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【摘 要】太阳能微动力污水处理技术在农村生活污水处理具有很强的实用性和可推广性。采用太阳能微动力污水处理技术对农村生活污水进行处理，具有安全性高、运行管理方便、耗能低，解决了农村缺乏专业技术人员的特点。
【关键词】太阳能微动力；农村生活污水处理；无动力多级厌氧发酵系统；全自动微动力；人工湿地处理系统
农村污水治理受地理条件、生活方式、经济发展程度等多方面因素的影响，一直是环境保护中的一道难题。中国长期城乡二元结构导致在污水处理方面城乡之间差别显著：在城市，污水不但有完善的收集、处理技术和设施，而且国家颁布系统的法律法规和标准加以控制；而占全国总面积近90%的广大农村，96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统[1]。统计显示，中国农村每年产生的生活污水量约为80 亿t[2]。未经处理的生活污水通过点源和非点源排放，将各类污染物带入河流，严重污染各类水源，导致出现了包括蓝藻、水华等诸多生态环境问题。中国农村人口数量大，居住分散，造成农村生活污水量大且难于收集，并且由于经济发展水平不高，大部分农村地区没有采取任何生活污水的收集和处理措施。农村污水已经对农村地区居住环境和人群身体健康造成了越来越大的威胁，成为了威胁国家水环境安全的重要因素。由于农村生活污染源分散，不易集中，村镇居民环保意识差，加上经济水平相对落后，治理上也存在较大困难。因此，农村生活污水已成为影响水体环境质量的重要污染源。目前中国75%的天然和人工水体出现富营养化[3]，而且这一趋势正在不断恶化中。如何治理农村生活污水已成为国家和广大民众关心的焦点之一。
目前，国内采用的农村生活污水处理技术主要有无动力多级厌氧发酵技术、人工湿地污水处理技术及常规微动力技术等。
1.无动力多级厌氧发酵系统
无动力多级厌氧发酵系统主要由2格以及2格以上的厌氧池串联组成，其中各池之间靠管道连通，污水在池内停留的时间为5～7天。生活污水经过厌氧处理，生活污水中悬浮物可以沉淀，难降解有机污染物被厌氧微生物转化为小分子有机物。该系统工艺流程简单，抗冲击能力强，运行简便，非常适宜目前我国当前资金短缺、能源不足的农村生活污水处理；但占地面积大、出水水质不理想。
2.人工湿地处理系统
人工湿地处理系统是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功能，且人为监督控制的废水处理系统。该系统景观效果好，投资省，但要较大的土地面积来保证处理效果，而且人工湿地构造较为复杂，如何既能保证处理出水水质又能在缺少运维管理的情况下不发生堵塞等较为普遍的情况仍然不能很好的得到解决。
3.全自动微动力
“全自动微动力”污水处理工艺以成熟可靠的A2/O工艺为基础，通过在生化池中挂设生物填料，增大污泥负荷，增加微生物着床面积，提高污水处理效率。
污水在厌氧池中进行水解酸化过程，增加污水B/C，提高污水可生化性，减小后续反应时间与处理能耗；缺氧池内利用兼氧微生物来降解废水中的污染物，反硝化菌成为优势菌种，进行反硝化反应，实现污水的脱氮；在好氧池中，通过适当曝气，有机物被好氧微生物进一步生化降解，浓度继续下降；同时氨氮被硝化，聚磷菌在好氧条件下大量吸收污水中的磷并贮存于体内，最后通过沉淀池排放剩余污泥达到系统除磷的目的；最后进入湿地滤池，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等共同作用进行深化处理。
该工艺根据农村居民的生活规律及来水量特点，间歇性的开启曝气、回流等设备，使污水处理系统在满足出水水质的前提下最大程度的节省能耗。整个系统通过远程通讯实现自动控制，无需专人值守，具有自动化程度高、占地面积小、污水处理效果好、出水水质稳定等优点。但该系统后续的运营管理要求较高且产生一定的运行费用（主要是电费），在农村地区缺乏专业工程技术人员的条件下很难长时间正常稳定运行。
4.太阳能微动力污水处理技术
太阳能微动力污水处理技术由浙江浙大水业有限公司联同浙江大学共同研究开发，该工艺以传统“A2/O”工艺为基础，根据太阳能光伏发电的特点，吸纳“A2/O”工艺中的关键因素整合开发形成的一种全新工艺，整套工艺的动力来源由太阳能微动力污水处理设备。该设备以太阳能为能源，利用太阳能光伏板光电转换技术，为污水处理中的曝气、搅拌、回流等提供动力。同时，将设备运行管理智能化，通过远程通信技术，实现设备的实时在线监控，达到远程控制、无人值守的目的。以适应农村基层缺乏专业技术管理人员的实际情况。
工艺流程说明
集中收集而来的污水首先进入污水处理系统内的厌氧池，在厌氧池内污水完成水解酸化过程、产乙酸过程。通过水解和酸化过程，提高原污水的可生化性，从而减少后续反应的时间和处理的能耗。
