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農村家庭生活廢水包括廚房用水、廁所用水、洗滌用水等，如果農村生活排水不經(jīng)過(guò)適當的處理，會(huì )增加農業(yè)用地的非點(diǎn)源污染負荷，進(jìn)一步影響作物生長(cháng)和河流水質(zhì)。在許多中小城市及農村地區沒(méi)有污水收集管道，未經(jīng)處理的生活排水已經(jīng)成為重要的污染源之一。由于建設和運營(yíng)成本偏高，這些地區并不適合引進(jìn)集中式污水處理系統，而是需要低成本、高效率、分散式的污水處理技術(shù)。日本有著(zhù)成熟的污水凈化槽和分散式污水處理的技術(shù)和經(jīng)驗。
1 日本分散式污水處理設施
日本的生活污水處理系統(圖1)主要分為集合處理和個(gè)別處理兩大類(lèi)。其中，集合處理是指公用下水道和農村集落排水設施。公用下水道主要用于城市污水的處理，通過(guò)管道將家庭污水和工業(yè)污水收集到污水廠(chǎng)進(jìn)行集中處理；農村集落排水設施主要用于農村村落生活污水的集中處理，二者分歸國土交通部和農林水產(chǎn)部管理。個(gè)別處理是指單獨處理凈化槽(已經(jīng)禁止生產(chǎn)和安裝)和合并處理凈化槽，凈化槽主要用來(lái)處理一家一戶(hù)或樓房排放的生活污水，是不同于下水道的一種分散式污水處理設施，分歸生活環(huán)境部管理。截至2007年末，日本公用下水道的平均覆蓋率已經(jīng)達到70％以上，凈化槽的平均覆蓋率在9％左右，農村集落排水設施的平均覆蓋率約為3％。
隨著(zhù)各種大型公共基礎項目的運行使用，城市公共下水道設施得到廣泛的普及。但是，越來(lái)越多的小城鎮更傾向于采用凈化槽和其他分散式處理的方法來(lái)減輕由于鋪設下水管網(wǎng)而造成的高額財政負擔。
1．1 凈化槽
1．1．1 類(lèi)型。凈化槽作為與廁所相連，對糞便以及沖洗用水進(jìn)行處理后排放到下水道以外地方的設備或設施，可分為單獨處理凈化槽和合并處理凈化槽兩種(表1)。單獨處理凈化槽只是處理廁所出水，洗澡、做飯等生活用水并不流人凈化槽，未經(jīng)處理直接放流。單獨處理凈化槽是一種吸取式廁所，本身只是一種貯水容器，并沒(méi)有凈化機能 ，每年大概
清理10次其中的污水，運至專(zhuān)門(mén)的屎尿處理設施進(jìn)行處理。
2001年4月開(kāi)始，日本已經(jīng)禁止新建單獨處理凈化槽。
合并處理凈化槽可分為主要用于處理小至一家一戶(hù)生活污水的小型凈化槽和用于處理樓房、住宅小區生活污水的中大型凈化槽。小型凈化槽基本上是在工廠(chǎng)批量生產(chǎn)，適合于安裝在各種地形，而且經(jīng)過(guò)處理的水可以就地直接排放水體。與下水道相比，凈化槽有安裝投資小、占地小、時(shí)間短、見(jiàn)效快的特點(diǎn)，具有比較強的抗震和抗災性能。
1．1．2 應用實(shí)例。凈化槽的材質(zhì)主要有兩種：FRP制(FRP3個(gè)字母分別指玻璃纖維、樹(shù)脂和塑料)，中小型凈化槽多為此類(lèi)；RC制，即為強化混泥土(現場(chǎng)施工建設)，大型凈化槽和農村集落排水設施為此類(lèi)。
