中国农村厕所改造政策、技术与标准现状及展望

2023-01-13 01:04孔德亮袁昌斌李子富刘志丹
农业工程学报 2022年16期
关键词:无害化粪污厕所

孔德亮,袁昌斌,李子富,刘志丹

中国农村厕所改造政策、技术与标准现状及展望

孔德亮1,袁昌斌1,李子富2,刘志丹1※

(1. 中国农业大学水利与土木工程学院农业农村部设施农业工程重点实验室,环境增值能源实验室,北京 100083;2. 北京科技大学能源与环境工程学院,北京 100083)

厕所革命关乎民生大计,农村厕所改造是实现乡村振兴的重要组成部分。针对农村厕所改造过程中存在厕所改造政策落实不到位、盲目选择厕所类型、粪污处理不当和厕所标准规范不完善等问题,对文献和相关材料进行查阅和梳理。从厕所改造政策发展历程、厕所改造关键技术和厕所改造标准体系及重要标准规范等3个方面对中国农村厕所改造的发展历程进行回顾和研究,提出要确保农村厕所改造的政策文件和资金落实到位、因地制宜选择农村厕所改造和粪污处理的技术与模式、修订完善现有标准规范和补充缺乏的标准内容并形成系统的农村户厕标准体系、基层政府和农村要推动常态化管理维护并形成一体化管理机制等建议,以期为中国农村厕所革命的推进提供参考。

农村;粪污;处理;厕所改造;改厕政策;厕所类型;标准规范

0 引 言

农村厕所改造是改善民生与农村人居环境、建设美丽生态宜居乡村的重要内容,农村厕所革命的发展提高了健康水平,减少了疾病传播[1]。针对农村改厕问题,习近平总书记表示,“厕所是改善农村卫生条件、提高群众生活质量的一项重要工作,在新农村建设中具有标志性,可以说小厕所、大民生”,要让农村百姓用上干净卫生的厕所,努力补齐影响群众生活品质的短板[2]。随着农村厕所革命的不断推进,中国卫生厕所覆盖率不断增加,由20多年前的不到10%增加到2020年的68%以上[3]。但厕所的整体卫生条件,尤其是农村地区的厕所卫生条件并不乐观,以《第三次全国农业普查公报》结果为例,仅有48.6%的农户使用卫生厕所和全国粪便的收集处理率仅约为47%。因此,要提升改厕质量并提高粪便无害化处理率,力争2030年实现全国无害化卫生厕所全覆盖[4]。

随着厕所革命的持续进行,研究者关注农村厕所改造过程中发生的变化和存在的问题。李嘉雯等[5]指出,在农村厕所改造建设中,不光要建得好更要管得好,要创新管理制度和加强政策宣传,要建立农村厕所管理维护机制。祝杨帆等[6]指出,厕所革命具有战略性意义,不仅为乡村居民提供卫生的环境,而且有助于发展乡村旅游产业,提升游客旅游体验,助力乡村振兴战略实施。李嫣等[7]研究发现,在厕所革命发展过程中,存在改厕与后续粪污处理步调不一致以及厕所设施管理不当等问题,并给出建议。范彬等[8]研究发现,在中国当前改厕进程中,存在政策的短视性和技术的局限性以及不成熟等问题,提出鼓励并推广以源头资源化为主、末端处理为辅的区域污染综合治理技术。张辉等[9]系统梳理了改厕及粪污处理现行国家及行业标准,提出了标准体系的结构框架以及修订建议。王晓[10]发现,厕所革命发展的不同阶段都有显著成绩和不同问题,提出对厕所革命发展的建议和展望。

本研究通过对文献的梳理和相关材料的查阅,拟从厕所改造的政策、关键技术和标准规范等3方面梳理中国农村厕所改造的发展现状,并提出针对性的建议,以期为中国厕所革命工作的推进提供参考。

1 厕所改造政策沿革

新中国成立以来,国家就高度重视农村厕所问题,有关部门开展厕所改造运动,如“两管五改”运动[8]、“沼气化”运动。随着经济社会的发展,《关于我国农村实现“2000年人人享有卫生保健”的规划目标(试行)》和《九十年代中国儿童发展规划纲要》等政策陆续发布,对卫生厕所的含义进行了定义和解释,将卫生厕所的普及率列为初级卫生保健指标,并将提高卫生厕所普及率作为儿童生存、保护和发展的任务目标之一[8]。1996年,乡村改厕任务目标更是被列入到国家社会发展和经济建设的五年计划,更加突显了乡村改厕的重要性和紧迫性(如表1)。

