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0 引 言
農村生活污染包括農村居民在日常生產生活中產生的生活垃圾、生活污水及糞便等污染物。近年來，隨著農村經濟的快速發展、人們的生活水平顯著提高，農村生活污染向多樣化、總量變大的趨勢發展，如果處理不到位，將會嚴重污染農村地區的生態環境，影響人居生活質量。因此，控制農村生活污染、尋求合適的治理模式，是建設社會主義新農村的重中之重。
1 農村生活污染現狀
1.1 農村生活垃圾產排現狀
隨著農村居民消費水平的提高，以及各種現代工業日化消費品的普及，產生了大量的生活污水及生活垃圾，垃圾種類也趨向復雜化[1]。但是大部分村落沒有相應的處理處置設施及轉運措施。據調查[2]，我國農村人均日生活垃圾產生量為0.86 kg，其中，隨意堆放的垃圾為0.32 kg；而截至2007 年，全國僅有26.8% 的行政村設有垃圾收集點[3]。居民將生活垃圾隨意傾倒在農村荒地及河流中，不僅占用土地，還會影響環境衛生影響居民健康[4]。
農村生活垃圾成分復雜，可分為有機垃圾、可回收垃圾、不可回收垃圾及有害垃圾等[5]。不同地域的農村地區由于自然、社會經濟條件不同，產生的生活垃圾組成不盡相同，但總體上有機垃圾是各地區農村生活垃圾的主要組成部分。舉例而言，曲周縣王莊村為華北平原典型的以種植業為主的農村地區，生活垃圾組成簡單，主要分為有機垃圾、無機垃圾、塑料垃圾及有害垃圾4大類，其中有機垃圾占比56.76%，前兩者占比在90%以上[6]；南京市高淳區東壩鎮和睦澗村為江南地區典型的魚米之鄉，經調查，生活垃圾中有機垃圾占比可達55%[7]；以浙江省麗水市蓮都區為代表的山區農村，生活垃圾主要組分為可降解類有機垃圾，平均占比為48%，可回收垃圾平均占比為26.34%[8]。
1.2 農村生活污水產排現狀
農村生活污水包括灰水和黑水，灰水包括廚房用水、洗衣用水和洗浴用水等，黑水即糞便沖洗水。農村生活污水具有以下特點：1)水量變化大、排放不均勻。2)由于農村地區人口聚居分散，排水管網缺失，生活污水排放分散、收集困難。建設部《村莊人居環境現狀與問題》調查報告顯示，經對我國具有代表性的9個省43個縣74個村莊的入村入戶調查，96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統，生產、生活污水隨意排放。3)農村生活污水可生化性好，幾乎不含有毒有害有機污染物。近年的農村調查監測顯示：大部分農村的水源中，COD、NH3-N、TP、大腸桿菌、陰離子表面活性劑、重金屬等指標均存在不同程度超標。4)大部分污水無序排放，處理率低[9-10]。
不同地區的農村由于經濟發展水平、人們生活習慣、文化背景及水文等自然條件存在差異，生活污水的排放特征也大相徑庭。據調查，在江蘇省農村地區，蘇南農村人均生活排水量為40～50 L/d，蘇中為25～30 L/d，蘇北為20～25 L/d,平均ρ(COD)=120～400 mg/L，ρ(BOD5)=80～200 mg/L，ρ(SS)=70～220 mg/L，污水可生化性較好[10]。而在四川省農村地區，農民的污水排放量為70～110 L/d，排放總量較小但變化幅度大；生活污水水質不是很差，但波動范圍極大：ρ(SS)=100～500 mg/L，ρ(COD)=62.06～314.05 mg/L，ρ(NH3-N)=3.59～40.50 mg/L，ρ(TP)=0.45～12.11 mg/L；pH 值波動較大，但范圍均在6～9[11]。
2 農村生活污染綜合處理模式的選擇
我國幅員遼闊，農村地區發展不平衡，不同地域間農村的水資源條件、地形地貌、村莊的規模布局及聚集程度、經濟水平、道路交通條件、當地風俗習慣、居住方式等條件各不相同，因此需要綜合各種因素因地制宜，選擇合適的生活污染處理模式。根據上述因素，現今農村生活污染的綜合處理模式可以分為城鄉一體化處理模式、就地集中處理模式以及分散式家庭處理模式。
2.1 城鄉一體化處理模式
城鄉一體化處理模式，即生活垃圾以“村集中、鎮轉運、縣處理”或“村集中、鎮轉運、區清運、市處理”的模式納入城鎮生活垃圾處理系統處理[12]；而生活污水則通過城鄉污水管網收集統一納入城鎮污水處理廠處理。該模式適用于離城鎮地區距離較近、道路交通發達、擁有較完整的污水收集管道的近郊村落[13-14]。城鄉一體化處理模式的優點是城鎮生活污染處理系統技術成熟，通常采用的大型生物處理工藝處理污水效果好且穩定；不需要在當地建立額外的生活垃圾或污水處理設施，土地資源占用少；無需配備專業的污水處理、運行管理技術人員，減少了當地的人力投資。但該模式的缺點是生活垃圾運輸成本高，且該模式處理農村生活污水的前提是近郊村落建立完善的農村污水排放與收集管網系統。
2.2 就地集中處理模式
2.2.1 農村生活垃圾就地集中處理模式
