新疆遠(yuǎn)離海洋，氣候干旱，水資源短缺。新疆是農(nóng)牧業(yè)大區(qū)，鄉(xiāng)村人口占全疆總?cè)丝诘?51% ，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)化不斷提速，農(nóng)村地區(qū)環(huán)境壓力日益加大。

　　長(zhǎng)期以來(lái)，新疆地區(qū)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施落后、污水處理機(jī)制不健全、技術(shù)支撐薄弱、監(jiān)管工作滯后等農(nóng)村環(huán)境問(wèn)題日益突出，導(dǎo)致農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生狀況差，農(nóng)村飲水安全得不到保障。大量生活污水未經(jīng)全面處理和二次利用，在管網(wǎng)缺乏且居民居住散亂的兵團(tuán)地區(qū)地區(qū)尤為突出，這一系列環(huán)境問(wèn)題不僅制約了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展而且嚴(yán)重影響了人民生活質(zhì)量的提高。為加快解決農(nóng)村突出環(huán)境問(wèn)題，促進(jìn)東、西部經(jīng)濟(jì)共同繁榮，現(xiàn)就新疆地區(qū)農(nóng)村生活污水現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)當(dāng)前污水處理技術(shù)面臨的問(wèn)題、原因及對(duì)策進(jìn)行探討。

　　1 新疆農(nóng)村生活污水來(lái)源及排放情況

　　新疆地區(qū)農(nóng)村約 1 200 萬(wàn)人，每人每年產(chǎn)生約 40m3 生活污水，則每年生活污水量達(dá)到約 4. 8 × 108 m3 ，新疆地區(qū)農(nóng)村生活污水排放量已占全區(qū)廢水排放總量的 48%。農(nóng)村生活污水的產(chǎn)生與居民生產(chǎn)和生活方式息息相關(guān)，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的提升，大量小餐飲、自建房、小作坊等逐年增加，相應(yīng)的污水配套管網(wǎng)不健全，存在不少任意排放生活污水的現(xiàn)象，大量廚房清潔劑、洗衣粉的使用和衛(wèi)生潔具、洗衣機(jī)、沐浴設(shè)施引進(jìn)，不僅導(dǎo)致用水量增加而且農(nóng)村污水排放量迅速增長(zhǎng)，其中 BOD、COD、N、P 等物質(zhì)含量相對(duì)較高，同時(shí)還含有伴隨著人體糞便物排出的大量細(xì)菌、病毒等，這些已成為農(nóng)村環(huán)境主要污染物。

　　1 新疆農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀

　　2. 1 污水處理能力及運(yùn)行管理水平相對(duì)較低

　　調(diào)查發(fā)現(xiàn)，新疆各地區(qū)農(nóng)村生活污水處理能力存在明顯差異，兵團(tuán)地區(qū)不僅污水處理能力較低且技術(shù)人員水平不高。根據(jù)中央文件的指示，要持續(xù)推進(jìn)團(tuán)場(chǎng)小城鎮(zhèn)建設(shè)，加快農(nóng)村環(huán)境的綜合治理，力爭(zhēng)到 2020 年新疆城鎮(zhèn)化率要提高到 60% ，經(jīng)整治的村莊生活污水處理率顯著提高，這對(duì)新疆地區(qū)農(nóng)村生活污水處理及運(yùn)行管理技術(shù)水平提出更大的挑戰(zhàn)。 2. 2 能源相對(duì)緊張新疆地區(qū)雖有豐富的自然資源，但快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)使能源消耗量不斷擴(kuò)大，另外能源利用效率還較低，造成我區(qū)能源還相對(duì)緊張。污水處理需要消耗大量電能，污水處理技術(shù)中常用的鼓風(fēng)機(jī)占 50%～ 60% 的能耗，在高海拔地區(qū)，需要大量的氧氣維持設(shè)備的正常運(yùn)行，而由于高海拔地區(qū)氧分壓較低，曝氣被廣泛使用，加大了能源的消耗。

