农村污水治理机遇与困难并存 ——探讨农村水处理常用方法及现状
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据统计,中国现有建制镇19000多个,行政村60多万个,自然村250多万个(统称乡镇),其污水排放量约占中国生活污水排放总量的55%。乡镇污水分散,难以集中,只能就近建设小型污水处理设施(每天几吨至几千吨)进行处理。目前,我国乡镇生活污水处理率很低,已成为区域水环境的重要污染源。主要原因不仅是经济发展不平衡,乡镇污水处理设施建设投资少,更重要的是,现有分散式污水处理工艺不符合我国国情,导致已建污水处理设施正常运行率低。
加快乡镇污染治理
12月9日,住房和城乡建设部发布了《住房和城乡建设部等部门关于建立改善农村人居环境示范村的通知》,内容包括:
保障基本示范村
环境整治示范村
美丽的宜居示范村
从三个方面创造活动。加快乡镇污染治理。
据了解,《通知》要求环境整治示范村有效控制污染,实现农村垃圾的综合收集、运输、有效处理和长期维护。没有正规的垃圾场,生活污水处理覆盖60%以上的常住居民,运行稳定,90%以上的农民和公共场所使用卫生厕所。同时,公共环境清洁,公共空室和农民庭院清洁,普遍绿化,清除坑和池塘中的黑色和有气味的水体,保持清洁,没有任何垃圾。此前,在全国改善农村生活环境电视会议上,还提出要继续集中力量加强农村垃圾和污水处理,加快改善水和厕所的步伐,全面加强农村环境的综合整治。这将为环保企业控制农村环境污染带来更多的市场机遇。
农村污水的常用处理方法
为了维护和降低污水处理厂的人工成本,我国城市污水处理厂的规模往往很大(日处理能力为10万吨,甚至超过100万吨)。然而,我国城镇污水处理厂的日处理规模一般为数百至数千吨,日处理能力为2000吨的污水处理厂的运行成本约为100-150万元/年。经验表明,如果将这种技术用于农村污水处理,将会使我国大多数乡镇难以承受,因为其运行成本高,管理和维护困难,这将导致用这种技术建造的农村污水处理设施普遍闲置。因此,土地生态处理技术在我国农村污水处理中得到广泛应用,其中人工湿地应用最为广泛。
1.人工湿地污水处理技术
人工湿地是一种工程方案,它利用植物、植物根系和微生物栖息在地下人工介质和填料介质中的物理化学特性来净化污水。我国现有的人工湿地污水处理系统主要是潜流。由于没有动态曝气,氧气在水中的溶解度很低,扩散速率很小。主要依靠植物根系分泌氧气(≤3g/m2湿地),供氧能力很差。国内外大量的研究和实践证明,每天处理1吨生活污水,湿地面积应大于10m2。以人工湿地应用案例较多的捷克共和国为例,195个人工湿地的平均面积为5.1m2/pe(人口当量)。美国环境保护署建议使用15平方米至20平方米的人工湿地每天处理一吨生活污水。然而,为了减少土地使用和投资,中国现有的大多数人工湿地的土地使用仅为2 m2-3 m2/吨水日,有的甚至更少。因此,这些湿地系统在运行初期只能短时间内正常运行(除非实际污水量很小),并且由于供氧不足和厌氧细菌的大规模繁殖,大部分系统变成了又黑又臭的污水池。另外,人工湿地除磷效果差,在低温下不能正常运行甚至失效。
2.地下渗滤污水处理技术
地下渗滤污水处理技术,也称为化粪池系统,因其突出的经济和环境优势,是北美和澳大利亚污水分散处理的首选。但是,由于设计不良、没有考虑不同的土壤类型、缺乏维护等原因,一些地下渗滤系统的处理效果不佳;同时,由于不饱和带缺乏碳源,反硝化作用受到抑制,最终导致硝酸盐渗入地下水,这被认为是地下渗滤系统正常运行中最常见的环境危害。另外,传统的地下渗滤技术占地面积大(20m /吨水日),难以在我国推广应用。为了减少土地面积,人们用人工土壤填料代替原土,这样每天处理一吨污水的土地面积就减少到10-15米。尽管如此,它仍然占据很大的面积,并增加了建设成本。
3.其他污水处理技术
稳定塘技术是由几个天然或人工开挖的池塘组成,通过细菌、藻类和水生生物的综合作用,达到净化污水的目的。它具有投资少、运行费用低、维护简单、无污泥等优点,但传统的稳定塘占地面积大,受气候影响大,出水水质一般不能满足更严格的污染物排放标准。
