1、農村生活汚水対策の現状

1.1農村生活汚水の特徴

（1）農村生活汚水の排出量と汚染物の種類は飲食、風俗、気候、経済などの因子の影響を受け、その中に有機物、窒素リンが多く、重金属汚染が少なく、微生物の生化学分解に有利である。

（2）農村生活汚水は居住人口、生活起居の影響を受け、汚水排出総量は大きくないが、日排出係数は大きく変化した。

（3）農村地域が広く、まだ完全な汚水収集管網がなく、生活汚水の乱排現象が普遍的である。

1.2農村生活汚水対策モデル

現在、村の計画、経済条件、管網の関連収集能力、水質処理の事前達成要求と施設運営維持能力などの違いに基づき、一般的に都市と農村の統一処理、集中処理、分散処理の3つのモデルを採用し、表1に示すようになった。

表1から分かるように、人口が居住し分散している農村に対して、土地に応じて分散式汚水処理技術を選択することは、生態居住しやすい農村建設の要求により適切である。

2、分散型生物−生態農村生活汚水処理技術

現在、先進国の農村生活汚水浄化技術は急速に発展し、日本の「浄化槽」技術、米国の「浄化槽+土地処理」技術、フランスの「ミミズ生態ろ過池」技術などが次々と現れている。近年、中国の農村分散式汚水処理技術は生物（微生物）、生態（植物）及び生物−生態組み合わせ技術を主としている。

2.1生物処理技術

（1）バイオコンタクト酸化法。

生物接触酸化法は生物膜法の原理を利用して、池底曝気は充填剤と下水の接触を強化して、微生物に充填剤の上に高い比表面積の生物膜を形成させて、その吸着、酸化によって有機物を分解して、下水の浄化作用を発揮させる。この技術は泥の生産量が少なく、浄化能力が高いが、汚染負荷が高く、充填剤の詰まりが発生しやすい。生物接触酸化技術は農村下水処理市場で主に企業一体化下水処理設備の採用に参与する主流技術であり、汚染物の除去率において、COD（化学的酸素要求量）は80%〜90%、BOD（生物化学的酸素要求量）は85%〜95%、TN（総窒素）は30%〜50%、TP（総リン）は20%〜40%に達することができる。

（2）膜バイオリアクター（MBR）。

膜バイオリアクターは膜分離モジュールを利用して生活汚水中のコロイドや高分子などの有機物を遮断すると同時に、反応器内の微生物濃度を高め、有機物の分解転化に有利で、出水を最適化して指標に達し、二沈池を必要としない。膜バイオリアクターは操作管理が便利で、知能化の程度が高く、土地を節約し、集積一体化設備によく用いられる。しかし、長期運転中の汚染物質の堆積は膜詰まりが発生しやすく、投資資本が高く、豊かな沿岸地域の農村に適している。MBR反応器を利用して生活汚水を浄化し、COD、N-NH 4+の除去効果が95%以上に達したという研究結果がある。

（3）嫌気メタンガスプール。

嫌気性メタンガスプールは一般的に地埋式であり、人、家禽排泄物などの異なる原料を利用し、密閉条件下で微生物の生命活動を通じて汚水中の炭素源、総窒素、病原菌などを消費し、その含有量を低下させ、メタンガスを発生させる。嫌気性メタンガスプールで発生するメタンは熱量が高く、燃焼生成物は汚染されておらず、理想的なクリーンエネルギーである。研究により、嫌気性メタンガスプールのCOD、BOD 5（5日間の生化学的酸素要求量）、アンモニア窒素、総リンの除去率はそれぞれ85%、90%、60%、80%に達した。嫌気性メタンガスプールは施工が便利で、コストが低く、運転にエネルギー支援が必要なく、処理効果が良いなどの利点がある。

