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        我國農(nóng)村污水治理的現(xiàn)狀與思考

        2021-11-12 08:53:44福瑞萊環(huán)??萍?/span>深圳股份有限公司熊偉
        區(qū)域治理 2021年41期
        關(guān)鍵詞:工藝農(nóng)村設(shè)備

        福瑞萊環(huán)??萍迹ㄉ钲冢┕煞萦邢薰?熊偉

        建設(shè)美麗中國是實(shí)現(xiàn)中華民族可持續(xù)發(fā)展的迫切需要,良好的生態(tài)環(huán)境是農(nóng)村最大的優(yōu)勢和寶貴財(cái)富,是落實(shí)“綠水青山就是金山銀山”理論的重要基礎(chǔ)。然而,隨著我國城鄉(xiāng)一體化建設(shè)和新農(nóng)村建設(shè)的持續(xù)推進(jìn),由于人們環(huán)保意識的缺失導(dǎo)致農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)遇到很大挑戰(zhàn),其中污水亂排放現(xiàn)象尤其突出。為了改善農(nóng)村的水環(huán)境,急需探索出一條適合當(dāng)前污水治理的模式。

        一、我國農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀

        目前在我國有將近60多萬個(gè)行政村,自然村約有250多萬個(gè),農(nóng)村人口將近7.6億,但是由于我國農(nóng)村基礎(chǔ)建設(shè)不完善,將近96%的村莊未進(jìn)行污水的收集與處理,相當(dāng)一部分生活污水未經(jīng)處理直接排放,嚴(yán)重污染了河、湖等水體[1]。目前的農(nóng)村水處理系統(tǒng)處于起步階段,人員、設(shè)備投入不是很充分,運(yùn)行管理方面存在滯后現(xiàn)象。

        與城鎮(zhèn)污水不同,農(nóng)村生活污水量日變化系數(shù)大,排放程度不均勻,在相對集中的高峰時(shí)段排放,這種現(xiàn)象與農(nóng)村居民生活規(guī)律密切相關(guān)。

        目前農(nóng)村污水處理中普遍存在以下突出問題:污水處理技術(shù)及工藝選擇不合理、污水處理設(shè)備運(yùn)行率低、污水處理費(fèi)用偏高;在污水處理設(shè)備建設(shè)后期,常常會存在設(shè)備維護(hù)缺失、污水收集管網(wǎng)建設(shè)缺失、資金不足等現(xiàn)象,造成部分污水處理設(shè)備運(yùn)行率偏低。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,安徽省內(nèi)不同工藝污水處理成本大多是每噸水0.2~2.0元,使用膜生物處理工藝高達(dá)每噸水6.0元,村民期望承擔(dān)的運(yùn)行費(fèi)用是0.1~0.2元,對比發(fā)現(xiàn):污水處理成本遠(yuǎn)高于村民期望承擔(dān)的費(fèi)用[2]。此外相關(guān)污水處理部門在進(jìn)行農(nóng)村地區(qū)污水處理的時(shí)候,并沒有制定好相關(guān)的政策與措施,很多時(shí)候?qū)τ谖鬯?xiàng)目都是采取“一刀切”的方式,在整個(gè)地區(qū)都采取同樣的辦法去處理農(nóng)村生活污水,但是這種方式并沒有考慮到我國農(nóng)村地區(qū)的分散、每個(gè)村的實(shí)際地形地貌和實(shí)際情況不一樣等問題,部分地區(qū)對于一些污水處理設(shè)施完全不適應(yīng),導(dǎo)致政府花費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力建設(shè)的污水處理設(shè)施并沒有達(dá)到預(yù)期的效果[3]。

        二、我國農(nóng)村污水處理的幾種模式

        不同地區(qū)生活污水排放存在一定的差異,但我國農(nóng)村生活污水處理中普遍采用管網(wǎng)式、小集中式和離散式三種處理模式。以下將對三種模式的特點(diǎn)和適應(yīng)性進(jìn)行對比和分析。