農村生活垃圾就地集中處理模式，即聯合一個或多個村莊，利用堆肥、填埋等技術在當地建立合適的生活垃圾處理設施，對集中收集的生活垃圾進行統一處理。該模式適用于離市區較遠、但規模較大或幾個村落毗鄰而居、經濟較發達的農村地區。該模式的優點是初期投資和后期運行費用低、運輸費用少；可根據當地村落條件建立合適的處理設施，傳統的堆肥、填埋工藝操作簡單。其缺點是堆肥、填埋技術均易產生二次污染。
2.2.2 農村生活污水就地集中處理模式
農村生活污水就地集中處理模式，即對于規模較大的村莊或聯合多個鄰近村莊，通過污水收集管道集中到當地建立的中小型污水處理設施進行統一處理。目前國內外已有的小型集中式生活污水處理技術包括高效藻類塘處理技術、厭氧生物處理技術、蚯蚓生態濾池技術、人工濕地技術、土壤滲濾技術等[15]。其中，蚯蚓生態濾池技術適用于50～300戶集中性農戶生活污水的處理[16]。該模式適用于規模較大、布局較緊密、經濟較發達的偏遠單村或聯村[13-14]，其特點是村落內需要配套較完善的污水收集管網，污水處理設施以生物處理和自然處理為基礎，工藝較為成熟。其優點是可滿足中大型偏遠村落生活污水處理的需要；缺點是傳統好氧生物處理技術能耗較大，而土地處理技術占地面積較大，投資相對高，需要專人日常管理運行設備[17]。
2.3 分散式家庭處理模式
2.3.1 農村生活垃圾家庭處理模式
農村生活垃圾家庭處理模式是指以家庭為單位，將產生的生活垃圾進行分類，除有機垃圾可并入生活污水處理以外，可回收垃圾經分揀后可進行綜合利用或送到回收站再利用，建筑垃圾及灰石渣土可用作農村道路的鋪設，而剩余垃圾可就地填埋。該模式適用于布局分散、規模較小、經濟不發達的偏遠農村。由于村落人口密度較低、經濟水平不高而環境容量較大，因此垃圾產生量小且組成相對簡單，村落自行消化即可解決生活垃圾問題，但要求村民有良好的垃圾分類意識。
2.3.2 農村生活污水家庭處理模式
農村生活污水家庭處理模式主要針對單戶或多戶家庭，采用家庭式一體化處理裝置等分散型水處理設施處理家庭灰水，現今國外應用較廣泛的分散型水處理設施主要有日本的小型凈化槽技術、澳大利亞的“filter”污水處理系統、韓國濕地污水處理系統等[18]；而黑水及家庭產生的有機垃圾(主要為廚余垃圾)可通過堆肥或沼氣工藝進行資源化處理。該模式適用于布局分散、地形復雜、污水不易集中收集處理的村莊。相比大規模集中式生活污水處理模式，分散型處理裝置建設周期短、無需鋪設長距離輸送管道、基建費用低，并可根據當地條件靈活布局、可進行一體化設計[19]。但其缺點是處理效果容易出現波動，簡易的堆肥裝置肥效低且容易出現二次污染，而低溫、低污水濃度是沼氣技術限制因素。
對于農村生活垃圾的治理，不管采用何種模式，都需提高村民的垃圾分類意識；建立并完善配套的環衛裝置及設施，及時清理改造現有的不合理垃圾收集點，避免垃圾滲濾液對土壤及河道造成二次污染；垃圾分類收集與分類處理相互結合，過于單一的垃圾處理工藝會降低垃圾分類效果。對于農村生活污水的處理，需要提高村民的節水意識。不管采用何種模式，都需完善村落的污水排放與收集系統，按照村落布局合理設計污水管網；將垃圾處理模式與污水處理模式有機結合，根據農村自然、經濟及社會條件因地制宜選擇合理的多元化生活污染處理模式。
3 農村生活污染處理工藝的選擇
選擇農村生活污染處理工藝，特別是生活污水的處理工藝時，必須考慮以下幾點：1)因地制宜原則。充分考慮到當地農村的地形地貌、布局特點，特別要充分考慮當地的經濟發展水平及村民收入情況，量力而行地建設投資、能耗與當地實際經濟承受能力相適應、處理效果又穩定的處理技術。2)達標排放原則。出水必須滿足相關排放標準。同時擁有與今后不斷提高的標準相匹配的提升空間，充分考慮到未來生活污水出水資源化的必然趨勢。3)操作簡便，管理容易原則。考慮到農村地區相關環保技術人員專業水平不高，應選擇日常運行效果穩定可靠、操作簡便管理、簡單的生活污染處理工藝[20-21]。
3.1 農村生活垃圾處理工藝
不同類別的農村生活垃圾需要采用不同的方法進行處理處置，最終目的是實現生活垃圾資源化、減量化和無害化。目前常用的生活垃圾處理工藝主要有堆肥、衛生填埋、焚燒、厭氧消化等方法，其原理、適用范圍及優缺點[22-24]見表1。
表1 生活垃圾處理處置方法的比較
Table 1 Comparison of domestic solid waste treatment methods
3.2 農村生活污水處理工藝
農村生活污水處理工藝可分為生物處理技術及生態處理技術兩大類。生物處理技術主要包括好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類；生態處理技術主要包括人工濕地、穩定塘、土地滲濾系統。值得一提的是，以上兩大類技術都是從末端治理出發，而過程控制對農村生活污水的控制尤為重要，生態廁所對黑水的后續處理也起到了關鍵作用。以上幾類技術的工藝形式、適用范圍、特點及造價[16-17,26-29]見表2。
表2 各類生活污水處理技術比較
Table 2 Comparison of domestic sewage treatment methods
4 農村生活污染綜合整治技術路線設計
