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        國內外農村污水處理設施建設運營現狀與思考

        更新時間:2022-03-15 09:34:35

        0 引言?

        隨著農村建設事業的蓬勃發展, 農村環境污染 形勢日益嚴峻, 有效解決農村環境污染問題已經成 為十分迫切的工作任務。當前,在社會主義新農村建 設中,農村生活污水治理還處于摸索階段,這已經成 為制約新農村可持續發展的重要瓶頸之一。 由于農 村地區經濟落后,技術管理水平相對較低,因此不適 宜直接套用城市污水治理模式。 盡管新農村污水處 理示范工程已經在上海、北京、江蘇、山東等省市一 些比較發達的農村地區進行了建設, 并取得了顯著 的成績,但仍存在污水收集處理設施覆蓋率低,建設資金不足和運營管理困難等問題亟待解決。因此,總 結國內農村污水處理設施現狀和發展瓶頸, 借鑒國 外農村污水處理經驗教訓,提出解決問題的對策,對 推動國內農村污水處理設施發展很有必要。

        1 國內農村污水處理現狀

        目前, 國內農村污水設施建設及運營維護屬于 普遍性難題。公開報告顯示,北京市農村污水處理設 施存在普遍閑置、停運等情況[1],分析原因發現,工藝 技術路線不合理是造成閑置的主要原因: 機械地采 用集中處理工藝, 盲目追求高標準的再生水水質指 標,廣泛采用成本較高的 MBR 等工藝設備,敷設超 長的污水管道系統,專業維護管理力量缺乏等等。

        浙江省從 2003 年開始結合“千村示范、萬村整 治”推廣農村污水處理工程,到 2010 年底,全省開展 生活污水治理的行政村覆蓋率達 45%。 從推廣情況 看,雖然浙江農村生活污水的治理已取得很大進展,但依然存在一些問題與不足[2-4]。 浙江農村污水處理 工程的建設成本 95%由政府承擔,其中,省級財政 負擔 5%,市和縣、鄉鎮級政府負擔 90%以上,運營 費用同樣全部由地方政府承擔, 由于地方政府承擔 了過度的責任,很難實現長效持續的發展。主要表現 在:①易示范、難推廣,易建設、難運營;②無法形成 有效激勵,長期效果難以保證。

        江蘇農村污水設施也面臨一系列瓶頸, 蘇南已 建的 99 個農村生活污水處理設施中,普遍存在以下 問題: ①農村污水處理設施的污水處理設計標準明 顯過高, 太湖流域的農村生活污水實際產生量小于 150 L/(戶·d),造成處理設施的設計污水量遠高于實 際產生量,導致部分處理項目投資浪費現象嚴重;② 設施的建設費用過高,處理效果欠佳,且部分裝置未 全面接入農戶生活污水,無法持續正常運轉;③農戶 對農村生活污水處理缺乏理解與支持[5-8]。

        綜合全國其他省市,如山東省[9]、遼寧省[10]、云南 省[11]、湖北省[12]、河南省[13]等地的農村污水設施建設 和運營情況,可以得出以下結論:目前全國各地農村 污水設施普遍面臨區域發展不平衡、資金投入不足、 設備設置不合理、管理力量缺乏、監督機制不完善等 問題,嚴重制約了農村污水處理事業的發展。具體表 現為: ①農村污水排放量的增加與農村污水處理設 施建設相對滯后之間的矛盾。隨著農村經濟發展,農 村生活用水量急劇增加, 生活污水的排放量也與日 俱增, 而農村地區現有的污水處理設施建設還不夠 完善, 農村污水設施的處理能力遠遠達不到污水排 放量要求; ②農村相對分散的布局與污水集中處理 之間的矛盾。 受到地理位置、 村落布局等因素的制 約,污水收集管網缺失,類似城市污水的集中式規模 處理在農村地區具有很大的不適應性; ③管理人員 缺乏與專業化運營維護之間的矛盾。相比于城市,農 村地區經濟發展水平相對較低,經濟承受能力較差, 從而導致專業管理人員缺乏, 污水處理設施的運營 管理困難,處理效率低;④資金投入不足與建設運營 支出的矛盾。 當前不少農村地區自來水費收繳困難 且標準較低,污水處理費缺口大,加上街鎮一級政府 財力有限,農村污水處理設施建設投入不足,長期穩 定運營缺少持續財力支持。

        2 國外農村污水處理設施建設情況?

