农村污水总产生量数量级较大但就单户家庭而言废水产生量较小且排放分散，日均变化系数较大^[6]。污水水质具有可生化性较好，氮（N）、磷（P）等营养物质浓度较高的特点。农村生活污水中的化学需氧量（COD）、N和P占生活污水排放到水体的COD、N和P比例较大，COD占将近50.8%，氨氮（ NH₄⁺-N）占将近35.04%，总氮 (TN)约达到 30.5%，总磷 (TP) 约达到 38. 6%^[7-8]。

不同地区农村居民生活污水水量和水质受经济条件和生活习惯等因素的影响差异较大^[8-9]。在经济较发达农村地区，大多使用抽水马桶，厕所和洗浴用水占农村污水总量组成的比例较大；而贫困地区的农村生活污水主要以厨房用水为主。梁瀚文等^[8]通过调查发现，河网地区农村居民生活用水量较高，主要集中在洗浴用水，人均日用水量在100～200 L左右，而在北方水源地保护区农村居民主要用水量为家庭厨房用水，在18～70 L之间，不同类别农村污水水质差异较大，如在北方某度假村生活污水COD为709 mg/L、氨氮（NH₄⁺-N）为43 mg/L、TN为55 mg/L和TP为5.14 mg/L，而南方某处旅游区农村生活污水COD在100~200 mg/L。

农村污水的来源主要有：（1）生活聚集区居民产生的生活污水所形成的污染。居民生活用水主要集中在厨房用水、洗涤用水、厕所用水和洗浴用水。据统计，农村人均用水量为99 L/d，按照0.7的污水转换系数及20%的处理率计算，每天排放的污水量高达1 300万t，这些直接排放的污水会造成水体严重的污染^[10-11]。（2）规模化禽畜的养殖所带来的养殖废水，屠宰废水所造成的污染。2017 年统计数据中，养殖废水排放的 COD 、NH₄⁺-N、TN 和TP总量分别达到604.83万 t 、7.50万 t、37.00 万 t和8.04万 t，分别占全国农业生产水污染物排放量总排放量的56.6%、34.7%、26.1%和 37.9%^[8,12]。（3）在农业种植生产过程中，过量农药及化肥的施用所造成的污染。（4）乡镇企业的兴起以及由于城市的发展及环保标准的提高，城乡结合部及郊区迁入不少企业，农村污水排放量也随之增加。农村居民的生活污水和禽畜养殖产生的养殖废水等不同来源的污水所造成的农村水污染具有污染源分散、难以集中治理的特点。

据近几年统计数据，处理生活污水的行政村比例仅占20%；对于建制镇污水处理而言，仍有近50%的污水未得到处理^[1]。有近60%的规模化禽畜养殖场缺乏达标的废水处理工艺^[13]。农村水环境污染物排放已经占到全国水环境污染物排放比重的11.6%～25.4%左右^[8]。污水排放分散，且高额的管道建设费用高增加水处理设施单位投资成本，农村居民收入水平相对较低，因此导致农村生活污水处理率低^[7,14]。

市政污水处理技术中活性污泥法和生物滤池等生物处理技术工艺流程复杂，建设费用及运行成本较高，通常适用于处理规模较大的污水水量，可在部分经济条件允许的农村地区应用^[15]。因此，开发运行维护简单，建设费用和投资费用较少的多种类农村污水处理技术是当前研究的重点。

生态湿地法是利用天然湿地或人造湿地系统中的由植物、微生物及微型动物组成的生态系统可处理COD、N和P的功能，实现水体的净化^[16]。

人工湿地根据结构共分为2种，表面流湿地和潜流湿地。表面流湿地可以通过微生物降解作用高效地去除有机物，以及通过过滤和沉淀作用高效地去除悬浮物^[17-18]。潜流湿地分为水平潜流和垂直潜流人工湿地两种。水平潜流是指污水从填料床的一端流进，从另一端流出；而垂直型潜流人工湿地是污水从表面纵向流入填料床的底部，氧气通过扩散及植物传输进入填料层^[19]。

