摘要：针对农村污水对生态的影响、农村污水问题的现状，结合农村污水水质特征，分析目前农村污水处理主流工艺的特点和适用范围。针对目前主流工艺的不足提出优化方案，并推荐适合农村污水处理的组合工艺。

关键词：水质特点；现有处理工艺；优化与创新；

前言

由于农村污水存在浓度高、水质波动大‌、出水要求高等特征，现有处理工艺很难满足排放需求。此次针对目前主流处理工艺的一些不足之处提出优化方案，最后推荐适合农村污水处理的组合工艺，为农村污水治理与生态保护提供高效技术路径。

一、农村污水对生态环境的影响

农村污水中含有的大量有害物质，一旦排入河流、湖泊等水体，会直接导致水质恶化，对水生生物的存活与繁殖构成威胁，从而破坏水生生态系统的平衡。同时，污水渗透进入土壤，会改变土壤的结构和性质，破坏土壤中的微生物群落，影响土壤的生态功能[1]。土壤生态平衡的破坏，会进一步影响到依赖于土壤生长的植物，以及以植物为食的动物生存，对生物多样性造成威胁。因此，通过有效的治理手段，可降低污水对水生生态系统和土壤生态平衡的破坏，更好地保护生态环境，确保生态系统的稳定性和可持续性。

二、农村污水问题现状

随着农村居民生活水平提升，生活污水排放量逐年增加，但处理能力仍显著滞后。数据显示，全国超过60%的村庄尚未建立完整的污水收集系统，大量生活污水未经处理直接排入河道或渗入土壤，导致约35%的农村水体出现黑臭现象。

据生态环境部2023年统计，全国农村年污水排放量突破250亿吨，但集中处理率不足40%，约60%的村庄仍采用自然渗排或直排方式，成为水环境污染的主要源头。

三、农村污水水质特点

3.1有机物含量较高

农村污水中的生活污水（厨余、洗涤废水）含大量动植物油脂、食物残渣。部分养殖废水（畜禽粪便）含高浓度有机污染物。另外部分农村地区使用旱厕，导致粪便直接排入污水。以上原因导致农村污水的有机物含量较高[2]。

​

3.2氮、磷浓度较高

​人畜粪便和尿液直接排放以及化肥农药的残留通过雨水冲刷进入水体，导致营养盐累积。容易引发水体富营养化，促使藻类爆发。

​3.3水质波动大，水量不稳定

​雨季雨水冲刷导致污染物浓度降低，旱季浓度升高；早晚用水高峰时污水量骤增；污水排放点分散，收集困难。

四、目前农村污水处理主流工艺分析

4.1化粪池工艺

（1）工艺原理

化粪池利用沉淀和厌氧发酵的原理，去除污水中悬浮有机物。通过厌氧微生物的作用，将污水中的有机物分解，从而减轻后续污水处理系统的负荷。

（2）工艺特点

‌1）无需电力驱动，依赖自然发酵分解污染物，运行成本低‌。

‌2）建设成本低，采用砖砌、玻璃钢或预制混凝土等材料。

3）可处理分散农户的生活污水，也可作为预处理单元与其他工艺（如人工湿地）组合使用‌。

4）对高浓度有机废水（如厕所粪污）有较好降解效果，减少悬浮物和病原体‌。

‌5）发酵产生的沼气可回收利用，部分出水可用于农田灌溉‌。

‌6）脱氮除磷能力弱，出水氨氮、总磷等指标难以达到高标准排放要求‌。

7）沉淀物易板结，需定期人工清理（频率约6-12个月），且作业环境恶劣‌。

8）大颗粒杂质未完全分解时可能阻塞管道。

‌9）传统砖砌化粪池易渗漏，导致地下水污染和土壤板结‌。

‌（3）适用场景及范围

‌1）适用于单户或小型村落（<50户），尤其缺乏集中处理设施的地区‌。

2）与人工湿地、氧化塘等生态工艺组合，形成“化粪池+生态处理”的复合系统，可提升整体处理效果‌。

4.2 AAO工艺（厌氧-缺氧-好氧工艺）

（1）工艺原理

1）厌氧段：在厌氧环境中，污水中的有机物在厌氧微生物的作用下分解，释放出磷，同时部分有机氮进行氨化转换成氨氮。这一阶段的主要目的是为后续的除磷过程创造条件。

2）缺氧段： 在缺氧环境中，反硝化菌利用污水中的有机物进行反硝化反应。通过将好氧池回流的硝酸盐氮还原为氮气，从而有效降低污水中的氮的浓度[3]。

3）好氧段： 污水进入好氧区，利用空气中的氧气，进一步分解污水中的有机物，微生物通过好氧呼吸分解有机污染物，同时硝化细菌将污水中的氨氮转化成硝酸盐氮，在好氧池末端设置硝化液回流，将彻底硝化后的污水回流至缺氧池进水端，在缺氧池完成反硝化脱氮的过程。

