村镇环境综合整治与生态修复丛书–农村生活污水处理与再生利用

本书是“村镇环境综合整治与生态修复丛书”的一个分册，是国家出版基金资助项目，由侯立安院士和行业专家席北斗教授领衔编著，汇集了村镇环境研究领域内的多位专家的学者的科研和实践成果。

农村污水的随意排放和所造成的环境污染问题普遍存在，本书主要是由长期从事我国农村生活污水处理技术研究及应用的科技工作者共同编写而成。本书是环保行业特别是农村生活污水治理的实用技术指导书籍，作者在参阅了当前大量国内外相关研究和应用文献资料的同时，结合编写组成员多年的研究成果、体会和实践经验，整合了生活污水处理与再生利用的原理、工艺方法及工程应用实例，旨在为相关专业人士和广大读者提供一本丰富的农村生活污水处理与再生利用技术及其应用的实践资料，为“水污染防治行动计划”的实施提供技术支撑。

 

 

本书为《村镇环境综合整治与生态修复丛书》中的一个分册。全书共6章，重点围绕国内外农村生活污水处理现状、我国农村生活污水控制与建设模式，微纳米曝气的土壤渗滤系统强化脱氮技术与干式厌氧发酵产沼技术展开编著工作，介绍了国内外的农村生活污水处理技术，探讨了农村生活污水处理模式的选择，并提出了我国农村生活污水治理的管理模式与今后的发展方向。

本书具有较强的技术性和应用性，可供从事污水处理及再生利用的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境工程、市政工程、生态工程及相关专业师生参阅。

 

席北斗，中国环境科学研究院，研究员，席北斗，博士，研究员，2002年获清华大学环境工程博士学位，2002年进入中国环境科学研究院工作。2013年入选国家“万人计划”，并获国家杰出青年基金项目资助。2015年入选国家百千万人才工程，授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。现任地下水与环境系统工程创新基地首席专家、国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室主任、中国环境科学研究院总工办主任。

主持完成了国家“973”课题子课题、“农田流失氮、磷对水体环境质量的影响研究”、“村落废弃物、集约化养殖对水体富营养化影响”、“生源要素在河网水系中的环境行为及模型尺度变换研究”，依托上述三项973子课题，在嘉兴建立了水生态沟渠试验基地，构建了河网水系水环境多尺度转化模型系统，流域面源污染系统分析、模拟、控制方面取得了一定科研成果；主持完成了“863”子课题“前置库水生生物-微生物联合强化净化技术研究”，在宜兴建设了前置库生态-生物联合强化净化研究基地，提出了微污染河道水体生物-生态系统强化净化技术；参加了国家“九五”科技攻关项目“难降解工业废水预处理技术”、“二氧化钛光催化氧化处理工业废水”及“十五”科技攻关项目“三峡库区水污染模拟及控制对策”等水环境科研项目的研究。

近5年发表学术论文200余篇，其中SCI收录90余篇；出版学术著作6部；获省部级环境保护科技奖一等奖2项、二等奖2项，获全国优  秀工程咨询成果一、二等奖各1项；建立环境系统工程野外基地1个；将科研成果系统集成，建立科技示范工程6项，技术在我国北京、上海、河北、宁夏、贵州等10多个省市推广应用，完成各类工程、规划咨询项目20多项；获“十一五”国家环境保护科技工作先进个人、中国环境科学学会第六届青年科技奖、中央国家机关青年“创新奖”等荣誉称号。

 

