毛瑩
農(nóng)村生活污水治理探討
——以廈門(mén)市翔安區(qū)為例
毛瑩
隨著地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)村地區(qū)生活水平的不斷提高以及生活方式的逐步轉(zhuǎn)變,生活污水排放量呈逐年上升趨勢(shì),村莊生活污水未經(jīng)處理或僅經(jīng)簡(jiǎn)單處理后就地排入地表水體的情況十分普遍,農(nóng)村生活污水已越來(lái)越成為農(nóng)村環(huán)境污染的主要來(lái)源。目前廈門(mén)市翔安區(qū)農(nóng)村大多數(shù)未敷設(shè)污水收集管道,生活污水隨意排放,造成流域水質(zhì)惡化,農(nóng)村水環(huán)境污染及湖泊富營(yíng)養(yǎng)化。
因此,重視與加強(qiáng)農(nóng)村地區(qū)的污水排放收集和處理設(shè)施的建設(shè)工作,有效控制農(nóng)村生活污水的直接排放,對(duì)確保農(nóng)村水源安全、農(nóng)民身體健康和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。為切實(shí)保護(hù)和改善自然生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的平穩(wěn)較快發(fā)展,必須啟動(dòng)農(nóng)村生活污水治理工作。
廈門(mén)市翔安區(qū)農(nóng)村數(shù)量較多,村莊規(guī)模及人口規(guī)模、集聚程度、地形地貌、排水特點(diǎn)及排放要求和經(jīng)濟(jì)承受能力等均存在較大差異,農(nóng)村污水處理設(shè)施的建設(shè)受到村莊分布區(qū)位、經(jīng)濟(jì)水平、技術(shù)力量以及當(dāng)?shù)鼐用裆罘绞降缺姸嘁蛩氐挠绊?,不能按照統(tǒng)一污水模式來(lái)進(jìn)行村莊生活污水的處理,必需根據(jù)實(shí)際情況具體分析,選擇適合的污水處理模式,并應(yīng)結(jié)合城市空間布局規(guī)劃的分期建設(shè)時(shí)序,對(duì)污水治理工作做出有效分期建設(shè)。
廈門(mén)市翔安區(qū)大部分農(nóng)村雨水和污水均沿道路邊溝或路面排至周邊水體,除極小部分經(jīng)濟(jì)條件較好的村鎮(zhèn)實(shí)行雨污分流制系統(tǒng)外,大部分地區(qū)采用的是合流制排水系統(tǒng)。且農(nóng)村村鎮(zhèn)人口密度較城市人口密度少,分布廣而分散,其水質(zhì)和水量相對(duì)城鎮(zhèn)污水而言,均存在著較大差異。
1.水質(zhì)特點(diǎn)
(1)農(nóng)村生活污水中污染物的濃度變化大,BOD5和COD濃度一般高于城鎮(zhèn)生活污水;
(2)農(nóng)村污水主要為生活污水和以農(nóng)產(chǎn)品為原料的加工污水的混合水體,其中50%以上是生活污水,大部分農(nóng)村污水的性質(zhì)相差不大,一般BOD5≤250毫克/升,CODcr≤500毫克/升,pH值6-8,SS≤500毫克/升,色度(稀釋倍數(shù))≤100,水中基本上不含重金屬和有毒有害物質(zhì),含一定量的氮和磷,水質(zhì)波動(dòng)不大,可生化性好。
2.水量特性
(1)生活污水量較小,一般農(nóng)村人口居住分散,數(shù)量相對(duì)少,產(chǎn)生污水量也?。?/p>
(2)變化系數(shù)大,居民生活規(guī)律相近,導(dǎo)致農(nóng)村污水排放量早晚比白天大,夜間排放量小,甚至可能斷流,水量變化明顯,即污水排放呈不連續(xù)狀態(tài),具有變化幅度大的特點(diǎn)。
1.農(nóng)村生活污水分散處理技術(shù)
農(nóng)村生活污水分散處理技術(shù)主要有以下幾種形式:
(1)三格化糞池式。所謂三格化糞池即由3個(gè)池子組成,中間由過(guò)糞管聯(lián)通,利用厭氧發(fā)酵、中層過(guò)糞、蟲(chóng)卵沉淀的原理處理糞便。使用該型戶廁用水量不宜過(guò)大,以每人每天3~4 L為宜。該技術(shù)能適應(yīng)散戶或小規(guī)模聯(lián)戶農(nóng)居要求。
(2)雙甕、三甕漏斗式。它通過(guò)將糞尿同時(shí)儲(chǔ)存在密閉甕體內(nèi),厭氧發(fā)酵、沉淀分層、殺滅致病微生物和寄生蟲(chóng)卵。糞便熟化后可用作液肥。該技術(shù)適合家庭人口少,沒(méi)有養(yǎng)殖或養(yǎng)殖數(shù)量較少的農(nóng)戶采用。
(3)三聯(lián)沼氣池式。該型戶廁以人畜排泄物為主要原料,通過(guò)厭氧發(fā)酵、好氧過(guò)濾,產(chǎn)生沼氣作為清潔能源、沼渣和沼液作為有機(jī)肥料。該技術(shù)適合從事庭院養(yǎng)殖的農(nóng)戶,也是缺少能源地區(qū)的首選。沼氣池建造形式靈活,農(nóng)戶可根據(jù)需要選擇現(xiàn)場(chǎng)施工建設(shè)或一體化設(shè)備,還可根據(jù)人口多少,一戶或多戶合建沼氣池。
(4)糞尿分集式。該型戶廁通過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)的便器實(shí)現(xiàn)糞尿分別收集,糞便干燥脫水后,加堿性覆蓋物(如草木灰、木屑、爐渣)提高pH值,最后作為有機(jī)土壤改良劑;尿液用水稀釋后回用做液肥。該技術(shù)適合缺水干旱和高寒地區(qū),無(wú)庭院養(yǎng)殖的農(nóng)戶使用,建在室內(nèi)或室外均可。
2.農(nóng)村生活污水集中處理技術(shù)
根據(jù)目前廣大農(nóng)村地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、污水處理與水環(huán)境保護(hù)要求,農(nóng)村污水集中處理可以采用人工濕地、穩(wěn)定塘及土壤滲濾等幾種污水處理工藝技術(shù)。
(1)人工濕地污水處理技術(shù)。該技術(shù)利用人工水生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)多級(jí)生物的稀釋降解作用來(lái)去除或削減水中污染物的方法。人工濕地系統(tǒng)處理技術(shù)適合不同的處理規(guī)模,處理構(gòu)筑物由各種天然生態(tài)系統(tǒng)或經(jīng)簡(jiǎn)單修建而成,易于運(yùn)行維護(hù)與管理。人工濕地的主要材料如碎石、砂礫、煤渣及土壤等均可就近獲得,處理系統(tǒng)依地勢(shì)而建,污水可自流進(jìn)入,無(wú)需額外動(dòng)力,如圖1。
圖1 人工濕地污水處理技術(shù)
(2)穩(wěn)定塘系統(tǒng)污水處理技術(shù)。該技術(shù)由若干自然或人工挖掘的池塘通過(guò)菌藻互生作用或菌藻、水生生物的綜合作用而實(shí)現(xiàn)污水凈化的目的。為實(shí)現(xiàn)資源化利用,穩(wěn)定塘還可種植經(jīng)濟(jì)植物,放養(yǎng)水生動(dòng)物等。穩(wěn)定塘系統(tǒng)可達(dá)到較好的出水水質(zhì),有的還具有脫氮除磷功能。穩(wěn)定塘內(nèi)水生植物的布置應(yīng)兼顧挺水植物、漂浮植物和沉水植物間的合理搭配,以發(fā)揮其最大效能,尤其是在控制藻類的生長(zhǎng)等方面,如圖2。
圖2 穩(wěn)定塘系統(tǒng)污水處理技術(shù)
(3)土壤滲濾系統(tǒng)污水處理技術(shù)。該技術(shù)對(duì)BOD、COD、氨氮、總氮和總磷有著較高的去除率,并且投資省,運(yùn)行費(fèi)用低,管理簡(jiǎn)單,維護(hù)方便,有凈化污水、美化綠化環(huán)境和節(jié)約水資源的綜合效果。該系統(tǒng)對(duì)土質(zhì)的要求較高,一般以土質(zhì)通透性能強(qiáng)、活性高、水力負(fù)荷大及處理效率好為原則,也可以用砂、草炭及耕作土人工配置成濾料,制成人工濾床,如圖3。
圖3 土壤滲濾系統(tǒng)污水處理技術(shù)
隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)村生活污水所引起的面源污染日益嚴(yán)重,如何選用適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)村污水處理的技術(shù)顯得越來(lái)越重要。農(nóng)村污水處理技術(shù)必須在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、維護(hù)和管理等方面滿足要求,并與當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合。
1.技術(shù)可行并考慮回用需要
農(nóng)村生活污水成分復(fù)雜且水質(zhì)、水量波動(dòng)性大,因此,農(nóng)村生活污水處理的具體工藝必須具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力且能有效去除污染物,使出水達(dá)到國(guó)家相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),處理后的污水要盡量考慮回用要求,實(shí)現(xiàn)保護(hù)水環(huán)境、節(jié)約水資源的目的,實(shí)現(xiàn)污水的無(wú)害化和資源化。
2.經(jīng)濟(jì)合理,投資省,運(yùn)行管理費(fèi)用低
農(nóng)村生活污水處理的具體工藝選擇必須考慮當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,考慮當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的經(jīng)濟(jì)承受能力。因此,在處理構(gòu)筑物、設(shè)備應(yīng)盡量經(jīng)濟(jì),其運(yùn)行管理費(fèi)用也應(yīng)盡量低廉。
3.循序漸進(jìn),考慮分期實(shí)施
農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)承受能力和自然生態(tài)條件等循序漸進(jìn)地建設(shè),必要情況下考慮分期實(shí)施。如經(jīng)濟(jì)條件相對(duì)落后、地形條件復(fù)雜的地區(qū),可考慮先期建設(shè)三格式化糞池等初級(jí)處理構(gòu)筑物,待經(jīng)濟(jì)條件提高后再考慮適合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件和處理要求的后續(xù)處理構(gòu)筑物。
4.運(yùn)行操作簡(jiǎn)便,日常維護(hù)管理簡(jiǎn)單
目前,我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)的環(huán)保和污水處理設(shè)施的管理機(jī)構(gòu)不健全,管理人員素質(zhì)不高、缺乏專門(mén)技術(shù)人員的形勢(shì)非常嚴(yán)峻,因此污水處理技術(shù)選擇應(yīng)特別注重選用簡(jiǎn)便易行、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)管理方便,利用當(dāng)?shù)丶夹g(shù)和管理力量能夠滿足正常運(yùn)行需要的處理工藝。
1.廈門(mén)市翔安區(qū)農(nóng)村生活污水量估算
根據(jù)廈門(mén)市翔安區(qū)農(nóng)村現(xiàn)狀用水量調(diào)查,并考慮一定的發(fā)展余地,廈門(mén)市翔安區(qū)農(nóng)村最高日居民綜合用水量按照120升/人日來(lái)計(jì)算,人口變化系數(shù)取1.6,污水排放系數(shù)取0.8,則人均日排放綜合污水量為120/1.6★0.8=60升,根據(jù)村莊(社區(qū))人口來(lái)計(jì)算各村(社區(qū))日排放污水量。