單一處理技術通常難以滿足對生活污染的有效治理、污水的達標排放或回用的要求。對農村生活污染的綜合整治，應將治理模式的選擇與組合工藝的選擇有機結合起來。基于上述背景設計的農村生活污染綜合整治方案見圖1。該技術路線的關鍵單元是生活污水生物處理與生態處理相結合、生活垃圾分類收集與分類處理相結合，可根據村落實際情況選擇村級或戶級處理規模。
圖1 農村生活污染綜合治理模式
Fig.1 Integrated mode of rural domestic waste treatment
5 總結與展望
5.1 合理選擇農村生活污染治理模式與處理工藝
對于農村生活污染綜合處理模式的選擇，應做到因地制宜，選擇合適的處理模式、靈活地組合生活垃圾和生活污水的處理工藝，如偏遠地區的散落村戶可選擇家庭式一體化處理模式，而經濟發達的農村聚集區可選擇集中處理模式。對于農村生活污染處理工藝的選擇,既要考慮到經濟適用原則，又要考慮到達標排放原則，生活污染經工藝處理后不危害農村的生態環境是工藝選擇的最基本前提。
5.2 完善法規體系，規范技術標準
從更高的層面來講，完善的法規體系、規范的技術標準是展開農村生活污染綜合整治的前提。我國在相關方面的法律法規體系不健全，缺少配套措施和技術規范。發達國家經過多年的探索實踐，已形成完善的分散型污水治理體系，對我國具有借鑒意義。例如，日本推出凈化槽技術配套技術指南《凈化槽的結構標準及其解說》及《農業村落污水處理設施設計指針》，對運營模式也有詳細的規范，這對我國農村生活污染的綜合治理提供了重要參考。
我國當前需要借鑒國外先進的成功案例，總結我國現行的處理模式和經驗，因地制宜、更加合理的選擇治理模式，推動美麗鄉村生活環境綜合治理。
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DISCUSSION ON INTEGRATED MODE AND TECHNICAL ROUTE OF RURAL DOMESTIC WASTE TREATMENT
GU Lin, WU De-li, FAN Jin-hong
(State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse，College of Environmental Science and Engineering，Tongji University，Shanghai 200092， China)
Abstract：The integrated treatment of rural domestic waste is a vital part of the strategy of beautiful villages construction in China. Based on current situation of rural domestic waste, different treatment modes were investigated. Through the comparison of current methods used in rural domestic solid waste and sewage treatment, the technical routes of rural domestic treatment was discussed either. Generally, there were three types of rural domestic waste treatment modes, rural-urban integrated mode, in situ centralized mode and decentralized mode, namely. The seleted control mode must match the local conditions. Furthermore, the technical route of “sorting treatment combined with separate collection for solid waste control” and “biological treatment combined with ecological treatment for sewage control” was recommended.
Keywords：rural domestic waste; solid waste treatment; sewage treatment
收稿日期：2016-03-08
DOI：10.13205/j.hjgc.201610023
第一作者：顧霖(1993-)，女，碩士研究生，主要研究方向為水污染控制與資源化利用。gulin2014@yeah.net
通信作者：吳德禮(1977-)，男，博士，主要研究方向為廢水物化與生物協同處理理論與技術，工業廢水深度處理，重金屬廢水的污染控制與資源化。Wudeli@tongji.edu.cn
*國家科技支撐計劃(2015BAL01B03-04)。
