謝謙,唐詩(shī)佳,嚴(yán)崇
(1.長(zhǎng)沙學(xué)院 鄉(xiāng)村振興研究院,湖南 長(zhǎng)沙 410022;2.文化遺產(chǎn)保護(hù)修復(fù)與數(shù)字化應(yīng)用湖南省工程研究中心,湖南長(zhǎng)沙 410022;3.長(zhǎng)沙縣供排水技術(shù)服務(wù)中心,湖南長(zhǎng)沙 410100;4.中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,湖南長(zhǎng)沙 410000)
長(zhǎng)沙縣又名“星沙”,自古就有“三湘首邑、荊楚重鎮(zhèn)”之美譽(yù)??h域總面積為1 756 km2,總?cè)丝?37.5 萬(wàn)人,下轄5 個(gè)街道、13 個(gè)鎮(zhèn),是長(zhǎng)株潭“兩型”社會(huì)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)的核心區(qū)域,也是全國(guó)18 個(gè)改革開(kāi)放典型地區(qū)之一。長(zhǎng)沙縣的縣域經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)健康快速發(fā)展的良好態(tài)勢(shì),率先湖南省實(shí)現(xiàn)全面小康,2021年在全國(guó)縣域經(jīng)濟(jì)基本競(jìng)爭(zhēng)力、中國(guó)中小城市綜合實(shí)力百?gòu)?qiáng)排名中躍居第五位,連續(xù)多年穩(wěn)居中西部第一。
2013年,長(zhǎng)沙縣全面開(kāi)展農(nóng)村環(huán)境綜合整治,經(jīng)過(guò)近10年的建設(shè)和摸索,污水處理設(shè)施已比較完善,其覆蓋面廣,處理效果較好,顯著改善了農(nóng)村生活環(huán)境。立足于長(zhǎng)沙縣現(xiàn)實(shí)情況,分析其在發(fā)展過(guò)程中存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,比較不同的污水處理工藝優(yōu)缺點(diǎn),綜合考慮污水量、集中度、距離城鎮(zhèn)或者污水管網(wǎng)的距離等多方面因素,得出不同地區(qū)的農(nóng)村相對(duì)適宜的治理方式和處理工藝,并針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題提出對(duì)策,符合長(zhǎng)沙縣農(nóng)村特色,可復(fù)制可推廣,對(duì)我國(guó)中部地區(qū)農(nóng)村生活污水治理有一定的借鑒意義。
長(zhǎng)沙縣農(nóng)村污水處理設(shè)施從無(wú)到有,由點(diǎn)及面,經(jīng)歷了快速建設(shè)期、建設(shè)完善期和管理完善期,工作重點(diǎn)逐步從重建設(shè)向重運(yùn)維過(guò)渡,管理方式更加成熟和精細(xì),污水處理設(shè)施效能得到有效發(fā)揮。
2013年以前,大部分農(nóng)村污水無(wú)組織排放,嚴(yán)重影響農(nóng)村人居環(huán)境,僅有部分農(nóng)戶建有三格、四格化糞池、沼氣池等。
2013年,長(zhǎng)沙縣開(kāi)始全面實(shí)施農(nóng)村環(huán)境綜合整治整縣推進(jìn),涉及13 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)120 村和社區(qū)。
在散戶生活污水處理方面:遵循“分散收集、分散處理、就近排放”的原則[1],主要采取“三格凈化池+小型人工濕地”工藝處理(即四池凈化池),截至2015年底,共安裝散戶四池凈化系統(tǒng)7 350 套。
在集中居住區(qū)污水處理方面:集中居住區(qū)主要包括撤鄉(xiāng)并鎮(zhèn)后遺留下來(lái)的老鄉(xiāng)政府所在地、村級(jí)小集鎮(zhèn)、中小學(xué)及幼兒園、機(jī)關(guān)單位、安置小區(qū)等人口相對(duì)集中的聚居區(qū)。這些點(diǎn)往往污水量相對(duì)較小但又相對(duì)集中,主要采用“小型人工濕地”或“生物接觸氧化+人工濕地工藝”,其出水標(biāo)準(zhǔn)一般執(zhí)行一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)。2013—2015年,共建成110 座人工濕地,由各屬地鄉(xiāng)鎮(zhèn)運(yùn)行。農(nóng)村集中式污水處理設(shè)施配套管網(wǎng)涉及13 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)120 個(gè)村和社區(qū),污水主管總長(zhǎng)超過(guò)5 萬(wàn)m。
在中心集鎮(zhèn)方面,主要采取集中收集、集中治理的模式,采用BOT 的建設(shè)模式,建成鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠14 座(包括1 處提升泵站),污水廠采用“生物轉(zhuǎn)盤+濾布濾池”工藝,尾水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)。長(zhǎng)沙縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠配套管網(wǎng)納污管網(wǎng)覆蓋13 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心鎮(zhèn)區(qū)主要街道,總長(zhǎng)超過(guò)11 萬(wàn)m。