（2）工艺特点

1）具有良好的脱氮除磷效果，适用于二级或三级污水处理。总氮（TN）去除率可达70%以上，总磷（TP）去除率60%-80%，适合高排放标准地区‌。

2）通过三段分区控制，同步实现COD、BOD去除（效率>90%）‌。

3）不容易发生污泥膨胀，运行管理简单。

4）具有去除难降解有机物的功能，适宜处理生活污水、城市污水及工业污水。

5）厌氧池设置在最前面，回流到厌氧池的污泥中含有硝酸盐，导致反硝化菌与聚磷菌争夺碳源，会干扰聚磷菌释放磷，影响除磷效果。

7）缺氧区位于厌氧池后端，因此碳源先经过聚磷菌的消耗后不一定能完全满足脱氮需求，影响脱氮效果。

8）脱氮过程需要维持较高污泥龄和较长好氧停留时间，而除磷过程则依赖较低污泥龄和较高有机负荷，这种矛盾性导致脱氮和除磷效果难以进一步提高[4]。

（3）适用场景及范围

1）适用于大中型城市污水处理厂，需同步脱氮除磷的场合。

2）处理市政污水、生活污水，尤其适用于氮磷浓度较高的水质。

3）对用地要求较高，适合稳定运行且水量较大的项目。

4.3 AAO+MBR组合工艺

（1）工艺原理

AAO+MBR工艺是将AAO（厌氧-缺氧-好氧）生物处理工艺与MBR（膜生物反应器）技术相结合的一种污水处理工艺。AAO工艺主要通过厌氧、缺氧和好氧三个阶段来去除污水中的有机物和氮、磷，而MBR则利用膜分离技术进一步提高处理效率和水质标准。

（2）工艺特点

1）相较于传统单级处理系统，该组合工艺对悬浮固体、有机污染物及氮、磷等展现出更高的协同去除能力，出水水质不仅满足且常超越城镇污水厂最高排放标准（一级A）。

2）由于MBR膜自身的特性，该工艺采用较高的容积负荷，取消了传统的沉淀池，大大减少了占地面积。

3）采用PLC全自动控制，大大提升了工作效率，节省了人工成本。

4）通过膜组件的强制截留以及高浓度微生物代谢的共同作用，使得该工艺处于低污泥负荷的运行状态，实现了污泥的减量化。

5）适应水质波动，脱氮效果很好。在除磷方面，可在MBR膜池投加少量除磷剂，通过定期排泥的方式去除总磷。

6）MBR膜组件的造价较高，增加了初始投资成本。

7）MBR膜池气水比较高，一般可达30：1左右。在污泥回流过程中会将较高的溶解氧带入前端缺氧池，影响脱氮和除磷效果。

8）膜组件容易堵塞，需要定期清洗和更换，增加了维护难度和成本。

9）系统内有回流泵、好氧曝气装置、MBR曝气装置、MBR出水及反洗装置，能耗相对较高。

（3）适用场景及范围

1）适用于农村生活污水处理与回用。

2）适用于大中型污水处理厂的扩容、升级改造及新建，特别是在出水标准要求高的情况下。

3）适用于处理难降解的有机污水以及对水质处理要求较高的工业污水。

4.4 SBR工艺

（1）工艺原理

SBR工艺，即序列间歇式活性污泥法，是一种基于时间顺序运行的活性污泥污水处理工艺，其核心原理是将传统连续流活性污泥法的各个处理环节（曝气、沉淀、排水等）集成在一个反应池内，通过时序控制实现周期性运行[5]。通过时序控制（曝气、缺氧、厌氧交替）创造适宜条件，实现对有机污染物、氮、磷的去除。

