實(shí)測數(shù)據(jù):人口密集地區(qū)農(nóng)村污水治理關(guān)鍵問題
全康環(huán)保:導(dǎo) 讀:農(nóng)村生活污水收集治理是解決農(nóng)村地區(qū)環(huán)境問題的重要舉措,人口密集地區(qū)污水治理情況尤為復(fù)雜。針對江蘇在農(nóng)村生活污水治理進(jìn)程中遇到的若干問題,深入剖析問題產(chǎn)生原因,在此基礎(chǔ)上,提出當(dāng)前人口密集地區(qū)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注農(nóng)村生活污水的“最后10 m”,并從縣(市、區(qū))域?qū)用嫒P統(tǒng)籌思考農(nóng)村生活污水治理模式、處理方式及指標(biāo)確定等若干技術(shù)問題。
1 背景情況
中國農(nóng)村人口基數(shù)大,農(nóng)村污水排放量占比越來越高,但農(nóng)村污水處理率僅22%。江蘇省城鄉(xiāng)人口密集,城鎮(zhèn)與鄉(xiāng)村邊界模糊,2017年承載量為778人/km2,城鎮(zhèn)化率68.8%。江蘇省水生態(tài)環(huán)境敏感,水環(huán)境容量低,對生活污水的處理要求高。雖然江蘇省農(nóng)村污水治理經(jīng)歷了“村莊環(huán)境整治行動”“環(huán)境改善提升”等10余年的努力,先后出臺《江蘇省村莊生活污水治理專項(xiàng)規(guī)劃編制大綱》《江蘇省村莊生活污水治理適宜技術(shù)及建設(shè)指南》等系列文件,探索了常熟模式、丹陽模式等治理模式,但在污水治理的規(guī)劃設(shè)計(jì)、收集方式、設(shè)施建設(shè)及維護(hù)方面仍存在一定問題,農(nóng)村河道水環(huán)境并未顯著改善。
在人口密集地區(qū),水質(zhì)、水量及區(qū)域環(huán)境均是影響農(nóng)村生活污水治理的關(guān)鍵。水質(zhì)方面,鄉(xiāng)村生活污水由洗滌用水和廚房用水組成,水質(zhì)構(gòu)成單一、波動幅度小,COD和BOD5范圍一般在350~770 mg/L和200~400 mg/L,可生化性良好,SS、TP、TN、pH等指標(biāo)與城市生活污水差別較小。但江蘇省農(nóng)村土地利用情況復(fù)雜,存在一定的“散亂污”企業(yè),一旦生活污水混入村莊周邊工業(yè)污水,則情況異常復(fù)雜;水量方面,人口密集地區(qū)污水產(chǎn)生量大,必須進(jìn)行一定程度的處理,但對于單一村莊而言,農(nóng)村污水產(chǎn)生量極不均勻,如蘇北村莊老年人口過多,日常產(chǎn)生水量少,但逢年過節(jié)產(chǎn)生水量驟增,而水量負(fù)荷的變化影響污水處理設(shè)施的運(yùn)行;區(qū)域環(huán)境因素方面,人口密集地區(qū)城鎮(zhèn)體系相對完善,村鎮(zhèn)聯(lián)系緊密,自然因素、建設(shè)因素、經(jīng)濟(jì)因素等區(qū)域因素均影響著農(nóng)村生活污水治理。本文以江蘇省為例,在抽樣分析污水處理設(shè)施運(yùn)行現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,找出目前污水治理推進(jìn)過程中存在的問題,深入剖析問題產(chǎn)生的原因,總結(jié)人口密集地區(qū)農(nóng)村生活污水治理模式,找出完善農(nóng)村生活污水治理的關(guān)鍵切入點(diǎn),探討污水收集、處理方式方法等技術(shù)問題,為人口密集地區(qū)農(nóng)村生活污水處理工作提供參考。
2 治理概況及存在問題
2.1 污水收集管網(wǎng)的“最后10 m”欠缺關(guān)注
農(nóng)村生活污水治理工程從源頭收集至末端處理可分為三個(gè)系統(tǒng)層次,首先為居民戶內(nèi)至戶外接入口約10 m的污水源頭產(chǎn)生系統(tǒng),其次為村內(nèi)管道至污水處理終端的主干管收集系統(tǒng),最后為污水處理終端系統(tǒng)。目前農(nóng)村生活污水治理主要精力投入在村內(nèi)主干管收集系統(tǒng)及污水處理終端系統(tǒng),僅最后剩下10 m的源頭的產(chǎn)生系統(tǒng)關(guān)注度最低,且大部分污水處理終端系統(tǒng)注重建設(shè)而忽視運(yùn)行,源頭產(chǎn)生系統(tǒng)及處理終端系統(tǒng)是目前農(nóng)村生活污水治理的薄弱環(huán)節(jié)。
