2.1.2　日本農(nóng)村生活污水處理技術(shù)模式

自日本從1977年實(shí)行農(nóng)村污水處理計(jì)劃以來，至1996年底已建成約2000座小型污水處理廠，20世紀(jì)90年代，在循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的指導(dǎo)下，日本政府重新調(diào)整了污水處理政策，加大了對小城鎮(zhèn)和沒有排水系統(tǒng)的農(nóng)村地區(qū)的污水處理力度并加快中小型污水處理設(shè)施的研究開發(fā)和應(yīng)用^［5］。日本農(nóng)村污水處理協(xié)會設(shè)計(jì)、推廣的污水處理裝置體積小、成本低、操作運(yùn)行簡單，十分適用于農(nóng)村。處理后的污水水質(zhì)穩(wěn)定，大多用于灌溉水稻或果園，或排入灌排渠道，稀釋后再灌溉農(nóng)作物，污水中分離出來的污泥經(jīng)脫水、濃縮和改良后，運(yùn)至農(nóng)田作肥料。

依據(jù)所處理的廢水種類、設(shè)備大小和管理部門不同，日本將生活污水處理分為若干系統(tǒng)——集中處理系統(tǒng)、johkasous系統(tǒng)和糞便處理設(shè)備。在日本有66%的用戶使用gappei-shori凈化槽或者集中處理系統(tǒng)處理生活污水，但是仍有34%的用戶使用vault廁所或tandokou-shori凈化槽處理糞便，雜排水未經(jīng)任何處理而直接排放。因此，增加gappei-shori凈化槽或集中處理系統(tǒng)的比例來促進(jìn)雜排水處理以防止水體污染對日本政府來說是一個極其緊迫的問題。日本的生活污水處理流程如圖2-4所示。

圖2-4　日本的生活污水處理流程

凈化槽通常應(yīng)用于沒有排水系統(tǒng)的邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)村。在日本安裝有800萬個凈化槽（包括doku-shori和gappei-shori），服務(wù)人口約3600萬人。在已安裝的凈化槽中大約13.5%（約100萬套）是gappei-shori凈化槽，服務(wù)人口約1000萬人。近年來，凈化槽的研究與發(fā)展十分迅速。在技術(shù)上主要有兩個研究方面：一方面是研究去除N和P，同時獲得高質(zhì)量出水的凈化槽；另一方面是研究具有特殊功能的凈化槽（圖2-5）^［6，7］。

圖2-5　小型凈化槽的發(fā)展方向

小流量的污水地下滲濾系統(tǒng)工藝種類很多，歸納起來可分為3種基本類型。

1）地下土壤滲濾溝（槽）　有的是封閉型的，有的是敞開型的；一般均間歇運(yùn)行，有投配期和休灌期；有的無回流，有的將凈化出水部分循環(huán)回流；有單管型的和多管型的。

2）地下毛細(xì)管浸潤滲濾溝（槽）　也稱尼米（Niimi）系統(tǒng)，這是日本開發(fā)的利用毛細(xì)管浸潤擴(kuò)散原理研制成功的一種淺型土壤處理系統(tǒng)。

3）土壤天然凈化與人工凈化相結(jié)合的復(fù)合工藝　通常是將浸沒生物濾池與毛細(xì)管浸潤滲濾相結(jié)合的復(fù)合工藝。

為控制氮、磷污染，防止水體富營養(yǎng)化，國外還有將上述土壤滲濾法應(yīng)用于脫氮除磷的情況。

日本的土壤毛細(xì)管滲濾系統(tǒng)，也稱尼米（Niimi）系統(tǒng)，是日本人Niimi于20世紀(jì)80年代初期開發(fā)成功的^［8］。系統(tǒng)的下部為不透水層，防止污水直接下滲，避免污染地下水。污水通過溝內(nèi)土壤的毛細(xì)管作用，緩慢向上并向四周浸潤、擴(kuò)散入周圍土壤，在地表下30～50cm深度的土壤層發(fā)生非飽和滲透。在此層土壤內(nèi)聚集著大量微生物及微型動物。在需氧微生物和厭氧微生物的作用下，污水中的有機(jī)污染物被吸附、降解，土壤中大量的原生動物和后生動物又以微生物為食料；伸入土層中的植物根系則吸收由于污水礦化而產(chǎn)生的氮、磷等無機(jī)養(yǎng)分，作為其生長所需的營養(yǎng)。因此，Niimi系統(tǒng)基本上是一個生態(tài)系統(tǒng)，通過植物-土壤-微生物的復(fù)雜而又互相聯(lián)系和制約的作用，最終使污水得到凈化。土壤毛細(xì)管滲濾系統(tǒng)的水力負(fù)荷一般取30～40L/（m·d）。