生物接触氧化法在我国一些地区得到广泛应用,具有活性污泥法和生物膜法的特点。在该方法中,在池中设置填料用于溢流曝气,污水与填料表面的生物膜充分接触以净化污水。生物接触氧化法占地面积小,但能耗高,管理维护复杂,对总氮和总磷的去除效果差。
“过滤”污水处理系统起源于澳大利亚,是一种集“过滤、土地处理和管道排水”于一体的污水处理和回用系统。其原理类似于种植农作物的垂直流人工湿地。由于采用土壤作为过滤材料,水力停留时间较长,对生活污水的处理效果较好。它适用于土地资源丰富和轮作休耕的地区。该系统受气候和作物生长季节的限制,水力负荷低,占地面积大。此外,它需要建立一个泵站来控制排水量,这是昂贵的。为了克服单一技术的不足,有的采用组合工艺处理农村生活污水。如生物接触氧化+人工湿地、厌氧处理+人工湿地等。,组合工艺可以达到较好的处理效果,但建设和运行成本往往较高,这限制了其在我国的推广。
由于土地资源宝贵,经济不发达(乡镇经济承受能力较小),小型污水处理设施缺乏运行保障机制,气候条件的区域性和季节性变化较大,上述技术不能满足国情要求,在我国适用性较差。因此,迫切需要开发和推广占地面积小、投资少、运行成本低、管理维护简单、处理效果好的小型污水处理技术。
中国农村污水处理现状
——摘自《新西部》,中国农村污水处理现状及对策,李
1.农村污水处理量大,需求复杂
农村基础设施建设长期供不应求。因此,许多农村污水处理项目不仅需要建设室外排水设施(包括污水收集管道和污水处理设施),还可能延伸到室内环卫改造,其工程量大、结构独特、施工复杂,从而增加了农村污水处理的工程量。
2.农村污水处理工程的单位建设成本和运行成本较高
总的来说,以村庄为主要聚集形式的农村地区的人口规模和生活密度远远低于城市。除土地成本外,在相同的出水水质要求下,污水处理设施的单位建设成本和运行成本普遍高于城市。我国大部分农村土地资源并不丰富,因此在污水处理过程中不可能采用大量高占地指数的土地处理方法。
在许多情况下,农村污水处理项目是对现有村庄的改造,涉及对现有道路和绿化设施的破坏和修复,从而大大增加了农村污水处理项目的单位成本。一般来说,按人均或每户投资计算,农村污水处理成本高于城市污水处理成本。
3.农村污水处理存在体制性障碍
首先,政府管理体制不顺畅。农村污水处理尚未形成完整有序的政府管理体系,客观上导致投资效率低下,资金浪费严重。农村污水处理的管理职能涉及基础设施、卫生、环保、水利和水源、农村和农业等。但是,目前政府管理体制并没有根据不同政府部门的管理职能,将污水处理系统的各个环节和功能有机地结合起来,农村污水处理也存在条块分割、组织不畅、缺乏监管的现象。
其次,行业管理制度缺失。污水处理有两种方式:集中处理和分散处理。集中处理主要适用于居住密度和人口规模较大的城镇,分散处理主要适用于居住密度和人口规模较小的农村地区和不适合通过主干管网收集的城市地区。集中加工和分散加工的管理要求、技术要求和环境约束差异很大,因此适合作为两个行业区别对待,这也是国外的普遍做法。城市和农村的处理方法都可以应用,但需要从技术、经济和生态环境的角度进行比较和选择。结合我国农村实际,通过考察国外发展趋势,采用分散式农村污水处理势在必行。然而,目前我国分散式污水处理还没有作为一个相对独立的行业部门进行管理,现有的城市污水处理行业管理体制不适应农村污水处理的需要,导致规划、监管和技术标准的缺乏,严重制约了农村污水处理的有效发展。
最后,组织和实施成本很高。农村污水处理需要大量分散的污水处理方法,组织实施的要求高于城市污水集中处理。到目前为止,中国还没有成熟的经验。农村污水处理具有农村工作的一般特征。与城市相比,农村情况复杂,农村居民的整体素质和基层干部的管理水平不如城市,这使得农村污水处理的组织和实施比城市更加困难。因此,农村污水处理组织的实施成本高于城市污水处理。
4.农村污水处理资金保障能力低
