1. 工藝分類

村莊生活污水處理工藝，按照處理程度，可分為一級，二級，三級處理工藝，實際應用中可直接采用其中的一級或多級聯用。

 

（1）一級處理工藝

又稱預處理、簡單處理，是在污水進入處理設施之前，設置格柵、沉淀池、三格式化糞池作為處理單元，主要去除懸浮顆粒物和部分有機污染物。農村生活污水處理設施原則上應確保有一個該階段的處理單元。

 

（2）二級處理工藝

主要去除污水中呈膠體和溶解性狀態的有機物質，通常采用生物處理法。接觸氧化、生物濾池、氧化塘、凈化沼氣池等可作為本階段常用工藝，可大幅度去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機性污染物質。

 

（3）三級處理工藝

是在一級二級工藝處理后，用來進一步處理難以降解的有機物，磷和氮等能夠導致水體富氧化的可溶性無機物等，人工濕地、生物脫氮除磷、化學除磷等可作為本階段常用工藝。

 

2 選擇原則

（1）村落污水處理組合技術的工藝選配主要依據因素：土地資源、經濟狀況、進水水質、水環境現狀、出水排放要求、當地地形氣候等。

 

（2）以村容村貌整治為主要目的，非旅游區，人口居住密度低，水環境容量較大，污水處理主要以去除有機物COD和懸浮物SS為主。一般采用一級+二級處理工藝。

 

（3）針對重點河流、湖泊、水源地、旅游景區村落，污水處理除了COD和SS之外，還要考慮去除氮和磷等營養元素。一般采用一級+二級+三級處理工藝。

 

3 選擇步驟

第一步：根據村莊類型，確定處理模式及工藝

——城鄉結合部村莊：對于具備接入城鎮污水處理廠收集管網條件的村莊，優先考慮將村莊生活污水接入市政管網，能接盡接、應接盡接；

——“三沿村莊”：江河湖庫、飲用水水源地等生態敏感區保護范圍以內的村莊采用村級集中處理模式，選用一級+二級+三級處理工藝。

——特色村莊：符合武漢市旅游名村評定規范的旅游村莊、農家樂專業村莊(經營戶達50%以上)、民俗文化專業村莊，采用村級集中處理模式，選用一級+二級或一級+二級+三級處理工藝。

——大型村莊：采用村級集中處理模式，選用一級+二級處理工藝。

——中等村莊：根據居住集中度，可采用村級集中處理模式或村級分散處理模式，選用一級+二級處理工藝。

——小型村莊：采用村級分散處理模式，選用一級或一級+二級處理工藝。

第二步：根據出水要求，選擇處理技術，確定技術路線。

第三步：根據技術路線，選擇適宜的工藝設計和技術方案。

 

4. 工藝流程

（1）村級分散式污水處理系統

 

（2）村級集中式處理污水處理工藝系統

 

（3）組合工藝處理系統

 

5. 他山之石

5.1 日本農村污水處理模式

——日本和其它主要發達國家相比，城市化進程完成較晚，且因其特有的土地政策，至今在鄉村還保留了很多小規模農戶，但日本農村污水的治理水平要高于主要發達國家。日本生活污水治理設施的權責清晰且明確，主要體現在污水處理技術的目的、對象人口、處理方式、補助主體、補助率等多方面。經過多年的努力，逐漸形成了一套政府主導、第三方負責、居民配合的方式，形成了比較完善和有效的農村生活污水管理體系。

 

——日本主要通過村落排水設施、家庭設施和集體宿舍處理設施這三種模式來治理農村生活污水，三種模式分別適用于不同的居住形式。其中家庭設施和村落排水設施依據《凈化槽法》，集體宿舍是日本政府機構在農村地區建設的具有小區規模的福利性質的集體宿舍樓，這些集體宿舍附設糞便處理設施，依照《廢棄物處理法》推進，相當于小區的污水處理。

 

——凈化槽是日本一種小型的且以家庭為單位的生活污水處理一體化設備設施。主要針對單獨住宅且人口數量在10 人以下的排水管網不能覆蓋、生活污水不能納入集中處置設施的偏遠地區推廣和使用[。凈化槽采用的工藝主要包括厭氧過濾、膜處理、消毒、接觸氧化及活性污泥工藝。日本的凈化槽技術已經形成了一套比較完整的法律法規、技術標準和技術服務體系。該技術在日本分散式污水治理以及實現環保的目標中發揮了重要的作用。

 

——相對于普通的城市污水處理模式，凈化槽適用于分散的農戶家庭生活污水處理，具有投資少、占地面積較小、安裝方便、排水管道較短以及對地形要求不高等優點。安裝時間一般只需要一周左右就可以開始運行，處理后的水可以直接排放或進行再利用。

 

——日本村落以上的污水設施大多具有公營性質，總務省和農林水產省負責管理村落公營的污水處理工程，各級自治體負責籌集建設費用，用戶需負擔基礎水價加階梯水價令其收回運營成本和部分建設責任，此外，國家會給予一定的財政支持。分散的家庭式處理設施歸環境省負責管理與推進，用于支持將單獨處理糞便的凈化槽改造為合并處理的農村家庭。根據《凈化槽》法，用戶需要自己建設標準化的家庭式污水處理設備，各級政府一般承擔家庭建設費用的60%，中央政府補助剩余費用的1/3，地方政府補助2/3，在水源保護地區、污水治理落后地區等的農村生活污水治理，凈化槽設置費的僅10%由家庭承擔，國家會承擔33%的費用，通過發行地方債券籌措剩余費用。此外，用戶還需保證設備的定期檢查、清潔與維護并由專門人員負責。目前日本也在嘗試通過引進民間資本建設和運營村落排水設施。

