涂燕紅,郝雙龍,江 虹
(1.廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院,廣東 佛山 528216;2.深圳市萬信達(dá)生態(tài)環(huán)境股份有限公司,廣東 深圳 516000)
近年來,我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,村鎮(zhèn)環(huán)境污染問題卻愈發(fā)嚴(yán)峻,大部分未經(jīng)任何處理的生活污水直接排入水體,污染河流湖泊,導(dǎo)致村鎮(zhèn)環(huán)境不斷惡化[1]。建設(shè)美麗鄉(xiāng)村是當(dāng)前我國的重大歷史任務(wù),其關(guān)鍵在于保護(hù)村鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境,建設(shè)綠色家園,發(fā)展科技,提高人民生活質(zhì)量。
“十三五”規(guī)劃要求,到2020年新增完成環(huán)境綜合整治的建制村13萬個(gè),此目標(biāo)是“十二五”的兩倍,推行力度大幅度上漲[2]。然而,我國村鎮(zhèn)環(huán)境污染嚴(yán)重,截至2017年,全國實(shí)現(xiàn)村鎮(zhèn)污水處理的比例不足10%,絕大部分生活污水直接排入水體,對地表水、地下水及土壤都造成了不同程度的污染。目前,污水對村鎮(zhèn)環(huán)境所造成的污染已成為制約美麗宜居村鎮(zhèn)建設(shè)的重要因素。
我國關(guān)于村鎮(zhèn)生活污水的處理尚缺乏深入的分析研究,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2017年發(fā)布了《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》,該標(biāo)準(zhǔn)提倡對村鎮(zhèn)生活污水進(jìn)行綜合利用,應(yīng)優(yōu)先考慮污水的資源化,實(shí)現(xiàn)污水的資源化利用和原位消納。因此,研發(fā)和推廣適用于村鎮(zhèn)污水處理、建設(shè)運(yùn)營費(fèi)用低、管理簡單、處理效果好的污水處理系統(tǒng)顯得十分必要,其具有重大的理論和實(shí)際應(yīng)用意義。
村鎮(zhèn)生活污水是指村鎮(zhèn)居民在日常生活中所產(chǎn)生的污水,如廚房、洗浴、廁所及洗衣服所產(chǎn)生的廢水等,它不包括農(nóng)村生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水[1]。村鎮(zhèn)生活污水排放特點(diǎn)如下:不均勻排放,日變化系數(shù)大;水質(zhì)水量存在較大差異;污染較簡單,但濃度變化大;污染分散且面源廣。
近年來,各級政府對村鎮(zhèn)環(huán)境治理力度加大,“十三五”規(guī)劃提出建立河長制,進(jìn)一步表明國家對生態(tài)環(huán)境的重視,行政村生活污水處理比例也逐年增加。截止2016年底,全國18 099個(gè)建制鎮(zhèn)中有13 028個(gè)建制鎮(zhèn)沒有建立污水處理設(shè)施,同時(shí)由于管理不當(dāng)或資金的缺乏,已經(jīng)建成的處理設(shè)施中長久正常運(yùn)行的不到一半。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公布的數(shù)據(jù)表明,到2016年進(jìn)行生活污水處理的行政村比例為20%,村鎮(zhèn)污水處理率為為22%,具體情況如圖1所示[2]。
圖1 全國已處理生活污水的行政村比例
2017年修訂的《中國人民共和國水污染防治法》從國家層面上加強(qiáng)了對村鎮(zhèn)污水處理的支持與重視,修訂案中提出:“國家支持農(nóng)村污水設(shè)施的建設(shè),推進(jìn)農(nóng)村污水集中處理。地方各級人民政府應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)農(nóng)村污水設(shè)施,并保障其正常運(yùn)行。”2016年中央1號文件要求“采取城鎮(zhèn)管網(wǎng)延伸、集中處理和分散處理等多種方式,加快農(nóng)村生活污水治理和改廁”。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2017-2022年中國農(nóng)村污水處理行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》顯示:2016年我國農(nóng)村污水排放量達(dá)到202萬t,2010-2016年復(fù)合增速超過10%,預(yù)測到2020年可達(dá)到近300萬t,由此可見,村鎮(zhèn)污水處理量十分龐大,我國村鎮(zhèn)污水處理行業(yè)市場潛力巨大。
1.3.1 村鎮(zhèn)污水處理存在的問題
