三、我国在农村生活污水处理方面的探索
我国从上个世纪80年代开始开展生活污水分散处理技术的开发和研制工作,许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化得到应用,但目前该分散技术的使用率较低,还存在许多问题。一方面,生物处理效率较低,尤其表现为氮磷去除率很低。氮磷污染是导致水体富营养化的主要原因,如果在此技术上不能取得突破,这类技术的应用前景必然会受到限制。另一方面,目前实施的分散污水处理只是初步实现了分散污水的收集、处理和排放,远未实现分散处理的真正目的——再利用(Reuse),即将污水就地处理和就地回用,实现污水资源化。鉴于农村生活污水的问题日益严重,迫切需要采取积极的措施。近年来,随着地方经济实力的增强,尤其是发达省份在经济发展到一定阶段以后,逐步认识到农村生活污水处理问题的重要性,并开始采用一些实用、合理、低能耗和低运行费用的技术来处理污水;一些人口密集的欠发达地区也认识到,如果不对农村生活污水采取有效处理,会触发农村医疗和经济建设等方面的系列问题,甚至造成传染病的产生与扩散,因而,提高了对农村生活污水处理问题的重视程度。
(一)厌氧沼气池处理技术
在我国农村生活污水处理的实践中,最通用、节俭、能够体现环境效益与社会效益结合的生活污水处理方式是厌氧沼气池。它将污水处理与其合理利用有机结合,实现了污水的资源化。污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气,发酵后的污水被去除了大部分有机物,达到净化目的;产生的沼气可作为浴室和家庭用炊;厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水。在农村有大量可以成为沼气利用的原材料:农作物秸秆和人畜粪便等。研究表明,农作物秸秆通过沼气发酵可以使其能量利用效率比直接燃烧提高4~5倍;沼液、沼渣作饲料可以使其营养物质和能量的利用率增加20%;通过厌氧发酵过的粪便(沼液、沼渣),碳、磷、钾的营养成分没有损失,且转化为可直接利用的活性态养分——农田施用沼肥,可替代部分化肥。沼气池工艺简单,成本低(一户约需费用一千元左右),运行费用基本为零,适合于农民家庭采用。而且,结合农村改厨、改厕和改圈,可将猪舍污水和生活污水在沼气池中进行厌氧发酵后作为农田肥料,沼液经管网收集后,集中净化,出水水质达到国家标准后排放。
沼气池处理技术已在我国一些地方得到了有效推广和使用。浙江全省有352个村实施了生活净化沼气工程,累计建成沼气池83.3万立方米,年处理生活污水8 170万吨,年产沼气4 295万立方米,年可替代标准煤近3万吨[12]。四川省结合新农村建设,开展“乡村清洁工程”,以户或联户为单元,建设沼气池和生活污水厌氧净化池,有效解决人畜粪便、生活污水、垃圾污染等农村环境难题,出现家园清洁和村容整洁的新面貌。
(二)稳定塘处理技术
在我国,特别是在缺水干旱地区,稳定塘是实施污水资源化利用的有效方法,近年来成为我国着力推广的一项技术。与传统的二级生物处理技术相比,高效藻类塘具有很多独特的性质,对于土地资源相对丰富,但技术水平相对落后的农村地区来说,是一种较具推广价值的。李旭东等采用高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水, CODcr的平均去除率在70%以上,氨氮(NH3-N)的平均去除率高达93%,磷的平均去除率为55%[13](P61-64);陈鹏采用高效藻类塘处理生活污水,取得了稳定的处理效果:CODcr、 BOD5、NH3-N 和TP的平均去除率分别达到75%、60%、91.6%和50%[14]。
(三)人工湿地处理技术
目前,北京、深圳等都采用了这一技术处理生活污水。云南省澄江县抚仙湖边的马料河湿地工程于2003年10月建成运行,每天可净化污水4万多立方米,净化后的水质优于地表水三类标准。有关研究表明[15](P1-8),在进水污染物浓度较低的条件下,人工湿地对BOD5的去除率可达85%~95%,对CODcr的去除率可达80%以上,对磷和氮的去除率分别可达到90%和60%。
(四)土壤渗滤技术
