農(nóng)村水污染不僅嚴(yán)重影響和制約了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)民的增收和農(nóng)村的現(xiàn)代化進(jìn)程，而且對(duì)廣大農(nóng)村地區(qū)的人居環(huán)境，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展都產(chǎn)生了較大的消極影響，已經(jīng)成為新農(nóng)村建設(shè)的重要制約因素。
我國(guó)有19000多個(gè)建制鎮(zhèn)，60多萬(wàn)個(gè)行政村，250多萬(wàn)個(gè)自然村(統(tǒng)稱(chēng)為村鎮(zhèn))，其污水排放量約占我國(guó)生活污水總排放量的55%。村鎮(zhèn)污水來(lái)源分散，難于集中，只能通過(guò)建設(shè)小規(guī)模污水處理設(shè)施(日處理數(shù)噸至數(shù)千噸)就近處理。目前，我國(guó)村鎮(zhèn)生活污水處理率很低，已成為區(qū)域水環(huán)境的重要污染源。其主要原因除了經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡、村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)投入較少外，更重要的是現(xiàn)有分散污水處理工藝不符合中國(guó)國(guó)情，致使已建成的污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行率很低。
首先是總量不足， 影響到農(nóng)村污水治理的整體推進(jìn)速度。目前，我國(guó)農(nóng)村污水治理的投入主要來(lái)源于縣級(jí)政府財(cái)政，但長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)所實(shí)行的城鄉(xiāng)二元發(fā)展模式嚴(yán)重制約了縣域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展， 縣級(jí)公共財(cái)力不足， 農(nóng)村居民支付能力有限且缺乏為污水治理付費(fèi)的意愿， 致使農(nóng)村污水治理面臨投入不足、投資分散的尷尬局面， 農(nóng)村污水治理不能得到大面積開(kāi)展。
其次是資金供給的強(qiáng)度不足。農(nóng)村污水治理屬于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的范疇， 設(shè)施壽命應(yīng)能達(dá)到 30 年以上，由于客觀(guān)上受到資金供給總量的限制，主觀(guān)上收到?jīng)Q策者的錯(cuò)誤觀(guān)念導(dǎo)向， 我國(guó)當(dāng)前的農(nóng)村污水治理工程普遍存在片面追求不切實(shí)際的低成本的傾向， 部分工程預(yù)算資金不能及時(shí)到位或被任意截留， 不僅導(dǎo)致大量的半拉子工程和無(wú)效建設(shè)，同時(shí)也使得已投資建成的工程因運(yùn)行費(fèi)用不能落實(shí)使實(shí)施效果大打折扣。
再次是資金供給的可持續(xù)性較差。我國(guó)當(dāng)前的農(nóng)村污水治理投入大多依賴(lài)于領(lǐng)導(dǎo)的意志和突發(fā)性的環(huán)境事件， 缺乏制度性的、可持續(xù)性的安排，是制約農(nóng)村污水治理最主要的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題。這不僅導(dǎo)致所謂的 “重建設(shè)、 輕管理”、“重建設(shè)、 輕運(yùn)行” 的現(xiàn)象， 而且也使我國(guó)農(nóng)村污水治理管理能力和技術(shù)能力建設(shè)不能獲得良性的發(fā)展環(huán)境。
2016-2021年中國(guó)污水治理行業(yè)市場(chǎng)需求與投資咨詢(xún)報(bào)告表明，為了便于維護(hù)和降低污水處理廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)的人力成本，我國(guó)城市污水處理廠(chǎng)的規(guī)模往往很大(日處理數(shù)10萬(wàn)噸，甚至過(guò)百萬(wàn)噸)。而我國(guó)鎮(zhèn)級(jí)污水處理廠(chǎng)的日處理規(guī)模一般為數(shù)百?lài)嵵翑?shù)千噸，一座日處理2000噸的污水廠(chǎng)的運(yùn)行費(fèi)用約為100-150萬(wàn)元/年。經(jīng)驗(yàn)表明，如將這類(lèi)工藝用于村鎮(zhèn)污水處理，由于其運(yùn)行費(fèi)用高 、管理維護(hù)難度大，我國(guó)大部分村鎮(zhèn)將難以承受，會(huì)導(dǎo)致采用這類(lèi)技術(shù)建成的村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施普遍閑置。因此，目前我國(guó)村鎮(zhèn)污水處理中大量采用土地生態(tài)處理技術(shù)，其中以人工濕地應(yīng)用最廣。