经过厌氧池处理的污水进入缺氧池。缺氧池内利用兼氧微生物来降解废水中的污染物。从好氧池回流的硝化液含有一定的溶解氧，改变了污水中的溶氧浓度，使污水形成较好的缺氧环境，反硝化菌在缺氧池利用新进入的污水中丰富的有机物作碳源进行反硝化反应，将回流混合液中的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，实现污水的脱氮。
接着污水进入生物接触氧化池，对污水中的有机物实行进一步的降解。设计采用生物接触氧化法作为好氧处理的工序。生物接触氧化法又称淹没式生物滤池，是活性污泥法与生物滤池复合的生物膜法，池内设有填料，填料上长满生物膜，经过人工曝气的污水以一定的流速流过池内填料，通过与生物膜的不断接触，在生物膜的作用下，污水得到净化。在生物接触氧化池中，通过曝气设备对池内污水进行适当曝气，在生物接触氧化池内进行好氧生化处理。在好氧生化处理中，有机物被微生物进一步生化降解，浓度继续下降；氨氮被硝化，NH3-N浓度显著下降，随着硝化过程的进行，污水中NO3-N的浓度增加；活性污泥中聚磷菌在好氧条件下大量吸收污水中的磷，把它转化成不溶性多聚正磷酸盐在体内贮存起来，最后通过沉淀池排放剩余污泥达到系统除磷的目的。
在经过接触好氧反应后，污水中的污染有机物已经被微生物基本消解，进入沉淀池进行沉淀，利用重力沉降将污水中的悬浮颗粒从水中去除，降低污水中悬浮物的浓度。
经沉淀池处理后的水最后进入湿地滤池进行深化处理，湿地处理技术依靠物理、化学、生物的协同作用完成水的净化过程，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对水的高效净化。
对于产生的有机质底泥，定期清理后，可放入堆肥场进行堆肥，堆肥熟化后再作为有机肥进行利用。
5.结语
太阳能微动力污水处理系统具有下列特点：
（一）系统结构紧凑、占地面积小，大大节省了土地资源，有效防止了土地资源的浪费。
（二）采用太阳能绿色能源，符合国家产业政策，并明显降低运行成本。
（三）采用微电脑全自动控制系统和远程通讯，与全自动微动力处理工艺相比，运行费用低、运行管理方便、出水水质稳定。
适合在农村污水处理领域推广应用。
参考文献：
[1] 关亮炯.我国水污染现状及治理对策[J].科技情报开发与经济，2004，14（6）：80-82.
[2] 严岩，孙宇飞，董正举，等.美国农村污水管理经验及对我国的启示.
[J].环境保护，2008，（15）：65-67.
[3] 苏东辉，郑正，王勇，等.农村生活污水处理技术探讨[J].环境科学与技术，2005，28（1）：79.
【关键词】太阳能微动力；农村生活污水处理；无动力多级厌氧发酵系统；全自动微动力；人工湿地处理系统
农村污水治理受地理条件、生活方式、经济发展程度等多方面因素的影响，一直是环境保护中的一道难题。中国长期城乡二元结构导致在污水处理方面城乡之间差别显著：在城市，污水不但有完善的收集、处理技术和设施，而且国家颁布系统的法律法规和标准加以控制；而占全国总面积近90%的广大农村，96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统[1]。统计显示，中国农村每年产生的生活污水量约为80 亿t[2]。未经处理的生活污水通过点源和非点源排放，将各类污染物带入河流，严重污染各类水源，导致出现了包括蓝藻、水华等诸多生态环境问题。中国农村人口数量大，居住分散，造成农村生活污水量大且难于收集，并且由于经济发展水平不高，大部分农村地区没有采取任何生活污水的收集和处理措施。农村污水已经对农村地区居住环境和人群身体健康造成了越来越大的威胁，成为了威胁国家水环境安全的重要因素。由于农村生活污染源分散，不易集中，村镇居民环保意识差，加上经济水平相对落后，治理上也存在较大困难。因此，农村生活污水已成为影响水体环境质量的重要污染源。目前中国75%的天然和人工水体出现富营养化[3]，而且这一趋势正在不断恶化中。如何治理农村生活污水已成为国家和广大民众关心的焦点之一。
目前，国内采用的农村生活污水处理技术主要有无动力多级厌氧发酵技术、人工湿地污水处理技术及常规微动力技术等。
1.无动力多级厌氧发酵系统
无动力多级厌氧发酵系统主要由2格以及2格以上的厌氧池串联组成，其中各池之间靠管道连通，污水在池内停留的时间为5～7天。生活污水经过厌氧处理，生活污水中悬浮物可以沉淀，难降解有机污染物被厌氧微生物转化为小分子有机物。该系统工艺流程简单，抗冲击能力强，运行简便，非常适宜目前我国当前资金短缺、能源不足的农村生活污水处理；但占地面积大、出水水质不理想。
2.人工湿地处理系统
人工湿地处理系统是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功能，且人为监督控制的废水处理系统。该系统景观效果好，投资省，但要较大的土地面积来保证处理效果，而且人工湿地构造较为复杂，如何既能保证处理出水水质又能在缺少运维管理的情况下不发生堵塞等较为普遍的情况仍然不能很好的得到解决。
