天津市农村污水处理现状与对策

任长青

（天津市农机系统能源利用测试站（四站） 天津 300192）

天津市农村污水处理现状与对策

任长青

（天津市农机系统能源利用测试站（四站） 天津 300192）

本文汇集了目前天津市农村污水处理的有关基础数据，描述了我市农村污水状况，对农村污水处理中存在的问题进行了分析，同时针对适合我市应用的几种污水处理的模式，给出了污水工艺选择原则。

农村；污水处理；运行成本

1 农村污水处理现状

1.1 国内农村生活污水现状

截至到2015年底，中国大陆有264.46万个自然村，村镇户籍总人口为9.57亿人，其中村庄人口7.65亿，约占村镇总人口的80%。

到2015年末，全国65.6%的行政村实现了集中供水，但是其中仅有11.4%的行政村对生活污水进行了处理，约62%的行政村对生活垃圾进行了处理。全国乡建成区集中供水普及率达70.37%，人均生活用水量84.32 升/天。

目前大部分村庄没有建设排水渠道和污水处理系统，全国农村每年有约80亿吨的生活污水，这些污水的氮磷浓度较高，其中含有大量的营养盐、细菌甚至病毒，目前这些污水的大部分没有处理直接排放。随着农村居民生活水平的提高，农村污水的排放量还会呈现上升趋势，同时的统计数据表明，虽然有60%以上的行政村对生活垃圾进行了处理，但是处理方式简单，大多数村庄依然将垃圾随意堆放在路边甚至水源地、泄洪道以及水塘边，造成污水的范围更加扩大。

2015年年末，全国城市共有污水处理厂1943座，城市年污水处理总量达428.8亿立方米，污水处理率91.90%，其中污水处理厂集中处理率87.97%。而在这同期，全国县城共有污水处理厂1599座，污水厂日处理能力2999万立方米。污水处理率85.22%，其中污水处理厂集中处理率83.46%。大部分农村依然没有集中污水处理设施，城乡基础建设差距依然还在不断加大。

农村生活污水分为2类：一是炊事、沐浴、洗涤和冲厕用水，其中含有大量的有机物，这些污水的特点是，地点相对分散，水量较少且间歇排放，污水中绝大部分没有任何收集措施，除去蒸发部分，大多流入临近的沟渠、池塘、河流，甚至水库等各种水体。二是农村畜禽水产养殖产生的粪尿、废水，由于保存或处理不当，排放也会造成地表、地下水及农田的污染。

2 天津市农村污水现状

2.1 人口与经济

近年来，我市农村已经发生了巨大的变化，从生态村建设到撤村建镇，按照天津市发展的整体规划，农村人口越来越多地趋向城镇化。

2015年11月1日，全市乡村人口为268.55万人，占全市总人口的17.36%。与2010年末相比，乡村人口增加2.85万人，比重下降3.09个百分点。

按目前天津市乡村人口平均每人每天污水产生量60升计算，每年我市农村污水排放量达到5881万吨以上。这些污水绝大部分都是放任自流，自然蒸发或渗入地表，少数通过管路收集排放到村内外污水池、渠，不做任何处理。

由于生活水平提高，农业进步发展，用水量会不断攀升，这又会造成地下水过量开采，影响农村水资源的可持续利用。

统计数据还表明，农村独生子女户所占比重已经达到52%。越来越多的3-4口家庭将会成为今后农村家庭的主要存在形式。这种趋势造成的结果是，由于家庭生活用水量的稳定性，农村生活污水的排放总量不会随着家庭人口的数量减少而减少，相反，会随着家庭数目的增加而增加。

天津市规模以上的企业约为6000多家，而郊区县（或地处郊县）的工业规模以上企业3800多家，占了60%左右，尤其随着天津第三产业的发展，越来越多的工厂搬迁到郊县区域，其工业废水的排放也对农村污水状况形成了更大的压力。