人工濕地 是一種工程方案，利用地下人工介質(zhì)中棲息的植物、植物根系、微生物，以及填料介質(zhì)所具有的物理、化學(xué)特性，將污水凈化的技術(shù)工藝。我國(guó)現(xiàn)有的人工濕地污水處理系統(tǒng)以潛流式為主，由于沒(méi)有動(dòng)力曝氣，氧氣在水中的溶解度很低、擴(kuò)散速率小，主要依靠植物根系泌氧(≤3g/m2濕地)，供氧能力很差。國(guó)內(nèi)外大量研究和實(shí)踐證明，日處理1噸生活污水需濕地面積10m2以上。以人工濕地應(yīng)用案例較多的捷克為例，195個(gè)人工濕地的平均占地面積為5.1m2/PE(populationequivalent，人口當(dāng)量)。美國(guó)環(huán)保署則建議日處理1噸生活污水采用15m2—20m2人工濕地。然而，為了減少用地和降低投資，我國(guó)大部分現(xiàn)有人工濕地案例的用地僅為2m2—3m2/噸水?天，有的甚至更少。其后果是這些濕地系統(tǒng)僅可在運(yùn)行初期短暫正常運(yùn)行(除非實(shí)際污水量很小)，大部分系統(tǒng)因?yàn)檠鯕夤?yīng)不足、厭氧菌大量繁殖而變成黑臭污水潭。此外，人工濕地對(duì)磷的去除效果較差，在低溫條件下不能正常運(yùn)行甚至失效。
地下滲濾污水處理技術(shù)，又稱(chēng)為化糞池系統(tǒng)(Septictank systems)，因其突出的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境優(yōu)勢(shì)，是北美、澳洲等地污水分散處理的首選技術(shù)。然而，由于 設(shè)計(jì)欠佳、未考慮不同土壤類(lèi)型差異、缺少維護(hù) 等原因，部分地下滲濾系統(tǒng)處理效果較差;同時(shí)，由于非飽和帶中缺少碳源，從而抑制了反硝化脫氮，最終導(dǎo)致硝酸鹽滲入地下水，這被認(rèn)為是正常運(yùn)行的地下滲濾系統(tǒng)最為普遍的環(huán)境危害。此外，傳統(tǒng)地下滲濾技術(shù)用地面積很大(>20m?/噸水?天)，難以在我國(guó)推廣應(yīng)用。為了減少用地面積，人們采用人工土填料代替原生土壤，使日處理1噸污水的占地面積減少到10—15m?。即使這樣，其占地面積仍然很大，并且還增加了工程建設(shè)成本。
穩(wěn)定塘技術(shù) 是由若干自然或人工挖掘的池塘組成，通過(guò)菌藻、水生生物等綜合作用而實(shí)現(xiàn)污水凈化的目的，其具有 基建投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生污泥 等優(yōu)點(diǎn)，但傳統(tǒng)穩(wěn)定塘 占地面積大、受氣候影響大，出水水質(zhì)一般也不能達(dá)到較嚴(yán)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。
生物接觸氧化法 在我國(guó)部分地區(qū)應(yīng)用較多，兼有活性污泥法及生物膜法的特點(diǎn)，該法在池內(nèi)設(shè)置填料，進(jìn)行淹水曝氣，污水與填料表面的生物膜充分接觸，使污水得到凈化。生物接觸氧化法 占地面積小，但能耗較高、管理維護(hù)復(fù)雜、對(duì)總氮和總磷去除效果較差。
“非爾脫”(FILTER)污水處理系統(tǒng) 源自澳大利亞，是一種“過(guò)濾、土地處理與暗管排水相結(jié)合的污水處理與再利用系統(tǒng)。其原理類(lèi)似于種植農(nóng)作物的垂直流人工濕地，由于以 土壤做濾料，水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)生活污水的處理效果好，適用于土地資源豐富、可以輪作休耕的地區(qū)。該系統(tǒng) 受氣候和作物生長(zhǎng)季節(jié)限制，水力負(fù)荷低、用地面積大，此外還需修建控制排水量的泵站，成本較高。為了克服單一技術(shù)的不足，有些采用組合工藝處理農(nóng)村生活污水。例如生物接觸氧化+人工濕地、厭氧處理+人工濕地等，組合工藝能夠獲得更好的處理效果，但是建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用往往更高，使其在我國(guó)推廣受限。
由于我國(guó)土地資源珍貴、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)(村鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)承受能力更小)、缺少小規(guī)模污水處理設(shè)施的運(yùn)行保障機(jī)制、氣候條件的地域性和季節(jié)性變化大，上述技術(shù)均不能滿(mǎn)足國(guó)情要求，在我國(guó)適用性差。因此，亟需研發(fā)和推廣 占地面積小、投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、管理維護(hù)簡(jiǎn)便、處理效果好的小規(guī)模污水處理技術(shù)。
