1.厭氧沼氣池
厭氧沼氣池是一種地埋式生態(tài)污水處理技術(shù)，該技術(shù)符合北方“四位一體”的循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，也符合習(xí)近平指出的“以沼氣和生物天然氣為主要處理方向，解決畜禽養(yǎng)殖場糞污處理和資源化問題”這一方向。該技術(shù)是指在一定條件下，微生物將沼氣池內(nèi)廚房污水、廁所污水、禽畜糞便、秸稈、青草等原料經(jīng)過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生一種發(fā)電家用的可燃性清潔氣體（沼氣），其中產(chǎn)生的沼液和沼渣可以充當(dāng)農(nóng)肥。厭氧沼氣池具有低投資、高效率、操作簡單、綠色發(fā)展、循環(huán)利用等優(yōu)點，其COD去除率可達(dá)85%以上，BOD5去除率可達(dá)90%以上[3]。在北方農(nóng)村地區(qū)，村民夏季利用沼氣做飯，冬季利用沼氣代替大量散煤來自行供暖。此舉既綠色節(jié)能，又很大程度上緩解了北方嚴(yán)重的灰霾天氣。截止2010年底，我國生活污水沼氣池建設(shè)數(shù)量已經(jīng)超過了19萬座，且還以每年30%的增長率持續(xù)增加，是我國農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用廣泛的分散式污水處理技術(shù)之一[3]。


2.潛流式人工濕地


人工濕地分為表面流人工濕地、潛流式人工濕地，其中潛流式人工濕地又分為水平式和垂直式。潛流式人工濕地主要是由濕地主體、防滲層、布水裝置、收集裝置四部分組成[4]，由于人工濕地主要通過植物根系吸收、微生物降解、濾料截留等方法去除污染物，凈化水質(zhì)，其中微生物降解起主要作用。好氧微生物將大部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水，厭氧微生物將部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化成二氧化碳和甲烷，硝化細(xì)菌將鹽硝化，反硝化細(xì)菌將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣。人工濕地具有投資費用低、處理效果好、占地面積大、操作簡單、系統(tǒng)保溫效果好，處理效果受氣候、季節(jié)的影響較小[4]等優(yōu)點，我國北方地區(qū)有豐富的土地資源，利用這些貧瘠的土地進行人工改造濕地系統(tǒng)，污水得到了處理的同時，生態(tài)得到了改善。為防止北方地區(qū)冬季氣溫下降很低，植物易枯死，微生物分解速率緩慢問題，可以采取種植夾竹桃、女貞等可以安全越冬的木本植物代替蘆葦、香蒲等草本植物或采取保溫措施，常見的保溫包括覆蓋冰雪、稻草、麥稈、PVC透氣薄膜等[5]。嚴(yán)弋等人研究潛流式人工濕地在我國干旱區(qū)的試運行一文中以烏魯木齊平西梁村的污水為濕地處理系統(tǒng)處理對象進行研究，結(jié)果表明：當(dāng)水力停留時間為10天，連續(xù)進水，潛流式人工濕地運行了12個月，其COD、BOD5、NH3-N、總磷的平均去除率分別是：78.3%，61%，46.4%，66.2%，達(dá)到了城鎮(zhèn)污水處理二級標(biāo)準(zhǔn)[6]。


3.地下土壤滲濾


地下土壤滲濾技術(shù)起源于日本，是一種人工強化的污水生態(tài)處理技術(shù)[7]，通過布水系統(tǒng)有控制的、間歇式將預(yù)處理后的污水投放到距地表約30-50cm深的土壤，污水經(jīng)過土壤—微生物—植物系統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物作用后達(dá)到污水凈化效果，其中土壤的理化性能決定著污水處理效果的好壞。標(biāo)準(zhǔn)的地下土壤滲濾系統(tǒng)是通過在地表種植野牛草、早熟禾、馬尼拉等植物，并在距地表約30cm處安放布水管，布水管周圍填滿礫石，礫石層下方鋪設(shè)20cm厚砂層，污水流經(jīng)礫石層與砂層后，在毛細(xì)管作用下緩慢向四周土壤擴散，在好氧與厭氧交替狀態(tài)下，大多數(shù)的物質(zhì)被吸附、過濾、降解。地下土壤滲濾系統(tǒng)構(gòu)造簡單、經(jīng)濟適用，高效節(jié)能，實現(xiàn)了分散式污水的處理，是一種污水處理與生態(tài)綠化相結(jié)合的生態(tài)技術(shù)，其出水水質(zhì)可以達(dá)到國家污水處理二級標(biāo)準(zhǔn)。我國北方地區(qū)雖然干旱少雨，冬季氣溫偏低，但并不影響地下滲濾系統(tǒng)對污染物的降解率。田寧寧等人應(yīng)用土壤毛細(xì)管滲濾處理某小區(qū)生活污水時，研究表明出水CODCr去除率>80%，BOD5、NH3-N、TP三者去除率都>90%，且當(dāng)冬季氣溫低到-13.5℃時，系統(tǒng)的出水效果基本沒有發(fā)生變化[7]。中科院沈陽研究表明，在我國北方利用地下土壤滲濾法處理生活污水不僅可行而且可以作為中水進行回用[8]。