湿地植物能吸收水体中N和P等营养物质，并通过收割植物的方法达到脱氮除磷的效果；而植物的根系也能促进氧气的传输，提高填料内氧气含量，有利于好氧微生物对污染物的降解^[20]。水平潜流人工湿地水力负荷较大，对生化需氧量（BOD）、COD、悬浮物（SS） 和重金属等的去除效果较好，可用于处理污染物浓度较低的废水。然而如果废水中仅有 N 和 P，碳源较少时，其脱氮除磷效果较差。水平潜流人工湿地主要的缺点是较易堵塞，在进入湿地之前废水必须经过有效的过滤前处理过程^[21]。垂直潜流型人工湿地具有较高的氧传输效率和硝化能力^[22-23]。但垂直潜流型湿地中反硝化反应差，很难直接进行脱氮。该类型湿地具有较高的BOD及SS去除效率，其表面负荷可达到20～60 g BOD/（m²·d）^−1[24]。垂直潜流湿地与水平潜流湿地通常组合使用，可以充分利用硝化能力及反硝化能力从而实现较好的脱氮效果。

由于人工湿地投资少，几乎不需要使用电力，运行维护费用低，特别是潜流型人工湿地在农村得到广泛的使用^[25]。潜流型人工湿地吨废水处理能力的建设成本和处理成本远低于普通污水处理厂的成本价格^[26-27]。应用于上海崇明农村的人工湿地法，每吨废水运行成本仅为0.16元^[28]。不同基质组合式的人工湿地对生活污水的净化效果较好，对COD、NH₄⁺-N、TN和TP的平均去除率为82.94%、65.69%、56.57%和79.98%，其中污水温度、pH和溶解氧影响湿地微生物的活力^[29]。经过人工湿地处理的污水，如重金属、COD及特征污染物指标达到农田灌溉水质标准，可作为农业灌溉用水加以再利用，一定程度上解决缺水地区的灌溉问题^[30]。然而，人工湿地的水力负荷较低，因此，仍存在占地面积大的缺点。

使用天然或人工水池，以污水中污染物为底物繁殖藻类，从而实现污染物去除的方法称为藻类塘法。与人工湿地不同，在藻类塘及稳定塘中，藻类及细菌保有量较大，生长迅速，因此可利用大量的有机物、N 和 P，是一种潜在的高效处理废水及回收废水中能源的方法^[31]。在藻类塘中，迅速生长的藻菌是去除有机污染物和氮磷营养元素的主要驱动力。因此，在藻类塘中必须考虑营养污染物质的均衡性，具有较高的藻菌生长速率，以提高N 、 P等污染物的去除效率^[32-33]。

稳定塘是由自然或人工挖掘的池塘，通过在池塘中积蓄待处理污水，并在该水域中培育菌藻，利用微生物的代谢过程对有机物及氮磷的分解和吸收作用而实现污水的净化目的。稳定塘与活性污泥法和生物膜法等人工生物处理技术处理机理类似。稳定塘分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘和曝气塘。稳定塘中的微生物利用藻类等光合作用产生的氧进行同化作用，净化污水，实现无动力生活污水的净化过程。稳定塘前期基建投资成本少，后期运行时无外加动力，故运行费用低、易管理。

藻类塘与稳定塘略有不同的是在藻类塘中起主要作用的是藻类，且培育特殊的藻类，如利用高油脂积累量的绿藻可以使废水中的有机物迅速地转化为油脂积累在绿藻中，后续经过转化提纯利用废水制备生物柴油，实现治污与清洁能源生产^[34]。作为开放式的较低强度处理工艺，稳定塘和藻类塘仍具有占地面积大、处理效果不稳定等缺点。