 

——從日本的農村污水治理實踐中可以發現，相對于城市集中污水治理的方式，農村家庭式污水治理方式具有顯著的優勢。這種優勢不僅體現在污水治理的效果和推行的便利程度上，也體現在具有更大的成本有效性。分散污水治理最主要的缺點就在于其建設與后期維護運行的質量不容易得到保障。日本強制采用的第三方服務方式形成了一個完善的技術服務體系，在保證設施的正常運行、改善水質、促進農村污水處理的市場化方面發揮巨大的作用。但另一方面，日本的實踐經驗也表明，居民往往沒有使用更先進技術的積極性，個人和家庭對此的支付意愿很低，因此在缺乏政府有效推進政策的情況下，家庭污水治理行業相關技術的改進和升級相當緩慢。

 

5.2 美國農村污水處理理模式

主要用以處理家庭、小型社區或服務區產生的污水。根據處理規模不同，分散式污水處理系統可分為現場污水處理系統和群集式污水處理系統兩類。

 

（1）現場污水處理系統

19世紀中葉，現場污水處理系統在美國大規模應用，適用于單個家庭的生活污水處理。該系統由化糞池和地下土壤滲濾系統(人工濕地或氧化塘)構成。污水流入化糞池經厭氧分解后，去除了部分有機物和懸浮物，后流入土壤滲濾層，經滲濾、吸附、生物降解等凈化作用后流入潛水層。該系統對土壤的滲透性、水力負荷等因素有一定的要求。據估計，美國國土面積中僅有32%的土壤適用現場污水處理系統。

 

（2）群集式污水處理系統

20世紀90年代后期，群集式污水處理系統逐漸在美國流行。群集式污水處理系統適用于多戶家庭的生活污水處理，通過增加單獨的處理裝置，提高了出水水質。其基本處理流程為：污水經化糞池預處理后，通過重力或壓力式污水收集管道，運送到相對較小的處理單元進行物理或生化處理，后經地下滲濾系統或氧化塘等土地處理系統后排放或回用。常見的處理工藝有：一是物理過濾法，包括單通道介質過濾器、循環介質過濾器、粗介質、泡沫或織物過濾器等。二是生化法，包括固定膜生物膜法、懸浮生長活性污泥法等。

 

（3）分散式污水處理系統的運行管理模式

全美共有2600萬套分散式污水處理系統，約一半以上的設施運行已超過30年。據估計，其中10%-20%的設施由于缺乏維護及有效監管等問題導致運行失效發生故障，引起了地下水及湖泊的氮、磷污染。為了加強對分散式污水處理系統的運維管理，有效指導各州和地方開展分散式污水治理，2003年美國環保局發布了《分散式污水處理系統管理指南》，在指南中對分散式污水處理設施提出5種管理程度逐步加強的運行模式。

 

5.3 德國農村污水處理模式

在上世紀九十年代以前，德國農村污水采取的是工業化集中式處理辦法，即將污水通過排水管道輸送到一個污水處理廠集中處理，但這樣做除了成本很高以外，還帶來污水處理之后的大量沉淀物和廢物對環境造成壓力、富含營養物質的元素氮、磷、鉀持續不斷地流入排放水域，造成水域富營養化和水生物、魚類因缺氧而衰亡以及水和營養物質的自然循環過程被人工技術打斷等諸多弊端。進入二十一世紀以后，這種集中式處理辦法正被分流式污水處理新辦法所代替。

 

德國農村分流式污水處理新辦法主要有：

　　一是分散市鎮基礎設施系統。德國海德堡市郊的諾伊羅特村2005年底率先建成該系統。辦法是在沒有接入排水網的偏遠農村建造先進的膜生物反應器，平時把雨水和污水分開收集，然后通過先進的膜生物反應器凈化污水。這一系統不僅可以降低污水處理成本，還能在凈化污水的過程中獲得氮氣，從而達到使污水變成寶的目的，增強了農村土地肥力。

 

二是PKA濕地污水處理系統。PKA 濕地由介質層和濕地植物兩大系統組成，利用這兩大系統共同營造的生態系統，綜合物理、化學、生物三種放大功效，使污水處理功效達到最大化。該工藝主要將農村生活污水通過水管道，匯集流入沉淀池，經過沉淀池的4層篩選之后，再經PKA濕地凈化處理，然后達標排放或用于農田灌溉。該系統的運轉不需要化學藥劑，所有的材料都來源于大自然，對周邊環境沒有二次污染。濕地表面干燥，沒有積水，構成景觀綠地，日常運行費用很低，工藝流程簡單，管理方便。

 

三是多樣性污水分類處理系統。德國呂貝克2000年采用多樣性污水分類處理系統，將污水分為雨水、灰水和黑水。其中灰水指廚房、淋浴和洗衣等家政污水，黑水指經真空式馬桶排放的廁所污水。居住區屋頂和硬質地面上的雨水被雨水管道收集，并匯入附近的地表水或者導入居住區內設置的滲水池。該滲水池屬于小區的綠化設施，經過特殊的造型和環境設計，表面看起來就像景觀設計的一部分，池底使用特殊材料如礫石等，使池中的雨水自然下滲并匯入地下水。在暴雨或降水量豐厚的情況下，還可以把多余的雨水導入相連的蓄水池，使雨水自然蒸發或通過溝渠匯入地表水。通過這種處理方式，雨水可下滲或者直接進入自然界水循環。洗菜、洗碗、淋浴和洗衣等家政污水作為灰水通過重力管道流入居住區內的植物凈水設施進行凈化處理。