由于时间及技术原因，本报告对乡镇工业的发展造成的水体污染还不能有具体的量化数据。

表1 郊区县基本情况一览表（2015年）

2.2 存在问题

在农业生产中，一方面农田缺水，并且由于缺水，我市许多传统特色农作物比如水稻，已无法继续种植，而另一方面污水遍地，不仅污染环境，并且造成水资源浪费。

由于水资源越来越缺乏，有许多农民已经将污染水用于农业生产，造成我们的粮食、蔬菜与水产品都受到不同程度污染。

污水处理不仅为了消除污染，从社会可持续发展的角度看，污水的处理回用也是农业农村生产生活中的一个重要内容。

目前我市的污水处理还处于较低级阶段，即使在环境治理比较好的生态文明村内，也只是开挖或者埋设了污水管网，很少有集中的处理模式。

我市在近些年已经完成一些污水处理示范项目，包括“生活污水净化槽”、

“组合人工湿地生态系统”、“土地渗滤处理技术”等。但是乡村污水处理在我市农村基本没有形成规模。

农村污水处理的发展制约因素体现在4个方面：

1）资金因素

目前我市各地农村经济发展并不平衡，大部分村庄依然无力自主投入资金修建和维护大量的污水管网及处理系统，集中处理污水的设备设施造价也很高，一些乡村经济的收益无法承受这样大的资金压力。同时污水治理是公益事业，不可能有很高的投资回报，甚至还要不断投入资金维持系统运转，从大多数农民的当前意识上看，这都是不能接受的。

2）文化因素

大多数农民千百年来形成的传统意识没有改变，在他们对城市的整洁环境向往的同时，又一直以为农村目前的污水现状天经地义，禁锢的思想意识影响了村庄环境改造的积极性，有些农民认为投入大量资金改造家乡环境是搞虚架子，甚至是搞政绩工程，由此干部的推动工作无法得到认可。

3）技术因素

随着市场经济的深入，五花八门的污水治理设备及技术层出不穷，水平却良莠不齐。许多污水处理设备与技术工艺性能低劣，维修困难，可靠性差。一些生产商和承包商唯利是图，造成工程质量不高，大大降低了治理效果，或者高价推销超前消费的设备工艺，将农村污水处理系统弄成不切实际的样板工程，恶化了本来对此抱有偏见的农民对污水处理的认识。

天津市整体工业化程度较高，乡镇企业比较发达，解决了农村人口劳动力转移的问题，但是由于中心城区环境治理手段日益严厉，许多污染排放的企业被转移到农村，这些企业工业废水肆意排放，对本来脆弱的农村生态环境造成了难以修复的破坏。还有一些工业污水汇入乡村污水管道，造成污水处理的成本提高，甚至损坏了生活污水处理装置。

4）环境因素

许多村镇的污水管道汇集了工业废水、雨水和生活污水，污水的季节性和多元性因素造成污水处理系统负荷超载。

农村污水存在着分散性、间歇性特点，同时山区及低洼地带的特殊性，造成了污水管网的设计、施工存在一定困难。另外许多集中处理模式需要占用村内场地。

应该特别说明的是，与全国形势不同，我市是一个以工业生产为主要经济结构的城市，随着乡镇企业经济的不断发展，乡镇工业污水的排放量将会日益增加，这已成为制约天津市农村环境保护的瓶颈。

乡镇企业的快速发展必然产生大量的工业废水，对于这样的污水排放量，我们一直无法获得准确的统计数字，而由于乡镇工业的多样性，其污水排放的数量和成分也各有不同。工业废水的治理工艺十分复杂，这给农村污水的处理带来了新的课题。