第1章  我国农村水环境现状  001

1.1我国农村水环境污染现状/001

1.1.1我国农村的水环境现状/001

1.1.2农村水环境的基本特征/002

1.1.3农村污水的产生量和水质/003

1.1.4我国农村污水的特点/007

1.1.5我国农村污水存在的问题及分析/007

1.2我国农村污水处理的可行性与水环境保护/010

1.2.1我国农村污水治理的可行性分析/010

1.2.2我国农村的水环境保护目标/010

1.2.3我国农村污水处理出水排放标准和执行的法律/011

1.3我国农村生活污水的对策及建议/012

1.3.1完善相关法律法规/012

1.3.2制定农村污水的排放标准、处理技术指南与规范/013

1.3.3建立农村生活污水的技术评估体系/013

1.3.4探索农村生活污水治理的PPP模式/013

1.3.5建管结合/014

1.3.6建立农村生活污水处理设施的第三方监管平台/014

参考文献/014

第2章  国外农村生活污染控制技术现状  016

2.1国外典型农村污水处理技术模式介绍/016

2.1.1挪威农村生活污水处理技术模式/016

2.1.2日本农村生活污水处理技术模式/023

2.2国外农村生活污水处理技术工艺及工程适应性分析/025

2.2.1小型污水处理厂/025

2.2.2稳定塘/030

2.2.3土地处理系统/035

2.2.4湿地与人工湿地/044

2.2.5生物膜法处理/047

2.2.6化粪池/048

2.2.7膜生物反应器/052

2.2.8一体化处理装置/064

2.3国外几种农村污水处理系统的设计/069

2.3.1化粪池处理系统/069

2.3.2土壤过滤系统/070

2.3.3人工湿地系统/074

2.3.4机械曝气系统/074

2.3.5间歇式砂滤池处理系统/075

2.3.6延时曝气处理系统/079

2.3.7固定化生物膜处理系统/080

2.3.8序批式反应器/081

2.4适用于国内农村污水处理的技术模式与应用案例/081

2.4.1化粪池/082

2.4.2稳定塘/093

2.4.3土地处理系统/097

2.4.4其他几种污水处理技术/099

参考文献/111

第3章  多介质生态床分散污水处理技术  115

3.1多介质生态床分散污水处理技术主要内容/115

3.1.1多介质新材料/116

3.1.2多介质生态系统防堵塞技术/120

3.1.3多介质生态冬季保温技术/121

3.1.4分散型生活污水分质回用及水质安全保障技术/122

3.2多介质生态床农村生活污水处理设备/125

3.2.1单户庭院景观化处理装备/126

3.2.2小型分散式生活污水处理装备/128

3.2.3分散式生活污水处理装备/128

参考文献/131

第4章  深型土壤渗滤系统污水处理技术的应用  132

4.1深型地下土壤渗滤系统对生活污水净化效果及机理/133

4.1.1不同水力负荷条件下污水净化效果/133

4.1.2不同水力负荷条件下氮的去除机理研究/135

4.1.3有机物在脱氮过程中的变化规律研究/144

4.1.4结论/154

4.2磷对深型土壤渗滤系统中氮的迁移转化作用机制/155

4.2.1土壤背景值的测定/155

4.2.2磷在不同负荷下的迁移转化规律/158

4.2.3不同磷负荷对氮素迁移转化的规律影响研究/168

4.2.4结论/175

4.3富里酸对深型地下土壤渗滤系统中反硝化过程的影响/176

4.3.1深型土壤渗滤系统对污水的净化效果研究/176

4.3.2添加富里酸后系统对污水的净化效果研究/183

4.3.3结论/190

4.4基于微纳米曝气的土壤渗滤系统强化脱氮技术/190

4.4.1曝气强化的土地渗滤系统启动实验/190

4.4.2最佳溶解氧条件鉴别及系统运行分析/198

4.4.3渗滤系统参数沿程变化及原理解析/204

4.4.4结论/213

参考文献/214

第5章  分散型污水处理工程实例  215

5.1典型工程实例/215

5.1.1大兴区生态清洁小流域综合治理工程青云店生活污水处理技术案例（2015年）/215

