新疆遠離海洋，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)濟的高速發(fā)展，農(nóng)村經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)化不斷提速，農(nóng)村地區(qū)環(huán)境壓力日益加大。

　　長期以來，新疆地區(qū)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施落后、污水處理機制不健全、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地區(qū)地區(qū)尤為突出，這一系列環(huán)境問題不僅制約了農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展而且嚴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)境問題，促進東、西部經(jīng)濟共同繁榮，現(xiàn)就新疆地區(qū)農(nóng)村生活污水現(xiàn)狀進行分析，對當(dāng)前污水處理技術(shù)面臨的問題、原因及對策進行探討。

　　1 新疆農(nóng)村生活污水來源及排放情況

　　新疆地區(qū)農(nóng)村約 1 200 萬人，每人每年產(chǎn)生約 40m3 生活污水，則每年生活污水量達到約 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、沐浴設(shè)施引進，不僅導(dǎo)致用水量增加而且農(nóng)村污水排放量迅速增長，其中 BOD、COD、N、P 等物質(zhì)含量相對較高，同時還含有伴隨著人體糞便物排出的大量細菌、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 污水處理能力及運行管理水平相對較低

　　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)推進團場小城鎮(zhèn)建設(shè)，加快農(nóng)村環(huán)境的綜合治理，力爭到 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，這對新疆地區(qū)農(nóng)村生活污水處理及運行管理技術(shù)水平提出更大的挑戰(zhàn)。 2. 2 能源相對緊張新疆地區(qū)雖有豐富的自然資源，但快速發(fā)展的經(jīng)濟使能源消耗量不斷擴大，另外能源利用效率還較低，造成我區(qū)能源還相對緊張。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)施高效運行的前提，不同的污水處理工藝其前期投資成本、運行成本、出水質(zhì)量、管理維護要求差別巨大。不同工藝噸水運行成本一般在 0. 2 ～ 2. 0 元，若選擇污水處理工藝時不充分考慮各地州農(nóng)村經(jīng)濟水平、地域自然環(huán)境條件以及運行管理水平，很容易導(dǎo)致污水處理設(shè)施不能夠正常運轉(zhuǎn)，造成資源浪費。對新疆地區(qū)污水處理而言，應(yīng)推廣適宜、實用、維護簡便、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http://wlmqsb.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

　　新疆地區(qū)經(jīng)濟發(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應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、管理水平和經(jīng)濟條件等因素，優(yōu)先選擇處理率高、運行成本低的污水治理技術(shù)。呂任生等人通過研究發(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價結(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)濟社會條件差異性，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，因地制宜的選擇經(jīng)濟合理、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 50 年代首次在荷蘭投產(chǎn)，由于該技術(shù)污水處理率相對較高且便于操作，目前已經(jīng)廣泛的運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。該技術(shù)是一種首尾相連、循環(huán)流動的曝氣溝渠，污水處理的整個過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)模的逐漸擴大，采用延時曝氣、連續(xù)進出水裝置，產(chǎn)生的微生物污泥通過曝氣被凈化和穩(wěn)定，處理設(shè)施達到簡化。

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

　　改進措施: 應(yīng)對運行中存在的問題找到準確原因

　　“對癥下藥”，通過在曝氣機上游設(shè)置水下推動器，從而解決氧化溝底部由于流速較低、污泥流動較慢造成的污泥堆積問題。設(shè)置水下推動器能夠使氧化溝運行更加高效、快速，能夠有效提升污水處理效率，提升該技術(shù)裝置的價值。

　　3. 2 人工濕地技術(shù)

　　為了保護自然濕地，也為了處理污水操作的方便，上世紀 70 年代起，用于污水處理的人工濕地便應(yīng)運而生。人工濕地系統(tǒng)通過人為地將污水投配到處于浸沒狀態(tài)且有水生植物生長的土地上，流動的污水在耐水植物、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，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行良好，10 年間處理的污水綠化沙漠達到 13. 33 hm2 。嚴弋通過實驗證實，潛流型人工濕地在平西涼村運行一年，氨氮和總磷 4 項指標均達到國家二級出水標準，證實寒冷、干早區(qū)推廣運用人工濕地凈水技術(shù)是可行的。鄭松林通過研究論證，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，可避免排水對巴里坤湖及濕地水環(huán)境造成不利影響。

