1 概述
近年来，我国在城镇污水处理方面投入了大量资金，收到了良好的效果，而 96% 的农村却没有污水收集和污水处理系统。中国农村人口数量大，每年产生的污水量约 80 亿 t，由于农村居住分散、远离城镇，造成农村生活污水难以收集。大部分农村地区污水直接排放，污染池塘、河涌，容易造成疾病传染，威胁居民健康。
随着全国城镇化的快速发展，生态文明建设是中国特色新型城镇化道路的重要组成部分，农村污水处理是生态文明建设中的重要环节，也是改善农村生活环境的迫切需要。
为贯彻落实广州市关于创建国家生态市的总体工作部署，从化区温泉镇大力推动生态村的创建工作，各自然村开展水污染治理工作，完善农村污水的收集及处理，争取实现污水收集及处理率达 90% 以上的目标。
2 现状污水处理工艺及特点分析
目前，国内应用于农村生活污水治理的处理技术比较多，按工艺原理可以分为无动力厌氧系统、自然处理系统、一体化成套设备处理系统。在农村生活污水处理中，单独的好氧处理、厌氧处理、自然处理都具有一定的局限性。其中，好氧或厌氧处理对 N、P的去除功能单一，无法满足农村污水处理的需求; 生态处理技术虽然具有脱氮除磷的功能，但处理效率较低，且占地面积大。因此，需要将不同的工艺串联，形成组合工艺。
适用于农村生活污水处理的形式主要以下 4 种，分别为: 有“厌氧 + 生态”工艺、“好氧 + 生态”工艺、“厌氧 + 好氧 + 生态”工艺和“厌氧 + 好氧”工艺，其原理及特点见表 1。
表 1 不同处理工艺对比
农村污水的收集和处理需要充分考虑地区的人口和经济发展情况，优先选择建设投资少、运行费用低、维护简单、便于管理的系统。荷村距离镇区比较远，污水主要为生活污水，村内可提供足够的建设用地，宜采用不消耗动力的“厌氧 + 生态”的组合处理工艺。
2 荷村排水现状
荷村位于从化区温泉镇，属于自然村落，现状排水为雨污合流制，排水系统不完善。村内新建房屋均设置有化粪池，污水无外排，生活废水及雨水通过现状管( 渠) 道排入池塘和村外水体，村内水体主要有一座池塘，位于村子南部低洼处，部分污水直接排入池塘，导致池塘淤泥淤积、垃圾堆积、水质恶臭。在池塘东侧有一溢流口，水体溢流至村外芦苇地。
2 污水处理工艺设计
4. 1 工程规模
荷村现居住人口约 400 人，属于经济发达区域，经济好，居民生活设施齐全，根据《农村给水设计规范》( CECS32) 最高日生活用水定额取 150 L / ( 人. d) ，污水转换率为 0. 85，地下水渗入率 10% ，最高日生活污水量为 56. 1 m3 / d。
根据 2018 年 1 月对现状合流渠道的水质的测定，取平均值作为进水水质; 荷村排水最终汇入芦苇地，排入村外的河流，用于植物灌溉，出水水质按达到国家污水排放标准一级 B 的标准执行，具体见表 2。
根据荷村排水现状及各种工艺的适应性，选择
“厌氧 + 生态”的组合处理工艺。预处理单元采用格栅及沉沙池、厌氧调节池，处理单元采用人工湿地，后处理单元采用水生植物塘。污水处理设施选址位于荷村南部一片荒地处，可用面积较大，具有采用人工湿地处理的条件。工程拟采用水平潜流人工湿地，污水从人工湿地池体的一端进入，水平流经人工湿地介质，通过介质的拦截、植物根部及生物膜的降解作用，使水净化。工程采用“厌氧 + 人工湿地 + 水生植物塘”的组合处理工艺，工艺流程见图 1。
图 1 工艺流程示意
4. 3 处理构筑物设计
为满足工程的总体要求、人工湿地进、出水水质及减轻湿地污染负荷的要求，在人工湿地前部设置预处理设施，主要有格栅、沉砂池、厌氧池; 在人工湿地之后设置水生植物塘，进一步削减污染物。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
1) 格栅及沉砂池