生物净化槽起源于日本，是一种占地面积小的一体化污水净化设备，常用于分散型生活污水或者类似生活污水的处理。污水进入净化槽后，沉淀分离槽去除比重较大的颗粒及悬浮物，提高污水的可生化性；预过滤槽内填料上的厌氧生物膜可高效地去除可溶性有机物；曝气槽集曝气、高滤速、截留悬浮物和定期反冲洗为一体；沉淀槽溢水堰设置消毒装置，对出水进行消毒处理。其工艺步骤集成为一体化设备，各步骤之间用隔板隔开。生物净化槽集成生化处理和物理处理过程，通过物理沉淀，微生物分解和化学絮凝反应来降低污水中的污染物浓度。在日本，净化槽处理技术广泛应用于处理农村生活污水，有超过80%的分散污水处理设施采用户用净化槽技术，处理性能好^[35]。中国对生物净化槽技术的研究起步较晚，也取得一定的研究成果，通常净化槽对COD和BOD的去除效果较好。中国医药研究开发中心有限公司开发了无动力式生物净化槽技术，处理生活污水效果达到中水水质，COD的去除率在80%以上，COD和BOD等指标达到《城市杂用水水质标准》规定的中水水质条件，并回用于浇灌绿地和冲洗厕所等^[36]。刘呈波等^[37]用净化槽处理农村生活污水，出水BOD、COD、NH₄⁺-N、TN和TP浓度分别小于10、15、10和1.0 mg/L。采用回流的方式将沉淀区污水部分回流至厌氧区，净化槽出水较好^[38]。王昶等^[39]将净化槽由二级厌氧、一级好氧变为采用一级厌氧和两级好氧，当进水量为50 L/d时，出水COD、BOD₅、NH₄⁺-N和浊度分别达到22.67 mg/L、7.8 mg/L、8.3 mg/L和1.79 NTU^[39]。基于能耗的考虑，曝气量的优化变得重要，因此选择合适的曝气量即可节能又能到达一定的出水水质^[40]。

净化槽的维护管理周期是3～4个月进行一次维护检修并补充相关材料，每年进行一次以上的打扫^[41]。虽然生物净化槽出水水质高，然而由于生态净化槽投资较高，且运行费用较高，在经济欠发达的农村地区难以推广。

微生物，包括细菌、原生动物、真菌和藻类等通过胞外形成的粘性多聚糖粘附在固体载体表面而聚集形成生物膜，具有较高的生物保有量及梯度的厌氧-好氧特性，因此，具有较高的COD去除效率及脱氮除磷的性能。在农村，选用合适的廉价填料，可以形成高效的生物膜反应器，其具有大小灵活方便，动力消耗少，运行成本低及污染物去除效率高的特性。生物膜反应器是一种有推广价值的农村污水处理技术。ZHANG et al^[42]不同填料海绵、陶粒和沸石作为生物膜载体去除污染物的效果，发现COD的去除效率从高到低依次为海绵，陶粒和沸石，而NH₄⁺-N去除效率依次为海绵，沸石和陶粒，对于不同载体上的生物量大小，附着在海绵上的生物量大于在陶粒和沸石上的生物量，沸石生物膜中的微生物分布与陶粒相似。

厌氧和好氧结合一体化生物膜工艺具有较高的硝化-反硝化活性，脱氮能力较强，然而也存在因污泥产生量较少而引起磷的去除效果较差的缺陷^[43-44]。吴迪等^[44]对厌氧-三级好氧/缺氧生物膜工艺进行改进，增设回流泵并将厌氧段悬浮填料装填率提高到30%，并在实际生活中处理低C/N农村生活污水，运行12个月，在平均进水量为18 m³/d，HRT为3.7 d的条件下COD、BOD、NH₄⁺-N、TN和TP平均去除率分别为75.6%、85.9%、86.7%、63.9%和69.3%，改进后大幅提高出水BOD和TN的去除能力，除TP外其他各项指标均达到设计要求。利用“厌氧-局部循环供氧生物膜”技术处理模拟的农村生活污水，当进水COD、BOD、NH₄⁺-N、TN和TP浓度为172～337、82～187、8.9～13.55、18.01～27.3和1.85～3.92 mg/L时，出水平均浓度分别为40.31、3.38、2.69、11.98和0.75 mg/L^[45]。赵秋等^[46]构建“两级交替回流局部循环供氧生物膜”工艺，具有较好的脱氮除磷效果。霍鑫超等^[47]通过将沉淀池的硝化液和沉淀污泥安置到设备的前端，有效提高COD和TN去除效率。