2018年下半年以來(lái),長(zhǎng)沙縣全面開(kāi)展建設(shè)“兩河七口”截污提質(zhì)項(xiàng)目,統(tǒng)籌推進(jìn)農(nóng)村改廁、黑臭水體整治、小微水體治理、污水管網(wǎng)提質(zhì)改造、鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠提質(zhì)改造等重點(diǎn)項(xiàng)目,采用三格式化糞池+人工濕地生態(tài)處理或接入污水管網(wǎng)處理改廁尾水和生活污水,防治水體再污染,實(shí)現(xiàn)廁所糞污資源化利用,提升農(nóng)村水生態(tài)質(zhì)量。截至2020年底,已建成和改造一體化污水處理設(shè)施60 余座,出水水質(zhì)一般執(zhí)行一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn),原有的集鎮(zhèn)污水處理廠全部完成提質(zhì)改造工作,尾水水質(zhì)提升至一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。
隨著污水處理設(shè)施大量建設(shè),其處理能力已經(jīng)能夠基本滿足需求,其管理運(yùn)維方面的問(wèn)題逐漸凸顯,甚至成為農(nóng)村污水治理的主要問(wèn)題和主要矛盾。近2年,開(kāi)始逐漸對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水管網(wǎng)、污水設(shè)施運(yùn)行情況進(jìn)行排查摸底,加大了管網(wǎng)改造修復(fù)的力度,同時(shí)關(guān)注點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)向進(jìn)水濃度等更為精細(xì)的方面,逐步探索更為合理有效的運(yùn)營(yíng)方式,擬最大化提升污水處理設(shè)施效能。
不同于城鎮(zhèn)更為完善和標(biāo)準(zhǔn)化的污水處理系統(tǒng),農(nóng)村的情況顯然更加復(fù)雜與糟糕。其設(shè)施建設(shè)情況良莠不齊,管網(wǎng)的問(wèn)題更加明顯,因缺乏長(zhǎng)期的運(yùn)行管理機(jī)制,其管理維護(hù)情況往往較差,導(dǎo)致在單位污水處理成本高于城鎮(zhèn)的情況下,污水處理效果反而較城鎮(zhèn)差。
鄉(xiāng)鎮(zhèn)原有的集中式污水處理設(shè)施因建設(shè)年限較長(zhǎng),缺少監(jiān)測(cè)等,導(dǎo)致設(shè)備老化損壞,部分人工濕地已廢棄,接觸氧化池缺少曝氣設(shè)備等,其凈水功能基本喪失;后續(xù)建設(shè)和改造的一體化污水處理設(shè)施大部分由企業(yè)統(tǒng)一接管,運(yùn)行情況相對(duì)較好,但存在運(yùn)行情況和出水水質(zhì)不穩(wěn)定等情況。
經(jīng)實(shí)地考察,長(zhǎng)沙縣農(nóng)村現(xiàn)有污水處理設(shè)施的建設(shè)主體多樣、設(shè)備型號(hào)多、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一、處理工藝多樣及建設(shè)年限不同,導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化管理難以實(shí)行,管理成本顯著加大。
前期的農(nóng)村生活污水治理主要是起帶頭示范作用,設(shè)施的覆蓋范圍較小,且在農(nóng)村的村莊建設(shè)中沒(méi)有預(yù)留污水處理設(shè)施用地,沒(méi)有敷設(shè)收集管網(wǎng)。加之污水處理設(shè)施建設(shè)的前期工作不夠深入和充分,導(dǎo)致污水處理能力分布不均,超負(fù)荷運(yùn)行與產(chǎn)能閑置的現(xiàn)象并存。
目前絕大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的收集管網(wǎng)已接近滿負(fù)荷運(yùn)行。但部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)收集管網(wǎng)覆蓋率較低,有一部分生活污水未能全部納入污水管網(wǎng);部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)排水渠道滲漏嚴(yán)重,主管網(wǎng)管徑偏小且埋深不夠,部分管網(wǎng)已經(jīng)老化損壞,導(dǎo)致路面排水不暢;部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的雨水管為原合流管改造,部分居民的生活污水仍排入原有合流管,導(dǎo)致雨污分流不徹底。管網(wǎng)問(wèn)題導(dǎo)致污水未能應(yīng)收盡收,影響污水處理設(shè)施的效率。