2.廈門(mén)市翔安區(qū)農(nóng)村生活污水的治理技術(shù)
農(nóng)村地區(qū)由于其經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、居住方式、生活水平和生活習(xí)慣等與城市相比存在較大差異,使得農(nóng)村生活污水處理方式不能簡(jiǎn)單套用城市生活污水處理模式,而應(yīng)根據(jù)農(nóng)村具體現(xiàn)狀、特點(diǎn)、風(fēng)俗習(xí)慣以及自然、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)條件,因地制宜地采用多元化的污水處理模式,選擇適合翔安區(qū)農(nóng)村生活污水的治理模式。根據(jù)以上條件,翔安區(qū)農(nóng)村生活污水處理模式主要可采用以下三種模式:
(1)分散處理模式,即將農(nóng)戶污水自行收集,采用單戶或聯(lián)戶為單元的分散型簡(jiǎn)易污水處理設(shè)施對(duì)污水進(jìn)行處理。該處理模式具有節(jié)省管網(wǎng)建造費(fèi)用和便于就地回用等特點(diǎn)。適用于布局分散、規(guī)模較小、地形條件復(fù)雜、污水不易集中收集的散居農(nóng)戶的污水處理。
(2)集中處理模式,即所有農(nóng)戶產(chǎn)生的污水進(jìn)行集中收集,統(tǒng)一建設(shè)處理設(shè)施處理村莊全部污水。污水處理采用自然處理、常規(guī)生物處理等工藝形式。該處理模式具有占地面積小、抗沖擊能力強(qiáng)、運(yùn)行安全可靠、出水水質(zhì)好等特點(diǎn)。適用于村莊布局相對(duì)密集、規(guī)模較大、經(jīng)濟(jì)條件好的單村或聯(lián)村污水處理。
(3)接入市政管網(wǎng)統(tǒng)一處理模式,即村莊內(nèi)所有農(nóng)戶污水經(jīng)污水管道集中收集后,統(tǒng)一接入鄰近市政污水管網(wǎng),利用城鎮(zhèn)污水處理廠統(tǒng)一處理村莊污水。該處理模式具有投資省、施工周期短、見(jiàn)效快及統(tǒng)一管理方便等特點(diǎn)。適用于距離市政污水管網(wǎng)較近(一般5公里以內(nèi)),符合高程接入要求的村莊污水處理。適合于靠近城市或城鎮(zhèn)、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好,具備實(shí)現(xiàn)農(nóng)村污水處理由“分散治污”向“集中治污、集中控制”轉(zhuǎn)變條件的農(nóng)村地區(qū)采用。
3.廈門(mén)市翔安區(qū)農(nóng)村生活污水分期建設(shè)方案
根據(jù)廈門(mén)市翔安區(qū)農(nóng)村現(xiàn)狀生活污水排放情況,結(jié)合翔安區(qū)工業(yè)區(qū)的分布情況,主要依據(jù)以下原則來(lái)劃定近期、中期和遠(yuǎn)期生活污水整治方案的范圍,其中,重點(diǎn)在于確定近期進(jìn)行污水整治方案的村莊,由于城市建設(shè)開(kāi)發(fā)時(shí)序的不確定性,導(dǎo)致中期和遠(yuǎn)期之間的劃定存在不確定性,可根據(jù)具體實(shí)施情況進(jìn)行調(diào)整。具體劃定原則如下:
(1)對(duì)于重點(diǎn)流域(如九溪流域、東溪流域、東坑灣流域、張埭橋水庫(kù)流域和西巖水庫(kù)流域等)兩側(cè)的村莊,以及生活污水直接排往海域的村莊,這些村莊生活污水直接排放,嚴(yán)重污染了流域,對(duì)居民飲用水和生活用水的安全造成了不利影響,也嚴(yán)重影響了農(nóng)民生活質(zhì)量的提高,導(dǎo)致整個(gè)城鄉(xiāng)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞,必須盡快開(kāi)展對(duì)這些村莊生活污水排放的整治工作,以對(duì)農(nóng)村生活污水排放引起的環(huán)境污染進(jìn)行有效的控制。因此,將此類村莊納入近期污水整治范圍。