3 本市污水处理状况的分析与研究

3.1 污水处理目的与意义

防治污染，保护环境已经成为我国的基本国策，随着国家环保力度日益加大，环保工作已经成为各级地方政府的重要职责。随着改革开放和经济的迅速发展，乡村规模日益扩大，生活用水量不断增加，污水量也不断增加，农村生活污水的任意排放已导致区域内的（水）环境污染状况日益恶化。农村污水渗入地下，污染地下水环境，严重危害着当地农村的饮水安全和卫生安全，直接影响农民的身体健康和居住环境，对生态环境造成难以恢复的破坏。在引滦入津水路沿线以及湿地，有些村落的污水对水源地、入津河道及湿地原始生态构成了威胁。环境污染也制约了当地经济发展，严重影响了投资者的信心。

污水治理是我市新农村建设项目中的重要内容之一，也是我市农村建设通往现代化的必经道路。从全国对比来看，我市农村的污水治理，无论是深度和范围，已经落后于相应的经济发展水平，与城区相比，我市农村地区人居环境方面依然处于底子薄、基础差的阶段，各种基础设施建设（包括污水处理）相对落后，人居环境较差，环境安全隐患与问题突出。大部分农村地区的农民，甚至村领导干部治理污水意识落后，即使对现有的污水处理管理水平也较低。在我市很多已建成的新农村建设示范村内，污水集中治理也处于空白。

近年来，中央及天津市政府积极开展村庄规划和人居环境治理，结合农业区县的实际情况，实施了很多村庄整治、建设文明生态村工程项目。村庄整治在村庄现有基础上，以农民最急需的、最要求迫切解决的生产、生活条件为目标，优先建设村内集中供水、道路硬化、污水、垃圾处理、修建公共活动场所，改变住宅与畜禽饲养混杂等现状，大量增加绿地、健身广场等人文景观设施，逐步改变农村落后面貌，提高农民的生活和文化水平。

3.2 当前污水处理模式

我市的村镇按照经济类型分类可以分为：农业型、工业型、旅游型与混合型4种；按照地域分析可以分为：山区型、平原型、湿地型；按照城市化程度分类为：郊区型和乡村型。

由于天津市特殊的农业格局和农村经济特性，随着国家和我市新农村建设的发展，农民的生活水平、生活习惯以及居住传统的改变，污水成分发生了很大变化，同时污水排放量也越来越大，这表明农村污水的形成及处理已经从单一的、传统的形式趋向了多样性。

我市地域虽处于华北平原地区，但是北部地处山区、东部濒临渤海，南部地势低洼，同时各区经济发展也不平衡，即使同是农业区域，各区的农村差别也很大，而每个地区长期以来形成的居住方式、生活习惯等方面的差异，造成其污水处理方式也会有所不同，因此即将实施的农村污水处理工程必须经过当地适应性评估，根据每个村庄的现状、具体特点、风俗习惯以及经济能力条件，因地制宜地采用多元化的污水处理模式。

3.3 村内污水分散处理模式

将农户污水按照分区收集，每一区污水单独处理。然后每区采用中、小型污水处理设备或自然处理等形式。这种处理模式布局比较灵活、施工与管理方便，处理后的水质也有保障。适用于村庄农户坐落分散、地形条件相对复杂的村庄污水处理。本市蓟县山区旅游型小山村，以及边远地区的乡村或者村落规模较大，由于距离较远无法完全集中处理的村落。

3.4 村内污水集中处理模式

把一个自然村中所有农户产生的生活污水集中收集，在合适的地点建设处理设施处理全部污水，采用二级生物处理工艺的方式处理。这种处理模式占地较少，抗冲击能力强、设备运行相对安全可靠、出水水质也比较好。适用于村庄农户分布相对密集、规模大、村内经济条件好、旅游业发达或处于水源保护区内的单村或邻村联合污水处理。我市的武清区后蒲棒、静海大邱庄、蓟县水源地库区等可参照此模式。

3.5 村庄污水接入城镇市政管网

村庄内所有农户生活污水经污水管道收集集中后，统一接入邻近市政污水管网，由附近的城镇污水处理厂统一处理各村的污水。这种处理模式投资较少、施工周期短、见效快、便于统一管理，集约化程度较高，是城镇发展现代化标志之一。这种方式比较适合距离市政污水管网较近（小于5 km）的，靠近城市或城镇、具备实现农村污水集中处理条件的农村地区采用。本市四个郊区村庄可以参照此模式。