抽樣調(diào)查可代表江蘇省蘇南、蘇中、蘇北的A市、B縣、C區(qū)三地農(nóng)村生活污水治理情況( 江蘇省住房與城鄉(xiāng)建設(shè)廳曾于2018年對江蘇全省農(nóng)村生活污水治理情況進(jìn)行全面調(diào)查)。從調(diào)查數(shù)據(jù)來看,在已經(jīng)實(shí)施污水治理的村莊中(A市300個(gè),B縣24個(gè),C區(qū)20個(gè)),全部建設(shè)了村內(nèi)主干管網(wǎng)收集系統(tǒng),但很少關(guān)注戶內(nèi)源頭收集系統(tǒng),源頭收集系統(tǒng)主要為收集“四支水”,即村民戶內(nèi)化糞池、廚房、淋浴及洗衣機(jī)4個(gè)不同路徑產(chǎn)生的污水。A市“四支水”收水百分比情況依次為100%、30%、50%、50%,已實(shí)施農(nóng)村生活污水收集處理的村莊中,有23.6%存在污水散排情況。B縣“四支水”收水百分比依次為100%、18%、32%、30%,已實(shí)施農(nóng)村生活污水收集處理的村莊中,有31??8%存在污水散排情況。C區(qū)“四支水”接收百分比情況依次為100%、15%、21%、18%,已實(shí)施農(nóng)村生活污水收集處理的村莊中,有66.7%存在污水散排情況。廚房、淋浴及洗衣機(jī)產(chǎn)生的污水未應(yīng)收盡收,從居民戶外接入口至衛(wèi)生器具的“最后10 m”需重點(diǎn)關(guān)注(見圖1)。
2.2 處理工藝仍需進(jìn)一步科學(xué)選擇
在調(diào)查的蘇南已實(shí)施污水治理的村莊中,接至城鎮(zhèn)污水處理廠的村莊有269個(gè),采用獨(dú)立設(shè)施自行處理的村莊有31個(gè),處理工藝均為AO法(見圖2)。太湖流域水環(huán)境承載力低,對尾水排放要求嚴(yán)格,AO不能有效滿足蘇南地區(qū)污水處理要求,農(nóng)村生活污水處理實(shí)踐中AO工藝整體運(yùn)行不理想,出水水質(zhì)波動性大。
蘇中地區(qū)采用的污水處理工藝多樣,主要有AO工藝、一體化生物轉(zhuǎn)盤工藝、厭氧+人工濕地工藝、復(fù)合生物濾池+人工濕地工藝及膜生物反應(yīng)器工藝,種類偏多,不便于統(tǒng)一維護(hù)管理;蘇中地區(qū)水量波動較大,需選擇抗負(fù)荷沖擊較強(qiáng)的工藝,一體化生物轉(zhuǎn)盤工藝抗水量負(fù)荷沖擊能力弱、能耗大,運(yùn)行效果不佳,不適用于蘇中地區(qū)農(nóng)村生活污水的處理。
從蘇北地區(qū)農(nóng)村生活污水處理工藝來看,處理工藝主要采用AO及膜生物反應(yīng)器工藝,膜生物反應(yīng)器工藝運(yùn)行及維護(hù)成本均較高,不適合大范圍的推廣使用。
2.3 終端處理設(shè)施缺乏維護(hù),管道施工水平不佳
農(nóng)村生活污水處理設(shè)施往往建設(shè)易,維護(hù)難,據(jù)抽樣資料,A市31個(gè)獨(dú)立設(shè)施中有28個(gè)未正常運(yùn)行,B縣24個(gè)獨(dú)立設(shè)施中23個(gè)未正常運(yùn)行,C區(qū)19個(gè)獨(dú)立設(shè)施均未正常運(yùn)行,污水處理設(shè)施淪為“曬太陽工程”。農(nóng)村生活污水處理設(shè)施缺乏長效運(yùn)行管理的人才隊(duì)伍,缺乏運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn),且農(nóng)村管道施工質(zhì)量差,施工隊(duì)伍能力有限,不按設(shè)計(jì)圖紙或不規(guī)范施工時(shí)有發(fā)生,造成污水大量漏損、入滲土壤,導(dǎo)致大批設(shè)備停滯運(yùn)行(見圖3)。
2.4 規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)更注重實(shí)用
規(guī)劃層面,污水處理設(shè)施規(guī)模預(yù)測是設(shè)施規(guī)劃建設(shè)的重要前提,目前大部分規(guī)劃在供水、污水設(shè)施規(guī)模預(yù)測過分追求所謂“高標(biāo)準(zhǔn)”,如設(shè)施規(guī)模設(shè)計(jì)套用城鎮(zhèn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)指標(biāo),《鎮(zhèn)(鄉(xiāng))村供水工程規(guī)劃規(guī)范》(CJJ/T 246-2016)中江蘇省人均綜合用水量為100~260 L/(人?d),該指標(biāo)跨度大,大部分規(guī)劃設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)污水收集處理設(shè)施時(shí)都會考慮人口密集地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高,故在規(guī)劃過程中在指標(biāo)選取時(shí)通常會選擇偏大的區(qū)間。根據(jù)蘇南、蘇北、蘇中村莊抽樣調(diào)查實(shí)際污水排放量數(shù)據(jù)顯示,蘇南地區(qū)污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)模是生活污水實(shí)際排放量的1.5~2倍,而蘇中、蘇北地區(qū)已達(dá)到2.5~3.5倍。若再遇到鄉(xiāng)村空心化嚴(yán)重,常住人口遠(yuǎn)低于戶籍人口的鄉(xiāng)村,易造成設(shè)施長期低負(fù)荷運(yùn)行,利用率低,形成浪費(fèi)。
