1. 工艺分类

村庄生活污水处理工艺，按照处理程度，可分为一级，二级，三级处理工艺，实际应用中可直接采用其中的一级或多级联用。

 

（1）一级处理工艺

又称预处理、简单处理，是在污水进入处理设施之前，设置格栅、沉淀池、三格式化粪池作为处理单元，主要去除悬浮颗粒物和部分有机污染物。农村生活污水处理设施原则上应确保有一个该阶段的处理单元。

 

（2）二级处理工艺

主要去除污水中呈胶体和溶解性状态的有机物质，通常采用生物处理法。接触氧化、生物滤池、氧化塘、净化沼气池等可作为本阶段常用工艺，可大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物质。

 

（3）三级处理工艺

是在一级二级工艺处理后，用来进一步处理难以降解的有机物，磷和氮等能够导致水体富氧化的可溶性无机物等，人工湿地、生物脱氮除磷、化学除磷等可作为本阶段常用工艺。

 

2 选择原则

（1）村落污水处理组合技术的工艺选配主要依据因素：土地资源、经济状况、进水水质、水环境现状、出水排放要求、当地地形气候等。

 

（2）以村容村貌整治为主要目的，非旅游区，人口居住密度低，水环境容量较大，污水处理主要以去除有机物COD和悬浮物SS为主。一般采用一级+二级处理工艺。

 

（3）针对重点河流、湖泊、水源地、旅游景区村落，污水处理除了COD和SS之外，还要考虑去除氮和磷等营养元素。一般采用一级+二级+三级处理工艺。

 

3 选择步骤

第一步：根据村庄类型，确定处理模式及工艺

——城乡结合部村庄：对于具备接入城镇污水处理厂收集管网条件的村庄，优先考虑将村庄生活污水接入市政管网，能接尽接、应接尽接；

——“三沿村庄”：江河湖库、饮用水水源地等生态敏感区保护范围以内的村庄采用村级集中处理模式，选用一级+二级+三级处理工艺。

——特色村庄：符合武汉市旅游名村评定规范的旅游村庄、农家乐专业村庄(经营户达50%以上)、民俗文化专业村庄，采用村级集中处理模式，选用一级+二级或一级+二级+三级处理工艺。

——大型村庄：采用村级集中处理模式，选用一级+二级处理工艺。

——中等村庄：根据居住集中度，可采用村级集中处理模式或村级分散处理模式，选用一级+二级处理工艺。

——小型村庄：采用村级分散处理模式，选用一级或一级+二级处理工艺。

第二步：根据出水要求，选择处理技术，确定技术路线。

第三步：根据技术路线，选择适宜的工艺设计和技术方案。

 

4. 工艺流程

（1）村级分散式污水处理系统

 

（2）村级集中式处理污水处理工艺系统

 

（3）组合工艺处理系统

 

5. 他山之石

5.1 日本农村污水处理模式

——日本和其它主要发达国家相比，城市化进程完成较晚，且因其特有的土地政策，至今在乡村还保留了很多小规模农户，但日本农村污水的治理水平要高于主要发达国家。日本生活污水治理设施的权责清晰且明确，主要体现在污水处理技术的目的、对象人口、处理方式、补助主体、补助率等多方面。经过多年的努力，逐渐形成了一套政府主导、第三方负责、居民配合的方式，形成了比较完善和有效的农村生活污水管理体系。

 

——日本主要通过村落排水设施、家庭设施和集体宿舍处理设施这三种模式来治理农村生活污水，三种模式分别适用于不同的居住形式。其中家庭设施和村落排水设施依据《净化槽法》，集体宿舍是日本政府机构在农村地区建设的具有小区规模的福利性质的集体宿舍楼，这些集体宿舍附设粪便处理设施，依照《废弃物处理法》推进，相当于小区的污水处理。

 

——净化槽是日本一种小型的且以家庭为单位的生活污水处理一体化设备设施。主要针对单独住宅且人口数量在10 人以下的排水管网不能覆盖、生活污水不能纳入集中处置设施的偏远地区推广和使用[。净化槽采用的工艺主要包括厌氧过滤、膜处理、消毒、接触氧化及活性污泥工艺。日本的净化槽技术已经形成了一套比较完整的法律法规、技术标准和技术服务体系。该技术在日本分散式污水治理以及实现环保的目标中发挥了重要的作用。

 

——相对于普通的城市污水处理模式，净化槽适用于分散的农户家庭生活污水处理，具有投资少、占地面积较小、安装方便、排水管道较短以及对地形要求不高等优点。安装时间一般只需要一周左右就可以开始运行，处理后的水可以直接排放或进行再利用。

 

——日本村落以上的污水设施大多具有公营性质，总务省和农林水产省负责管理村落公营的污水处理工程，各级自治体负责筹集建设费用，用户需负担基础水价加阶梯水价令其收回运营成本和部分建设责任，此外，国家会给予一定的财政支持。分散的家庭式处理设施归环境省负责管理与推进，用于支持将单独处理粪便的净化槽改造为合并处理的农村家庭。根据《净化槽》法，用户需要自己建设标准化的家庭式污水处理设备，各级政府一般承担家庭建设费用的60%，中央政府补助剩余费用的1/3，地方政府补助2/3，在水源保护地区、污水治理落后地区等的农村生活污水治理，净化槽设置费的仅10%由家庭承担，国家会承担33%的费用，通过发行地方债券筹措剩余费用。此外，用户还需保证设备的定期检查、清洁与维护并由专门人员负责。目前日本也在尝试通过引进民间资本建设和运营村落排水设施。