目前,村鎮(zhèn)污水處理項(xiàng)目在工程開工建設(shè)、項(xiàng)目現(xiàn)場管理及后期運(yùn)行維護(hù)工程中都存在較大問題,分析如下[3]。
(1)村鎮(zhèn)生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)不全。目前,我國已經(jīng)制定的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)主要適用于城市或者工業(yè)生產(chǎn),村鎮(zhèn)生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)目前尚處于缺失狀態(tài)。
(2)污水收集管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范缺失。目前,村鎮(zhèn)污水網(wǎng)管設(shè)計(jì)大都參考城市污水管道設(shè)計(jì)規(guī)范,因此設(shè)計(jì)建設(shè)的管網(wǎng)投資大、實(shí)用性不強(qiáng)、浪費(fèi)也較大。
(3)缺乏科學(xué)的決策系統(tǒng)。村鎮(zhèn)生活污水排放面源廣、水量水質(zhì)不穩(wěn)定、地區(qū)差異大,選用合適的、經(jīng)濟(jì)高效的污水處理系統(tǒng)十分必要,但目前缺乏科學(xué)的決策系統(tǒng),處理技術(shù)和工藝的選擇主觀性較強(qiáng)。
(4)保障與監(jiān)管機(jī)制不健全。已經(jīng)建成的村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施處于停運(yùn)狀態(tài),長期穩(wěn)定運(yùn)行的比率偏低,究其原因,一是政府給予支持資金不足;二是基層環(huán)保人員不足導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)專人管理維護(hù);三是缺乏完善的長效運(yùn)營保障機(jī)制、監(jiān)管機(jī)制及考核機(jī)制。
1.3.2 解決對策
(1)明確職責(zé)與分工,制定與完善相關(guān)規(guī)范。結(jié)合地方實(shí)際情況,開展因地制宜的污水處理設(shè)施建設(shè),制定和完善運(yùn)行管理維護(hù)機(jī)制、各層級考核辦法等是目前村鎮(zhèn)污水處理中需要解決的問題。同時(shí),明確行政管理部門和運(yùn)行公司的職責(zé)分工;加強(qiáng)專業(yè)知識培訓(xùn)和技術(shù)指導(dǎo);制定和完善設(shè)施管理、運(yùn)行、維護(hù)制度和指導(dǎo)方案;制定符合自身要求的驗(yàn)收程序和標(biāo)準(zhǔn),所建污水處理項(xiàng)目必須處理達(dá)標(biāo)才能通過驗(yàn)收;對各級單位采用合理的考核制度,加強(qiáng)職責(zé)制。
(2)加快技術(shù)改造步伐,開發(fā)適合村鎮(zhèn)污水處理工藝技術(shù)。依據(jù)技術(shù)可行、建設(shè)費(fèi)用合理、排放標(biāo)準(zhǔn)高低以及環(huán)境可接納條件等原則,選用運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便、建設(shè)費(fèi)用低的處理工藝。在村莊布局比較分散、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)比較薄弱、地勢地貌比較復(fù)雜的地區(qū)優(yōu)先采用自然處理形式。另外,對于人口相對集中,離縣城、市區(qū)較近的村鎮(zhèn),其污水可考慮接入市政管網(wǎng)集中處理。
(3)多方努力加大建設(shè)力度,確保人口相對集中的村鎮(zhèn)能夠通過管網(wǎng)集中處理污水,人口分散的偏遠(yuǎn)地區(qū)實(shí)現(xiàn)原位消納。污水處理方案建設(shè)前要全方位調(diào)研,結(jié)合調(diào)研情況制定污水處理設(shè)施建設(shè)方案和運(yùn)行方案[4]。在科學(xué)布點(diǎn)和規(guī)劃的基礎(chǔ)上加大農(nóng)村生活污水建設(shè)力度是改善全區(qū)農(nóng)村水環(huán)境的重要手段。因此,實(shí)現(xiàn)科學(xué)規(guī)劃、高效組織,引導(dǎo)村鎮(zhèn)污水處理市場規(guī)?;?biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化是當(dāng)前的首要任務(wù)。