（2）工艺特点

1）集进水、反应、沉淀、排水于单池完成，省去二沉池和污泥回流系统，‌基建成本低‌，占地少。

2）通过时序控制实现‌同步脱氮除磷‌，尤其适合低碳氮比（C/N）污水，出水水质稳定。

3）间歇运行模式可适应‌水质水量波动大‌的工业或农村污水场景。

4）反应池兼具调节池的功能，具有良好的耐冲击负荷能力 。

5）SBR工艺的间歇周期运行严重依赖现代自动化控制技术，自动化程度要求较高，操作、管理、维护对操作管理人员素质要求较高。

6）由于是间歇周期运行，进出水工序操作复杂，如采用人工操作，会出现因进出水工序操作不当而导致处理效果不佳的情况。

7）长污泥龄特性的硝化菌和短污泥龄聚磷菌共存，导致污泥龄的控制难度较大。

8）在脱氮除磷过程中，需考虑碳源、聚磷菌与反硝化菌的竞争、好氧曝气、污泥龄、水力停留时间等因素，这些因素的复杂交互作用可能导致脱氮除磷效率不高。

9）排水阶段若流速过快或污泥沉降性能差，可能导致‌活性污泥随出水流失‌。

10）沉淀和排水阶段污泥处理缺氧或厌氧状态，可能引发磷的再次释放，导致出水总磷超标。

11）设备闲置率较高，容积利用率较低。

（3）适用场景及范围：

1）‌适合‌农村或小城镇分散式污水处理，尤其在‌水质波动大、需深度脱氮除磷、用地紧张‌的场景中优势显著‌。

2）小水量，间歇排水的工业废水项目。

4.5人工湿地处理系统

（1）工艺原理

人工湿地通过物理沉积、化学反应和生化反应的综合作用，实现了对污水的有效净化。

（2）工艺特点

1）基于自然生态原理，工程化、实用化。

2）节省管网投资，操作管理简单，运用灵活。

3）运行成本低。

4）处理效率受环境因素影响较大，维护要求较高。

5）占地大，处理效率受季节影响。

（3）适用场景及范围

1）土地充足、气候温暖的生态敏感区。

2）农村、景区、小城镇分散式污水处理，或作为生态修复项目。

3）适用于低污染水体（如雨水、生活污水），不适用于工业废水或低温地区。

五、农村污水治理工艺优化与创新

针对农村污水水质特点对现有主流工艺进行优化。

1）化粪池工艺属于初级处理，对污染物去除效率较低，尤其是氮、磷的去除效果不佳。建议结合人工湿地或生态塘等后续处理工艺，提高去除效率。另外可采用分隔式化粪池，增加沉淀区和厌氧消化区，提高处理效果。

2）针对AAO工艺的一些不足之处，可采用分段进水的方式。将污水分阶段注入厌氧段和缺氧段，均衡碳源分配，提高脱氮除磷效果。或者通过在厌氧段之前增设预缺氧段的方法，优先消耗硝酸盐，降低其对厌氧段释磷的干扰，以此来增强同步脱氮除磷的效果。

3）针对AAO+MBR的一些不足之处，可采用优化回流方式的措施，减少溶解氧对前端生化池的影响。比如通过多点进水、多级回流的方式，提高系统的稳定性和脱氮除磷效率。另外可采用分区曝气的方式，精确分配曝气系统，减少回流污泥中的溶解氧，提升氮、磷的去除效率。具体可通过设置消氧区和分区曝气来实现。尤其需要注意的是，在计算好氧池的需氧量时需考虑MBR膜池回流污泥中带入前端的溶解氧，避免系统溶解氧超标。

4）针对SBR工艺的一些不足之处，可增设预缺氧段，利用回流污泥中的硝酸盐进行反硝化，避免抑制后续厌氧释磷。对于高氨氮废水，可采用增设填料的方式，提高对有机物和氮的去除率，并且可以降低水量和水质变化对系统的冲击负荷。其次可以将SBR与人工湿地、生态塘等结合，进一步降低污水中的有机物和氮、磷。

六、农村污水治理工艺组合推荐

基于农村分散式、低成本运维需求，建议采用“预处理+生物处理+生态处理”三级组合工艺。

（1）预处理单元：可采用化粪池、格栅等去除大颗粒悬浮物。

（2）生物处理单元：可根据实际情况及出水要求选择上述工艺。

（3）生态处理单元：根据实际情况选择人工湿地或生态塘进行深度脱氮除磷。

七、结论与展望

综上所述，农村污水治理需以​“低能耗、易维护、资源化”​为核心，通过​“厌氧消化+生物强化+生态处理”​多级工艺耦合，结合智慧化管理手段，解决有机物、氮磷和悬浮物问题。同时，需注重与农村生产生活的结合（如沼气利用、有机肥还田），提升治理可持续性。

参考文献：

[1]赵立，杨育娟，穆琳. 乡村振兴背景下陕西省农村污染防治对策研究 [J]. 资源节约与环保， 2023， （07）： 144-148.

[2]韩睿. 生态环境保护下的污水治理技术分析 [J]. 中国资源综合利用， 2023， 41 （02）： 177-179.

[3]袁安海，唐家璇，魏宏静. 乡村振兴战略背景下农村污水治理问题研究——以贵州省为例 [J]. 村委主任， 2023， （02）： 15-17.

[4]王昊，于欣. 生态文明建设视角下的农村污水治理研究 [J]. 清洗世界， 2022， 38 （11）： 116-118.

[5]柴婧，田雪. 探索农村污水治理新路径，打造共同富裕新样本 [J]. 环境教育， 2022， （07）： 40-43.