沼气净化生物技术，是利用沼气厌氧发酵技术和兼氧生物过滤净化技术，对生活污水或养殖场粪便尿进行净化处理达标排放。其投资小、见效快、后续运行管理方便、费用低，处理过程中可获得沼气作为能源利用，环境、经济、社会效益显著。该项工程技术的推广应用，为小型规模化养殖场、养殖小区畜禽粪便尿和污水污染、农村公厕粪便尿污染和城镇污水处理管网覆盖不到的区域污水处理提供了一条有效途径，解决了多年来农村生活污水和畜牧业生产带来的环境污染问题，改善了河流与沟渠水质，进一步保护和改善生态环境，促进农业可持续发展。
1污染现状
随着经济社会的发展和生活水平的提高，畜禽养殖发展迅速，畜禽养殖呈现出规模化等特点，污染问题越来越突出。畜禽粪便尿未经处理直接排放，影响周边环境卫生和群众生活，养殖场（大户）与周边群众因污染而引发的纠纷不断。此外,在城镇污水处理管网覆盖不到的区域，生活污水基本上采用传统化粪池处理或直接排放。传统化粪池仅将粪便尿和污水过滤沉淀，其固化物在池底分解，上层的水化物进入管道流出。污水在进入化粪池时，细菌会对污物进行无氧分解，并使固体废物体积减小，再经过沉淀后排出，水质污染程度就会降低，但是达不到污染排放标准要求。而且在化粪池里有大量的沼气产生，存在安全隐患，一旦发生泄漏将危害周围群众的身体健康。
2工程原理
中小型沼气生物净化工程处理生活污水或养殖场粪便尿污染物技术，其原理是在严格的厌氧环境条件下，利用厌氧微生物的分解代谢和兼氧生物过滤净化技术，对高浓度粪便尿和生活污水进行处理，把复杂的有机物分解成简单溶解性有机物和无机物，随后，这些具有溶解性的低分子有机物进入厌氧微生物细胞内，由胞内酶分解为易挥发的乙酸、丙酸等脂肪酸和乙醇等醇类，在甲烷菌作用下，利用乙酸等生成甲烷，从而达到降解有机物的目的。目前，厌氧-好氧活性污泥法已广泛用于生活污水和养殖场粪便尿治污处理，自2000年以来，玉溪市结合“三湖”农村面源污染综合治理，已引进示范推广了100余座生物净化公厕。
3工艺流程
根据农村或养殖场的地理、环境、气候等实际情况，结合排污管网铺设，设计建设造价低廉、靠重力流动、无能耗运行、易管理、回收利用率高的沼气生物净化工程。采取“粪便尿污水-沼气-作物”模式，利用沼气厌氧发酵技术和兼氧生物过滤净化技术，对生活污水或畜禽粪尿进行处理和循环利用，其工艺流程如下：在总结、调研玉溪市生物净化公厕建设成果的基础上，综合考虑养殖场污染物和生活污水排放实际和治理效果，依据厌氧-好氧活性污泥法治污原理，采用“预处理-厌氧处理-兼性滤池”工艺方式处理高浓度污染物。其中，厌氧处理为主体工程，采用50～100m3的中小型沼气池替代生物净化公厕中的厌氧池，厌氧池建成多格式，故称之为中小型沼气生物净化工程。预处理池容积4～6m3，利用自然沉降沉淀入池污染物中的固态无机杂质。高浓度污染物在小型沼气池中经过多级厌氧发酵后，进入填充有格栅、软填料、活性炭、海绵等填料的10～15m3兼性滤池进行过滤脱色，之后流入好氧塘进行适当好氧处理，使其充分接触氧气，进一步降解有机物，实现达标排放的目的。氧化塘又可作为贮液池，农田用肥时抽到田间。养殖场粪便尿或生活污水经过该工程处理后，污染物中的固体有机物大部分被分解，难以降解的，形成活性污泥沉淀池底。厌氧池、生物滤池、好氧塘的污泥定期进行清掏存放，经自然干化脱水后作为有机肥利用或出售。正常运行后，视情况隔2～5年清掏一次污泥。