5.1.2多介质固定生物床-潮汐流人工湿地集成技术模式案例/218

5.1.3浙江省海宁市一体化多介质生物滤床农村生活污水处理案例/223

5.1.4广西壮族自治区南宁市“美丽南方”景区的民居生活污水分散处理技术案例/229

5.2典型工程案例的运行效果调查/231

5.2.1采样位置简介/231

5.2.2依据第三方监测数据获得的运行效果/236

5.2.3依据典型工程直接采样分析获得的运行效果/240

5.2.4小结/243

5.3典型工程案例的设计参数核算/244

5.3.1预处理的设计/244

5.3.2水力负荷率的设计/245

5.3.3污染负荷率的设计/247

5.3.4设计参数核算小结/248

5.4典型工程案例的工程投资与运行费用/249

5.4.1国内不同处理规模的投资与成本简介/249

5.4.2上海农村污水处理工程的投资与成本/254

第6章  农村生活污染的保障机制  256

6.1农村区域生活污染控制和生态建设政策保障机制调研/256

6.1.1国外农村区域生活污染控制和生态建设政策保障机制调研/256

6.1.2我国生活污染控制和生态建设保障机制现状与需求/258

6.2农村环境保护基础设施建设的保障机制框架/259

6.2.1农村生活污染控制与生态建设生态补偿机制政策框架/259

6.2.2农村生活污染控制与生态建设投入机制政策框架/260

6.2.3农村生活污染控制与生态建设长效运行机制政策框架/260

6.3农村生活污染控制与生态建设技术推广平台框架/260

参考文献/261

附录  262

附录Ⅰ水污染防治行动计划/262

附录Ⅱ农村人居环境整治三年行动方案/275

附录Ⅲ全国农村环境综合整治“十三五”规划/281

索引/293

 

目前我国农村生活污水每年的产生量为67.7亿~90.3亿吨。这些污水基本上未经处理就直接排放，所造成的环境污染问题已经影响和威胁到了广大农民群众的生存环境与身体健康，也影响着我国社会主义新农村建设的进程。为全面贯彻党的十九大乡村振兴战略“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”内涵，以及推广农村生活污水处理与再生利用技术，我们围绕农村生活污水的现状、处理技术和资源化利用开展《农村生活污水处理与再生利用》编著工作，旨在为农村基层环境管理人员、从事“三农”环境问题研究的人员以及相关专业的师生等广大读者提供能较全面地反映目前国内外农村生活污水控制技术及其应用实践的资料。

本书主要由长期从事我国农村生活污水处理技术研究及应用的科技工作者共同编著而成。编著人员根据自己多年的研究体会和实践经验，参阅了当前大量的国内外农村生活污水处理研究和应用方面的文献资料，借鉴了国内外同行专家有关农村生活污水处理的先进理念、技术和应用案例，重点围绕国内外农村生活污水处理现状、我国农村生活污水控制与建设模式、微纳米曝气的土壤渗滤系统强化脱氮技术与干式厌氧发酵产沼技术展开编著工作，介绍了国内外的农村生活污水处理技术，探讨了农村生活污水处理模式的选择，并提出了我国农村生活污水治理的管理模式与今后的发展方向。本书较全面地整合了国内外农村污水治理的技术、方法与工程应用，期望能为我国农村污水治理分析的研究提供较为完整的参考资料。

本书由侯立安、席北斗、张列宇等编著，具体编著人员及分工如下：第1章、第2章由侯立安、席北斗、李曹乐编著；第3章、第4章由张列宇、李曹乐、李国文编著；第5章由张列宇、席北斗、李国文编著；第6章由张列宇、侯立安、黎佳茜编著。全书最后由张列宇统稿、定稿。本书在编著过程中也参考了该领域诸多专家学者的研究结果，得到了很多学者和同行的帮助，在此向在本书研究资料收集整理过程中提供帮助的熊瑛、潘海宁、祝邱恒、王凡、马涛、赵琛、王红强、张少康、郝禹等表示感谢。每章后面附有参考文献目录，有些引述的内容未能注明出处，在此向这些作者表示歉意，并致以深深的谢意。

本书编著出版旨在起到抛砖引玉的作用，希望能够进一步提高人们对农村污水处理新技术及污水治理重要性的认识，唤起人们对农村水环境治理及农村生态环境保护的责任心和紧迫感。

限于编著者水平及编著时间，书中不足及疏漏之处在所难免，敬请各位同人和广大读者批评指正。

编著者

2018年6月