隨著農(nóng)村生活水平的提高，農(nóng)戶(hù)水沖式廁所和生活洗滌用水大量增加，不少村莊的污水因?yàn)闆](méi)有收集處理設(shè)施只能就地排放。隨意流淌的污水中含有氮磷、有機(jī)類(lèi)污染物，不僅污染了農(nóng)民的居住環(huán)境、村容村貌，還破壞了農(nóng)業(yè)、農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境。
在人類(lèi)發(fā)展進(jìn)程中，污水處理需求伴隨著城市的誕生而產(chǎn)生，在百年來(lái)的發(fā)展變革中，污水處理技術(shù)對(duì)改善人居環(huán)境，推動(dòng)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響。在新形勢(shì)下，面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染問(wèn)題，探索創(chuàng)新改進(jìn)技術(shù)方法是必經(jīng)之路。
城市發(fā)展中，形成了集中式污水處理模式，但污水集中處理強(qiáng)烈依賴(lài)于排水收集管網(wǎng)系統(tǒng)，且投資大運(yùn)行成本高，對(duì)于大部分小城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)并不適合，故此分散式處理在農(nóng)村污水處理中被推崇。不少業(yè)內(nèi)專(zhuān)家指出，農(nóng)村污水處理要與低碳、循環(huán)、增產(chǎn)、生態(tài)要求相融合，以分散式處理為基礎(chǔ);要更新轉(zhuǎn)變理念，創(chuàng)新建設(shè)模式。
2016-2021年中國(guó)污水治理行業(yè)市場(chǎng)需求與投資咨詢(xún)報(bào)告表明，就城市與農(nóng)村來(lái)講，因具體情況不同，針對(duì)污水處理路線(xiàn)不明、糞尿污水對(duì)污水處理設(shè)施造成較大負(fù)荷、運(yùn)行成本較高且對(duì)人員值守操作存在要求等難題，農(nóng)村污水處理不能照抄照搬城市集中處理模式，對(duì)此，分散式處理在農(nóng)村污水處理中被推崇。
城市發(fā)展中，形成了集中式污水處理模式，但污水集中處理強(qiáng)烈依賴(lài)于排水收集管網(wǎng)系統(tǒng)，且投資大運(yùn)行成本高，對(duì)于大部分小城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)并不適合。
我國(guó)村莊多且分散，污水排放波動(dòng)性大、產(chǎn)生源分散，故而不能照搬城市污水集中處理的老套路，為此，不少學(xué)者和業(yè)內(nèi)人士反思集中式污水處理這種末端處理在回收污水中資源與能源方面存在的不足，繼而將研發(fā)和應(yīng)用的方向轉(zhuǎn)向?qū)U水的就地處理、源頭控制、就地回用，各種分散式處理技術(shù)及小型化設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。
不少業(yè)內(nèi)專(zhuān)家指出，農(nóng)村污水處理要與低碳、循環(huán)、增產(chǎn)、生態(tài)要求相融合，以分散式處理為基礎(chǔ);要更新轉(zhuǎn)變理念，創(chuàng)新建設(shè)模式。
對(duì)此，不少環(huán)境企業(yè)針對(duì)我國(guó)農(nóng)村實(shí)際情況，設(shè)計(jì)研發(fā)了多項(xiàng)適用于分散式處理的工藝及設(shè)備，諸如小編發(fā)現(xiàn)微水會(huì)嘉賓均有詳細(xì)分享的集預(yù)處理、二級(jí)處理與深度處理于一體的小型污水凈化設(shè)備，集就地處理與景觀(guān)打造為一體的鄉(xiāng)鎮(zhèn)處理技術(shù)等。
200年前，為改善供水沖水馬桶出現(xiàn)，隨即有了管網(wǎng)建設(shè)并混合排入下水道，繼而城市污水廠(chǎng)出現(xiàn)，但因受納了黑水和黃水，脫氮除磷提標(biāo)難度大，大量消耗能源并浪費(fèi)了農(nóng)業(yè)需要的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物，至今因抽水馬桶、管網(wǎng)系統(tǒng)的改造困難，難以改變現(xiàn)狀。這種復(fù)制于發(fā)達(dá)國(guó)家早期城市化“常規(guī)模式”帶來(lái)的弊端，引起了業(yè)界思考，上世紀(jì)90年代歐洲首先開(kāi)始反思并探索，源分離、生態(tài)排水、以資源回收為導(dǎo)向的排污衛(wèi)生系統(tǒng)等新概念出現(xiàn)。
對(duì)于我國(guó)的水環(huán)境問(wèn)題，一些專(zhuān)家觀(guān)點(diǎn)：
環(huán)保部部長(zhǎng)陳吉寧的觀(guān)點(diǎn)：
“水大規(guī)模進(jìn)入城市之后，以水做介質(zhì)，不僅是飲用、使用，還把水作為傳輸工具，把污染物帶出去。氮和磷是在農(nóng)田里面通過(guò)植物把它帶到城市里面，人排泄之后還有相當(dāng)一部分進(jìn)入到環(huán)境中。從上百年的歷史看，這是一個(gè)非常非常大的問(wèn)題?！?