        2.1 美國

        早在 20 世紀 50 年代, 美國農村就開展了分散式污水處理系統的建設實踐, 經過長期的發展已經 形成了比較完善的農村生活污水治理體系[14-15]。 目 前,美國 25%的居民家庭采用了該系統,污水處理 量約占美國廢水總量的 10%,為美國農村水污染治 理和水環境質量改善發揮了重要作用。 生活污水主 要采用以土地處理為主的處理工藝或以生化、 過濾 為主的處理工藝,其中,土地緊張地區主要采用土地 處理與生化或過濾相結合的工藝。同時,為了加強對 分散式污水處理系統的運維管理, 有效指導各州和 地方開展分散式污水治理,2003 年美國環保局發布 了《分散式污水處理系統管理指南》,提出了 5 種運 行模式:業主自主模式,維護合同模式,運行許可模 式,集中運行模式,集中運營模式。 上述 5 種運營維 護模式根據項目所在地區的環境敏感度, 逐步增加 管理內容和提高管理程度, 并由政府根據不同模式 提供相應的配套資金和管理計劃。美國城鄉差別小, 農村污水治理的水平比較高, 但存在的問題也很明 顯[16],包括:①分散污水治理過度地依賴傳統的土地 系統,存在地下水污染風險;②業主自主管理缺乏專 業知識,不能做到防患于未然。

        2.2 韓國?

        韓國政府在農村水污染控制中發揮著主導作用 并且是投資的主體,韓國政府根據水環境保護要求, 逐步推進該項工作[17]。 針對農村所在地的水環境保 護重要程度, 將新建農村排水系統的順序標準劃分 為 5 個等級, 將改造已有農村下水道的順序標準劃 分為 8 個等級,并依此制定相應的建設計劃。在污水 處理工藝方面,針對農村污水水質特點和水量,韓國 農村地區選擇了多樣的污水處理工藝, 按采用數量 多少排序分別為:生物法、高效組合工藝、深度處 理工藝、SBR 法、A/O 法和土地處理工藝,其中,生物 膜法以及以其為核心的高效組合工藝是韓國農村污 水處理工藝中的最常用工藝, 時下韓國比較流行一 種自然與生態相結合的 NEWS 處 理 工 藝(Natural and Ecological Wastewater treatment System), 化 糞 池-厭氧生物濾池-上下流人工濕地組合工藝對 N, P,COD 去除率在夏、冬 2 季分別可以達到 45.94%, 48.65%,98.47%和 27.93%,23.78%,86.45%,該工藝 運行效果好,維護簡單,被認為是一種行之有效的農 村污水處理工藝[18]。 在建設方面,韓國政府是農村污 水設施最主要的財政支持者,在運維管理方面,則致 力于建立完善的民間專業組織, 同時加強和引導群 眾參與的積極性。 韓國在農村污水設施方面也有不少教訓[19]:由于設施選擇沒有因地制宜,專業管理人 員配備無法滿足需要, 韓國的多數日處理規模小于 50 m3 的污水處理設施,水處理達標率較低。