(2)對(duì)于人口密度較高、人口規(guī)模大且建設(shè)、規(guī)劃意向不會(huì)進(jìn)行拆遷的村莊和社區(qū),生活污水量相對(duì)較大,造成的環(huán)境影響較明顯,將此類村莊生活污水進(jìn)行截流就地處理或接入市政管網(wǎng),對(duì)于改善周邊環(huán)境具有顯著成效。因此,近期應(yīng)開(kāi)展此類村莊污水整治工作。
(3)對(duì)于現(xiàn)狀污水管網(wǎng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)以及周邊的村莊和社區(qū),且下游污水系統(tǒng)完善,這類村莊生活污水應(yīng)近期納入市政管網(wǎng),減少對(duì)環(huán)境的污染。且這類村莊污水整治工作近期可操作性較強(qiáng),因此,應(yīng)將此類村莊作為近期污水整治的范疇。
農(nóng)村生活污水治理與其說(shuō)是技術(shù)問(wèn)題,不如說(shuō)是組織和管理問(wèn)題。農(nóng)村生活污水治理適宜由政府主導(dǎo),將農(nóng)村污水治理視為與城市污水治理同等重要的永久性基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)容,在政策和資金上給予傾斜扶持,統(tǒng)籌規(guī)劃,立足長(zhǎng)遠(yuǎn),建立集中建設(shè)、服務(wù)與管理的農(nóng)村污水治理的實(shí)施體系,通過(guò)排水建設(shè)帶動(dòng)農(nóng)村衛(wèi)生健康和環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的共同實(shí)現(xiàn)。
1.政府主導(dǎo),通過(guò)建設(shè)帶動(dòng)衛(wèi)生與環(huán)境目標(biāo)的共同實(shí)現(xiàn)
農(nóng)村生活污水治理的目標(biāo)至少可以分為三個(gè)層次,依次為:衛(wèi)生健康→生活舒適→環(huán)境保護(hù)。應(yīng)強(qiáng)化政府組織和管理的力度,并加大政策與資金傾斜,宜以建設(shè)為主帶動(dòng)衛(wèi)生健康與環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的共同實(shí)現(xiàn)。
2.注重長(zhǎng)遠(yuǎn),將分散污水治理與集中污水治理置于同等重要地位
現(xiàn)代分散污水治理的技術(shù)加上適當(dāng)?shù)墓芾?,可使分散污水治理的出水質(zhì)量完全達(dá)到大城市污水治理的水平。因此分散污水治理已經(jīng)不再是實(shí)施集中污水治理之前的權(quán)宜之計(jì),而應(yīng)將其作為與集中污水治理具有同等重要地位的永久性設(shè)施來(lái)看待。
3.寓分散于集中,提高農(nóng)村污水治理設(shè)施的集中運(yùn)營(yíng)與服務(wù)水平
分散污水治理最主要的缺點(diǎn)就在于其建設(shè)與運(yùn)行的質(zhì)量不容易得到保障。建立一套以法規(guī)政策為基礎(chǔ)的、高效的村鎮(zhèn)水污染治理的組織管理機(jī)制是推進(jìn)農(nóng)村污水治理的前提和關(guān)鍵。
通過(guò)對(duì)廈門(mén)市翔安區(qū)農(nóng)村生活污水排放特征和處理要求的分析,翔安區(qū)農(nóng)村應(yīng)將污水治理和農(nóng)業(yè)生態(tài)利用相結(jié)合,盡量減少污水的直接排放量,實(shí)現(xiàn)污水的資源化,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益與社會(huì)效益的共同實(shí)現(xiàn)。
(作者單位:廈門(mén)市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院)