格栅与沉砂池合建，采用钢筋混凝土结构，尺寸为 3. 0 m × 1. 5 m × 3. 9 m，格栅采用钢格栅，宽为1. 5 m，高为 2. 8 m，栅条间隙 30 mm，安装角度 60°，采用人工清渣; 沉砂池有效容积为4. 28 m3，表面负荷为1. 0 m3 / ( m2·h) ，水力停留时间为 1. 9 h。
2) 厌氧池
厌氧池是一种内部装填有微生物载体的厌氧生物反应器。厌氧微生物一部分附着生长在滤料上，形成厌氧生物膜，一部分在滤料的空隙间悬浮生长。污水通过挂滤料时，水中的有机物会扩散到生物膜表面，被生物膜中的微生物降解。调节池采用钢筋混凝土结构，单座尺寸 3 m × 3. 6 m × 2. 65 m，厌氧池总有效容积为42 m3 ，水力停留时间 18 h。
3) 人工湿地池
水平潜流人工湿地水面在人工湿地填料表面以下，水流从池体进水端沿填料孔隙水平流向出水端。采用砖混结构，底板采用混凝土结构，底板厚 300 m，池壁采用砖砌结构，厚 240 mm，每间隔 2 m 设置一处支墩，池壁采用水泥砂浆抹面; 湿地池采用两座并联运行，尺寸 16. 4 m × 13 m，高 1. 5 m，中间设置 2 处导流墙， 湿地池总面积约 208 m2 ， 水力停留时间为3. 7 d; 表面水力负荷为 0. 27 m3 / ( m2 ·d) 。
4) 基质
人工湿地填料应具有良好的透水性，采用两层设置，下层选用20 ～ 30 mm 瓜子石，厚550 mm; 上层选用 20 ～ 30 mm 公分石，厚 550 mm，初始孔隙率 40% ，进水区填料粒径应沿着水流方向由大到小，出水区填料粒径应沿着水流方向由小到大，集水管处粒径颗粒应大于管孔直径。
5) 植物
湿地植物宜选用跟根系发达，输氧能力强，去污效果好，具有抗冻、病害能力，易管理，具有一定的景观效果。拟选用菖蒲、梭鱼草等，1 m2 种植 16 株。人工湿地剖面示意见图 2。
4. 4 池塘改造
荷村内有池塘一座，位于村子南侧低洼处，池壁为浆砌石结构，面积约 400 m2 ，池塘淤泥较厚，塘深约 1 m。现状生长植物主要为荷花和水葫芦，池塘中有田螺、鱼等水生生物。拟将池塘改造为水生植物塘，池塘深度约 2. 5 m，水深约 2 m。池底铺设 500 mm 厚鹅卵石， 四周设置宾格网箱， 尺寸为 1 000 mm ×1 000 mm × 1 000 mm，塘中部种植浮游植物，网箱区的域种植挺水植物和根茎植物，形成以“浮水植物—挺水植物—沉水植物”组合的植物生态群落。在种植水生植物时，选择耐污能力强，去污效果好的植物，通过合理的搭配形成不同的水生植物群落，提高污水的净化能力。改造后的池塘栽种植物面积 200 m2 ，占塘水面积的 50% ( 见图 3) 。
图 2 人工湿地剖面示意
图 3 水生植物塘剖面示意
4.5 改造后效果分析
通过半年的试运行，人工湿地及池塘内载种的植物生长旺盛，湿地植物收割 1 次。污水通过厌氧、人工湿地及水生植物塘处理后，出水水质稳定，水质检测结果显示 SS 为 16 mg / L，CODcr 为 55 mg / L，NH3 - N为 7 mg / L，TP 为 0. 8 mg / L，达到国家污水排放标准一级 B 的标准。
5 结语
建议在有足够建设土地的条件下，宜优先采用采用“厌氧 + 人工湿地”的组合处理工艺处理农村污水，但在后期运行中需及时对植物进行收割、补栽。另外，由于农村污水的水量不稳定，在过节期间污水量太大，运行负荷太高，出水水质不稳定，这是本工艺的不足之处，是需要进一步优化解决的问题。
本工程采用“厌氧 + 人工湿地 + 水生植物塘”的组合处理工艺处理效果稳定，运行费用低、维护简单，
能够满足温泉镇荷村农村污水处理的需求。目前工程已经试运行半年，出水水质达到国家污水排放标准一级 B 的标准，可为同类项目提供借鉴。(来源：中国市政工程东北设计研究总院有限公司)