温度对生物膜等利用微生物的技术有一定的影响。杨思敏等^[48]研究分散型污水生物处理技术在低温期污水处理效果，以生活污水为原水，发现适当延长生物接触氧化技术水力停留时间，可以在5 ℃的低水温获得良好的有机物去除效率及硝化效果。

沼气池法通常是在厌氧条件下的高浓度BOD废水及高有机质含量固体通过发酵作用产生甲烷，从而去除COD 和 BOD的能量回收方法。沼气池技术已经在广大农村地区得到的推广，并在处理高浓度废水方面起到了积极的作用^[49]。

沼气池法一方面可以实现污染物的减量化，另一方面可以回收废水/固废中的能量，且发酵剩余的残液及固体残渣是优良的有机肥，因此，该方法对处理禽畜养殖废水及粪便具有较好的适应性。同时具有不消耗动力、运行稳定和管理简便等优点^[50]。在农村大规模推广沼气池技术，并做好禽畜养殖废水及固废的沼气化处理，可提升农村污水处理效果。但沼气池造价高，且水力停留时间较长，不适合用于处理低浓度的污水。

以800 m³地埋式常温CSTR反应池处理养猪场废水，在HRT为20 d的条件下，其全年沼气产率可达0.27～0.33 m³/（m³·d），沼气为燃料每年可节约13.8万元燃料费，具有显著的环境效益和经济效益^[51]。采用沼气池和人工湿地相组合的模式能有效降低污水中COD、SS、TN和TP浓度，污染物去除率达70%以上，有效地净化农村生活污水，沼气池对COD、SS的去除起主要作用，人工湿地对降低TN、TP浓度作用明显^[52]。

活性污泥法是由包括微生物、胞外聚合物、无机物和有机物等组成的聚集体进行污水处理的方法。农村生活污水的浓度及组成与市政生活污水类似，因此利用常规的活性污泥处理工艺，如 A²/O 工艺、SBR和氧化沟等也能达到良好的处理效果。

活性污泥处理工艺适合于具有较大规模，且铺设完备污水收集管网的聚集村落，净化效果好。然而该类工艺投资成本较高，运行技术较为复杂，需要专业人员进行运行与维护，且投入能耗较高，因此运行费用较高。但该类工艺有机负荷高，占地面积相对较小。活性污泥法通常与人工湿地法联合使用，既可降低人工湿地的占地面积，也提高处理工艺有机负荷效率。

污水土地处理是通过管道设备将污水投配到土地上，在通过土壤介质时利用土壤生态的一系列净化作用，使污染物得到净化的处理方法^[53]。土地处理技术往往建设成本较低，基本不产生能耗，且对管理人员的要求低。但由于土地处理技术对污染物的去除效率低，因此为实现污水处理效果需使用大面积土地处理污水，同时容易在净化过程中造成土壤堵塞的后果。该方法适用于在土地资源相对较丰富的地区进行推广，同时应远离地表水源，以防止污染。

人工湿地法处理能耗小，运行成本低，但其占地面积大；而常规的活性污泥法及生物膜法处理技术虽然具有较高的COD负荷及N和P去除效率，但造价及运行成本较高，使得其在广大农村地区的推广的经济可行性较差。因此，使用人工湿地、稳定塘/藻类塘法联合生物膜或活性污泥法可折中农村污水处理工艺对资金和土地的需求，提高其推广的经济可行性。同时避免单一技术造成的出水水质不稳定等缺点。