由于日本居民住宅主要以獨門(mén)獨院的房屋為主，所以?xún)艋郛a(chǎn)品的主要市場(chǎng)是家用小型凈化槽，在院子里有一個(gè)車(chē)位大的地方就可以鋪設凈化槽，鋪設工作一般7 d就可以完成。小型凈化槽制造工廠(chǎng)分成型車(chē)問(wèn)和組裝車(chē)間兩個(gè)部分。成型車(chē)間主要是將原材料切割，在樹(shù)脂外層噴涂玻璃纖維，然后將裁剪成片的原材料放置模具上，高溫壓制成型后進(jìn)行人工整理，從而完成半個(gè)槽體的制作。組裝車(chē)間主要是在加工好的外殼里面涂黏合劑，將各個(gè)部分的部件進(jìn)行組裝、合并槽體及密封性檢測，每臺凈化槽的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程約耗時(shí)6 min。
1．2 農村集落排水設施
1．2．1 概述。由于農村家庭不規律分布，如果采用管道收集廢水，不僅成本變高，運行后的管理和維護難度也比較大。
根據農村規模的大小可以分別采用小規模分散處理和大規模分散處理兩種不同的方式。1973年日本政府開(kāi)始發(fā)展農村集落排水工程，主要用于集中處理農村生活排水，用于緩解由于不適當處理的生活排水而造成的非點(diǎn)源污染。農村集落排水工程污水處理能力多在1萬(wàn)t／d以下，每個(gè)工程平均覆蓋193戶(hù)，受益人口979人 。截止到2001年，日本農村集落排水工程普及率達到了71％ 。對于不能納入農村集落排水工程的分散農戶(hù)，要求采取必要的污水處理措施。此外，污水處理產(chǎn)生的污泥可以用來(lái)制作肥料、建材、沼氣等進(jìn)行能源化再生產(chǎn)，但是從農村生態(tài)環(huán)境保護和經(jīng)濟性的角度考慮，將污泥進(jìn)行農地還原是最佳出路 。日本地域環(huán)境資源中心網(wǎng)站上提供具體各種關(guān)于農村集落排水設施的信息，包括污水處理工藝、設施建設、管路鋪設、維護管理、災害應對等，近年來(lái)，更是著(zhù)力于低成本化的研究與技術(shù)開(kāi)發(fā) 。
1．2．2 應用實(shí)例一。大島農村集落排水設施于1993年完成投入運行使用，占地1 000 m2，服務(wù)人口近500人。采用厭氧濾床和接觸曝氣組合方式(JARUS．V型)處理工藝，設計日平均污水處理量127 m ／d，采用分流式排水，設計進(jìn)水水質(zhì)BOD為200 mg／L，SS為200 mg／L，設計出水水質(zhì)BOD為20mg／L，SS為50 mg／L。由2～3名工作人員輪流值班，設施費用共計2．5億日元，管路費用共計約2．8億日元，1年電費約150萬(wàn)日元。該設施占地面積小，分地上、地下兩部分，各個(gè)處理池(槽)均有蓋子(圖2)，避免臭味散發(fā)和雨水的影響。
1．2．3 應用實(shí)例二。神保西地區農村集落排水設施占地面積1 198 m2，采用回分式活性污泥法(JARUS—XI型)對周邊5個(gè)村子的生活污水進(jìn)行處理，服務(wù)人口不足1 000人。設計處理能力270 m3／d，用分流式排水，設計進(jìn)水水質(zhì)BOD為200 mg／L，SS為200 mg／L，設計出水水質(zhì)BOD為20 mg／L，SS為50 mg／L。通常實(shí)際入水的BOD和ss濃度遠遠小于設計濃度，幾乎所有的農業(yè)集落排水設施都存在這樣的問(wèn)題。該設施的平面設計見(jiàn)圖3。
2 日本分散式污水處理設施在我國應用的前景
2．1 凈化槽技術(shù)的應用前景
2．1．1 氣溫較低的地區可以使用凈化槽技術(shù)。凈化槽技術(shù)在日本的北海道地區和俄羅斯南部沿海地區都有成功的應用。凈化槽采用樹(shù)脂材料作為主要原料，不需要額外的防腐措施，使用壽命約為30年。而且，可以采用隔熱板或者深埋等方式進(jìn)行保溫處理。
