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业界资讯

农村污水治理有多难?因地制宜是“必杀技”!

1 农村生活污水治理现状与问题

1.1基本情况

我国有近60万个行政村和260多万个自然村,农村在我国社会经济结构中占有重要的地位。近年来,随着对农村环境治理力度的加大,各级政府一直大力推进农村污水治理,全国处理生活污水的行政村比例逐年增加(见图1,数据来源于住建部的相关公报),2016年农村的污水处理率达到22%。尽管与城市污水处理率相比总的比例还较低,但年增幅较快。由于经济条件等诸多因素的影响,不同地区的农村污水处理率差异很大,目前农村污水处理设施的建设大多集中在经济发达地区。

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2015年国务院发布《水污染防治行动计划》,提出“以县级行政区域为单元,实行农村污水处理统一规划、统一建设、统一管理,有条件的地区积极推进城镇污水处理设施和服务向农村延伸”。

2016年中央1号文件明确要求“采取城镇管网延伸、集中处理和分散处理等多种方式,加快农村生活污水治理和改厕”。由此可见,农村污水处理正处于快速增长的前期,将成为我国污水处理行业的重点之一,市场潜力巨大。

1.2农村污水处理方式

目前农村污水处理方式主要有三种:纳管区域集中处理、村落污水集中就近处理和分户污水原位处理。纳管区域集中处理方式主要是城镇近郊区的村庄,通过管网将农户污水收集并输送至城镇污水处理厂统一处理;村落污水集中就近处理方式是通过管网收集村落内住户污水,并集中到村污水处理站统一处理;分户原位处理是采用小型污水处理设备或自然生态处理等形式将单户或几户的污水在住户的房前屋后原地处理或利用。

决定污水处理方式的因素主要包括村庄发展规划、人口规模、人口密度(或房屋间距)、距城(镇)区市政管网的距离、环境条件、经济条件和运行管理等,也取决于处理水的用途。对于缺水地区,污水处理与农业生产用水结合受到重视,不仅可以实现污水的再生利用,也可减低污水处理成本。

1.3存在的问题

从现阶段我国农村污水治理的进展和实际情况来看,存在的主要问题如下:

(1)农村污水排放标准缺失。目前我国没有针对农村污水的排放标准,各地大多参考城镇污水处理厂污染物排放标准,也有采用更为严格的排放标准。

(2)缺乏科学的决策系统。农村污水类型复杂、规模小、排放分散、不稳定、区域差异大,选择适宜的农村污水处理方式和技术系统是十分重要的,但目前缺乏科学的决策系统,致使技术与工艺选择的人为主观性和随意性较大。

(3)缺少设备质量认证体系。目前我国农村地区采用的污水处理技术和设备类型众多,但质量良莠不齐。

(4)没有适合农村特点的排水(污水收集)系统设计规范或规程。

(5)保障与监管机制不健全。以往的调查结果显示,许多已建成的农村污水处理设施维护困难,正常运行率低,主要原因是长效运营的保障机制和监管机制不健全。

2 构建适宜的农村污水治理体系

2.1与市政设施相适应的农村污水治理系统

在城镇附近的村庄,通常以农户污水纳管并输送至城镇污水处理厂处理的方式为主。在城镇化率高、人口密度大、经济发达的地区,也普遍将农村污水处理设施作为市政基础设施的一部分,与城镇污水处理设施统一管理。这些地区通常对处理水质的要求比较高,土地资源紧张,因此比较注重农村污水处理设备化。其优点是污水处理设备效率高、占地小、处理水质好,不足之处是污水处理设施的建设和运行成本高,管理人员的专业化程度要求高。

2.2与农业生产相适应的农村污水治理系统

中国是一个历史悠久的农业古国,传统农业延续了近3 000年,在漫长的历史进程中,靠世代积累下来的经验进行精耕细作,为保持农田养分平衡,将人畜粪尿还田是传统农业物质循环的主要途径(见图2)。有资料显示,人粪尿含污水中有机污染物总量的 60%,氮和磷总量的 90%以上,将人粪尿回用于农田减少了污染物的外排。因此,传统农业以自给自足的自然经济为主导,具有低能耗、低污染特征。随着科技发展和社会进步,生产效率较低的传统农业逐渐被现代农业所代替。


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以机械化、水利化、化学化和电气化为标志的现代农业注重农业生产效率,将种植与养殖分离,割断了传统农业种养结合、相互依赖的内在循环,用化肥代替传统的农家肥,减少了图2中进入农业生产循环的人畜粪尿的数量,从而使秸秆燃烧和人畜禽粪尿等都成了重要污染源,“变宝为废”,需要对其进行处理和处置。然而,化肥不合理施用也带来了环境污染、食品安全受到威胁、能源浪费等一系列的问题。中国的耕地面积占世界耕地总面积7%,但为养活22%的人口,使用了世界上30%的化肥,远超过发达国家225 kg/hm2的安全施用上限。