　　2. 3 工藝技術(shù)選擇不合理

　　合理選擇工藝是設(shè)施高效運(yùn)行的前提，不同的污水處理工藝其前期投資成本、運(yùn)行成本、出水質(zhì)量、管理維護(hù)要求差別巨大。不同工藝噸水運(yùn)行成本一般在 0. 2 ～ 2. 0 元，若選擇污水處理工藝時(shí)不充分考慮各地州農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平、地域自然環(huán)境條件以及運(yùn)行管理水平，很容易導(dǎo)致污水處理設(shè)施不能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，造成資源浪費(fèi)。對(duì)新疆地區(qū)污水處理而言，應(yīng)推廣適宜、實(shí)用、維護(hù)簡(jiǎn)便、高效、低耗的農(nóng)村生活污水處理示范工藝技術(shù)。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.bnynw.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　1 新疆農(nóng)村生活污水治理常用工藝及其優(yōu)缺點(diǎn)

　　新疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平穩(wěn)，各地州氣候差異顯著，在選擇污水處理工藝時(shí)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、管理水平和經(jīng)濟(jì)條件等因素，優(yōu)先選擇處理率高、運(yùn)行成本低的污水治理技術(shù)。呂任生等人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，人工濕地、土壤滲濾及凈化沼氣池的工藝綜合性能評(píng)價(jià)結(jié)果明顯優(yōu)于化糞池和生物穩(wěn)定塘等技術(shù)。

　　根據(jù)上述結(jié)果結(jié)合新疆各地域的自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件差異性，參考氧化溝、人工濕地、凈化沼氣池、土壤滲濾、厭氧生物膜工藝技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，因地制宜的選擇經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)，為新疆農(nóng)牧區(qū)生活污水處理提供技術(shù)參考。

 圖 1   各處理技術(shù)的綜合性能比較結(jié)果

　　3. 1 氧化溝技術(shù)

　　氧化溝技術(shù)于上世紀(jì) 50 年代首次在荷蘭投產(chǎn)，由于該技術(shù)污水處理率相對(duì)較高且便于操作，目前已經(jīng)廣泛的運(yùn)用于生活污水和工業(yè)污水的治理中 。氧化溝技術(shù)比活性污泥法具有明顯的污水處理優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)是一種首尾相連、循環(huán)流動(dòng)的曝氣溝渠，污水處理的整個(gè)過(guò)程全部集中在氧化溝內(nèi)完成。最早的氧化溝常用作小范圍內(nèi)的污水處理技術(shù)無(wú)需設(shè)置初次沉淀池、二沉池和污泥回流設(shè)備，隨著后期污水處理規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，采用延時(shí)曝氣、連續(xù)進(jìn)出水裝置，產(chǎn)生的微生物污泥通過(guò)曝氣被凈化和穩(wěn)定，處理設(shè)施達(dá)到簡(jiǎn)化。

　　技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn): 該技術(shù)具有流程簡(jiǎn)化、操控靈便、凈化程度高、耐沖擊性能好、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、運(yùn)行管理方便、維修簡(jiǎn)單、投資少、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但該技術(shù)常遭遇污泥膨脹、上浮、流速不均及污泥沉積問(wèn)題，同一溝對(duì)氮、磷的處理率較低，對(duì)于 BOD 較小的污水完全沒(méi)有處理能力。

　　改進(jìn)措施: 應(yīng)對(duì)運(yùn)行中存在的問(wèn)題找到準(zhǔn)確原因

　　“對(duì)癥下藥”，通過(guò)在曝氣機(jī)上游設(shè)置水下推動(dòng)器，從而解決氧化溝底部由于流速較低、污泥流動(dòng)較慢造成的污泥堆積問(wèn)題。設(shè)置水下推動(dòng)器能夠使氧化溝運(yùn)行更加高效、快速，能夠有效提升污水處理效率，提升該技術(shù)裝置的價(jià)值。

　　3. 2 人工濕地技術(shù)

