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        我國農(nóng)村生活污水治理的現(xiàn)狀及相關對策

        2023-09-03 11:20:38冉瑞橋田海華
        關鍵詞:管網(wǎng)污水農(nóng)村

        冉瑞橋,楊 帆,田海華

        (恩施市環(huán)境監(jiān)測站)

        改革開放以來,我國經(jīng)濟取得了舉世矚目的成績,居民生活水平得到了很大改善,與此同時,居民生活用水量在不斷增加,農(nóng)村生活污水的排放量也呈逐年增長的態(tài)勢。長期以來,我國污水治理的主要工作集中在城市地區(qū),農(nóng)村地區(qū)的污水治理工作遠遠沒有跟上城市的步伐。近年來,隨著精準扶貧和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施,對改善農(nóng)村居住環(huán)境提出了較高要求,各地職能部門也加大了農(nóng)村生活污水治理力度,但依舊存在一些問題。

        一、我國農(nóng)村生活污水治理的現(xiàn)狀

        (一)我國農(nóng)村生活污水的來源

        農(nóng)村生活污水主要分為黑水和灰水兩類。黑水主要來源為居民廁所糞便、尿液和沖洗用水,氨氮含量較高;灰水主要來源為廚房污水和盥洗污水,盥洗用水主要為居民洗澡、洗衣服等用水。雖然相對城市來講,農(nóng)村生活污水排放總量較小,但是我國地勢分布較復雜,農(nóng)村地區(qū)居民住宅比較分散,缺乏污水管網(wǎng)處理設施,多數(shù)生活污水直接排放至農(nóng)田、附近河流或溝渠。因此,農(nóng)村生活污水對當?shù)厮h(huán)境質(zhì)量影響較大。

        (二)農(nóng)村生活污水的特征

        第一,分散性大、排放規(guī)律。根據(jù)2021 年5 月公布的第七次全國人口普查結果,我國農(nóng)村居住人口占全國人口比重約為36.11%,但農(nóng)村土地面積占全國總面積的57.59%,由此可見,我國農(nóng)村居民人口較為分散,而且,多數(shù)農(nóng)村居民住房為獨家獨院,與城市相比,缺乏較為集中的規(guī)劃,導致農(nóng)村污水管網(wǎng)建設難度較大。農(nóng)村生活污水排放量隨時間變化較大,夏季天氣炎熱,居民用水量較大,生活污水排放量也大;冬季寒冷干燥,居民用水量大幅減少,生活污水排放量也隨之減少。大部分地區(qū)生活污水排放主要集中在早上6 點至8 點、中午11 點至1 點和晚上5 點至8 點,夜間基本不排水。

        第二,排水量隨地域不同變化較大。農(nóng)村生活污水在不同地域的水質(zhì)水量變化較大,一般來講,南方地區(qū)大于北方地區(qū),經(jīng)濟條件好的地方大于經(jīng)濟條件差的地方。

        第三,水質(zhì)存在地域性和時間性差異。農(nóng)村地區(qū)生活污水與城市生活污水相比成分較為復雜,水質(zhì)變化與農(nóng)村居民的居住條件、生活方式、地理氣候、地理環(huán)境有著密切關系。由于我國農(nóng)村地區(qū)缺乏相應的污水收集管網(wǎng),黑水和灰水基本混合排放,致使農(nóng)村生活污水成分比城市復雜。從季節(jié)上來說,夏季濕潤多雨,大量雨水混入生活污水中,各種污染物的濃度比冬季低;從地域上來說,東北、華北地區(qū)農(nóng)村生活污水COD(化學需氧量)含量相對較高,東南地區(qū)農(nóng)村生活污水BOD5(生化需氧量)含量相對較高。此外,隨著我國農(nóng)戶養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大,污水中殘留的抗生素也逐漸成為污水治理的重點。

        由此可知,農(nóng)村生活污水排放較為分散,難以集中收集,排放時間具有一定規(guī)律性,水量水質(zhì)隨時間和地域有顯著差異,污水水質(zhì)具有高濃度的氮磷元素、有機物和高懸浮物,具有較好的可生化性和沉降性,幾乎不含重金屬元素和有毒有害物質(zhì),可根據(jù)當?shù)貙嶋H情況選擇合適的污水治理技術。