4 农村污水处理方式与设计原则

4.1 污水处理工艺的选用原则。

1）达标处理与可循环利用

农村污水收集处理方式要因地制宜，规划方案要针对农村地区的地形、地势特点、道路交通条件以及农户住宅布局等不同情况分别规设计，既解决当前村庄污水达标处理排放，还要考虑污水处理后再利用，从而真正达到节约水资源、保护水环境的根本目的。

我市属于缺水型城市，水资源再利用具有重要意义，一直以来，我市水资源长期处于匮乏状态，随着农业生产规模扩大、农业生产结构调整，农村水资源也越来越紧张，而水环境的污染更加剧了局面的恶化。因此污水处理后的中水回用应该列入污水处理的目的之一。

2）污水处理的技术工艺适应农村现状

农村污水处理技术与设备的选择要实事求是，量力而行，要考虑到农村村集体财政收入不高、农民实际承受能力较低这种普遍的事实，不应一味选择最先进、处理效果最好、自动化控制水平最高的处理工艺，应从我市农村实际情况出发，着重考虑技术与设备成熟可靠，同时要充分分析当地污水特点，适合农村特点和农村实际的污水处理技术，污水处理方式的选择要着重考虑可操作性强，寿命较长的处理工艺和设备。

3）运行操作简便，日常维护管理简单

农村村集体大部分收入较低、而当地从业人员的技术与管理水平参差不齐，因此污水处理技术选择应特别注重选用简便易行、运行稳定、维护管理方便的技术与设备。

表2 不同污水处理工艺方法对比特点

技术与设备相对成熟的常规二级生物处理工艺适宜于村庄分布密集、经济基础较好农村地区。根据我市农村地区社会经济发展状况、生活污水处理与水环境保护要求，还可以通过改厕、人工湿地、稳定塘、土壤渗滤等几种适合农村实际的污水处理工艺技术。

4.2 MBR污水处理工艺

MBR（Membrane Bio-Reactor）污水处理工艺集合了给水处理的膜法和污水处理的活性污泥法两种技术，兼具有过滤机理和生化作用两大特点，应用节能工艺的污水处理系统。具有1）工艺流程简单，易于管理，结构紧凑，节省占地。2）出水水质稳定，优于建设部生活杂用水水质标准（CJ25.1-89）。对有机污染物COD去除率达90%以上。3）几乎不需排泥，一般可以考虑半年稍排一些。4）易于实现全自动控制。整机能够实现自动间歇运行，便于观察，节省劳力。5）投资相对较低、运行成本低等特点。

该种模式适合土地紧张、资金充沛，尚未建立污水处理工程的中大型村镇运用。从天津市农村发展整体来讲，随着农村的经济水平不断提高，具有经济实力的村镇完全可以采取此种方式。

4.3 人工湿地

人工湿地是近年发展起来的生活污水处理技术，它通过土壤—植物—微生物构成的生物系统综合处理污水，对氮、磷等有机质去除能力较强，处理效果好。在欧美国家的村镇地区及小型社区得到广泛采用。目前，本市部分污染河道也有利用该技术处理污水。

人工湿地建造简易，投资也相对较小，并且维护和运行费用在几种处理方法中是最低的。湿地内除种芦苇等常规治污植物品种外，还可种植水芹菜等经济作物，会有一定的经济效益，具有很好的应用前景。缺点是占地面积较大，不适合土地资源紧张的村庄。在天津地区，可以在静海、宁河、宝坻等区湿地地带的部分村庄运用。