　　為了保護(hù)自然濕地，也為了處理污水操作的方便，上世紀(jì) 70 年代起，用于污水處理的人工濕地便應(yīng)運(yùn)而生。人工濕地系統(tǒng)通過(guò)人為地將污水投配到處于浸沒(méi)狀態(tài)且有水生植物生長(zhǎng)的土地上，流動(dòng)的污水在耐水植物、微生物、土壤的相互作用下得到凈化。在新疆已有大量研究證實(shí)，人工濕地技術(shù)在生活污水治理方面已取得顯著成效。范淼發(fā)現(xiàn)，人工濕地在皮山縣運(yùn)行良好，10 年間處理的污水綠化沙漠達(dá)到 13. 33 hm2 。嚴(yán)弋通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，潛流型人工濕地在平西涼村運(yùn)行一年，氨氮和總磷 4 項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家二級(jí)出水標(biāo)準(zhǔn)，證實(shí)寒冷、干早區(qū)推廣運(yùn)用人工濕地凈水技術(shù)是可行的。鄭松林通過(guò)研究論證，人工濕地可處置巴里坤湖區(qū)域排放的生活廢水，最終做到區(qū)域生活廢水經(jīng)深度處理后全部綜合利用，可避免排水對(duì)巴里坤湖及濕地水環(huán)境造成不利影響。

　　技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn): 該技術(shù)不僅節(jié)省了污水處理成本，而且操作簡(jiǎn)單，具有良好的景觀效果，但該技術(shù)負(fù)荷小，占地面積大，易堵塞且受溫度和 PH 影響大，溫度低的地區(qū)不宜規(guī)模化應(yīng)用。

　　改進(jìn)措施: 人工濕地的植物、基質(zhì)、微生物 3 個(gè)主要組成部分均易受高寒缺氧地區(qū)的氣候條件影響，導(dǎo)致去除有機(jī)物效率降低。若在寒冷地區(qū)使用該技術(shù)，通常需要篩選耐寒的植物和基質(zhì)，另外可選用潛流型人工濕地，土壤相當(dāng)于保溫層，水在內(nèi)部流動(dòng)受溫度影響小。

　　3. 3 凈化沼氣池

　　凈化沼氣池是根據(jù)化糞池和沼氣池的基礎(chǔ)上通過(guò)不斷升級(jí)的結(jié)果，沼氣池根據(jù)功能需求設(shè)置了新型過(guò)濾型裝置。該技術(shù)不僅適合處理高濃度的生活污水，還能夠處理高濃度的畜禽養(yǎng)殖廢水和糧食加工廢水，經(jīng)過(guò)處理的污水均能達(dá)到國(guó)家污水綜合排放二級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)。凈化沼氣池是分散處理生活污水的常用工藝，適用于沒(méi)有能力修建污水處理廠的中小城鎮(zhèn)或不在城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)以內(nèi)的居民生活點(diǎn)。

　　技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn): 作為一種小型分散型污水處理裝置，具有投資少、效率高、能耗低、占地面積小、容易管理等優(yōu)點(diǎn)，但受溫度影響大，不適合在地下水溫低于5℃ 的地區(qū)使用。若想使用該技術(shù)應(yīng)增加建設(shè)其他設(shè)備以達(dá)到升溫的目的，該工藝適合土地資源緊張，居民集中度高，經(jīng)濟(jì)條件較好的村莊。

　　改進(jìn)措施: 新疆許多地區(qū)冬季較為寒冷，低溫不利于原料的發(fā)酵，該裝置在新疆的推廣過(guò)程中受到限制。西藏地區(qū)通過(guò)在高寒條件下建設(shè)農(nóng)村沼氣的不斷試驗(yàn)，探索出“溫室 + 沼氣池”的高效生活污水處理模式，突破了溫度的限制，節(jié)省了構(gòu)建其他裝置的開(kāi)支，并且消除用柴對(duì)生態(tài)的破壞。

　　3. 4 土壤滲濾技術(shù)