        (一)管網(wǎng)式處理模式

        管網(wǎng)式集中處理是將距離市政污水管網(wǎng)較近、且具備施工條件的農(nóng)村生活污水接入市政管網(wǎng)統(tǒng)一處理,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。2019年全國建制鄉(xiāng)污水處理廠總數(shù)是1830座,平均每個(gè)建制鄉(xiāng)建成擁有污水處理廠0.58座,污水日處理能力為80.11萬立方米,排水管道長度為24941.86km[4]。在實(shí)際應(yīng)用過程中存在以下的問題:

        1.管網(wǎng)設(shè)施的農(nóng)村適宜性較差

        設(shè)計(jì)我國農(nóng)村污水處理設(shè)施時(shí),往往只能借鑒城市污水處理的經(jīng)驗(yàn),污水處理廠(站)設(shè)計(jì)規(guī)模、管網(wǎng)鋪設(shè)長度大,因而設(shè)計(jì)了過多的污水處理能力。但是,由于農(nóng)村居民少,污水產(chǎn)生量少,無法達(dá)到污水處理的設(shè)計(jì)量,再加上由于污水傳輸過程中的滲透等,導(dǎo)致污水處理站不能夠收集到足夠的污水,始終處在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)之下,或者偶爾運(yùn)行造成了極大的資金浪費(fèi)[3]。

        2.管網(wǎng)設(shè)施運(yùn)維難、成本高

        農(nóng)村管網(wǎng)運(yùn)維管理難以落實(shí),維修難是該類設(shè)施的典型問題。但是,大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)由于缺乏科學(xué)的管理和維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的人才,由于缺乏專業(yè)的運(yùn)行維護(hù)體系,直接導(dǎo)致農(nóng)村污水處理設(shè)施運(yùn)營維護(hù)缺乏管理,使得污水處理廠的運(yùn)行維護(hù)隊(duì)伍形同虛設(shè),降低了設(shè)施的治理能力。與此同時(shí),由于農(nóng)村可利用資源有限,對污水處理基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)項(xiàng)目正常運(yùn)營維護(hù)缺乏資金支持,無法發(fā)揮應(yīng)有的作用。

        3.管網(wǎng)設(shè)施的施工質(zhì)量難以保證

        在實(shí)際工程設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員在實(shí)地踏勘、數(shù)據(jù)核算、圖紙繪制等環(huán)節(jié)有可能存在紕漏,從而導(dǎo)致參數(shù)設(shè)計(jì)有誤,影響設(shè)計(jì)質(zhì)量。如果沒有及時(shí)修正,將會對后續(xù)施工、運(yùn)維過程帶來麻煩,甚至從根本上影響設(shè)施的正常運(yùn)行。集中管網(wǎng)式處理的設(shè)施建設(shè)復(fù)雜,容易出現(xiàn)質(zhì)量問題,由于農(nóng)村污水存在較大的波動性,有可能出現(xiàn)污水過多處理不完或者無水可處理的情況。此外在建設(shè)和維護(hù)上需要花費(fèi)大量資金,對農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)壓力較大。同時(shí)還存在管道泄漏后,會污染地下水源的可能。此外,在應(yīng)對自然災(zāi)害(如:地震,洪水等)方面也有不足。因此,根據(jù)我國農(nóng)村現(xiàn)狀,不適合大規(guī)模建設(shè)。

        (二)小集中式處理模式

        在村民居住相對密集或居住人數(shù)較多的村莊中,選擇多戶或者整個(gè)村莊集中收集村民日常產(chǎn)生的生活污水,繼而用一體化設(shè)備等集中處理設(shè)施就地處理生活污水,達(dá)標(biāo)處理后的出水可排入就近河道,或直接用于農(nóng)田灌溉。多戶式集中處理模式在使用的過程中占地比較少,大大提高了污水處理的質(zhì)量。但是,集中處理模式在使用的過程中也需要大量的投入,只能適用于人口密度比較大、經(jīng)濟(jì)水平較高的農(nóng)村。多戶式集中處理方式也存在一些問題,大致如下:

        (1)設(shè)施選址、安裝難度大。集中式污水處理設(shè)施的選址主要由設(shè)計(jì)人員與村干部、村民共同商定。設(shè)備安裝在哪里,管道如何施工,都需要溝通協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)人員對鄉(xiāng)村地質(zhì)條件、地形地貌和氣候環(huán)境缺乏深入了解,往往出現(xiàn)建設(shè)選址偏、專業(yè)遠(yuǎn)、地勢過低、離民居太近等問題,導(dǎo)致污水池發(fā)生雨水倒灌、影響居民正常生活等情況,對設(shè)施的長效運(yùn)行造成不利影響[5]。(2)設(shè)備運(yùn)維要求高,運(yùn)行成本較高。污水處理設(shè)備運(yùn)行操作復(fù)雜,需要專業(yè)技術(shù)人員管理維護(hù)。村民自身由于知識儲備不夠,無法獨(dú)立對相關(guān)的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行專業(yè)的維護(hù)操作,缺乏日常維護(hù)導(dǎo)致設(shè)備的污水處理效果大幅下降,最終都成了“曬太陽”工程,浪費(fèi)了大量的金錢。同時(shí),農(nóng)村污水處理站的建設(shè)一般會考慮不影響村內(nèi)居民的日常生活,故位置相對比較偏僻,不易定位。有部分地區(qū)雖然已經(jīng)建設(shè)有多戶式一體化污水處理設(shè)備,但是也因?yàn)榻?jīng)濟(jì)支持有限,無法支付日常的運(yùn)營費(fèi)用,只能夠?qū)⑽鬯幚頃和?。即使有部分地區(qū)有人員巡檢,但由于偏遠(yuǎn)和分散,造成巡視的滯后性,設(shè)備的維修不及時(shí),最終造成設(shè)備運(yùn)行不達(dá)設(shè)計(jì)預(yù)期,也增加了維修的成本。(3)抵抗水量沖擊能力不強(qiáng)。多戶式農(nóng)村污水處理設(shè)施一般為占地較小的一體化污水處理設(shè)備,一方面適合處理水量相對較小的村內(nèi)污水,另一方面可以節(jié)省一部分土地資源。污水量受村內(nèi)居民早晚用水量差異、冬雨季水量等因素的影響較大,雨季時(shí)系統(tǒng)會超負(fù)荷運(yùn)行,若污水處理設(shè)備處理量不足可能發(fā)生村內(nèi)污水跑冒的情況;而冬季尤其是夜晚水量較小,甚至出現(xiàn)斷流現(xiàn)象,水量變化十分顯著。與管網(wǎng)集中處理相比,多戶式處理方式相對靈活,在管網(wǎng)建設(shè)上成本低。不過也存在一些與集中處理相似的問題,建設(shè)后的管網(wǎng)也會出現(xiàn)滲漏問題。同時(shí)由于是多戶合作共同建設(shè),所以會牽扯到復(fù)雜的合作問題。各戶之間的使用水量不同,產(chǎn)生的污水量不同,對其中的責(zé)任鑒定、費(fèi)用分擔(dān)、后期維護(hù)有很大的影響。

        (三)離散式處理模式

        1.旱廁改造

        農(nóng)村旱廁改造工程改善農(nóng)村群眾的生活環(huán)境,避免廁所污物污染水源、傳播疾病。但旱廁改造只是將糞液/糞渣儲存在罐中,沒有系統(tǒng)的后續(xù)處理設(shè)施等。部分農(nóng)戶定期掏挖尿液和沉泥發(fā)酵后回歸農(nóng)田,部分農(nóng)戶花錢請環(huán)衛(wèi)車定期抽走。后期檢查巡視過程也發(fā)現(xiàn)存在旱廁設(shè)備“罐滿自流”問題。另外,旱廁改造只解決了廁所黑水,村民廚房洗滌廢水、洗衣廢水、洗涮淋浴廢水等尚未處理。

        2.化糞池法

        化糞池在農(nóng)戶生活污水處理中一般被當(dāng)作預(yù)處理設(shè)施。農(nóng)村生活污水中含有大量糞便、紙屑、病原蟲,污水進(jìn)入化糞池經(jīng)過12~24h的沉淀,可去除50%~60%的懸浮物。沉淀下來的污泥經(jīng)過3個(gè)月以上的厭氧發(fā)酵分解,使污泥中的有機(jī)物分解成穩(wěn)定的無機(jī)物,從而達(dá)到預(yù)處理的效果。在實(shí)際應(yīng)用中,部分農(nóng)戶的住房設(shè)施在建造的時(shí)候會因?yàn)榛S池的簡單處理造成泄露現(xiàn)象,進(jìn)而污染地下水,造成飲用水的污染。

