摘要:乡村振兴战略和农村环境综合整治规划的提出,推动了城乡一体化建设的进一步发展,与此同时,随着经济的高速发展,农村环境污染问题也日趋严重,农村生活污水总量稳步增加,但由于投入不足导致污水处理设施建设程度较低,很多村庄的生活污水基本上不经过处理直接进行排放,致使当地生态环境不断恶化,河流湖泊水体大面积出现富营养化,地下水的安全问题也受到严重威胁。农村污水问题不但影响农业、水产养殖业的发展,还会严重危害老百姓的身体健康。基于此,本文主要对我国农村生活污水治理发展现状和技术进行分析,希望通过本文的分析研究,给行业内人士以借鉴和启发。
关键词:农村;生活污水;治理;发展现状;技术
引言
当前农村污水治理仍存在许多瓶颈,如污水收集困难、处理技术选择不当、管理运营和维护困难大以及缺乏可供参考的规范和标准等。国家“十三五”规划提出要全面强化农村污水治理水平,这充分表明了农村污水治理的必要性和迫切性。
1农村生活污水主要特点
农村生活污水成分复杂,不仅包括冲厕、洗涤、餐厨等居民生活用水,还包括散养畜禽的排泄物、高浊度的雨水等。虽然通过新农村建设,我国大部分农村已将厕所由旱厕改成水冲厕所,但农村污水收集管网不够完善,污水收集不彻底。粗放式的污水排放方式使大部分农村生活污水渗入地下或排入沟渠,引起了生活污水露天径流和地下渗漏等问题,这不仅破坏农村生活环境,更危害地表及地下水的安全。农村生活污水具有以下特点:首先是单个处理量小。农村居民居住相对分散,单户人口数少,生活污水人均排放量低,单个污水处理量小。且我国部分农村存在大量外出务工现象,这导致农闲时,农村常住人口长期低于户籍人口,农村污水处理设施实际进水量低于设计水量。其次是水量变化大。农村居民生活规律相近,生活污水排放时段相对集中。早、中、晚三个时段生活污水排放量相对较大,夜间的排放量较小,甚至可能断流。污水量随季节变化也很明显,农忙时污水量高于农闲时,夏季污水量高于冬季,这使得农村生活污水排放量变化幅度较大,污水排放不连续,存在明显的时段性和季节性变化。最后是污水收集难度大。农村户与户之间距离较远,污水收集面积较大,加大了农村污水收集难度。且管网建设的资金投入在农村生活污水治理中占据相当大的比重,大部分农村地区由于政府财力和家庭支付能力不足导致缺少配套管网建设,后期又由于缺乏稳定的运营和维护费用,致使污水收集管网堵塞、地下渗水、雨水混入等。污水收集难度大,污水处理量少,导致农村污水处理设施处于间歇性或停止运行。同时部分管网建设未设置雨污分流,管网坡度设计未能因地制宜,下雨涨水季节容易出现倒灌现象,管内的污泥厌氧发酵极易产生恶臭。
2农村污水主要处理模式
目前,农村污水处理模式主要分为城乡统一集中处理、片区收集和小范围分户处理3种。城乡统一集中处理模式适用于经济发展水平较高的以及位于城镇郊区、村户分布较集中的村落,一般通过将废水接入市政管网排放到就近的城镇污水厂的方式,把污水统一收集起来进行处理,该模式具有建设成本低,易于运行维护,同时污染物降解效率高等特点。但受地域条件影响大,适用的范围较小。片区收集模式的应用较集中式更为普遍,该模式主要是根据村落的地形地势及村户的分布情况,把村落按一定范围分成若干片区,通过在每个片区建设单独的污水处理设施,实现污水分片区治理。该模式在实际应用时相比集中式更灵活,同时可根据实际地域条件合理布局,因此更适用于距离城镇较远的大范围农村的污水处理。小范围分户处理模式主要是针对部分因地形条件等因素难以实现纳管收集的区域,将附近几户排放的废水收集后,统一通过小型污水处理设施就地处理。该方式的建设成本低,管理简便,但仅适合人口密度较小的区域。
3农村生活污水治理发展存在的问题
3.1绝大多数地区农村生活污水治理任务繁重
绝大多数地区农村生活污水治理任务繁重主要体现在以下方面:在国家统筹推进方面,自2008年以来,中央财政设置农村环境综合整治专项资金,支持包括农村生活污水治理在内的农村环境治理。到2018年底,虽然依托农村环境综合整治推动生活污水治理的行政村数量及污染处理率不断提高,但绝大多数地区农村生活污水治理项目占比偏低。统计结果显示:2008年至“十一五”末,通过农村环境综合整治项目仅有2936个行政村开展农村生活污水治理,到“十二五”末,这一数量达到27901个。截至2018年底,依托农村环境综合整治项目实施农村生活污水治理的行政村数量达57974个。