　　土壤滲濾技術(shù)在人工控制下將污水適配到土地上，通過(guò)土壤 - 植物 - 土壤微生物三者的協(xié)同作用達(dá)到對(duì)污水的凈化。污水經(jīng)過(guò)土壤的自然孔隙相當(dāng)于層層過(guò)濾，通過(guò)在土壤中不斷滲透，利用生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)間的循環(huán)流動(dòng)，逐級(jí)降解、凈化。污水中的有機(jī)物可用作綠色植物的天然肥料，巧妙地將污水處理和綠化相結(jié)合，既可去除有機(jī)污染物又可去除造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的氮、磷等污染物，達(dá)到美化和改善環(huán)境的目的。有研究表明，該技術(shù)在寒冷地區(qū)能夠高效的處理生活污水且出水能夠作為中水回用，對(duì) TN、TP、COD 的處理技術(shù)分別達(dá)到 85% 、96% 和 86%。該技術(shù)特別適合于在缺乏污水管網(wǎng)系統(tǒng)、污水分散、寒冷且經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)使用。

　　技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn): 該技術(shù)建設(shè)成本低，運(yùn)行費(fèi)用低，操作管理簡(jiǎn)便，不受溫度限制，但該技術(shù)通常由于懸浮物截留、吸附和微生物生長(zhǎng)容易造成土壤堵塞，氧氣缺乏和出水超標(biāo)的問(wèn)題。

　　改進(jìn)措施: 在使用該技術(shù)時(shí)增設(shè)沉淀設(shè)施以及確定合理的水力負(fù)荷可以緩解土壤堵塞問(wèn)題。干濕交替運(yùn)行和曝氣預(yù)處理復(fù)氧可以緩解系統(tǒng)氧氣缺乏問(wèn)題。粉末活性炭和臭氧化預(yù)處理及硝化預(yù)處理可以進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。

　　3. 5 厭氧生物膜

　　生物膜法主要通過(guò)微生物進(jìn)行有機(jī)污水處理，當(dāng)污水流經(jīng)微生物膜時(shí)有機(jī)物被吸附，在氧氣的參與下向膜內(nèi)擴(kuò)散，在膜內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)，從而達(dá)到對(duì)有機(jī)物的降解。生物膜通過(guò)周期的自我更新，來(lái)維持正常運(yùn)行。反應(yīng)器內(nèi)部具有大量微生物固定于載體，使微生物和水力停留時(shí)間造成差異，載體填料使水流強(qiáng)制持續(xù)流動(dòng)。生物膜法克服了常見(jiàn)的活性污泥法中易出現(xiàn)的污泥膨脹和污泥上浮等問(wèn)題，代替了活性污泥法用于生活污水的二級(jí)生物處理技術(shù)。

　　技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn): 該技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，可根據(jù)水溫、水質(zhì)和水量進(jìn)行系統(tǒng)自我調(diào)整; 良好的硝化功能提高了凈水質(zhì)量; 產(chǎn)生污泥量小且能夠輕松分離固液污物，具有處理效率高、抗沖擊性能好、占地面積少、能耗低、便于運(yùn)行管理等優(yōu)點(diǎn)，但該技術(shù)生物膜載體不僅前期投產(chǎn)耗資大且由于載體材料的比表面積小、反應(yīng)裝置空間有限導(dǎo)致污水處理效率降低; 附著在載體表面的菌體數(shù)量人為可操作性差，供氧不足時(shí)容易產(chǎn)生厭氧。

　　改進(jìn)措施: 為避免通風(fēng)缺氧，在反應(yīng)器殼體上安裝曝氣裝置。

 　　4 新疆農(nóng)村生活污水處理技術(shù)模式的建議

　　新疆地理環(huán)境獨(dú)特，按不同地理區(qū)域劃分為南疆、東疆和北疆。農(nóng)村地區(qū)生活污水的處理首先應(yīng)結(jié)合新疆的地域特征，綜合且全面的考慮各地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，確保生活污水處理設(shè)施的實(shí)用性，其次應(yīng)合理確定農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的適用范圍和處理效果，再者應(yīng)體現(xiàn)地域農(nóng)村人居環(huán)境特點(diǎn)，采用簡(jiǎn)單易行、注重實(shí)效方便管理的原則，分區(qū)域?qū)嵤┺r(nóng)村生活污水處理技術(shù)，選擇出最適宜的污水處理模式，為各地州農(nóng)村生活污水處理提供參考。