        3.厭氧沼氣池技術(shù)

        我國農(nóng)村沼氣池應(yīng)用十分廣泛,不僅可以作為生活廚房用氣,還可以對生活的污水進(jìn)行處理,利用微生物將有機(jī)物氧化為沼氣,從而使生活污水得到凈化。生活污水經(jīng)過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣作為浴室和家庭用炊能源,厭氧發(fā)酵處理后的污水用來灌溉或進(jìn)一步處理。但是沼氣池?zé)o法直接把廢水處理干凈,剩余沼液需經(jīng)管網(wǎng)收集后,運(yùn)輸?shù)骄徒奈鬯幚韽S再處理,因此存在污水處理不徹底、需增建管網(wǎng)的問題。

        4.小型一體化設(shè)備

        小型一體化設(shè)備是一種集預(yù)處理、多級深度處理于一體的污水處理裝備。它們占地面積小,施工簡單方便,建設(shè)成本低,設(shè)備啟動快,可快速投入使用,方便在不同場景應(yīng)用,是國內(nèi)外農(nóng)村污水處理的發(fā)展方向。小型一體化技術(shù)一般采用厭氧-好氧二級處理工藝,后設(shè)二沉池以降低出水懸浮物兼具降解有機(jī)物和脫氮的功能。對于小型一體化設(shè)備的抗沖擊性強(qiáng),能耗低,反應(yīng)器埋置地下,受低溫天氣影響較小,比較適用于經(jīng)濟(jì)條件較好的地區(qū)。目前較為流行的一體化設(shè)備處理仍然存在著缺點(diǎn),以高營養(yǎng)物質(zhì)為主的我國農(nóng)村生活污水為處理對象時(shí),存在脫氮除磷效率低、設(shè)備占地面積大、工藝設(shè)備多等諸多問題。

        一體化農(nóng)村生活污水設(shè)備的主體工藝主要分為以下三類技術(shù)工藝:SBR工藝、MBR工藝和AO工藝。采用SBR工藝的一體化設(shè)備工藝流程較為復(fù)雜,該工藝的一體化設(shè)備相對剩余兩類工藝占地面積較小,出水質(zhì)量好,出水穩(wěn)定性最高。采用MBR工藝的一體化設(shè)備出水質(zhì)量最高,占地面積小,具有較高的抗沖擊能力。采用AO工藝的一體化設(shè)備,工藝流程簡單,具有一定的水量和水質(zhì)適用能力,該工藝是一種采用活性污泥法的污水處理工藝,具有一定的脫氮除磷效果(見表1)。

        表1 幾種農(nóng)村污水處理模式常用工藝經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較

        三、結(jié)論

        本文介紹了目前我國農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀,對比了目前應(yīng)用于我國農(nóng)村的各種污水處理工藝,針對每一種技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)分析。我國大部分農(nóng)村地區(qū)仍無完善的污水處理系統(tǒng),農(nóng)村生活居民缺少節(jié)約用水及水資源保護(hù)意識,污水處理技術(shù)及相關(guān)設(shè)備缺失,導(dǎo)致農(nóng)村生活污水處理問題一直得不到很好的解決。農(nóng)村污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)在充分考慮當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)的同時(shí),應(yīng)綜合考慮最終接受水體的自凈能力或污水再生用途,因地制宜研究當(dāng)?shù)剞r(nóng)村污水的水質(zhì)特點(diǎn)、技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)條件、管理能力,最終科學(xué)合理地實(shí)施污水排放方案。農(nóng)村生活污水的處理應(yīng)根據(jù)農(nóng)村各自區(qū)域的特性,采用合適自身的科學(xué)的處理辦法,通過社會各界的共同努力,最終促進(jìn)農(nóng)村生活污水的規(guī)范化處理。一體化污水處理設(shè)備安裝使用靈活,可以與其他工藝設(shè)施組合使用,非常適合居住分散的農(nóng)村地區(qū)。農(nóng)村地區(qū)污水處理勢在必行,未來必將為我國新農(nóng)村建設(shè)起到關(guān)鍵作用。

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