gè)問題只有挖掘并更換壞掉的管道部分。

用水量少。慢慢滴流的水（像漏水的水龍頭一樣），會(huì)逐漸形成一層容易結(jié)冰的水膜。用水量過少或零用水量，都會(huì)造成化糞池冰凍。如果冬天零用水量，則應(yīng)將化糞池的水抽空。

系統(tǒng)水澇。由于設(shè)計(jì)上的缺陷或管道堵塞，導(dǎo)致瀝濾場水量飽和，污水系統(tǒng)冰凍。解決方法是，暫時(shí)把化糞池當(dāng)作儲(chǔ)水池用。直到春天瀝濾場冰凍融解后，修補(bǔ)或更換瀝濾場管道。這意味著，在此期間，化糞池每次水滿后就必須抽空，抽空的頻繁程度可以達(dá)到每周兩次。建議給排水泵安裝一個(gè)警報(bào)裝置，以便化糞池水位升高時(shí)，發(fā)出警告。

（2）污水系統(tǒng)防凍

溫度是影響污水處理系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要因素。氣溫較低時(shí)，會(huì)使土壤中微生物的活性下降，甚至死亡。從而導(dǎo)致處理效果下降，甚至系統(tǒng)堵塞。國外地區(qū)氣溫較低，與我國北方相似。阻擋冰凍的第一條防線就是要有足夠的保溫。所以一般將管道埋于凍土層之下。有以下幾種方法可以參考：給污水系統(tǒng)上面的土地加蓋0.3m厚的覆蓋物（樹葉、稻草）;在秋天時(shí)讓原有的草生長，可以加強(qiáng)土地的保溫層;在污水系統(tǒng)上堆雪，給連接房屋和化糞池的管道保溫;在化糞池上面鋪泡沫塑料;在污水系統(tǒng)上加蓋土壤。

其次，找專業(yè)技術(shù)人員修理冰凍問題。很多承包商用高壓蒸汽機(jī)來給管道解凍，并且可以安裝保暖帶和化糞池暖器。

6.日常注意事項(xiàng)

污水系統(tǒng)依靠細(xì)菌消解水中的廢物。油漆、溶液、稀釋劑、洗甲水和其它常用的家庭液劑，會(huì)傷害或殺死用來分解有機(jī)物的細(xì)菌，因此，要避免排入污水管道。少量的家用消毒水和漂白水，不會(huì)影響污水系統(tǒng)的正常工作，過量就會(huì)殺死污水系統(tǒng)中的細(xì)菌。

避免將不易分解或分解過程很慢的物質(zhì)倒進(jìn)下水道里。例如，油脂、脂肪、一次性尿布、紙巾、面巾、塑料、香煙過濾嘴、咖啡渣、雞蛋皮等。

污水停留在化糞池里的時(shí)間越長，留存在水里的有機(jī)物和懸浮分子就越少。相反，如果污水在污水系統(tǒng)里逗留的時(shí)間太短（比如用水量大、頻率高），那么水中的有機(jī)物和固體就沒有足夠的時(shí)間分離和沉淀，而是直接排泄到瀝濾場里，進(jìn)而影響系統(tǒng)水力負(fù)荷。土壤的滲透速率一般與土壤的孔隙度、飽和水力傳導(dǎo)性能以及介質(zhì)的植物種類有關(guān)。為了防止堵塞，可以實(shí)行間歇排放，干濕交替的運(yùn)行方式，給土壤的天然凈化能力留有充分的恢復(fù)時(shí)間。因此，在平時(shí)可以有節(jié)律地用水，例如，積攢足夠的衣服或者碗盤一起清洗;給衛(wèi)生器具安裝節(jié)水裝置等。多留意漏水的水籠頭或馬桶，特別是漏水的馬桶會(huì)浪費(fèi)很多水?？梢酝ㄟ^一個(gè)污水排泄泵裝置，來自動(dòng)控制水流進(jìn)瀝濾場的容量和時(shí)間。此外，地基排水系統(tǒng)（如排水泵）和暖爐冷凝液排泄管，不能與化糞池相連。

隨著我國城鎮(zhèn)化，城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程的加快，農(nóng)村環(huán)境污染問題越來越突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國農(nóng)村每年產(chǎn)生超過80億噸的污水[2]。由于各種原因，并沒有完善的污水處理系統(tǒng)和措施。國外獨(dú)立屋污水處理系統(tǒng)，簡便適用，對(duì)于我國農(nóng)村分散式污水處理有很好的啟發(fā)和借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝林花、吳德禮、張亞雷.中國農(nóng)村生活污水處理技術(shù)現(xiàn)狀分析及評(píng)價(jià)[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2018.34（10）865-870

[2]王麗媛、孫潔梅、葉鍇.農(nóng)村生活污水分散式處理現(xiàn)狀與思考[J].四川環(huán)境，2015.34（2）73-75