关键词：农村生活污水；处理技术；研究进展

                 当前，环境污染状况日益严重，已成为亟待解 决的热点 问 题。伴 随 着 城 乡 二 元 制 被 打 破，更 多资源开始向 农 村 地 区 流 动，污 染 也 呈 现 出 从 城 市 向农村迅速扩散的趋势。近年来，中国农村地 区生活污水 排 放 量 逐 年 递 增，但 大 部 分 仍 采 取 的 是粗狂排放 的 模 式，缺 乏 有 效 治 理 或 治 理 水 平 不 高。当前的污染状况严峻，而治理基础薄弱，在处理技术缺乏、群 众 意 愿 不 高 和 国 家 政 策 倾 斜 等 现 状下，未能有 效 处 理 的 生 活 污 水 排 放 对 生 态 环 境产生了 严 重 的 影 响。农 村 地 区 的 环 境 污 染 主 要体现在沟 塘 水 体 污 染、人 居 环 境 恶 化 和 生 态 遭 到破坏等方面。根据《２０１９年中国城乡建设统计年鉴》公布的 数据：农村地区生活污水整体治理水平不高，全国 进行污水处理的乡有３１５６个，得到治理的乡仅占３３．３％，总体处理能力仅有８０．１１×１０４ ｍ３。农村生 活污水治 理 与 城 市 情 况 不 同，农 村 地 区 的 处 理 技术、排放标准、管理水平等尚无明确的标准，针对不同的环境，笼统地采用某一种污水处理模式并不科 学。因此，通 过 综 述 农 村 污 水 处 理 技 术 的 研 究 动 态，探索农村生活污水处理技术及处理模式，有助 于促进农村污水治理事业的发展，推动区域水体环 境的整治和改善。

                   本文以农村污水处理技术的研究状况及相应 的处理效果、出水标准、适宜条件为基础，探索污水 处理技术与农村的适用性和匹配模式，综合考虑地区环境因素的影响，以期得到因地适宜的农村污水 处理技术。 

                  １ 材料与方法

                   １．１ 数据来源

                     本文的数据来源于中国知网（ＣＮＫＩ）近２０年来 关于农 村 生 活 污 水 处 理 技 术 的 相 关 文 献，共 计１８５篇，分别选取了进出水质、污染物去除率以及达到的出水标准，进行了归纳分类与统计学分析。专 利信息来源于中国专利信息网有关农村生活污水 处理专利的研究情况，统计了历年专利申请公开信 息、专利区域统计信息、专利技术布局信息等。

                     １．２ 数据处理

                    采用 Ｍｅｔａ分析方法，对近年来农村生活污水 处理技术研究和专利公开情况进行了综合分析；采 用ＳＰＳＳ进行数据分析，采用 Ｏｒｉｇｉｎ进行绘图。 

                      ２ 中国农村生活污水处理技术研究进展

                      ２．１ 国内外常用农村污水处理技术

                      目前国内外应用的农村生活污水处理技术众 多，种类 繁 杂，按 照 工 艺 单 元 可 分 为 生 物 处 理 技术、生态处 理 技 术 和 组 合 处 理 技 术。生 物 处 理 技术主要利用各类微生物在厌氧或好氧条件下进行 的代谢活动和生物化学反应来分解吸收污水中的有机物、氮和磷，达到处理污水的效果。该技术常用的方法有生物滤池法、厌氧－好氧法（Ａ／Ｏ）法、序批式活性污泥（ＳＢＲ）法和生物转盘等方法。生 态处理技 术 是 利 用 土 壤－植 物－微 生 物 复 合 系 统 共同作用的原理，通过过滤、吸收和分解作用使污水 得到净化，常用的生态处理技术有人工湿地、土壤 渗滤系统、稳定塘等。组合处理技术是在单级 工艺无法满 足 处 理 要 求 时，采 用 的 多 种 工 艺 结 合 的处理技术，其组合类型分为生物＋生物、生物 ＋生态、生 态 ＋ 生 态 的 组 合，可 发 挥 各 工 艺 优 势，提高出水水质。 根据国内外农村生活污水处理的实际应用情况来看，采用的主要是厌氧沼气池技术、土地渗滤技术、人工湿地技术、稳定塘技术、生物滤池以及生 物＋生态组合工艺６类。不同处理技术的应用范围 及优缺点见表１。