 

——从日本的农村污水治理实践中可以发现，相对于城市集中污水治理的方式，农村家庭式污水治理方式具有显著的优势。这种优势不仅体现在污水治理的效果和推行的便利程度上，也体现在具有更大的成本有效性。分散污水治理最主要的缺点就在于其建设与后期维护运行的质量不容易得到保障。日本强制采用的第三方服务方式形成了一个完善的技术服务体系，在保证设施的正常运行、改善水质、促进农村污水处理的市场化方面发挥巨大的作用。但另一方面，日本的实践经验也表明，居民往往没有使用更先进技术的积极性，个人和家庭对此的支付意愿很低，因此在缺乏政府有效推进政策的情况下，家庭污水治理行业相关技术的改进和升级相当缓慢。

 

5.2 美国农村污水处理理模式

主要用以处理家庭、小型社区或服务区产生的污水。根据处理规模不同，分散式污水处理系统可分为现场污水处理系统和群集式污水处理系统两类。

 

（1）现场污水处理系统

19世纪中叶，现场污水处理系统在美国大规模应用，适用于单个家庭的生活污水处理。该系统由化粪池和地下土壤渗滤系统(人工湿地或氧化塘)构成。污水流入化粪池经厌氧分解后，去除了部分有机物和悬浮物，后流入土壤渗滤层，经渗滤、吸附、生物降解等净化作用后流入潜水层。该系统对土壤的渗透性、水力负荷等因素有一定的要求。据估计，美国国土面积中仅有32%的土壤适用现场污水处理系统。

 

（2）群集式污水处理系统

20世纪90年代后期，群集式污水处理系统逐渐在美国流行。群集式污水处理系统适用于多户家庭的生活污水处理，通过增加单独的处理装置，提高了出水水质。其基本处理流程为：污水经化粪池预处理后，通过重力或压力式污水收集管道，运送到相对较小的处理单元进行物理或生化处理，后经地下渗滤系统或氧化塘等土地处理系统后排放或回用。常见的处理工艺有：一是物理过滤法，包括单通道介质过滤器、循环介质过滤器、粗介质、泡沫或织物过滤器等。二是生化法，包括固定膜生物膜法、悬浮生长活性污泥法等。

 

（3）分散式污水处理系统的运行管理模式

全美共有2600万套分散式污水处理系统，约一半以上的设施运行已超过30年。据估计，其中10%-20%的设施由于缺乏维护及有效监管等问题导致运行失效发生故障，引起了地下水及湖泊的氮、磷污染。为了加强对分散式污水处理系统的运维管理，有效指导各州和地方开展分散式污水治理，2003年美国环保局发布了《分散式污水处理系统管理指南》，在指南中对分散式污水处理设施提出5种管理程度逐步加强的运行模式。

 

5.3 德国农村污水处理模式

在上世纪九十年代以前，德国农村污水采取的是工业化集中式处理办法，即将污水通过排水管道输送到一个污水处理厂集中处理，但这样做除了成本很高以外，还带来污水处理之后的大量沉淀物和废物对环境造成压力、富含营养物质的元素氮、磷、钾持续不断地流入排放水域，造成水域富营养化和水生物、鱼类因缺氧而衰亡以及水和营养物质的自然循环过程被人工技术打断等诸多弊端。进入二十一世纪以后，这种集中式处理办法正被分流式污水处理新办法所代替。

 

德国农村分流式污水处理新办法主要有：

　　一是分散市镇基础设施系统。德国海德堡市郊的诺伊罗特村2005年底率先建成该系统。办法是在没有接入排水网的偏远农村建造先进的膜生物反应器，平时把雨水和污水分开收集，然后通过先进的膜生物反应器净化污水。这一系统不仅可以降低污水处理成本，还能在净化污水的过程中获得氮气，从而达到使污水变成宝的目的，增强了农村土地肥力。

 

二是PKA湿地污水处理系统。PKA 湿地由介质层和湿地植物两大系统组成，利用这两大系统共同营造的生态系统，综合物理、化学、生物三种放大功效，使污水处理功效达到最大化。该工艺主要将农村生活污水通过水管道，汇集流入沉淀池，经过沉淀池的4层筛选之后，再经PKA湿地净化处理，然后达标排放或用于农田灌溉。该系统的运转不需要化学药剂，所有的材料都来源于大自然，对周边环境没有二次污染。湿地表面干燥，没有积水，构成景观绿地，日常运行费用很低，工艺流程简单，管理方便。

 

三是多样性污水分类处理系统。德国吕贝克2000年采用多样性污水分类处理系统，将污水分为雨水、灰水和黑水。其中灰水指厨房、淋浴和洗衣等家政污水，黑水指经真空式马桶排放的厕所污水。居住区屋顶和硬质地面上的雨水被雨水管道收集，并汇入附近的地表水或者导入居住区内设置的渗水池。该渗水池属于小区的绿化设施，经过特殊的造型和环境设计，表面看起来就像景观设计的一部分，池底使用特殊材料如砾石等，使池中的雨水自然下渗并汇入地下水。在暴雨或降水量丰厚的情况下，还可以把多余的雨水导入相连的蓄水池，使雨水自然蒸发或通过沟渠汇入地表水。通过这种处理方式，雨水可下渗或者直接进入自然界水循环。洗菜、洗碗、淋浴和洗衣等家政污水作为灰水通过重力管道流入居住区内的植物净水设施进行净化处理。