4.蚯蚓生態(tài)濾池


蚯蚓生態(tài)濾池是指在生物濾池的基礎(chǔ)上引入蚯蚓，利用蚯蚓的生態(tài)學(xué)功能來改進土壤通透性，提高物質(zhì)降解程度的一種污水生態(tài)處理技術(shù)。當(dāng)蚯蚓在濾層中穿梭覓食，將物質(zhì)轉(zhuǎn)化成自身或其他微生物易于利用的營養(yǎng)物質(zhì)[9]時，增加了濾層的通氣性和透水性，提高污染物降解率，進一步阻止了濾料堵塞。系統(tǒng)進水采用穿孔管間歇式布水，干濕交替。濾池填料一般分三層，上層是土壤層，由物質(zhì)含量高的田園土和鋸末摻混而成，土壤上種植蘆葦、柳樹等根系發(fā)達(dá)的植物，中間層是稻殼，谷殼，泥炭類等物質(zhì)，底層為粗、細(xì)石英砂、碎石、鵝卵石。李軍狀等人曾在現(xiàn)場試驗研究蚯蚓生態(tài)濾池處理太湖附近村民生活污水時發(fā)現(xiàn)，干濕比為1：3，表面水力負(fù)荷為1m3/(m2.d)時，出水效果能達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理一級標(biāo)準(zhǔn)，證明了該技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村污水處理中的可行性和高效性[10]，郭飛宏等人研究三級蚯蚓生態(tài)濾池處理生活污水結(jié)果表明，不同季節(jié)的出水水質(zhì)均能達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理一級A類標(biāo)準(zhǔn)[11]。蚯蚓生態(tài)濾池技術(shù)具有造價低，運行管理簡單方便，技術(shù)要求低，去除物質(zhì)效率高，可實現(xiàn)污水、污泥的同步處理[12]等優(yōu)點，故適宜經(jīng)濟發(fā)展緩慢，管網(wǎng)配套不完善，四季溫差大的北方地區(qū)處理農(nóng)村污水。


5.高效藻類塘

高效藻類塘是在傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的基礎(chǔ)上進行改進、發(fā)展起來的一項污水處理技術(shù)，利用藻類的大量繁殖來形成菌—藻共生系統(tǒng)來處理污水。該工藝除了保留傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的特點，還增加了生物種類、縮短了水力停留時間、增加了氮磷去除率。高效藻類塘機理是藻類利用空氣中或細(xì)菌分解物過程中產(chǎn)生的CO2等物質(zhì)作為原料、氨氮作為氮源、磷酸鹽作為磷源，在細(xì)胞葉綠素中進行光合作用，制造物質(zhì)[13]繁殖個體，釋放出O2。細(xì)菌利用藻類產(chǎn)生的大量氧氣來氧化分解污水中物質(zhì)。氮磷的去除主要通過大量藻類同化吸收的直接作用和藻類繁殖時引起塘內(nèi)pH升高，氨氮氣體揮發(fā)，磷酸沉淀鈣、鎂的間接作用[14]。為防止出水中藻類過量，一般其后接水生生物塘，塘內(nèi)種植蘆葦、水花生、浮萍等水生植物來抑制藻類增長，降解部分氮磷。高效藻類塘具有投資省、維護管理簡單、效率好、綠色生態(tài)等優(yōu)點，非常適合于經(jīng)濟相對落后、缺乏環(huán)保人員的農(nóng)村地區(qū)生活污水的處理[15]。孫偉麗等人在高效藻類塘處理北方農(nóng)村模擬生活污水實驗中研究表明：在曝氣條件下，五個星期對COD的平均去除率也在80%以上，可達(dá)87.77%，其中COD和氨氮效果基本都能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)，對總磷也有一定的去除效果。