自开展农村综合整治以来,“十一五”期间平均治理村庄数为779个/年,“十二五”期间达到了4993个/年,“十三五”期间平均治理村庄数更是高达6015个/年;“十二五”和“十三五”期间的年度治理数增幅显著,分别达到4.5%和5.5%。总体上农村生活污水得到治理的村庄数量大幅增加,治理速度不断加快,但在全国55万个行政村中,截至2018年底依托农村环境综合整治开展生活污水治理的比例仅为10.5%。通过统计分析还发现,我国地区之间农村生活污水治理推进结果差异较大。截至2018年底,西藏、黑龙江等通过农村环境综合整治实施的农村生活污水治理的行政村数量(占各自省总行政村数的比例)很低,分别为2个(0.04%)、49个(0.6%);湖南、我国等通过农村环境综合整治实施的农村生活污水治理的行政村数量(占各自省总行政村数的比例)较高,分别为11903个(49.8%)和4615个(31.9%)。全国累计有18个省(区、市)依托农村环境综合整治开展生活污水治理的行政村占全省总行政村数的比例低于10%。由此可见,虽然从国家层面推动实施农村生活污水治理已经跨越三个“五年”,但总体上我国农村生活污水治理比例仍然很低,绝大多数地区农村生活污水治理工作任重道远,且区域间自然环境和社会经济状况差异较大,特别是在治理需求、执政意愿和生活习惯等方面各不相同,更增大了治理和管理的难度。
3.2农村生活污水治理未能因地制宜,设计生搬硬套
由于部分农村常住人口长期低于户籍人口,水量存在明显的时段性和季节性变化,部分地区农村生活污水处理设施建设规划未考虑当地农村实际情况,收集处理污水量远低于设计处理能力,农村污水处理设施运行困难。部分工程存在质量问题,管网材质及施工质量、设施工程质量得不到有效保证,致使管网堵塞、处理设施地下渗水等。农村不同于城镇土地资源有限,农村污水处理设施不能仅仅因为占地原因而埋于地下,这不仅影响后期设备运维时的检修,更阻碍了对农村生活污水处理设施运营情况的监督。
3.3有效运维机制不健全,缺乏监督
在农村生活污水治理过程中,“重建设、轻运营”问题尤为突出。各地对待运维工作仍存在较大问题。部分地区以县级财政支出形式委托第三方专业公司运行维护,更多地区将设施建设完成后,简单移交给当地镇政府或村委会或建设单位代管,无县级财政资金支持。非专业公司运维管理的治理设施,因缺乏资金投入和专业长效运行管护机制,能正常运行且达标排放的较少。农村居民环保意识较为薄弱,对农村生活污水治理设施缺乏有效的监督。今后应加强基层环保力量建设,补齐农村环境监测和执法检查短板,并结合现有环境监测网络,增加农村环境质量监测点位,加大农村区域水环境监测监管力度,保障已建设施正常运行。
4我国农村生活污水治理技术
4.1好氧生物处理工艺
在污水处理的过程当中给微生物进行供养,当污水流过时,微生物就能够通过新陈代谢降解污水中的有害物质。
该处理方式占地面积小,能够处理较多的污水,维护也较为简单。但是对于农村来讲,利用该方式进行污水处理的成本投入较高,因此该污水处理方式适用于南方发展速度较快较为富裕的农村。
4.2稳定塘系统
稳定塘系统,所谓的稳定塘是指人工对该土地进行重新的修整,设置污水池塘,在该池塘当中利用生物的净化功能对污水进行净化。这种污水处理过程和水体的自然净化过程有较大的相似之处,二者在污水处理的过程当中主要利用污水中的微生物和池塘内的水生植物等对污水进行共同作用,降解污水中的污染物。对于稳定塘系统来讲,由于系统内微生物的不同,可以将稳定塘系统分为好氧塘、厌氧塘、兼性塘。对于农村来讲,利用该方式进行污水处理有以下优势:水塘建设时间短、在水塘内也可以进行水生植物和动物的养殖、水塘建设的成本低。但该系统在应用的过程当中也存在一定的问题。该系统会受到季节、温度等自然因素的影响,稳定塘系统的整体处理效果也无法有效地进行控制。但是由于该水塘的优势,因此通过对该方面进行深入的分析研究,开发出了高效的藻类塘和组合塘,弥补了传统稳定塘的不足之处,提高了污水处理的质量和效果。
4.3组合工艺处理在农村生活污水的应用
农村生活污水主要有日常洗涤污水、厨房污水、厕所污水和其他污水。依据水中污染物的浓度,农村生活污水细分为黑水与灰水,其中黑水就是污染浓度较高的生活污水。各种生活污水中的成分分布与水量等均存在一定的差异。组合工艺对农村生活污水中的主要污染物质,如化学需氧量(CODCr)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)及总磷(TP)均具有较好的去除效果,出水水质指标满足设计要求,具有较好的经济效益和环境效益。组合工艺具有施工简单、管路埋深浅、抗负荷能力强、出水稳定等特点。适合于经济基础较好、人口相对集中的中、小型农村地区或者分散的餐馆、民宿、农家乐等地。人工湿地工艺易受到温度和季节的影响,因此在填料和植物的选择上要做到因地制宜,在考虑到处理效果的同时,还应结合当地的环境特征。