2.2生態処理技術

（1）人工湿地処理技術。

人工湿地処理技術は主に湿地システム内の物理的沈降、充填剤吸着、植物吸収、微生物分解などの共同作用を利用して汚水の水質浄化、環境美化の効果を達成する。人工湿地は表面流と潜流の2種類に分けられ、そのうち潜流は水平潜流、垂直潜流湿地に分けられ、用地面積、景観、処理効率などの要求に基づいて湿地タイプを選択することができる。異なる流体または多段湿地の組み合わせは汚染物質の除去効率を高めることができる。データによると、下水中のCOD、TP、TN、アンモニア窒素の除去率はそれぞれ85.7%、96.4%、97.8%、98.5%に達した。

（2）安定池処理技術。

安定池は自然または人為的に改造された廃水浄化のための池であり、非流動水体の天然自浄過程をシミュレーションし、水中の藻菌の共同作用を十分に発揮して汚水を浄化する。高効率安定池は生態系食物連鎖を利用し、水生植物、藻類、動物などを合理的に配置し、生態食物連鎖の中で科学的に各種汚染浄化効果を高める。王幸智らは曝気安定池処理技術を接触酸化法と草型清水安定理論を結合して低濃度有機汚水を処理し、浄化後のCOD、アンモニア窒素、TNとTPの除去率はそれぞれ45%〜80%、69%〜93%、44%〜87%、49%〜89%に達した。安定池体は簡単で建設しやすく、土建費用が少なく、運営維持の難しさは小さく、水を出すと農業灌漑ができる。しかし、安定池の面積、水力滞在時間は池体の深さ、酸素供給方式、微生物の種類と関係があり、特殊な季節に臭いが発生する可能性があり、処理効果は外部の自然環境の影響を受ける。

（3）土壌浸出処理技術。

土壌浸出処理技術とは、前処理された汚水が天然または人工土層中にあり、土壌物化作用の下で、汚染物が吸着されて滞留され、同時に植物の吸収利用、微生物の新陳代謝分解などの総合作用の下で汚水が浄化されることを指す。土壌浸出処理技術における土壌基質及び配合は極めて重要であり、浸透速度に影響するだけでなく、TP、TNの除去にも影響を与える。研究によると、土壌浸出処理における90%の総リンの除去は土体吸着作用によるものである、総窒素の除去における硝化、反硝化反応は、土壌中の酸素含有量、地下浸出システムの有機炭素源から供給される電子にそれぞれ制限される。この技術は日常的な運営に電力を必要とせず、操作しやすく、かつ土壌表層に牧草、緑化景観植物または季節性農作物を栽培でき、土地資源の豊富な郷鎮に適している。

（4）生態浮床技術。

生態フロートは異なる設計要求に基づき、軽量で接合組立可能な各種形状の生物担体を汚染水体に入れ、事前に作られた栽培槽内に各種機能の水生植物を栽培し、植物発達根系とその付着した微生物などの共同作用を通じて、汚水中のN/Pなどの栄養物質や重金属を吸収分解する。伝統的な生態フロートの投入は低く、組み立ては柔軟で、応用は広く、低濃度汚染水体に適しているが、植物栽培は季節性があり、養生コストを高めることができる。強化型生態浮島は植物の選別、浮床材料、担体充填剤（人工水草など）、高効率微生物、曝気酸素増加、食物連鎖延長などの面から改善することで浄化水質を高めることができる。

2.3生物−生態系組合せ技術

農村の汚水排出基準と制度の整備に伴い、単一の処理技術の浄化効果は限られている。生物・生態系組合せ技術は微生物処理技術を先端処理技術として十分に利用し、有機物及び栄養物質を除去し、下水の水質耐性範囲を高め、比較的に良い出水要求を満たすことができる、生態処理技術は末端処理技術として、総リンをさらに吸着して総窒素を除去し、投資と維持費用を下げることができる。張靖雨氏らの研究によると、A 2/O−人工湿地組み合わせ処理技術を利用して譚家橋集鎮の生活汚水を管理する際のA 2/Oプロセス段のTN、アンモニア窒素、総リン、CODMn（過マンガン酸塩指数）の除去率はそれぞれ23.4%、48.6%、56.3%、30.7%であった。その後、人工湿地の二次処理を経て、運行が安定した後の出水の各指標の除去率は順に97.7%、89.0%、86.2%及び53.1%であった。