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新农村建设污水治理新格局探析

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摘要:农村污水治理一直是一个重大的民生问题。浙江省在政府政策指引下,各单位积极参与,广大农村用户大力配合,共同促进了全省农村污水治理新发展,形成了制度创新、技术创新、管理创新的农村污水治理新格局,这对其他省市的农村污水治理具有一定的参考作用。

关键词:农村污水;治理模式;运维模式

经过多年发展,我国的水环境已经得到了明显的改善,尤其是城镇环境治理已取得阶段性成果,目前城市和县城污水处理率已分别达到92%和85%;但农村环境基础设施建设仍然存在较大缺口,环保形势依然严峻,仍有78%的建制村未建设污水处理设施,40%的畜禽养殖废弃物未得到资源化利用或无害化处理。《国家“十三五”规划纲要》中提出,要通过提升基础设施和完善管理来解决农村安全饮水和水污染治理问题。《浙江省水污染防治行动计划》(浙政发〔2016〕12号)中提出,要因地制宜选择经济实用、维护简便、循环利用的生活污水治理工艺,科学制定农村生活污水治理规划。本文在对浙江省污水治理技术分析的基础上,探讨浙江省农村污水治理模式,以便将来为其他省市的污水治理提供参考。

1农村污水治理概述

1.1浙江省农村污水治理发展

2003年浙江省开始开展“千村示范、万村整治”环境治理,2010年开展“农村环境连片整治”,2013年开展“五水共治”工程。2015年开展“全省覆盖拉网式农村环境综合整治”试点,由省环保厅牵头,以钱塘江流域、太湖流域治理为重点,开展1250个行政村整治。这其中,浙江省行政村约2.8万个,“千村示范、万村整治”目前仍能有效运行的行政村3000多个,“五水共治”预计完成2.1万个,两项工作已完成2.4万多个行政村治理,“全省覆盖拉网式农村环境综合整治”只需对1250个行政村进行整治,即可通过环保部验收。2017年,以全面消除劣五类水作为目标,使全省农村人居环境得到显著改善。

1.2浙江省农村污水治理分析

浙江省陆域面积10.18万km2,其中山区面积占70.4%,平原占23.2%,河流和湖泊占6.4%,有“七山一水二分田”之说,农村污水治理技术、模式也不尽相同。以浙南山区永嘉为例,其农村生活污水处理要采用四种模式:1)无动力处理池,如沉砂池、厌氧消化池、兼氧过滤池等;2)微动力处理池,如生物滤池、高负荷地下渗滤法等;3)动力处理池,如A/O处理池,好氧一体化处理池等;4)生态景观净化设施:如人工湿地、水生氧化塘等[1]。农村污水个体水量小,但总量很大;水质、水量变化大,排放无规律;分布分散。由于自然条件及行业本身的特点,造成了收集难,建设难,管理难。具体表现为:1)变化系数大农村污水水质水量波动大,各季气温变化大。大型污水厂因为体量大,自身调节功能好,体现在水质水量上变化系数就比较小。但是农村污水因为单个体量小,持续稳定的达标就成为一道难题。2)施工监管难农村污水少、多、散,监管是一个难题,施工质量参差不齐。部分地区农村污水的收集管网存在渗漏等质量问题,直接影响到污水的收集。很典型的就是雨天水量变大,污水被稀释后,生化效率又大幅降低,进一步影响出水效果。3)运行管理难由于站点分布散,要达到同一排放标准的要求,农村污水单位运行成本普遍比城镇污水高。成千上万个站点,专业管理人员又少,谁去管?如果委托给第三方,第三方又该怎么管?监管部门又如何监测管理成效等一系列问题。4)投资成本、运维费用高农村污水因为其本身特点,平均到每吨水的成本,无论是建设还是运维费,都高于城镇污水厂。如何能拿出一个最佳的方案,在投资和效果间取得平衡,也是一个难点。