生态农业为农村人畜粪尿重新进入农业生产循环过程提供了机会,但长期以来农民已经习惯于依赖化肥的使用,很少人愿意再使用传统的人畜粪尿收集和还田的方式,因此需要针对从源分离到资源的分类分质利用全过程建立相应的现代化的方法和管理模式。源分离后的污水(灰水)中污染物浓度较低,可以选择较为简单的技术或利用自然生态系统进行处理,因此可大大降低处理成本。

2.3与农村改厕相适应的污水处理系统

我国开展的农村人居环境综合整治中,改厕是重要内容之一。从目前的改厕情况来看,一是改为无害化卫生厕所(旱厕),二是改为使用抽水马桶的水冲厕所。改厕解决了农村住户的卫生问题,但若产生的粪尿得不到有效处理与处置,特别是水冲厕所产生的大量粪便污水,会产生环境污染问题。因此,改厕不仅仅是对厕所样式的改变,还需要考虑配套的粪尿收集、处理和处置,以避免对环境的污染。


在农村改厕和污水处理方面,日本的经验值得借鉴。20世纪60年代开始,日本进入经济高速发展期,国民对抽水马桶的需求日益增长,但与之相配套的城镇排水管道的建设速度较慢。为此,日本当时推广一种处理抽水马桶污水的装置:单独式净化槽。由于当时相应管理未能及时跟上,很多单独式净化槽未进行登记备案,也没有实施维修保养及清理,成为无管理设施,不能发挥作用;而且单独式净化槽并未考虑处理住户的生活杂排水,致使生活杂排水依然直接排入河流,造成了水环境污染。

因此,1969年日本制定了将抽水马桶污水与生活杂排水一同处理的合并式净化槽的结构标准,用其代替早期的单独式净化槽。1983年日本制定了“净化槽法”,户用净化槽和村落污水处理设施都归属于“净化槽法”管理,同时创设了农业村落排水项目作为国库补贴项目,由此日本农村污水处理设施建设工作全面展开。

日本的经验表明,在改厕的同时要关注环境污染问题,同时要配套相应的法规与管理措施。由于国情特点,日本采取方式是用净化槽等设备将全部污水进行处理,优点是效率高,缺点是成本高。我国山东等地在改厕中则探索了另外一种方式:冲厕水采用化粪池收集,化粪池通常数月或半年清运一次,作为农家肥还田等,实现源分离与资源化利用。

3 构建农村污水治理体系的保障机制

3.1农村污水治理技术保障机制

不同地区农村的经济和环境条件差异很大,因地制宜选择适宜的污水处理技术是十分重要的。目前我国在农村污水处理中应用的技术和设备类型众多,但质量良莠不齐。严重影响了农村污水治理工程中对技术与设备的选择。因此需要建立科学的决策系统、较完善的法律法规和标准化的指导体系、污水处理设施与产品的认证与评估体系。欧美和日本等发达国家在此方面已建立了比较完善的体系和相应的标准,并在污水处理设施的管理中发挥了重要的作用,其经验值得我们借鉴。

3.2农村污水治理资金保障机制

污水处理成本包括建设成本、运行成本、监管成本。我国农村污水处理设施的建设费用主要由各级政府出资,对于运行费用则大多没有保障,对于监管成本则很少考虑。借鉴国外的成功经验,多渠道筹措资金,并扩大社会力量和市场机制的作用。近年来开始实行的政府与社会资本合作的PPP模式就是方法之一。但农村污水治理事业具有特殊性,如何持续维持还需不断地探索。

3.3农村污水治理长效运营与监管机制

由于缺乏有效的农村污水处理设施长效运营机制,一些地方已建农村污水处理设施的正常运行率低,没有发挥正常的功效,造成建设投资的浪费。通过专业机构提供运行、维护,有利于保障设施的正常运行,便于实施监管。需要明确责任主体,完善运营管理体制与监管机制。

4 结语

我国农村地域广阔,地理环境条件和经济水平差异大,生活习惯和生产方式也有所不同。农村污水处理既不能照搬城市污水处理的模式,也不可能采用统一的农村污水处理模式,需要因地制宜选择适宜的农村污水处理模式。此外,我国是一个人口大国,又是一个资源不足的国家,主要资源人均拥有量低于世界平均水平。因此,应结合农村的特点,注重污水及其所含有机物和营养物质的资源化利用,构建适宜的农村污水治理体系。

原文有删减由微信小编整理后发布,原文标题:《因地制宜,构建适宜的农村污水治理体系》,作者:刘俊新,刊登在《给水排水》2017年06期,“水业导航”栏目。



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