        二、農(nóng)村生活污水治理技術

        (一)生態(tài)處理技術

        穩(wěn)定塘技術。穩(wěn)定塘通常是自然形成或人工修建的池塘,是農(nóng)村生活污水治理的常見方式。污水在池塘內(nèi)滯留時,通過塘內(nèi)細菌、藻類等生物對污水中的有機物和無機物進行分解,從而有效降低污水中氮磷等污染元素。黃翔峰等(2006 年)的研究發(fā)現(xiàn),穩(wěn)定塘技術對農(nóng)村生活污水中的氨氮、化學需氧量、總磷和總氮的平均去除率分別為 84.33%、97.02%、77.34%和 80.18%,去污效率較高,并且可達到中水回用的目的。穩(wěn)定塘可以充分利用廣大農(nóng)村的地理條件進行建造,施工簡單,成本低廉,不需要大量的管網(wǎng)建設。但是穩(wěn)定塘容易受到外部環(huán)境的干擾,維護不當容易導致惡臭和污染物堆積,對污水治理效果產(chǎn)生影響。

        人工濕地技術。目前,人工濕地處理技術已經(jīng)成為我國偏遠山區(qū)一種常見的農(nóng)村生活污水治理技術。通常來講,人工濕地是將合適的填料由上而下分層填埋至填料層、微生物層和水生植物層,它是人為按照天然濕地修建的一種生態(tài)處理系統(tǒng)。

        經(jīng)過多年的探索和實踐,人工濕地主要分為表面流型、垂直流型、水平潛流型3 種類型。表面流型人工濕地系統(tǒng)水位較淺,建設時工程量不大,技術難度低,成本投入小,可充分利用農(nóng)村的現(xiàn)有資源,缺點是這種類型的人工濕地占地面積較大,只適合污水治理量較小的地區(qū);垂直流型人工濕地系統(tǒng)對于含氮磷較高的農(nóng)村生活污水治理效果較好,但建造設計、施工難度和后期維護較復雜,建造成本相對較高;水平潛流型人工濕地系統(tǒng)經(jīng)過過濾、化學分解、微生物分解等作用凈化水質(zhì),對氮磷的脫出效果較好,衛(wèi)生條件較好,不太容易產(chǎn)生臭味和滋生蚊蟲,相對其他處理系統(tǒng),維護較方便。

        (二)一體化集成污水治理技術

        目前,一體化集成污水治理技術主要有厭氧生物處理技術、序批式活性污泥技術(SBR)和膜生物反應器(MBR)技術。厭氧型污水治理技術起始于1860 年,利用厭氧型微生物將污水中的有機物分解成甲烷、二氧化碳和水。該技術處理效能較高,污泥剩余量較小,其中甲烷氣體可以作為能源回收用于照明、烹飪,因此在農(nóng)村生活污水治理中備受青睞。序批式活性污泥法是將污水按時間順序進行流入、反應(曝氣)、沉淀、排放、待機(閑置)等程序的操縱流程,達到去除污水中的氮磷等污染元素的目的。薛晨楠等(2020 年)研究發(fā)現(xiàn),利用該技術對污水中的COD、氨氮、總氮和總磷的去除率分別為95.30%、91.48%、70.83%和92.80%,由于序批式活性污泥技術占地面積小,處理效率高,特別適用于土地、水資源匱乏但經(jīng)濟條件較好的農(nóng)村地區(qū)。膜生物反應器技術是我國目前較常見的一種污水治理技術,相對于傳統(tǒng)的生物處理技術,膜生物反應器技術主要改進了二級沉淀池,改用了膜進行泥水分離,增加污泥濃度,提高了微生物處理效率,該技術對污水中常見的污染因子處理率均在90%以上,并可實現(xiàn)中水回用,非常適合用于我國農(nóng)村生活污水治理。

        三、農(nóng)村生活污水治理存在的問題

        (一)污水排放管網(wǎng)不完善

        長時間以來,我國都將污水治理的中心集中在城市,對農(nóng)村生活污水的治理缺乏相應的規(guī)劃和重視,農(nóng)村污水管網(wǎng)設施和污水治理設施均比較缺乏。此外,我國幅員遼闊,農(nóng)村人口眾多,居住分散,居住地勢高低不平也增加了污水排放管網(wǎng)設施的建設難度。近年來,隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施,各級部門逐漸重視農(nóng)村生活環(huán)境的改善工作,大力推進農(nóng)村生活污水治理工作,包括對人口相對集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中進行管網(wǎng)建設,實行雨污分流;部分地區(qū)加強了人工濕地等污水治理設施建設工作,但污水管網(wǎng)建設覆蓋面仍然不大。