1.3国外农村污水治理

农村生活污水治理,日本、韩国、欧洲、美国等国家起步较早。日本作为一个多山的岛国,且火山地震活动频繁。因此,抗震性能好的小型家庭生活污水的净化槽技术在日本应用广泛[2]。日本净化槽始于20世纪70年代,其主要采用树脂玻纤材料作为原料,不需要额外的防腐措施,一般使用寿命可达30年以上。产品可以采用深埋等方式进行保温处理,常用的工艺为A/O等。经过多年的发展,已经形成了一套比较完善的法律法规体系、技术标准体系和技术服务体系,支撑和规范着净化槽在日本的应用。欧洲国家较为常用的农村污水处理方法是分流式污水处理系统。德国常用的处理方法是PKA湿地污水处理系统,该工艺主要将农村生活污水通过水管道,汇集流入沉淀池,经过沉淀池的4层筛选之后,再经PKA湿地净化处理,然后达标排放或用于农田灌溉。法国蚯蚓生态滤池是利用蚯蚓对有机物的吞食功能,对土壤渗透性的提升和蚯蚓与微生物的协同作用,该处理技术具有高效去污能力,同时还能降低剩余污泥量。美国是一个地广人稀的国家,美国将人口小于1万人的聚集区称为农村地区,农村人口约为1.18亿人,占总人口的37.3%。美国广大农村生活污水处理的主要手段是分散式处理系统[3]。全美25%的居民家庭采用该系统,污水处理量占废水总量的10%。常见的处理工艺有:一是物理过滤法;二是生化法。分散式污水处理系统的特点是:投资成本低、维护管理简单;动力消耗小、符合生态友好要求;技术成熟、运行稳定。美国农村污水治理适用于《清洁水法》。

2浙江省农村污水治理模式

2.1制度创新,引领浙江农村生活污水治理

习近平总书记2005年在浙江首次提出“绿水青山就是金山银山”的科学论断,成为浙江新时期发展的主要思路。但在当时全国农村生活污水治理的标准还较欠缺,非常有限。为切实加大浙江省水污染防治力度,以保障全省水生态环境安全,浙江省相继出台《关于切实加强农村生活污水治理工程质量管理的通知》《关于切实加强农村生活污水治理工程施工现场规范化管理的通知》《关于加强农村生活污水治理设施运行维护管理的意见》《关于保障“五水共治”依法推进的意见》《关于印发浙江省美丽乡村建设专项资金管理办法(试行)的通知》《浙江省“五水共治”工作领导小组成员单位工作职责》《农村生活污水处理技术规范(DB33/T868—2012)》《浙江省农村生活污水治理项目设计施工参照要点(试行)》《浙江省农村生活污水治理实用技术手册》《农村生活污水处理设施水污染物排放标准(DB33/973—2015)》等制度文件,以保障农村生活污水治理工作的全面推进。

2.2技术创新,带动浙江农村生活污水治理

要做好农村污水治理,最基本的就是要坚持效果导向的原则。在这方面,浙江的一些企业进行了卓有成效的探索,提出了农村污水“以用为本”的原则,其核心内涵就是四个“用”。首先是“有用”,即解决农村污水治理中“达标难”的问题,提高达标率,这也是最基本的需求。造成达标难的问题有很多,解决的关键点在于提升工艺处理水平。目前,浙江省的德清、余杭等地的几千座农村污水处理站点,大部分采用的是“厌氧/缺氧/好氧”,即A/A/O工艺(图1)。这类工艺对COD等有机污染物的去除率相对较高,也较容易实现,但是对氮磷的去除效果还有待加强。如何提高系统的稳定性,增加对水质水量波动的适应性,也已成为行业今后的一项重点和难点。当前,生物处理方法主要集中于微生物特性研究和粗放式投放应用上,而忽略了微环境恶劣条件下各种微生物类群间的相互影响以及代谢调控在污水处理过程中的重要影响。因此,在污水处理系统中引入微生物发酵技术,是一个重要的研究方向。目前,相关企业也开发了功能菌等相关产品,其主要机理是通过添加营养剂,促进微生物的繁殖,从而增加微生物对污染物的氧化分解能力,提高生化效率及对出水达标率。其次是“耐用”,关键在于提高农村污水治理设备的使用寿命以及对农村施工环境的适应性。农村污水治理是一项长效工程,需要保证设备几十年的正常运行。我国农村污水治理主要经历了3个阶段:2004年前,第一代终端主要以土建池子为主。这类设施施工周期长,隐蔽工程多,质量难保证,一般使用寿命为5~10年。2012年,第二代终端缠绕玻璃钢一体化设备开始使用,产品进行了成套化、设备化改造,相比第一代有了明显的优化,但也存在质量稳定性不高等问题。2014年,第三代终端净化槽逐步应用,这些产品多由模压一次成型,质量有保障,部分厂家在引进的基础上进行二次创新,使得产品有了更好的性价比。日本从20世纪70年代末开始使用净化槽,其经久耐用的特性得到了时间的检验。浙江农村的情况与日本较为相似,采用净化槽技术,可以有效提升农村污水终端设备的长效运行能力。再次是“好用”,也就是要提升农村污水治理管理的便捷性。农村污水具有点多面广的特点,在这样的条件下,如果纯粹通过人力管理,所需的管理人员人数非常多,管理效率也相对低下,因此应用物联网技术去解决这些难题是行业的方向。通过物联网技术,可以对各站点进行远程监控并实现指令传输,最终实现农村污水处理设施的长效运行管理。为了更好指导农村污水运维工作,浙江省住房和城建设厅组织了浙江省环境科学研究院、双良节能集团、浙江商达水务有限公司等单位进行相关运维导则的编写工作,进一步明确运维相关要求及内容。目前,相关的运维导则已经陆续完成,包括《农村生活污水治理设施第三方运维管理导则》《农村生活污水治理设施运行维护县域管理导则》《农村生活污水治理设施运行维护技术导则》《农村生活污水治理设施维修导则》等。最后是“实用”,就是要提升经济性。由于农村地区的实际情况,无论是哪方面的提升,都需要考虑经济性要求:提升治理的达标率,如果成本提升过高,就无法得到大范围推广;提升使用寿命,但是设备成本不能有大幅度的提升,而使用寿命的提升,本身就可以降低维修率,降低后续的维护成本。

