●白 云 (定西市生態(tài)環(huán)境信息統(tǒng)計(jì)中心 甘肅 定西 743000)
農(nóng)村的人口密度低,村民居住也相對(duì)分散,所以每個(gè)村的污水處理需求量不大,每日的人均生活污水排放量在80~100 kg。在定西市一個(gè)300戶約1000人的自然村,每天全部排水量也不超過(guò)100 t,且村與村之間由于地形結(jié)構(gòu)的差異性較難做到集中收集,污水處理規(guī)模較小且較為分散。
農(nóng)村工業(yè)、礦業(yè)不多,農(nóng)村污水主要以生活污水及畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的污水為主。生活污水包括廚余污水、洗滌污水以及廁水。其中廚余污水富含易降解的有機(jī)物,如蛋白質(zhì)、淀粉以及菜葉、泥沙等懸浮物和大量的油脂,而洗滌污水和廁水中則富含大量的氮磷元素,容易引起水體富營(yíng)養(yǎng)化[1]。污水排水量較大的時(shí)間段在早晨和傍晚,夜間基本不產(chǎn)生污水排放。
農(nóng)村各種化學(xué)污染物的濃度較低,存在大量的畜禽養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)業(yè)。廢水中營(yíng)養(yǎng)成分較多,因此污水的可生化性較好。例如,定西市畜禽養(yǎng)殖每年產(chǎn)生糞污產(chǎn)量為1653.86萬(wàn)噸,其中897.94萬(wàn)噸為污水,液體污水通過(guò)建立逐級(jí)的沉淀以及氧化作用后用于還田,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后可以用于農(nóng)業(yè)灌溉以及水產(chǎn)養(yǎng)殖。
每個(gè)村落的地形結(jié)構(gòu)具有多樣性特點(diǎn),且村里的戶與戶之間距離遠(yuǎn),落差大,建設(shè)污水收集的管網(wǎng)有時(shí)候需要穿洞跨橋,高低落差大時(shí)還需要泵引。因此管網(wǎng)建設(shè)成本較大,一般是由政府出資進(jìn)行污水處理收集設(shè)施的建設(shè),要持續(xù)投入資金負(fù)責(zé)后續(xù)的設(shè)施管理運(yùn)行和維護(hù),才能保證農(nóng)村污水處理設(shè)施長(zhǎng)期穩(wěn)定有效的運(yùn)作。
隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展,出現(xiàn)了應(yīng)用生化、物化、生態(tài)等多種處理技術(shù)的廢污綜合處理系統(tǒng),如生物氧化處理、人造濕地、一體化膜生物反應(yīng)、微生物濾床等。農(nóng)村常用的污水處理的技術(shù)有如下幾種:
人造濕地是通過(guò)事先的規(guī)劃與設(shè)計(jì),利用水、植物以及微生物三者通過(guò)基質(zhì)固定進(jìn)行組合去模擬自然濕地的生態(tài)環(huán)境而形成的處理系統(tǒng),植物可以吸附污水中的氮磷以及部分重金屬元素,微生物可以通過(guò)硝化作用分解氨氮以及部分污水中的油脂。人造濕地處理污水的優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)成本以及后期的維護(hù)管理成本較低,適合財(cái)政緊張的地區(qū)采用。
生物氧化處理是使用生物膜的吸附和截留進(jìn)行污水治理的方法,生物膜安裝在池子里,通過(guò)曝氣提供微生物生存條件、使其可以附著在生物膜上,污水經(jīng)過(guò)生物膜后與微生物接觸進(jìn)行生化反應(yīng),達(dá)到處理污水的效果。該方法的污水處理能力較強(qiáng),但同時(shí)易受低溫環(huán)境影響。
一體化膜生物反應(yīng)是糅合了污泥法和膜分離兩種技術(shù),微生物由于生物膜的截留作用而停留在反應(yīng)器中進(jìn)行生化作用,而難降解的有機(jī)物大分子也會(huì)被膜過(guò)濾截留實(shí)現(xiàn)分離,使生物反應(yīng)器內(nèi)的污泥具有較高的濃度,從而達(dá)到高硝化能力,實(shí)現(xiàn)高效率的污水處理。缺點(diǎn)是建設(shè)和后期維護(hù)管理成本較高,操作過(guò)程需具備一定的專業(yè)能力。