4.4地下土壤渗滤
地下土壤渗滤技术是通过控水系统将预先处理过的污水分时投放到距离地面有一定深度的土壤中,污水在土壤中向四周扩散,经过土壤截留、植物根系吸收、土壤微生物降解达到污水净化的作用。地下土壤渗滤技术充分利用了栖息在土壤中的土壤动物、土壤微生物、植物根系及土壤的物理、化学特性,属于生物-生态组合系统。地下土壤渗滤技术有快速渗滤和慢速渗滤两种方法,不管使用哪种方法,污水在前期都要经过化粪池处理。地下土壤渗滤技术具有投资成本较低,不影响地上景观,受温度影响小的优点,但土壤要求适宜,占地面积大,且如果负荷控制不好,容易造成渗滤系统堵塞。地下土壤渗滤技术一般适用于人口不太密集、布局较为分散的村庄,几户或者十几户共用一套。
4.5SBR技术
SBR工艺是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。SBR技术使用的是一种时间分割的控制方式,主要表现在运行上的有序和间歇操作,SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。其运行过程一般分为进水期、反应期、沉淀期、排水期和闲置期5个阶段,一个周期内厌氧与好氧交替出现,通过这种方式达到去除污染物的目的。SBR技术一般适用于集聚程度较高、对氮磷去除有要求、经济条件相对较好的集镇,处理规模不宜大于3000t/d。
5农村生活污水治理工作的对策建议
5.1强化帮扶指导,保障县域农村生活污水治理规划科学有效实施
生态环境部2019年印发了《关于进一步加强农业农村生态环境保护工作的指导意见》《县域农村生活污水治理专项规划编制指南(试行)》等文件,明确要求2020年6月底前编制完成农村生活污水处理专项规划(方案),实行农村生活污水处理统一规划、统一建设、统一运行、统一管理,指导各地以县为单位,编制农村生活污水治理规划,规划时限至少5年,涵盖“十四五”。但各地农村生活污水治理推进方式尚没有根本扭转,基层环境管理部门在规划编制的深度、科学性、专业性和可操作性等方面存在不确定性,形式主义难以有效避免。建议生态环境部加强对各地农村生活污水治理规划编制的帮扶指导,通过专家全方位、系统化帮扶,切实扭转各地在农村生活污水治理项目布局、技术选取等方面的不足,既帮助地方发现并解决问题,又摸清地方农村生活污水治理的进展,解决信息不对称的问题,同时在传帮带过程中实实在在提升基层环境保护队伍能力,保障农村生活污水治理规划能够有效实施,推动农村生活污水实现梯次推进。
5.2实施有效监管,确保农村生活污水治理成效可持续
针对“十三五”期间,各级政府普遍关注农村生活污水治理设施建设数量,对设施的运行效果及可持续性不够重视,应加强对农村生活污水治理规划、建设、验收移交和运维等的全过程监管。针对当前农村生活污水治理监管缺位问题,建议在政府层面,依托信息数据强化政府主动监管。强制各地启用生态信息化工程建设的农村生活污水治理信息子系统,细化活化系统中项目信息,实现全国农村生活污水治理项目直连直报,以及在线评估、监管和即时反馈机制。在社会层面,通过政府购买服务,全面推进社会化监管。通过第三方参与,建立农村生活污水治理建设和运维评估与监督机制,对参与农村生活污水治理的利益相关方的行为、治理效果、居民满意度和存在的问题进行全面科学的评估,确保治理成效的可持续性,即实现全过程的监管,切实克服“重建轻管”,确保实现“工程建一处,服务一方群众”的目标。
结语
综上,农村污水整治难点是研究村场条件,将成熟的工艺因地制宜、合理配置、合理结合,建设具备合法性、能验收、持续运营性的实用项目。农村污水整治工艺及污水处理技术的选用与研究,应当结合当地的实际情况,重点考查农村地区的建设条件、地理环境、风俗习惯以及经济水平。在今后的工作中应当加强村场管理水平,提高村民环保意识,避免因生活污水的任意排放对农村地区的生态环境造成影响,确保农民的用水安全和身体健康,这是当下改善农村居民生活环境最迫切的任务,具有非常重要的现实意义。
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