                      ２．２ 中国农村生活污水处理技术研究现状

                        ２．２．１ 农村生活污水处理技术分类

                      通过 文 献 调 研，收 集 了 ２０００—２０２０ 年 共 计１８５篇有关农村生活污水处理技术研究的文献。分析可知，生物＋生态组合工艺是中国农村生活污水 处理的主要研究方向，其中人工湿地和生物滤池技 术在中国农村生活污水处理实践中发挥了重要的作用（图１、图２）。

                       在近２０年的农村生活污水处理技术研究中，生 物处理、生 态 处 理 和 组 合 处 理 技 术 的 占 比 分 别 为２２％、３６％和４２％。生物处理技术主要采用生物滤 池、ＭＢＲ和净化槽，占比分别为３３％、１８％和１７％。 生态处理技术主要采用人工湿地和土壤渗滤系统， 其次采用的是稳定塘（图３），应用占比分别为３７％、２８％和１８％。组合工艺主要采用以生物处理与生 态处理相结合的方式，共有５２项研究采用了生物＋生态组合方式，占全部组合工艺的６６．７％。统计了农村生活污水处理的各类技术，人工湿地共出现了５３次。土壤渗滤出现了３３次，由此可见，农村生活污水处理技术的研究更加倾向于具有低成本、易管 理并能够充分发挥农村土地优势的技术。

                      ２．２．２ 污染指标去除效果分析

                     通过对１８５项研究中的ＣＯＤ、氨氮、ＴＮ和ＴＰ去 除率进行统计学分析，发现在１８５项研究中，ＣＯＤ、氨 氮、ＴＮ、ＴＰ分别提供了１５１、１３８、１１７、１０７个数据，考 核率分 别 为 ８１．６％、７４．６％、６３％、５７．８％。由 此 可 见，农村生活污水处理技术研究中，更加倾向于考核有机物和氨氮的去除效果，研究中常将 ＣＯＤ去除效 果作为衡量工艺处理能力的标准。

                     从图４中可以看出，现有的研究中：ＣＯＤ 的去 除率 普 遍 大 于 ７０％，处 理 率 主 要 集 中 在 ８０％ ～９０％，相对 频 率 达 到 了 ３５％，有 ５０％ 以 上 的 设 施ＣＯＤ 去 除 率 达 到 了 ８０．２２％，７５％ 以 上 的 设 施ＣＯＤ去除率达到了７１％，约有２０％的设施 ＣＯＤ 去 除率能够达到９０％以上，整体去除水平很高；氨氮 的去除率优于其他指标，超过８０％的占比较大，相 对频率达到了６９．５％，有５０％以上的设施氨氮去除率达 到 了 ８２％，７５％ 以 上 的 设 施 氨 氮 去 除 率 为６８．５％，３０％的设施对氨氮去除率可以达到９０％以 上；ＴＮ 的去除效果较弱，５０％以上的设施处理效果 仅为６７．４％，７５％的设施处理效果能够达到５６％， 仅有１０％的设施对 ＴＮ 的去除效果能够达到９０％以上；而 ＴＰ 的去除效果比 ＴＮ 要好，但不如 ＣＯＤ和氨氮，５０％以上的设施处理效果可达到７９．１％以 上，７５％ 的 设 施 处 理 效 果 可 达 到 ６１．５％，约 有１９．７％的设施 ＴＰ去除率能够达到９０％以上。 从上述的分析中可以看出，现有的农村污水处理技术 对 ＴＮ 的 去 除 效 果 明 显 比 ＣＯＤ、氨 氮、ＴＰ差，去除 ＴＮ 较为困难。因此，如何提升 ＴＮ 的去除效果是目前污水处理技术需要攻克的重点问题和 难点问 题，也 是 提 高 出 水 水 质、控 制 排 放 标 准 的 关键。