重建設(shè)、輕運(yùn)維是農(nóng)村生活污水處理的普遍問(wèn)題之一。具體表現(xiàn)在設(shè)施運(yùn)維責(zé)任人不明確,管理要求未落實(shí),村集體對(duì)維護(hù)設(shè)施正常運(yùn)行積極性不高。此外,環(huán)保宣傳教育仍然停留在口號(hào)和短期活動(dòng)中,沒(méi)有將深入意識(shí)轉(zhuǎn)化為自覺(jué)行為,導(dǎo)致部分農(nóng)村生活污水處理設(shè)施不僅無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的效果,反而成為農(nóng)村的集中排污點(diǎn)。
農(nóng)村生活污水治理各個(gè)環(huán)節(jié)均需大量費(fèi)用支撐。政府財(cái)政資金主要考慮設(shè)施建設(shè),后期的運(yùn)行和維護(hù)經(jīng)費(fèi)往往難以納入或難以全部納入政府財(cái)政資金計(jì)劃,加之農(nóng)村污水處理費(fèi)的收繳還不夠成熟,污水處理難有收益,農(nóng)村生活污水治理的資金問(wèn)題成為一大難題。
農(nóng)村生活污水治理方式應(yīng)根據(jù)集中居住區(qū)的地理區(qū)位、生態(tài)環(huán)境敏感程度、污水產(chǎn)出排放情況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等,科學(xué)確定農(nóng)村生活污水治理方式。
集鎮(zhèn)周邊條件較好的集中居住區(qū)可將污水通過(guò)市政管網(wǎng)接入集鎮(zhèn)污水廠統(tǒng)一處理;距離集鎮(zhèn)較遠(yuǎn)、條件較好的集中居住區(qū)可通過(guò)聯(lián)合建設(shè)集中處理設(shè)施及配套管網(wǎng),實(shí)現(xiàn)區(qū)域統(tǒng)籌、共建共享;位置偏遠(yuǎn)、居住分散或地貌地形復(fù)雜的村莊,可采取生活污水分散處理方式。鼓勵(lì)人口少、污水少的地區(qū),以衛(wèi)生改廁為重點(diǎn),杜絕直排,實(shí)現(xiàn)就近資源化[2]。
污水處理工藝主要有A2/O 工藝、MBR 技術(shù)、人工濕地等,因農(nóng)村生活污水處理較好,多采用污水處理站和一體化污水設(shè)備等[3]。污水處理工藝各有其特點(diǎn),一般需要根據(jù)實(shí)際情況選擇適合的工藝和設(shè)備。
3.2.1 A2/O 污水處理工藝
A2/O 工藝即厭氧—缺氧—好氧處理技術(shù),相比較A/O 工藝,裝置中增加了缺氧區(qū)域,其除磷脫氮效果較強(qiáng)[4]。A2/O 工藝流程簡(jiǎn)單,占地面積小,出水水質(zhì)穩(wěn)定,但其基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用較高,需要專門的運(yùn)行管理人員,一般適用于200 戶及以上集中污水處理,多應(yīng)用于集鎮(zhèn)和大中型城市。
3.2.2 MBR 污水處理技術(shù)
MBR 污水處理技術(shù)是生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種新技術(shù),其固液分離高效,除磷效果好,出水水質(zhì)穩(wěn)定。該工藝占地面積小,能耗小,初始投資低,施工安裝方便,對(duì)運(yùn)行管理人員要求較低[5]。
3.2.3 人工濕地技術(shù)
人工濕地技術(shù)是人為地在有一定長(zhǎng)寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料混合組成填料床,使污水在床體的填料縫隙中流動(dòng)或在床體表面流動(dòng),并在床體表面種植凈水植物[6]。人工濕地相關(guān)技術(shù)成本較低,管理較為簡(jiǎn)單,能夠兼顧污水處理與景觀美化,適用于土地面積比較豐富,村域20 戶以上農(nóng)村院落糞水或散戶污水處理。
對(duì)處理工藝進(jìn)行建設(shè)及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等綜合效益分析,綜合考慮農(nóng)村地區(qū)地形特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)水平、環(huán)境管理及理念、用地問(wèn)題等方面(表1)。
表1 推薦工藝及適用范圍一覽表
3.3.1 對(duì)于靠近城鎮(zhèn)且易于接管的村莊或集中居住區(qū),可配套鋪設(shè)聚乙烯(PE)污水管道集中收集,納入集鎮(zhèn)污水處理廠處理,推薦A2/O、A/O 或MBR 工藝,排放標(biāo)準(zhǔn)建議執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
3.3.2 對(duì)于主要河流流域兩岸易于接管的村莊或集中居住區(qū),可配套鋪設(shè)聚乙烯(PE)污水管道集中收集納入流域內(nèi)污水處理站集中處理,推薦A2/O、A/O 或MBR 工藝,排放標(biāo)準(zhǔn)建議執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