中国的城市化与发达国家有三大区别:
首先,起点低。
第二,速度很快。
第三,包括环境污染在内的各种问题激烈爆发。
这意味着中国农村污水处理的困难比发达国家大得多。近年来,我国一些发达地区和政府部门大力推进农村污水处理。但是,由于缺乏国家层面的统筹部署,目前我国农村污水处理的财力、管理能力和技术能力不能满足迫切而巨大的需求,导致农村污水处理推广困难,工程项目投入产出效益低,大量已建农村污水处理设施质量差。在三大能力建设中,资金瓶颈矛盾最为突出,直接或间接影响着其他两个方面的能力建设。
中国农村污水处理的资金瓶颈
一是总量不足,影响农村污水处理的整体速度。目前,我国农村污水处理投资主要来自县级政府财政。然而,长期以来,我国城乡二元发展模式严重制约了县域经济和社会的发展。县级公共财政资源缺乏、农村居民支付能力有限、污水处理支付意愿缺乏,导致农村污水处理投资不足、投资分散的尴尬局面,农村污水处理无法大面积开展。
其次,资本供给强度不足。农村污水处理属于基础设施建设范畴,设施使用寿命应达到30年以上。由于资金供给总量的客观限制和政策制定者的主观引导,目前我国农村污水处理项目普遍存在片面追求不切实际的低成本倾向,一些项目的预算资金不能及时到位或被随意截留,不仅导致大量项目半拖半建、建设无效,而且由于运营成本无法落实,大大降低了已投资建设项目的实施效果。
第三,资本供给的可持续性差。目前,我国农村污水处理投资主要取决于领导人的意愿和突发的环境事件,缺乏制度性和可持续性安排是制约农村污水处理的主要结构性问题。这不仅导致了所谓的“重建设、轻管理”、“重建设、轻经营”,而且也使得我国农村污水处理管理能力和技术能力建设不可能获得良性发展环境。
5.农村污水处理技术能力不足
首先,农村污水处理缺乏规划技术指导。在当前农村污水处理实践中,存在几个突出的规划问题,即过分依赖集中处理模式,忽视分散污水处理技术的应用;污水集中处理系统布局不合理,存在城乡分割和行政区划现象;将城市规划技术应用于农村分散式污水处理导致污水处理的规模和深度不合适。
其次,农村污水处理缺乏实用的技术指导。在实践中有两个误解:
一是对成本和技术的误解。污水处理属于基础设施建设范畴,建成后的设施应能正常运行,使用寿命在20年或30年以上。如果无效的建设是由于缺乏资金和渴望成功,这是最大的浪费。相反,它是盲目的高投资,照搬城市污水收集和处理的方法和技术模板,或试图用昂贵的设备投资和电力消耗来减少精细化管理的需求;
二是对“因地制宜”的误解。农村污水处理过于强调和片面理解“因地制宜”,技术应用多种多样,导致生产、工程建设和运行管理的规模效应,不利于降低投资和运行成本。农村污水分散处理技术、设备和材料、运行管理等方面虽然没有不可克服的技术困难。一些常见的成熟技术仍然难以发挥应有的作用,这与生产、建设和服务质量控制不严有着相当大的关系,这极大地挫伤了政府投资分散式污水处理的积极性,制约了行业的健康发展。
最后,农村污水处理设施的运行和管理不完善。据统计,各地建设的农村分散式污水处理设施的有效运行率不到20%,长期缺乏有效维护将加速设施的老化和报废。目前,农村分散式污水处理设施通常由乡镇自行组织和运营。以这种方式为技术人员配备不同的专业是困难的,并且存在监管问题。当运行维护资金不及时到位或没有保障时,农村分散式污水处理设施成为摆设。
边肖附言
与发达国家相比,中国的城市化起点低、速度快,包括环境污染在内的各种问题集中爆发,这意味着中国农村污水处理面临着比发达国家更大的困难。中国人民大学环境学院副院长王洪臣曾表示,中国农村污水处理有中国特色,不能照搬西方分散式污水处理技术和经验,需要结合中国国情进行探索和创新。
在当今水处理技术中,我国农村污水处理应因地制宜,对症下药,完善行业管理体系,注重建设和管理,理论与实践相结合,打造环保产业的“新”蓝海。
标题:农村污水治理机遇与困难并存 ——探讨农村水处理常用方法及现状
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