3.全自动微动力
“全自动微动力”污水处理工艺以成熟可靠的A2/O工艺为基础，通过在生化池中挂设生物填料，增大污泥负荷，增加微生物着床面积，提高污水处理效率。
污水在厌氧池中进行水解酸化过程，增加污水B/C，提高污水可生化性，减小后续反应时间与处理能耗；缺氧池内利用兼氧微生物来降解废水中的污染物，反硝化菌成为优势菌种，进行反硝化反应，实现污水的脱氮；在好氧池中，通过适当曝气，有机物被好氧微生物进一步生化降解，浓度继续下降；同时氨氮被硝化，聚磷菌在好氧条件下大量吸收污水中的磷并贮存于体内，最后通过沉淀池排放剩余污泥达到系统除磷的目的；最后进入湿地滤池，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等共同作用进行深化处理。
该工艺根据农村居民的生活规律及来水量特点，间歇性的开启曝气、回流等设备，使污水处理系统在满足出水水质的前提下最大程度的节省能耗。整个系统通过远程通讯实现自动控制，无需专人值守，具有自动化程度高、占地面积小、污水处理效果好、出水水质稳定等优点。但该系统后续的运营管理要求较高且产生一定的运行费用（主要是电费），在农村地区缺乏专业工程技术人员的条件下很难长时间正常稳定运行。
4.太阳能微动力污水处理技术
太阳能微动力污水处理技术由浙江浙大水业有限公司联同浙江大学共同研究开发，该工艺以传统“A2/O”工艺为基础，根据太阳能光伏发电的特点，吸纳“A2/O”工艺中的关键因素整合开发形成的一种全新工艺，整套工艺的动力来源由太阳能微动力污水处理设备。该设备以太阳能为能源，利用太阳能光伏板光电转换技术，为污水处理中的曝气、搅拌、回流等提供动力。同时，将设备运行管理智能化，通过远程通信技术，实现设备的实时在线监控，达到远程控制、无人值守的目的。以适应农村基层缺乏专业技术管理人员的实际情况。
工艺流程说明
集中收集而来的污水首先进入污水处理系统内的厌氧池，在厌氧池内污水完成水解酸化过程、产乙酸过程。通过水解和酸化过程，提高原污水的可生化性，从而减少后续反应的时间和处理的能耗。
经过厌氧池处理的污水进入缺氧池。缺氧池内利用兼氧微生物来降解废水中的污染物。从好氧池回流的硝化液含有一定的溶解氧，改变了污水中的溶氧浓度，使污水形成较好的缺氧环境，反硝化菌在缺氧池利用新进入的污水中丰富的有机物作碳源进行反硝化反应，将回流混合液中的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，实现污水的脱氮。
接着污水进入生物接触氧化池，对污水中的有机物实行进一步的降解。设计采用生物接触氧化法作为好氧处理的工序。生物接触氧化法又称淹没式生物滤池，是活性污泥法与生物滤池复合的生物膜法，池内设有填料，填料上长满生物膜，经过人工曝气的污水以一定的流速流过池内填料，通过与生物膜的不断接触，在生物膜的作用下，污水得到净化。在生物接触氧化池中，通过曝气设备对池内污水进行适当曝气，在生物接触氧化池内进行好氧生化处理。在好氧生化处理中，有机物被微生物进一步生化降解，浓度继续下降；氨氮被硝化，NH3-N浓度显著下降，随着硝化过程的进行，污水中NO3-N的浓度增加；活性污泥中聚磷菌在好氧条件下大量吸收污水中的磷，把它转化成不溶性多聚正磷酸盐在体内贮存起来，最后通过沉淀池排放剩余污泥达到系统除磷的目的。
在经过接触好氧反应后，污水中的污染有机物已经被微生物基本消解，进入沉淀池进行沉淀，利用重力沉降将污水中的悬浮颗粒从水中去除，降低污水中悬浮物的浓度。
经沉淀池处理后的水最后进入湿地滤池进行深化处理，湿地处理技术依靠物理、化学、生物的协同作用完成水的净化过程，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对水的高效净化。
对于产生的有机质底泥，定期清理后，可放入堆肥场进行堆肥，堆肥熟化后再作为有机肥进行利用。
5.结语
太阳能微动力污水处理系统具有下列特点：
（一）系统结构紧凑、占地面积小，大大节省了土地资源，有效防止了土地资源的浪费。
（二）采用太阳能绿色能源，符合国家产业政策，并明显降低运行成本。
（三）采用微电脑全自动控制系统和远程通讯，与全自动微动力处理工艺相比，运行费用低、运行管理方便、出水水质稳定。
适合在农村污水处理领域推广应用。
参考文献：
[1] 关亮炯.我国水污染现状及治理对策[J].科技情报开发与经济，2004，14（6）：80-82.
[2] 严岩，孙宇飞，董正举，等.美国农村污水管理经验及对我国的启示.
[J].环境保护，2008，（15）：65-67.
[3] 苏东辉，郑正，王勇，等.农村生活污水处理技术探讨[J].环境科学与技术，2005，28（1）：79.