2.3管理创新,保障农村生活污水运维

2.3.1物联网技术农村污水治理“三分治、七分管”。农村生活污水治理存在的一个普遍问题是治理设施设备建而不用。针对这个问题,在“五水共治”后期,浙江对农村生活污水治理的运维提出了更高的要求,这其中,最重要的一项技术是物联网技术的运用。物联网移动管理模式的应用,填补了人员现场管理的不足,从管理方式上保障了设备与站点的正常运行。

2.3.2“五位一体”运维模式湖州市德清县是全省第一批运用物联网技术管理农村污水治理设施的地区,当地政府积极创新,探索出了“五位一体”的农村污水长效监管模式。所谓“五位一体”,即县、乡镇、村、农户、第三方各司其职,县级职能部门督查考核、乡镇(开发区)具体实施、行政村日常运作、农户积极参与、第三方终端运维。2014年,浙江省“深化千万工程,建设美丽乡村”现场会在德清召开,德清成为了浙江农村污水治理的优秀范本。随后,浙江省政府办公厅发布《关于加强农村生活污水治理设施运行维护管理的意见》,“五位一体”的运维模式开始在全省范围内推广。现在,这一模式已经成为浙江省农村污水分散式治理的标配,大幅减少了运维人数,降低了运维成本,是农村污水分散式治理能够实现的前提之一。许多外省领导在参观之后,纷纷学习借鉴德清农村污水治理的经验,“五位一体”管理模式在全国得到推广。日本专家在德清参观后,在日本具有50年历史的主流期刊《用水与废水》中刊发署名文章,详细介绍了德清农村污水治理经验,使德清的农村污水治理模式受到日本的关注。

3结语

近年来,浙江省的农村污水治理一直走在全国前列,但依旧还存在一些问题与不足。在技术方面,比如,如何提高处理系统的稳定性,增加对水质水量波动的适应性;如何保证冬季低温时的处理效率。在监管制度方面,虽然前期已经颁布实施了《浙江省农村生活污水处理设施水污染物排放标准》,但由于在运行的污水处理技术繁多,还缺少规范的技术标准体系、技术路线和管理模式。目前,浙江省农村环境专业委员会已经联合浙江省环境科学研究院和部分企业开始着手相关资料的收集工作,牵头起草国内净化槽行业标准,开展对净化槽的产品标准、评价标准、检验标准等初稿的编制工作。相信通过制度上和技术上的不断探索、创新与完善,浙江省农村污水治理工作一定能取得更好的成效,同时,也为开创一条适应我国国情和各地条件的农村污水治理道路提供实践经验。

参考文献

[1]胡跃芬,李海雷,麻建锋.永嘉县农村生活污水现状与治理[J].资源节约与环保,2016(9):307-310.

[2]武璐,王浙明,何志桥,等.浙江省农村生活污水治理设施的长效管理机制研究[J].环境科学与管理,2015,40(11):6-9.

[3]黄文飞,韦彦斐,王红晓,等.美国分散式农村污水治理政策、技术及启示[J].环境保护,2016,44(7):63-65.

作者:郑展望 单位:浙江农林大学

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