3 農(nóng)村生活污水治理若干問題探討
3.1 治理模式探討
人口密集地區(qū)農(nóng)村生活污水治理模式不能僅針對具體村莊開展個(gè)體研究,必須從縣(市、區(qū))域?qū)用娼y(tǒng)籌考慮,建議從改善縣(市、區(qū))域鄉(xiāng)村水生態(tài)基底及統(tǒng)籌規(guī)劃、建設(shè)、管理兩方便合理確定農(nóng)村生活污水治理模式。
農(nóng)村水環(huán)境的改善是區(qū)域性問題。農(nóng)村生活污水治理多年但農(nóng)村水環(huán)境改善效果甚微,其原因是區(qū)域水力條件的改變。人口密集地區(qū)多為平原河網(wǎng),區(qū)域?qū)用嫠畡恿l件差,鎮(zhèn)級以下河流的流動性較差,農(nóng)村生活生產(chǎn)帶來的污染源入河而無法進(jìn)行削減,形如“進(jìn)多出少”的黑箱模型,加劇了農(nóng)村黑臭水體的發(fā)生。區(qū)域水力條件對鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生根本影響,必須進(jìn)行縣(市、區(qū))域?qū)用娴膮^(qū)域聯(lián)動,可在編制縣域鄉(xiāng)村相關(guān)規(guī)劃中考慮解決鄉(xiāng)村“死氣沉沉”的水系問題,在縣域?qū)用娴乃?、基礎(chǔ)設(shè)施專項(xiàng)規(guī)劃中,首先應(yīng)理順鄉(xiāng)村水系與外部鎮(zhèn)級及以上水系的關(guān)系,充分考慮補(bǔ)水活水條件,探索生態(tài)引調(diào)水的可能性,呈現(xiàn)鄉(xiāng)村“河是活的,水是清的”生態(tài)基底。
農(nóng)村生活污水治理是系統(tǒng)性問題。在規(guī)劃階段,應(yīng)進(jìn)行縣(市、區(qū))域農(nóng)村生活污水統(tǒng)籌規(guī)劃,確定適宜的處理方式、處理工藝等。在建設(shè)階段,應(yīng)繼續(xù)鼓勵(lì)從工程方案設(shè)計(jì)至工程正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一體化“丹陽模式”,其主要?jiǎng)?chuàng)新亮點(diǎn)為:建設(shè)中注重方案、嚴(yán)控質(zhì)量,工程設(shè)計(jì)需多方簽字確認(rèn),注重污水檢查井、化糞池、油污分離池、管道等施工質(zhì)量。重視運(yùn)維、付費(fèi)運(yùn)維,建設(shè)期3年,運(yùn)維期20年,保證正常運(yùn)行。嚴(yán)格監(jiān)管,實(shí)施建設(shè)過程中的現(xiàn)場隨機(jī)抽檢、污水處理設(shè)施的出水水質(zhì)及使用壽命監(jiān)管、長效運(yùn)行監(jiān)管等措施。只有把分散的鄉(xiāng)村服務(wù)產(chǎn)品進(jìn)行“集聚”才更有吸引力,地方將全域村莊進(jìn)行統(tǒng)一“打包”,吸引品牌企業(yè)采用設(shè)計(jì)施工一體化(EPC)、設(shè)計(jì)施工一體化與運(yùn)行維護(hù)(EPC+O)等模式進(jìn)行建設(shè),形成15~20年的長期合作伙伴關(guān)系。
3.2 解決“最后10 m”
針對抽樣調(diào)查的農(nóng)村化糞池、廚房、淋浴及洗衣機(jī)“四支水”收集率較低問題,在現(xiàn)階段江蘇農(nóng)村生活污水治理進(jìn)程中應(yīng)更關(guān)注收集系統(tǒng)盲區(qū)的“最后10 m”。居民戶內(nèi),建議可采用“自購+補(bǔ)貼”的形式鼓勵(lì)引導(dǎo)居民完善戶內(nèi)的洗菜、盥洗等洗滌衛(wèi)生器具,對“四支水”應(yīng)收盡收,形成有效的戶內(nèi)收集系統(tǒng),補(bǔ)齊村莊生活污水收集方面的短板。
3.3 收集、處理方式探討
3.3.1 影響因素
影響農(nóng)村生活污水收集處理方式的因素主要有自然因素、建設(shè)因素及經(jīng)濟(jì)因素。自然因素主要為地形地勢、地區(qū)環(huán)境敏感程度、水系特征等;人為因素主要為人類改造自然而建設(shè)的因素,主要包含城鎮(zhèn)管網(wǎng)建設(shè)、道路及污水處理設(shè)施建設(shè)規(guī)模等;經(jīng)濟(jì)因素主要為污水收集處理系統(tǒng)建設(shè)及維護(hù)的資金情況(見表1)。