地下土壤渗滤法在我国日益受到重视。中科院沈阳应用生态所“八五”、“九五”期间的研究表明,在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法处理生活污水是可行的,且出水能够作为中水回用[16](P111-119);1992年北京市科学研究院对地下土壤毛管渗滤法处理生活污水的净化效果和绿地利用进行了研究[17](P4-7);清华大学在2000年国家科技部重大专项中,首先在农村地区推广应用地下土壤渗滤系统[18](P57-61),取得了良好效果:对生活污水中的有机物和氮、磷等均具有较高的去除率和稳定性,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分别大于80%、90%、90%和98%。
除此以外,浙江、广东、天津和江苏等地还分别在无动力、地埋式厌氧处理系统、雨污分离管网输送集中处理和生物投菌治理污水等技术方式应用方面进行了探索与尝试,也都取得了一定的进展
四、加快农村生活污水处理的政策途径
保护好农村水环境是保障农业生产发展、创建优美乡村的基础。开展农村生活工作是改变农村生活污水无序排放现状、改善农民生活条件和建设社会主义新农村的需要。我国有60多万个行政村、250多万个自然村,居住生活着2亿多农户,由于各地情况千差万别,农村生活污水处理不能实行一刀切的政策,必须要因地制宜、分类指导,提出符合各地实际的生活污水处理方式与措施。
(一)把农村生活污水的处理作为新农村建设的重要内容
要充分利用国家新农村建设的良好政策环境,加强各地农村生活污水的处理工作。基于农村生活污水污染产生的多方面原因,要结合新农村建设中改厕、改厨和改圈的工作,配套建设污水处理设施。要在相关政策法规的制定、监督管理的配合和农村水污染综合治理技术支撑体系的建立等方面综合采取措施,加强污染源控制,推进污水处理设施建设和有效运转,实现农村水环境的改善。
(二)因地制宜地确定各地生活污水处理的技术路线
基于我国农村普遍欠发达的现状,各地农村的经济社会发展水平、区域特点、自然地理条件和环境目标不尽相同,绝大部分农村应采用经济有效、简便易行、节约资源、工艺可靠并能够与当地自然环境高度融合的污水处理技术,因地制宜地使生活污水排放与处理无害化和资源化。在一些村庄分布密集、经济发展水平较好的农村地区,高效强化的微动力生态处理集成技术与设备具有极大的技术经济优越性;其他集中供水的广大农村地区,则可根据其社会经济发展状况和水目标的要求,通过改造农村的河道、水塘和湿地,构建适度强化的无动力复合生态处理集成系统。这些集成技术和设备因其低成本、高效率、无动力或微动力等显著特点,具有在集中供水条件下处理农村生活污水的潜在优势。
(三)继续加强农村生活污水处理技术的研究
由于我国农村面广人多,生活污水处理技术具有长期的效益与广大的市场,必须动员大专院校和科研机构加强相关技术的研究。针对当前处理技术存在的主要问题,研究和开发新型的三低一高(低能耗、低投资、低成本和高效率)的分散型污水资源化处理技术,并提高污水处理深度,增加脱氮除磷的功能以控制水体富营养化。
(四)多方筹集生活污水处理设施建设与运营的资金
农村生活污水处理具有较强的性,而且需要一定规模的资金投入,单靠农民自身投入有一定困难。要结合新农村建设的实践,采取国家扶持、地方补助、农民支持和参与等方式,广泛筹集资金,形成多元化投入、多渠道动员的参与机制,使生活污水处理工程能够顺利付诸实施和运转。
(五)加强对农村生活污水处理建设的规划
要在吸取和借鉴国外先进技术的基础上,有效结合厌氧、好氧生物人工处理技术与自然净化系统,规划与各地农村经济水平、区域特点、自然条件、环境目标相适应的生活和行之有效的运行管理模式。生活应与当地的经济结构调整相结合,发展、无公害的产业与产品,在生态治污的过程中有效开发利用动植物资源,实现水的良性循环、水资源的可持续利用以及促进动植物的繁育生长。
(六)规范市场准入标准,限制劣质设备进入市场
目前我国小型的市场竞争非常激烈,存在恶性竞争现象,而且设计不规范,缺乏统一的技术要求和设计标准,对运行管理缺乏考虑,为将来的运行管理带来了很大的风险和隐患。应该结合我国国情,参照国外经验,提出针对分散性污水处理的技术标准、设计规则与操作规范,使工程设计标准化和运营管理规范化,促进新成果的市场化和产业化的发展。加强工程监督管理,提高处理设施的建设质量和运行质量,确保处理后的污水能达标排放。