杜家伟^[54]利用厌氧折流板反应器（ABR）-人工湿地联合的方法处理农村生活污水，降低了单独使用ABR时的出水要求。ABR对BOD、COD和SS的去除率分别是76%、71%和82.6%，提高出水BOD/COD值进而提高废水可生化性，出水水质除NH₄⁺-N略微超标外，均达到一级B排放标准。YE et al^[55]也研究了ABR结合人工湿地工艺处理农村污水，由于ABR具有较高的SS去除效率，一定程度解决SS堵塞湿地等不利影响，提高湿地的运行稳定性及湿地的运行寿命。沈泰峰^[56]利用厌氧滤池+人工湿地组合工艺治理农村污水，厌氧滤池可将COD从350 mg/L削减到123 mg/L，通过人工湿地进一步降低到86 mg/L。姜廷亮等^[57]将人工快渗与人工湿地相结合，对农村生活污水进行中试研究，结果表明，COD、NH₄⁺-N、TN和TP的平均去除率分别为79%、86%、78%和92%，出水优于《城镇污水处理厂污染物排放标准：GB18918—2002》^[58]一级B标准，运行成本约0.2元/t。生物滤池和人工湿地组合中，N和P的去除主要在生物滤池和人工湿地中，而COD主要由生物滤池去除^[59]。

总结适合在农村污水治理中常用的技术见表1。

农村污水的分类治理应基于污水产生的原因及特点。对于过量使用农业化肥所造成的污染，当地农业部门指导种植户科学的施用肥料，或将家禽养殖的粪便制成有机肥，减少养殖业废弃物对环境的污染。对于家禽养殖的粪便及废水，应进资源化处置，回收其中能源及制备成有机肥供农业种植及土壤改良使用。对于农村生活集中地区，将对于生活集中区，对冲厕废水和生活杂用水分开收集处理，以实现废水的资源化利用。而对于乡镇企业，应对其产生的废水按照工业废水的处置标准进行集中统一处理，确保污水排放前得到有效处置。

制约我国农村污水治理技术推广主要有投资成本，运行费用及工艺运行的复杂程度等因素。因此，农村污水治理工程应与新农村建设规划相配套，根据各地的环境容量、污水特点、土地供应面积和居民收入等条件，开发符合当地实际情况的污水治理工艺。可根据以下四种情况进行探索。

1）将规模化养殖的废水/固废集中处理。规模化养殖废水具有废水水量大，浓度高的特点，可通过集中高强度厌氧处理工艺，回收废水中的能量，当其浓度降低到常规农村污水浓度水平后，再通过地农村污水处理工艺进行处理。同时还应考虑抗生素及激素的影响。

2）使用人工湿地/菌藻塘/稳定塘等生态处理工艺。在土地供给量较大，经济发展水平较低的地方，宜开发具有投资低，运行费用低及维护简单的生态处理工艺，并可在缺水地方使用经过生态处理的废水补充作灌溉用水。

3）开展生物膜/活性污泥+生态处理联合工艺。在经济较为发达的农村，通过利用生物膜/活性污泥法将污水中大部分有机物、N和P元素去除，实现污染物的高效去除，同时实现部分能量的回收。由于后续使用生态处理工艺，因此，对前段工艺出水水质要求较低，有利于降低投资成本及运行成本，且前段处理工艺可以作为生态处理工艺的预处理段，降低SS浓度，提高生态处理工艺的稳定性。

4）开发适合于农村的中小规模深度污水处理工艺。在规模较大，集中度较高的农村，由于具备优良的污水收集管网及较好的经济条件，可考虑使用占地面积小，有机负荷高的污水处理工艺，即小型化的市政污水处理工艺，可降低生态处理使用的土地占用面积。