地下滲濾復(fù)合技術(shù)是利用透水性好的碎石塊以及磚土等組成生物處理構(gòu)筑,再利用過(guò)濾膜、微生物協(xié)同處理污水,污水中的不溶性顆粒物被填充材料截留,而水溶性的化學(xué)污染物通過(guò)微生物生化作用以及生物膜的吸附效果去除。另外,地下滲濾復(fù)合技術(shù)還會(huì)增加預(yù)處理和深度處理的單元。污水首先通過(guò)沉淀厭氧的預(yù)處理,然后被散水管輸送至生物過(guò)濾池,最后再經(jīng)過(guò)地下的滲濾單元進(jìn)行深度處理最終出水。該技術(shù)的去污能力強(qiáng),能起到深層去污效果,但是對(duì)氮磷的消除作用不強(qiáng),因此可以搭配其他處理技術(shù)如人造濕地等進(jìn)行聯(lián)合處理。
土壤型微生物濾床技術(shù)是利用技術(shù)挑選和培養(yǎng)出具有高效除污能力的微生物,將這些功能性微生物與優(yōu)良高效的礦化填料融合,形成帶有大容量的陽(yáng)離子交換能力以及微生物親和性的填料——微生物復(fù)合體,將復(fù)合體嵌套在多床層結(jié)構(gòu)的生物濾床,可以搭建出高效的分別具有好氧、厭氧、兼氧層的微生物單元床層,使硝化反應(yīng)和反硝化過(guò)程同步進(jìn)行,可以最大限度地消除污水中的氮磷污染物[2]。
根據(jù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略要求,針對(duì)定西市農(nóng)村地形多樣化、農(nóng)村規(guī)模以及污水排放量存在的差異性、各村莊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況等,按照實(shí)際情況因地制宜、合理科學(xué)地制定農(nóng)村污水治理方案,需要考慮以下幾個(gè)因素。
3.1.1 運(yùn)營(yíng)維護(hù)簡(jiǎn)單定西市的農(nóng)村污水排放量較小,且水質(zhì)水量波動(dòng)較大,日處理量?jī)H幾十噸,所以僅需要小規(guī)模的污水治理設(shè)施,因此不能照搬市政污水處理的日處理量上萬(wàn)噸的污水處理廠的工藝。大型污水處理設(shè)施在農(nóng)村難以穩(wěn)定運(yùn)行且造成浪費(fèi),農(nóng)村污水處理設(shè)施的重點(diǎn)應(yīng)該放在方便日后維護(hù)以及長(zhǎng)久的運(yùn)行上。例如,定西市安定區(qū)目前擁有一座日供水500 t的再生水加水站,用于城區(qū)建筑施工用水、園林景觀綠化灌溉、道路清掃灑水以及市區(qū)生態(tài)景觀設(shè)施維護(hù)。通渭縣也啟動(dòng)了一項(xiàng)城區(qū)污水處理廠尾水利用工程,通過(guò)管道將尾水運(yùn)送至南山儲(chǔ)蓄池用于南山綠化,工程已完成主體建設(shè)。而其他縣及鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村地區(qū),也在響應(yīng)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,積極推進(jìn)污水的資源化利用,有序提升農(nóng)村生態(tài)環(huán)境發(fā)展質(zhì)量。
3.1.2 抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)農(nóng)村污水高峰期在早晚,水量和水質(zhì)日變化大,污物濃度瞬間峰值高,因此需要選擇抗負(fù)荷能力強(qiáng)的污水治理工藝進(jìn)行農(nóng)村污水的治理。傳統(tǒng)城市污水處理的活性污泥曝氣法在農(nóng)村污水治理中并不適用,較為合適的工藝有人造濕地、生物氧化處理、微生物濾床等技術(shù)。
3.1.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好目前,定西市到鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)別有121個(gè)行政村納入城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng),對(duì)另外107個(gè)搬遷安置行政村配套了完善的污水管網(wǎng)以及相應(yīng)人工濕地污水處理系統(tǒng)。如此龐大的污水治理系統(tǒng),面臨著后續(xù)維護(hù)和運(yùn)行的大量資金問(wèn)題。