4.4 土壤处理系统

土地处理系统是将生态自然净化与人工湿地工艺结合起来的小规模污水处理生态工程，通过农田、林地、苇地等土壤与植物系统的固定与降解作用，对污水中的污染物实现净化。该技术不仅对各种污染物有较高的去除效率，还可以实现污水处理与利用相结合的目的，具有较高的中水回收率。污水土地处理技术对COD、BOD、氨氮、总氮和总磷有着较高的去除率，并且投资较少，运行费用低，管理简单，维护方便，具有净化污水、美化绿化环境和节约水资源的综合效果。

4.5 改厕不外排方法

改厕不外排模式常用于居住分散的农村地区，这种形式将农户产生的污染物就地进行无害化处理。

（1）三格式化粪池改厕适用于居住分散、有小面积菜园的农村地区。该设施包括便器、管道、三格化粪池等。

（2）粪尿分集式生态改厕适用于居住分散，有草木灰来源的农村地区。

（3）沼气化改厕适用于庭院式畜类养殖的农村地区。包括便器与发酵池，发酵池容积达到贮粪1个月以上。此类方式已在我市蓟州区得到了较广泛的应用。

4.6 稳定塘

稳定塘是一种比较复杂的生态系统，包括好氧微生物、兼性微生物、厌氧微生物和藻类等水生生物构成。稳定塘系统可达到较好的水质处理效果，有的还具有脱氮除磷功能。在水资源相对丰富、气候条件较温暖的地区具有很好的应用前景。

结语

保护农村水环境是保障农业生产发展、创建和谐乡村、美丽乡村的基础。农村生活污水治理工作不仅需要各级政府与技术人员在思想上有认识，还要从技术上不断进行完善，最重要的是需要国家的相关政策及资金支持。天津市的农村污水处理还处于示范阶段，农民认知度较低，大部分能够进行生活污水集中处理的村庄（生活污水成分较单一），却因为经济实力不足无法实施。而工业化程度较高、经济效益较好的农村地区其污水处理成本又很高，因此我市农村污水处理工作还需要很长时间循序渐进。

（1）分门别类、因地制宜地确定每个村庄的生活污水处理技术路线，不搞一刀切，要根据各村经济水平、区域特点、自然地理条件和环境实现目标进行不同的规划与设计，大部分应采用经济有效、简便易行、节能、工艺可靠并能够与当地自然环境相融合的处理技术。

（2）充分利用好国家和本市新农村建设的政策，处理农村污水要有针对性。应该尽量结合新农村建设中改厕、改厨和改圈的工作，逐步配套建设污水处理设施。同时考虑在村落相对密集、经济实力、农民认知水平较高的村镇建立污水处理厂，确定污水处理厂的运营机制，在一段时间内建立起公司化管理模式，把国家投资的公益性设施逐渐实现盈利目标，以确保工程设施长久运行。

（3）建议政府谨慎投入资金，认真考察投资对象。由于农民环保认知水平的影响，污水处理技术和管理水平的制约，农村污水处理工程的运行质量有待证实。各村的工程一旦建立，就不能仅仅停留在政府资金支撑的样板，应该尽量避免农村污水处理工程成为村庄经济发展的包袱，或使其最终成为摆设。

（4）生活污水处理资金筹集渠道应该多元化。虽然从理论上说公益事业资金供给应该是以政府为主，但目前政府财力不可能全额投资所有的农村污水处理项目。随着经济发展、市场规模的扩大和农民收入的提高，资金来源也相应地多元化。农村污水处理的资金可以从政府财政拨款、村镇的集体资金、吸引外资加入等不同渠道获得，污水处理的运行逐步实现利润化。

（5）应该对乡镇企业的工业废水进行调查，对其废水处理状况做出分析，必要时，应该在有条件的乡镇企业内建立工业废水处理系统，有必要在乡村各自设立的经济开发区内建立污水处理厂，并使得这一规定成为开发区建设的必要条件。

（6）加强农村污水处理意义的宣传，不断提高农村居民以及管理干部的素质，使对广大农村居民充分认识到污水处理的必要性。