　　4. 1 南疆和東疆地域

　　克州、喀什、和田統(tǒng)稱南疆三地州，總面積占全疆面積約三分之一，總?cè)丝?670 多萬(wàn)。該地區(qū)大部分為高原，更為荒涼，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度緩慢，農(nóng)牧民生活水平較低。南疆冬季嚴(yán)寒且漫長(zhǎng)，夏季酷暑，年平均降水量約 53 mm，水資源短缺。東疆地區(qū)主要包括吐魯番，鄯善，哈密等地區(qū)，該地區(qū)經(jīng)濟(jì)略高于南疆。該地區(qū)降水量為 9 mm ～ 130 mm，其中吐魯番地區(qū)降水量最低，為 9. 3 mm，是新疆極度少雨地區(qū)。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這兩區(qū)域均為干旱少雨地區(qū)，且經(jīng)濟(jì)水平較低，因此該地區(qū)應(yīng)重點(diǎn)考慮污水處理設(shè)施的經(jīng)濟(jì)成本及建設(shè)費(fèi)用，確保污水處理設(shè)施既能夠正常的運(yùn)行又不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民的生活增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，既能夠大面積推廣又能夠改善當(dāng)?shù)氐乃�生態(tài)環(huán)境。

　　結(jié)合各項(xiàng)污水處理工藝比較結(jié)果和南疆、東疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)和地域特征發(fā)現(xiàn)，南疆和東疆地區(qū)應(yīng)優(yōu)先選擇包括氧化溝、人工濕地、凈化沼氣池、土地滲濾技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活污水的治理技術(shù)模式。

　4.2　北疆地域

　　北疆地區(qū)包括伊犁、阿勒泰、塔城、博爾塔拉等地區(qū)。北疆地勢(shì)相對(duì)平坦，為溫帶大陸性干旱半干旱氣候，雨水充足，氣候相對(duì)濕潤(rùn)，是新疆重要的農(nóng)牧產(chǎn)品生產(chǎn)基地，是發(fā)展農(nóng)區(qū)牧業(yè)的重點(diǎn)地區(qū)。但受西伯利亞氣流影響，北疆地區(qū)冬夏兩季溫差大，冬季平均氣溫為 - 17℃。城鎮(zhèn)居民生活水平相對(duì)較高，人均收入達(dá)到 7 000 元以上。該地區(qū)總體環(huán)境較好，考慮選擇污水處理技術(shù)時(shí)應(yīng)以處理性能和效率為主。經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，人工濕地、厭氧生物膜、氧化溝適合北疆地域的使用。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　新疆農(nóng)村人口基數(shù)大，目前農(nóng)村生活污水處理能力較弱，不能與污水增長(zhǎng)的速度相匹配。因此，加快農(nóng)村生活環(huán)境綜合整治一直是國(guó)家著力解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一。為實(shí)現(xiàn)全區(qū)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)一步改善，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)，新疆地區(qū)農(nóng)村生活污水處理應(yīng)分區(qū)域科學(xué)治理。農(nóng)村生活污水處理工藝的選擇應(yīng)從農(nóng)村實(shí)際出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，充分考慮當(dāng)?shù)匚鬯�的收集排放情況以及工藝本身的優(yōu)缺點(diǎn)，因地制宜選擇經(jīng)濟(jì)、合理、且適宜環(huán)境的可行性生活污水處理技術(shù)，使農(nóng)村生活污水染防治工作能夠進(jìn)一步提升，改善新疆的的生態(tài)環(huán)境，為建設(shè)“大美新疆”提供堅(jiān)實(shí)的環(huán)境保障。(來(lái)源：新疆環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院)