選擇污水處理工藝時(shí),人們不僅要考慮村鎮(zhèn)遠(yuǎn)近期的發(fā)展規(guī)劃、人口規(guī)模及增量、經(jīng)濟(jì)條件、位置條件、管網(wǎng)建設(shè)距離,還需綜合考慮污水排放標(biāo)準(zhǔn)等[5]。納管區(qū)域集中處理、村鎮(zhèn)污水就近處理和分戶污水原位消納是目前村鎮(zhèn)污水處理的三大方式。村鎮(zhèn)污水處理工藝技術(shù)路線選擇原則如下:運(yùn)行管理費(fèi)用低,處理效率高;因地制宜,村鎮(zhèn)污水處理工藝技術(shù)的選擇需要綜合考慮地域性差異和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平;管理維護(hù)方便,運(yùn)行穩(wěn)定。
村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施和所采用的設(shè)備要盡量簡單,運(yùn)行管理維護(hù)方便,且能長久穩(wěn)定運(yùn)行。我國水資源南北分布不均,且水資源匱乏,所以污水處理后應(yīng)優(yōu)先考慮資源化。
經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好、人口較集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)可以建立污水處理廠,采用的工藝可根據(jù)水質(zhì)和水量的不同擇優(yōu)選取,處理工藝與城市污水處理廠差異不大[6]。
居民所產(chǎn)生的生活污水經(jīng)市政管網(wǎng)收集至污水處理廠,污水先經(jīng)過格柵去除較大的雜物,而后流入水質(zhì)水量調(diào)節(jié)池,進(jìn)入初沉池進(jìn)行簡單沉淀,去除顆粒物。初沉池污水流入生化處理系統(tǒng)進(jìn)行生物降解,去除有機(jī)物和氮、磷等無機(jī)物,生化后的廢水流入二次沉淀池,進(jìn)行泥水分離,沉淀后上清液進(jìn)入消毒池進(jìn)行消毒,然后達(dá)標(biāo)排放或回用。格柵池、初沉池、生化池以及二次沉淀池所產(chǎn)生的污泥經(jīng)脫水后需要集中進(jìn)行處理處置。
經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好、居住較集中的村莊可以建立污水處理站,對本村或相鄰區(qū)域所產(chǎn)生的生活污水通過網(wǎng)管收集進(jìn)行統(tǒng)一處理。村級污水處理可采用生物接觸氧化、生物氧化塘等。有池塘的村莊可以通過管網(wǎng)收集污水,然后就近排入氧化塘進(jìn)行處理,接著用于灌溉;若受地理?xiàng)l件限制,不能采用氧化塘工藝,可采用生物接觸氧化技術(shù)[7]。
生活污水經(jīng)由排水系統(tǒng)收集后,先經(jīng)粗格柵去除粒徑較大的顆粒和懸浮物,而后污水在調(diào)節(jié)池中完成水質(zhì)水量的調(diào)節(jié),然后經(jīng)一級提升泵由調(diào)節(jié)池送入生物接觸氧化池進(jìn)行生物處理。生化后,污水中的有機(jī)物和無機(jī)物得到去除,隨后流入沉淀池進(jìn)行分離,進(jìn)一步凈化,同時(shí)可在沉淀池后設(shè)置砂濾池、消毒池,使凈化后的廢水達(dá)標(biāo)排放。
針對地處偏遠(yuǎn),居住分散的村鎮(zhèn),建議采用小型污水處理設(shè)備進(jìn)行戶級處理。地埋式一體化設(shè)備可用于戶級污水的處理,該處理工藝簡單,運(yùn)行管理方便[6]。
生活污水先進(jìn)入化糞池,經(jīng)化糞池沉淀、發(fā)酵后進(jìn)入一體化設(shè)備。一體化設(shè)備所采用工藝為生化加MBR(膜生物反應(yīng)器),污水先流入一體化設(shè)備中的生化池,將大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物和無機(jī)物,生化主要去除的是污水中的有機(jī)物和氮磷等。最后,污水流入沉淀池進(jìn)行固液分離,然后達(dá)標(biāo)排放或回用。生化后的污水也可通過MBR膜進(jìn)一步凈化分離,最后達(dá)標(biāo)排放,MBR去除效率高,常用于對水質(zhì)要求較高的區(qū)域。
在完善有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上,我國應(yīng)建立長效的監(jiān)督管理與評估機(jī)制,開發(fā)新型管理模式,培養(yǎng)專職環(huán)保人員,為村鎮(zhèn)生活污水處理項(xiàng)目的長久運(yùn)行和維護(hù)提供專業(yè)保障。村鎮(zhèn)應(yīng)結(jié)合自身?xiàng)l件,依據(jù)經(jīng)濟(jì)高效、運(yùn)行穩(wěn)定和維護(hù)簡單等原則,因地制宜選取合理的生活污水處理模式。各級政府對村鎮(zhèn)污水處理應(yīng)加以重視,加強(qiáng)政策保障和資金保障,做到規(guī)劃合理、組織高效,使村鎮(zhèn)污水處理產(chǎn)業(yè)市場逐漸朝規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。