4生物技术特点
要确保中小型沼气生物净化工程建池质量，应注意以下几点：1）预处理池、厌氧池及兼性滤池底层处理。地基夯实后，用100～200mm厚卵石垫层，200mm厚C20混凝土现浇。2）厌氧池施工严格执行GB/T4752-2002《户用沼气池施工操作规程》，采用C20混凝土整体浇灌，混凝土搅拌均匀，不间断连续操作，用振动器振动捣实，避免池体出现蜂窝麻面现象，若遇池坑地下水位高，开挖集水坑抽排积水和淤泥。3）密封层施工采用四层抹面法处理，选用经省、部级鉴定的优质新型密封材料进行密封处理，确保池内光滑、密实、防腐、耐久性好。4）工程完工后，待混凝土强度达到设计强度的85%时，严格按照GB/T4751-2002《户用沼气池质量检查验收标准》进行试水、试压验收，合格后方可投入运行使用。5）池内正常工作气压≤9kPa，最大工作气压≤10kPa，正常产气率0.3m3/d。6）使用、维修沼气管路及设备时，要严格防火、防爆和防止窒息事故的发生，清掏污泥沉渣时，严禁人员进入厌氧池内，可采用出料装置清除池底的沉渣和污泥。
5污水处理结果
工程竣工投入正常运行3个月后，2006年玉溪市环境监测站对江川县大街镇陆家嘴生物净化公厕进出口水质连续3d取样测定，检测结果见表1。监测结果显示，利用厌氧发酵工艺处理高浓度人畜禽粪便尿污染物是可行的。该工程净化系统出口水质对粪便尿中主要污染物悬浮物（SS）去除率平均达100%，化学耗氧量（CODcr）去除率平均达99.4%，5d生物耗氧量（BOD5）去除率平均达99.2%，氨氮（NH3-N）去除率平均达64.7%，总氮（TN）去除率平均达65.8%；总磷（TP）去除率平均达74.5%，大幅度地减少了各类污染物的含量。
6结论
该工程处理技术方便管理、运行不耗能、费用低、工艺技术成熟可靠、方法可行。经该系统处理后的排出液，同进口料液相比，外观色淡、澄清不混浊、无悬浮物、气味淡，不刺激，排出的污水符合《GB8979-1996污水综合排放标准》。经过厌氧发酵工艺处理后，污染物中的病菌、虫卵、大肠杆菌基本被杀灭，外排污水卫生、干净。厌氧发酵还可产生大量的沼气作燃料使用，一举多得，值得大力推广应用。7建议1）坚持清污分流。将人畜禽粪便尿和冲洗的粪污用密闭管道或排污沟与雨水隔离，输送到沼气生物净化工程处理系统，实现清污、雨污分流，保证处理浓度和在池内的滞留期，减少污染物数量和处理池的建池容积，节约工程建设投资，发挥投资效益。2）加强领导，强化宣传，增加投入。积极争取各级政府和有关部门的支持，出台相关政策措施，加大该生物技术的推广应用力度，实行“谁污染、谁治理”的原则，逐步加大公助力度，争取财政适当补助。3）明确责任，注重管理。治理农村生活污水和畜禽养殖场粪便尿污染，要明确责任，一级抓一级落实，将该项工作列入各级政府和职能部门的效能考核。注重工程建设质量和后续管理，巩固建设成果，稳步推进，发挥推广辐射作用。4）部门密切配合，加大推广力度。由政府牵头，住建、环保、湖泊管理、农业、畜牧、乡镇等部门密切配合，将该工程推广到城镇污水处理管网达不到的区域。在农村或小型规模养殖场（大户）广泛建设中小型沼气生物净化工程，利用“粪便尿污水-沼气-作物”模式，推行前促养殖业后带种植业的方式，使农村生活污水和畜禽养殖场粪便尿污染得到充分处理和循环利用，实现零排放。
作者:万惠芬 资汝龙 邓申斌 单位:澄江县农村环保能源工作站