“我國(guó)在解決資源環(huán)境問(wèn)題的同時(shí)，必須考慮，不能以高代價(jià)的方式來(lái)解決自身的資源環(huán)境問(wèn)題，否則的話(huà)是不可持續(xù)的。我國(guó)今天的模式基本上是復(fù)制歐洲和美國(guó)的方式來(lái)解決水的問(wèn)題、環(huán)境的問(wèn)題等等。問(wèn)題是，這種模式是不是可持續(xù)的?可不可行?能不能解決我們的問(wèn)題?”
“源分離…這個(gè)變革是非常革命性的，這會(huì)取代我們30年到50年以后的設(shè)施?！?
國(guó)務(wù)院參事，原住建部副部長(zhǎng)仇保興指出，城市農(nóng)村是夫妻，任何東西來(lái)自土地、回到土地，這是一種原始形態(tài)，盡管時(shí)間超過(guò)5萬(wàn)年，中國(guó)農(nóng)耕文明歷史最歷久，但是整個(gè)農(nóng)耕文明對(duì)地球沒(méi)有多大的變化。新型城鎮(zhèn)化要遵循生態(tài)文明的發(fā)展規(guī)律去探索、去實(shí)踐，生態(tài)文明是小型的，分散的，分布式的，充滿(mǎn)彈性的，與自然和諧相處的文明。
“世界銀行給我國(guó)開(kāi)出的藥方往往是建立大規(guī)模的集中式污水處理廠(chǎng)，用管網(wǎng)把所有的污水輸送到幾十公里外的大型污水處理廠(chǎng)中，再將尾水排入江河湖海。然而事實(shí)上，如果每個(gè)社區(qū)單元都采取污水就地收集、處理、就地回用的做法，城市的污水處理成本就會(huì)大大降低。”
故應(yīng)在我國(guó)現(xiàn)有的城市集中處理設(shè)施基本建設(shè)的基礎(chǔ)上，再采用分散式的循環(huán)降解辦法來(lái)拾遺補(bǔ)缺，優(yōu)化系統(tǒng)的整體可靠性。
現(xiàn)今急需解決的問(wèn)題是發(fā)展綠色建筑，倡導(dǎo)黑水和灰水分離。
所謂分散式想必大家并不陌生，那么出現(xiàn)的源分離具體是什么呢?其是采用在源頭對(duì)污水進(jìn)行分別的方式收集和處理污水，該方式有利于將氮、磷元素進(jìn)行徹底的回收，同時(shí)緩解污水末端處理過(guò)程中產(chǎn)生的運(yùn)輸以及生產(chǎn)化肥產(chǎn)生的能源消耗、污染排放等問(wèn)題。
北京建筑大學(xué)郝曉地教授有談及過(guò)污水處理最終要回歸原生態(tài)，進(jìn)行糞尿返田;萬(wàn)若環(huán)境董事長(zhǎng)張健認(rèn)為，“如果人的糞尿不再進(jìn)入下水道，而是返回到田地里，作為生態(tài)農(nóng)業(yè)的支撐;糞尿輸送不再進(jìn)入污水管網(wǎng)，而是就地處理，碳排放將大為降低?！?
隨著我國(guó)環(huán)保壓力加大，鞭策環(huán)保工作者在理念和技術(shù)上升級(jí)，在總結(jié)發(fā)達(dá)國(guó)家治水得失的基礎(chǔ)上尋找更加有效和經(jīng)濟(jì)性的可持續(xù)方式。那么，構(gòu)建資源型排水系統(tǒng)，采用源分離實(shí)現(xiàn)水文循環(huán)恢復(fù)、能源利用、農(nóng)業(yè)營(yíng)養(yǎng)物循環(huán)，和經(jīng)濟(jì)性;做到農(nóng)村污水處理過(guò)程中的資源和能源回收，以解決農(nóng)村排水問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村建設(shè);進(jìn)行一場(chǎng)顛覆性革命，構(gòu)建低碳微循環(huán)和資源回收的水處理模式是大勢(shì)所趨。
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