                     ２．２．３ 出水指标达标效果分析

                     １８５项研究中共有１４７项给定了具体出水水质 或确定了出水标准，采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８—２００２）对所述文献的出水水质进行分类，出水水质达到的标准占比如图５所示。 从图中可以看出，各类指标中，ＣＯＤ 的出水达标率 最好，其次是 ＴＮ、氨氮和 ＴＰ。这些研究中的出水 水质表现良好，大部分出水都能达到一级 Ａ 或一级 Ｂ标准，这可能与大部分研究是改进工艺有关。结 合前述结论，ＴＮ 在较低去除率下，出水水质达到一 级 Ａ 的比例却很高，这可能是研究中的进水含氮量 较小的原因导致。从图中可以看出，现有的技术条 件下农村污水处理的水质想要稳定达到一级 Ａ 的 出水标准还具有一定的难度，仍需要继续进行探索和改进。

                     ２．３ 农村污水处理技术专利申请公开情况

                     专利申请趋势侧面反映了专利技术的发展历程，从其申请量变化中可以了解各阶段技术创新情 况。从图６ 中 可 以 看 出，中 国 有 关 农 村 污 水 处 理技术的专利申请及公开量呈现逐年递增的趋势，从２００６年开始，截至目前申请已公开专利６９６件，并 在２０１９年达到了申请量的阶段性顶峰，该年专利申 请量１５７件。图 ７ 反映了中国各省份专利公开数 量，体现了各地区农村生活污水处理技术创新工作 的进展状况［２３］。从图中可以看出江苏、浙江、广东 一带是中国农村生活污水处理专利研发的重要地 区，这与江浙地区较早的农村环境连片整治工作有 关，该地区的污水治理工作处于中国农村的领先地 位，其在建设和改造环境的过程中已展开了较多的探索。通过对专利技术布局进行统计分析，有助于了 解当前专利检索领域的技术分布状况，从而找到专利技术申请热点与空白点，帮助我们了解目前农村生活污水 处 理 的 重 点 研 发 方 向 以 及 研 究 薄 弱 点。

                         从专利技术布局（图８）来看，中国农村生活污水处理领 域 内 的 专 利 申 请 主 要 集 中 于 Ｃ０２Ｆ９／１４、Ｃ０２Ｆ３／３０上，而关于 Ｃ０２Ｆ３／３４和 Ｃ０２Ｆ９／０８的申 请量较少。根据ＩＰＣ国际专利分类规则，Ｃ０２Ｆ９／１４表示至少有一个生物处理步骤，Ｃ０２Ｆ３／３０ 表示厌 氧和好氧工艺，Ｃ０２Ｆ３／３４ 表示以利用微生物为特征，Ｃ０２Ｆ９／０８ 表示至少有一个物理处理步骤。由 此可知，中国农村生活污水处理的专利创新点主要集中在生物处理方向上，这与农村的污水处理技术主要采用 人 工 湿 地 和 土 壤 渗 滤 的 观 点 是 一 致 的。 城镇污水处理厂在采用活性污泥法、膜法等方法的同时还会采用物理沉降、吸附、化学处理等物理化 学方法，但该方法在农村地区明显不适用。

                       当前农村污水处理专利中对氨氮去除的重视 程度要高于总氮，但现有的研究表明提升 ＴＮ 的去 除效果是需要攻克的重点问题和难点问题［２３］。由 于农村地区的特殊情况（存在氮、磷等营养物质回 用灌溉），对于生活污水中氮、磷的去除应结合出水 的用途分别处理。在实现保护处理污水、整治乡村环境的同时，尽可能地实现营养物质的资源化利用。

                     ３ 结论与建议

                      １）中国农村地区应采取因地制宜、低成本、易 管理且能够充分发挥农村土地优势的生活污水处理技术，重点可考虑人工湿地和生物滤池技术，目 前生物＋生态组合工艺是中国农村生活污水处理 的主要研究方向。 

                      ２）现有农村生活污水处理技术研究中，重点关注有机物和氨氮的去除效果，忽略了总氮去除率低 的问题，因此如何提升 ＴＮ 的去除效果是目前污水 处理技术需要攻克的重点问题和难点问题，也是提高出水水质、控制排放标准的关键。

                         ３）中国农村生活污水处理专利创新点主要集中在人工湿地和土壤渗滤等生物处理方向上。但考虑到农村地区存在氮、磷等营养物质回用灌溉的情况，应结合出水的用途对生活污水中氮、磷的去 除分别处理，在实现处理污水的同时，尽可能地实 现营养物质的资源化利用。

                       原标题：中国农村生活污水处理技术研究进展

                       原作者：王园园，刘增进