　　技術(shù)優(yōu)缺點: 該技術(shù)不僅節(jié)省了污水處理成本，而且操作簡單，具有良好的景觀效果，但該技術(shù)負荷小，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)�；瘧�(yīng)用。

　　改進措施: 人工濕地的植物、基質(zhì)、微生物 3 個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)上通過不斷升級的結(jié)果，沼氣池根據(jù)功能需求設(shè)置了新型過濾型裝置。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)過處理的污水均能達到國家污水綜合排放二級以上標準。凈化沼氣池是分散處理生活污水的常用工藝，適用于沒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。

　　技術(shù)優(yōu)缺點: 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，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)濟條件較好的村莊。

　　改進措施: 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程中受到限制。西藏地區(qū)通過在高寒條件下建設(shè)農(nóng)村沼氣的不斷試驗，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)建其他裝置的開支，并且消除用柴對生態(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，通過土壤 - 植物 - 土壤微生物三者的協(xié)同作用達到對污水的凈化。污水經(jīng)過土壤的自然孔隙相當(dāng)于層層過濾，通過在土壤中不斷滲透，利用生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)間的循環(huán)流動，逐級降解、凈化。污水中的有機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，既可去除有機污染物又可去除造成水體富營養(yǎng)化的氮、磷等污染物，達到美化和改善環(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 TN、TP、COD 的處理技術(shù)分別達到 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)濟不發(fā)達地區(qū)使用。

　　技術(shù)優(yōu)缺點: 該技術(shù)建設(shè)成本低，運行費用低，操作管理簡便，不受溫度限制，但該技術(shù)通常由于懸浮物截留、吸附和微生物生長容易造成土壤堵塞，氧氣缺乏和出水超標的問題。

　　改進措施: 在使用該技術(shù)時增設(shè)沉淀設(shè)施以及確定合理的水力負荷可以緩解土壤堵塞問題。干濕交替運行和曝氣預(yù)處理復(fù)氧可以緩解系統(tǒng)氧氣缺乏問題。粉末活性炭和臭氧化預(yù)處理及硝化預(yù)處理可以進一步提高出水水質(zhì)。

　　3. 5 厭氧生物膜

　　生物膜法主要通過微生物進行有機污水處理，當(dāng)污水流經(jīng)微生物膜時有機物被吸附，在氧氣的參與下向膜內(nèi)擴散，在膜內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)，從而達到對有機物的降解。生物膜通過周期的自我更新，來維持正常運行。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間造成差異，載體填料使水流強制持續(xù)流動。生物膜法克服了常見的活性污泥法中易出現(xiàn)的污泥膨脹和污泥上浮等問題，代替了活性污泥法用于生活污水的二級生物處理技術(shù)。

　　技術(shù)優(yōu)缺點: 該技術(shù)具有較強的適應(yīng)性，可根據(jù)水溫、水質(zhì)和水量進行系統(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、便于運行管理等優(yōu)點，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，供氧不足時容易產(chǎn)生厭氧。

　　改進措施: 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)濟發(fā)展現(xiàn)狀，確保生活污水處理設(shè)施的實用性，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，采用簡單易行、注重實效方便管理的原則，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。該地區(qū)大部分為高原，更為荒涼，經(jīng)濟發(fā)展速度緩慢，農(nóng)牧民生活水平較低。南疆冬季嚴寒且漫長，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)。通過分析發(fā)現(xiàn)這兩區(qū)域均為干旱少雨地區(qū)，且經(jīng)濟水平較低，因此該地區(qū)應(yīng)重點考慮污水處理設(shè)施的經(jīng)濟成本及建設(shè)費用，確保污水處理設(shè)施既能夠正常的運行又不會對當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民的生活增加經(jīng)濟負擔(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)合各項污水處理工藝比較結(jié)果和南疆、東疆地區(qū)經(jīng)濟和地域特征發(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)來實現(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)。北疆地勢相對平坦，為溫帶大陸性干旱半干旱氣候，雨水充足，氣候相對濕潤，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)居民生活水平相對較高，人均收入達到 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

　　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家著力解決的重點問題之一。為實現(xiàn)全區(qū)水環(huán)境質(zhì)量進一步改善，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)實現(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)村實際出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境和經(jīng)濟發(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，因地制宜選擇經(jīng)濟、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”提供堅實的環(huán)境保障。(來源：新疆環(huán)境保護科學(xué)研究院)