2．1．2 本土生產(chǎn)可有效降低凈化槽成本。凈化槽生產(chǎn)成本投入較高，普通的10人槽成本約為100萬(wàn)～250萬(wàn)日元(尚未包含施工技術(shù)費用)，50人槽成本約為600萬(wàn)一700萬(wàn)日元(2009年價(jià)格)。目前國內多家研究機構已經(jīng)引進(jìn)凈化槽并
進(jìn)行試驗 j，對凈化槽技術(shù)在我國的應用情況進(jìn)行初步的探討并積累了一定的試驗數據，通過(guò)對各項試驗參數的優(yōu)化調整，確定符合我國國情的最佳工藝和運行條件，并為國產(chǎn)化凈化槽的開(kāi)發(fā)提供技術(shù)參考。在國內，四川國唯環(huán)保技術(shù)工程有限公司也已開(kāi)發(fā)了該類(lèi)型的一體化污水凈化槽，處理效率較高，取得了不錯的應用業(yè)績(jì)。
2．2 農村集落排水設施的應用前景
2．2．1 處理水有多種再利用。處理水放流一般有4種方式，一是處理水直接排入農業(yè)用水道，一部分可進(jìn)行農業(yè)灌溉，一部分直接流人河川；二是先用于農業(yè)灌溉后，經(jīng)由農業(yè)用水道排人河川I；三是處理水放流至有取水設施的河川；四是放流至農用貯水池后，經(jīng)由取水設施進(jìn)行農業(yè)灌溉后排人農業(yè)用水道，最終排入河川I。特別在農業(yè)用水缺乏的地區，采用第4種方式對處理水進(jìn)行再利用是比較資源化的方法。
同時(shí)，糞便也可作為重要的有機肥料進(jìn)行農地還原。如果農
業(yè)集落排水設施的處理水可以與農業(yè)水利系統相結合，有望實(shí)現農業(yè)用水的反復使用。 ，
2．2．2 污泥有多種資源化途徑。由于農村生活污水中幾乎不含有重金屬等有害物質(zhì)，所以污泥可以作為有機肥料或者土壤改良材料進(jìn)行農地還原，還可以用來(lái)制作肥料、建材、沼氣等進(jìn)行能源化再生產(chǎn)，但是從農村生態(tài)環(huán)境保護和經(jīng)濟性的角度考慮，將污泥進(jìn)行農地還原是最佳出路。
2．2．3 經(jīng)濟成本有一定的優(yōu)勢。日本農村集落排水設施設
備和管網(wǎng)成本高達幾億Et元，但是，“1．2．2”介紹的農村集落排水設施(服務(wù)人口470人，總成本約5億日元)與另一處小型下水道設施(服務(wù)人口2000人，總成本超35億日元)相比仍具有一定的成本優(yōu)勢?？梢?jiàn)，農村集落排水設施更適用于人口密度偏低、用戶(hù)呈分散狀態(tài)、鋪設下水道困難的農村、山區或偏遠地區。
3 結語(yǔ)
國外實(shí)踐經(jīng)驗證明，在人口分散的居民區，適當管理下的分散污水處理系統要比集中處理系統更具經(jīng)濟效益，同時(shí)有效地保護了公眾健康和環(huán)境。在我國尚有廣大的農村地區因為管網(wǎng)鋪設過(guò)長(cháng)、投資過(guò)大、處理負荷不足而缺乏因地制宜的新形態(tài)的污水處理技術(shù)。借鑒國外先進(jìn)成熟的分散處理技術(shù)的同時(shí)，更重要的是要逐步建立符合國情的管理體系、技術(shù)體系、標準體系和服務(wù)體系，才能確保農村污水處理設施的長(cháng)效運行，最終達到改善農村水環(huán)境、保護水體的目的。
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作者簡(jiǎn)介劉蘭嵐(1981一)，女，遼寧沈陽(yáng)人，工程師，碩士，從事環(huán)境
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