3.3.3 對(duì)于人口規(guī)模較大、居住比較集中、地形比較平坦、經(jīng)濟(jì)條件較好村莊或集中居住區(qū),建議鋪設(shè)污水管網(wǎng),建設(shè)一體化污水處理設(shè)施集中處理,推薦生物接觸氧化工藝或調(diào)節(jié)池+A2/O 工藝,排放標(biāo)準(zhǔn)建議執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
3.3.4 對(duì)于附近無(wú)接管村莊的散戶,建議分散處理。
3.3.5 對(duì)于那些對(duì)環(huán)境保護(hù)要求極為嚴(yán)格的旅游景區(qū)、水源保護(hù)地和主要河流流域農(nóng)村環(huán)境連片整治重點(diǎn)示范區(qū)、主要流域1 km 范圍內(nèi)聚居點(diǎn)等生態(tài)敏感區(qū),建議鋪設(shè)污水管網(wǎng),建設(shè)一體化污水處理設(shè)施集中處理,擬推薦MBR 膜處理工藝、調(diào)節(jié)池+A2/O 工藝、人工濕地等,排放標(biāo)準(zhǔn)建議執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
長(zhǎng)沙縣農(nóng)村生活污水治理經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展,已經(jīng)形成了比較完善的多級(jí)污水處理系統(tǒng)。然而,缺乏整體規(guī)劃統(tǒng)籌、運(yùn)行管理不到位、運(yùn)維資金欠缺等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題依然嚴(yán)峻。筆者認(rèn)為,可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)。
一是編制縣域農(nóng)村生活污水治理專項(xiàng)規(guī)劃。以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位,全面梳理農(nóng)村生活污水治理現(xiàn)狀,重點(diǎn)分析污染源、污水處理設(shè)施建設(shè)、設(shè)施運(yùn)行管理等方面存在問(wèn)題,形成指導(dǎo)性意見(jiàn)和建議。后續(xù)工程設(shè)計(jì)等必須嚴(yán)格服從規(guī)劃內(nèi)容,做到有序建設(shè),規(guī)范管理。
二是加快完善鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水管網(wǎng)建設(shè)與維護(hù)。全面摸底排查現(xiàn)有污水收集管網(wǎng)情況,加強(qiáng)管網(wǎng)清淤維護(hù),針對(duì)污水管網(wǎng)雨污合流、內(nèi)漏外滲等突出問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)整改修復(fù);優(yōu)化片區(qū)雨污分流,針對(duì)新建項(xiàng)目全部推行雨污分流,逐步完善鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理管網(wǎng)建設(shè)。
三是采取多元化的經(jīng)費(fèi)籌措模式。鼓勵(lì)引導(dǎo)和支持企業(yè)、社會(huì)團(tuán)體、個(gè)人等社會(huì)力量,積極參與建立運(yùn)維資金長(zhǎng)效保障機(jī)制。對(duì)于非經(jīng)營(yíng)類的公共設(shè)施項(xiàng)目的新建與改造將以政府投資為主,按照項(xiàng)目建設(shè)時(shí)序分年度將項(xiàng)目列入本級(jí)政府投資計(jì)劃,由政府委托相關(guān)部門單位負(fù)責(zé)組織實(shí)施。對(duì)于可經(jīng)營(yíng)類的公共設(shè)施項(xiàng)目的新建與改造(主要包括排水管網(wǎng)提標(biāo)改造、污水處理廠及配套管網(wǎng)等項(xiàng)目)適當(dāng)打包為PPP、BOT 等項(xiàng)目,吸引社會(huì)資本參與生活污水處理項(xiàng)目的建設(shè)、經(jīng)營(yíng)和管理。
四是探索授予特許經(jīng)營(yíng)權(quán)等新型治理模式。長(zhǎng)沙縣城區(qū)污水處理已經(jīng)將特許經(jīng)營(yíng)權(quán)授予給企業(yè),采用市場(chǎng)化的方式進(jìn)行污水處理、管網(wǎng)維護(hù)等,運(yùn)行成本有效降低,管理模式更為清晰規(guī)范,管理效率明顯提高,同時(shí)政府方管理成本顯著降低。農(nóng)村污水處理相較于城區(qū)更為分散、管理難度更大且收入更不穩(wěn)定,但依然可以嘗試將農(nóng)村生活污水治理與集鎮(zhèn)污水處理廠(站)或城郊較大的污水處理廠打包,統(tǒng)一授予特許經(jīng)營(yíng)權(quán),進(jìn)行市場(chǎng)化經(jīng)營(yíng)和運(yùn)維,以緩解政府方人力、物力,以及技術(shù)短缺、運(yùn)維監(jiān)管難度較大的現(xiàn)狀。