定西市的農(nóng)村財(cái)政較為薄弱,專項(xiàng)資金緊缺且收費(fèi)困難,因此要優(yōu)先建設(shè)成本低、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)成本低,同時(shí)輻射面廣,容易維護(hù)運(yùn)行、操作簡(jiǎn)單的污水治理系統(tǒng),由易到難、由淺入深、由點(diǎn)到面,在基本建設(shè)全市重要的農(nóng)村污水處理系統(tǒng)后再進(jìn)行深度查漏補(bǔ)缺。技術(shù)較為復(fù)雜、維護(hù)成本高的如超濾、反滲透處理技術(shù)不適宜使用在農(nóng)村污水治理,可以考慮人造濕地,生物氧化處理等方式。在隴西縣菜子鎮(zhèn)樺林村新建的小型污水處理站,維護(hù)比較簡(jiǎn)單且管理成本較小,一年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)在人民幣5萬(wàn)元左右,包括了管理人員的薪資,運(yùn)行的電費(fèi),以及設(shè)施維修費(fèi)用。
農(nóng)村污水的治理是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、需要投入大量資金進(jìn)行建設(shè)和維護(hù)的工程,鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府沒(méi)有足夠的資金去建設(shè)和維護(hù),可能會(huì)導(dǎo)致污水處理站最后成為一個(gè)擺設(shè)而沒(méi)有發(fā)揮實(shí)際作用。因此,一方面需要加大專項(xiàng)資金的投入,另一方面要積極進(jìn)行社會(huì)資本的合作模式,引導(dǎo)資本參與農(nóng)村污水治理,拓展渠道多管齊下從市場(chǎng)尋求融資。政府鼓勵(lì)引導(dǎo)市場(chǎng)的資本投入農(nóng)村生活污水治理,從單一政府主導(dǎo)向多元化投資融資、多方參與的轉(zhuǎn)變,發(fā)揮政府的撬動(dòng)作用,可以采取資本金注入、財(cái)政貼息、低價(jià)甚至無(wú)償提供設(shè)施原材料等方式支持農(nóng)村污水處理工程的建設(shè)。在制度方面,由于農(nóng)村污水處理設(shè)施一般會(huì)占用農(nóng)用地,因此政府可以適當(dāng)簡(jiǎn)化用地的審批程序并加快項(xiàng)目的審批時(shí)間,對(duì)農(nóng)村建設(shè)的基礎(chǔ)項(xiàng)目提供更多支持以吸引社會(huì)資金投入進(jìn)來(lái)??梢試L試鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府與社會(huì)資本聯(lián)合設(shè)立農(nóng)村發(fā)展基金,摸索推廣政府和社會(huì)資本的合作模式,以解決政府農(nóng)村建設(shè)專項(xiàng)資金緊缺的難題[3]。在引導(dǎo)資本參與農(nóng)村污水治理的同時(shí)不僅要重建設(shè),更要重維護(hù)和運(yùn)行,可以進(jìn)一步規(guī)劃污水處理設(shè)施的產(chǎn)權(quán)歸屬,探索第三方運(yùn)營(yíng)模式負(fù)責(zé)設(shè)施的維護(hù)和運(yùn)行,同時(shí)接受政府監(jiān)管,明確運(yùn)營(yíng)費(fèi)用來(lái)源,確保農(nóng)村污水處理設(shè)施能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,發(fā)揮治理效果[4]。
定西市政府積極推進(jìn)農(nóng)村生態(tài)建設(shè),因地制宜建成了大量農(nóng)村污水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村污水的集中或分散處理,促進(jìn)了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展。但是在項(xiàng)目的后續(xù)運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中存在資金不到位、設(shè)施疏于管理維護(hù)等問(wèn)題,需要在未來(lái)加大資金投入運(yùn)行,并積極探索第三方運(yùn)營(yíng)模式,確保農(nóng)村污水治理系統(tǒng)的良好穩(wěn)定運(yùn)行。