        (二)農(nóng)村居民環(huán)境保護意識不足

        近年來,為了提高農(nóng)村家庭糞便利用率和減少生活污水排放,在國家的大力支持下,我國部分農(nóng)村地區(qū)進行了“廁所革命”,建造了家庭化糞池,通過化糞池將農(nóng)村廁所糞便轉化為有機肥料,在減少環(huán)境污染的同時又使資源回收利用。但從實際情況來看,受地域經(jīng)濟條件和自身文化素質(zhì)的影響,一些居民認為沒有必要建化糞池,還有一些家庭因養(yǎng)殖家禽和牲畜不適合建化糞池,對“廁所革命”并不是很積極。

        (三)管理人員專業(yè)素養(yǎng)較低、污水治理設施運維不到位

        人工濕地和一體化集成污水治理技術是目前我國農(nóng)村地區(qū)污水治理的主要手段,在部分地區(qū)取得了較好的效果。但部分地區(qū)運維人員缺乏相應的專業(yè)知識和責任心,專業(yè)素養(yǎng)有待提高。筆者曾對西南某地區(qū)農(nóng)村污水治理的運維情況進行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)污水治理設施周圍雜草叢生,護欄生銹嚴重,濕地植物較少,運維情況堪憂。

        (四)財政資金投入不足

        鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施以來,各級政府為改善農(nóng)村居住環(huán)境投入了大量資金,但相對于城市仍然較少,主要原因在于我國農(nóng)村地區(qū)廣袤,人口居住分散,地勢變化較大,難以像城市一樣進行集中處理,給污水治理帶來了難度。此外,農(nóng)村地區(qū)主管部門重視程度不夠和財政投入不足也嚴重制約了農(nóng)村生活污水的有效治理。

        四、提升農(nóng)村生活污水治理的對策

        (一)積極完善污水排放管網(wǎng)建設

        我國農(nóng)村地區(qū)的地理條件嚴重制約著農(nóng)村污水排放管網(wǎng)的建設,在對管網(wǎng)的建設中,要積極吸取國內(nèi)外的先進經(jīng)驗和技術,多進行實地勘察和走訪,結合農(nóng)村未來的發(fā)展方向和環(huán)境治理要求統(tǒng)籌規(guī)劃,制定完善的工程計劃,避免二次工程造成的經(jīng)濟資源浪費。與此同時,監(jiān)管部門應落實責任,全過程監(jiān)督工程建造,驗收部門可聘請相關領域?qū)<覍こ藤|(zhì)量進行評審驗收,質(zhì)量達標后方可結束工程。

        (二)多渠道加大資金投入

        充足的資金是農(nóng)村生活污水治理的基礎?,F(xiàn)階段,我國大部分農(nóng)村地區(qū)的污水治理都依賴于政府財政資金支持,既給國家財政帶來了較大壓力,又不利于農(nóng)村生活污水治理的健康發(fā)展。相關主管部門應充分發(fā)揮自身主觀能動性,積極作為,鼓勵有能力的企業(yè)參與到污水治理中來,謀求更多的資金支持,引導農(nóng)村生活污水治理向市場化、可持續(xù)化方向發(fā)展。

        (三)積極使用新技術

        農(nóng)村地域廣,污水治理設施眾多,各站點距離較遠,單靠人力進行運行維護效率較低。近年來,陳國輝等(2022 年)將物聯(lián)網(wǎng)和太陽能等新技術運用到農(nóng)村生活污水治理中,取得了較好的效果。在農(nóng)村生活污水治理中,國家要鼓勵科研人員和企業(yè)參與其中,加大處理設備創(chuàng)新,提升污水治理效率,從源頭上減少農(nóng)村生活污水對水環(huán)境造成的影響。

        (四)提升管理人員素質(zhì)和居民環(huán)境保護意識

        農(nóng)村生活污水治理設施的管理和維護是污水治理的重要保障,具體應從以下幾個方面加強管理:一是制定科學管理方法,根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況,明確管理內(nèi)容和管理方式;二是完善日常管理機制,可以從當?shù)剡x拔具有一定文化水平和責任心的村民擔任管理員,對其進行專業(yè)知識培訓,實行當?shù)卮迕褡灾危蝗侵攸c做好日常監(jiān)管工作,檢查濕地植物和設備運行情況;四是積極宣傳環(huán)境保護知識,提升居民環(huán)境保護意識,讓每一位居民都參與到環(huán)境保護中來。

        五、結語

        農(nóng)村生活污水的有效治理將會極大改善農(nóng)村居民的居住條件,美化村容村貌,加強鄉(xiāng)風文明建設。同時將帶動農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展,進一步推進我國生態(tài)環(huán)境保護和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。因此,各級政府應積極支持農(nóng)村生活污水治理,引導社會各界進行資金支持,提升農(nóng)村居民的環(huán)境保護意識,為建設和美鄉(xiāng)村作出貢獻。

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