        2.3 日本

        日本高度重視農村污水處理工作, 在許多中小 城市及農村地區,由于污水收集管道不健全,這些地 區并沒有引進集中式污水處理系統, 而是采用了低 成本、高效率、分散式的污水凈化槽和農村集落排水 設施。為了有效指導農村污水設施建造和運行,日本 政府專門頒布了《凈化槽法》,建設省還專門公布了 有關凈化槽的構造標準(1292 號公告),根據該標準, 可以根據處理人數、處理水質、處理效率選擇標準處 理工藝, 這大大推動了農村污水處理設施的低成本 化研究與開發[20]。 日本農村污水治理由行政機關、用 戶以及行業污水治理中介服務機構共同參與完成。 作為第三方的行業中介服務機構在農村污水設施運 營方面擔任很重要的角色,但要求亦相當嚴格,如行 業機構需取得相應的資質, 從業人員需獲取相應的 專業證書等。 日本在農村污水處理方面也有很深刻 的教訓[21-22]:農村污水治理早期以單獨糞便污水為處 理對象、以化糞池處理為主,后期污水合并處理工作 并不順利,由于改造費用中家庭負擔部分過重,占總 費用的 60%,導致改造工程進展緩慢,這也從側面 表明如果僅僅為了保護外部環境, 個人和家庭支付 改造費用的意愿很有限。

        2.4 歐盟部分國家?

        在農村污水處理方面, 歐盟部分國家如意大利 則主要以集中式污水處理為主[23],意大利基礎設施 完善, 政府依靠良好的公路網絡體系在公路沿線鋪 設管道集中接納農村污水。 國家、大區、省政府和基 層政府分別負責國道、區道、省道和干線下的污水管 網建設和投資, 用戶承擔私有住宅到管網的支線建 設費用。 在運營維護方面,農村用戶僅需按 30%城 鎮居民污水處理費標準向政府支付污水處理費,對 不便接入排污管道的農村居民家庭通過建立家庭式 污水儲存與凈化池,并交由專業機構運營,保障農村 污水充分處理。

        3 主要思考和建議?

        從國外農村污水設施建設運營情況來看, 歐洲 等部分國家如意大利由于基礎設施比較完善, 建立 了依托公路網絡的農村污水收集處理系統, 實現了農村污水的集中處理;美國、韓國、日本部分農村分 散居住, 管網不健全, 則主要以分散式處理系統為 主。我國經濟社會總體還處在發展階段,考慮到建設 成本和后期運營維護費用, 建議結合不同農村地區 人口、用地、水環境等特征,按照因地制宜、經濟高效 的原則合理選取農村污水處理方式: ①對于距離街 鎮建成區較近的村莊, 可結合鄉村路網建設敷設短 距離污水收集管道,就近接入街鎮污水管網,將村莊 污水納入街鎮污水處理廠統一處理; ②對于村莊布 局規劃中近期將遷并的村莊, 可選擇分散式污水處 理方式作臨時過渡處理, 處理方式包括小型人工濕 地、家庭沼氣池、太陽能驅動污水處理裝置[24]等;③ 對于地形地貌規整、居住相對集中、用地較為緊張的 規劃保留村莊, 可結合農村環境整治工程同步完善 村莊道路污水收集管網, 建設村莊污水站等小型污 水處理設施進行集中處理;④對于地形地貌復雜、污 水不易集中收集的規劃保留村莊, 可結合生態有機 農業基地等項目建設, 強化人畜禽糞便的資源化利 用, 采用土地處理等相對分散的處理方式分散處理 污水。

        總結美國、韓國、日本、意大利等國家污水處理 模式及經驗教訓,可以看出,從宏觀層面確定農村污 水設施建設運營的法律地位, 對于農村污水處理事 業發展具有極大的推動作用。具體到國內,在污水處 理工藝選擇方面, 建議遴選一批低成本污水處理工 藝, 并由政府主導頒布適合該地區的農村污水處理 技術規范, 從工藝源頭規范污水廠建設。 在運維方 面,考慮到我國南北地理環境和氣候差異較大,建議 由地方政府部門有針對性地制定適合本地區實際的 污水處理設施運行管理指南,并根據工程規模、工藝 復雜性、項目所在地敏感程度等做好設施分類管理。 根據上述分類,分級引入志愿者、公益組織、市場化 運作公司等負責其運營, 具體費用可以由項目所在 地基層組織和相關單位市場化談判確定, 政府給予 一定的補貼或稅收優惠。


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