表1 厕所改造政策发展历程

二十一世纪以来,2010年中国启动了以乡村改厕为重点的全国城乡环境卫生整治行动,乡村卫生厕所的普及率快速提高。2017年起,国家级相关文件陆续发布,重点指出将厕所革命纳入整治内容,要把厕所革命作为乡村振兴战略的一项具体工作来推进[11]。文件的陆续发布,都表明国家非常重视厕所革命的推进,目标非常明确,要使厕所改造真正地改善乡村环境。2020年,中央领导部门印发《关于推进农村“厕所革命”专项行动计划》,进一步推进厕所革命的目标;2021年7月,习总书记在全国农村厕所革命现场会作重要指示,“十四五”时期要继续把农村厕所革命作为乡村振兴的一项重要工作;同年12月,国家部门在五年行动方案中指出,要扎实推进厕所革命,全面推进农村人居环境整治,扭转农村长期以来存在的脏乱差局面,要使村庄环境实现干净整洁有序,加强农民群众环境卫生观念,为全面建成小康社会提供有力支撑(如表1)。国家相关部门针对厕所革命提出新的政策文件,一方面突显出厕所革命在乡村振兴中是不可或缺的一环,助力乡村振兴的发展;一方面是对乡村改厕过程提出新的严格要求和规范目标,真正惠及于乡村居民。

2 厕所改造关键技术

厕所改造涵盖很多内容,其中的关键技术主要包括选择合理的卫生厕所类型和配套相适应的粪污处理工艺。不同的地区要根据卫生厕所的特点和适用性去选择符合当地现状和农民群众需求的改厕类型。同时,粪污处理是厕所革命推进过程中的关键环节,厕所粪污的处置利用与卫生厕所的类型密切相关,结合厕所类型、技术特点以及适用范围选择粪污无害化、资源化处理技术是至关重要的。因此,需要对无害化卫生厕所和粪污无害化处理工艺进行总结研究。

2.1 无害化卫生厕所类型

目前中国农村推进的卫生厕所改造类型主要包括6种:三格化粪池厕所、双瓮漏斗式厕所、三联通式沼气池厕所、粪尿分集式厕所、双坑交替式厕所和具有完整下水道水冲式厕所。

1)三格化粪池式厕所是按照2∶1∶3的比例将普通化粪池划分为三格,第一格存储固体废弃物;第二格对粪便进行无害化处理;第三格是贮存无害化处理后粪便[12-13](图1)。三格化粪池式厕所具有结构简单、造价低,使用、维护方便[14-15]以及能将粪便转化为有机肥料等特点,但其对粪便处理效果一般,出水污染物浓度超标[16]。该厕所适用于户厕,由于操作维护简单,价格成本低,农民易于接受,同时无害化处理后得到的肥料可以还田使用,能解决农户的种植养分问题。

图1 三格化粪池式厕所

2)双瓮漏斗式厕所是由前后瓮形贮粪池、便器和厕室组成(图2),前瓮的作用是贮存粪便并进行厌氧发酵等处理,后瓮的作用是对前瓮流出的粪液进行进一步厌氧消化,达到无害化标准要求[17]。双瓮漏斗式厕所的优点为造价低、结构简单、使用和维护方便、卫生效果好,但其不足为后期清掏难度大和管道易堵塞[17-18]。这种厕所类型不适用高寒地区,温度过低会导致管道的冻结并影响微生物的生长,使其无法处理粪便。

3)三联沼气池式厕所是将畜棚、沼气池和厕所联建,厕所建造在沼气池上(图3),其处理模式为:人、牲畜粪便和秸秆等进入进料间通过微生物的分解转化,形成以甲烷为主的沼气,残余废渣经过无害化处理作为肥料使用[19]。该厕所的特点是操作简便、具有改善生态环境的作用,但建造难度较大,维护管理较麻烦,存在因维护管理不当导致产气不足就弃用的情况[20]。该厕所类型适用于养殖畜禽的农户或者养殖场,可以将畜禽粪便和厕所粪污结合起来进行无害化处理,产生沼气用于炊事照明等用途。

图2 双瓮漏斗式厕所

图3 三联沼气池式厕所

4)粪尿分集式厕所的结构分为排粪和排尿2个排泄口,可以实现粪尿的单独收集(图4),其通过添加干燥脱水剂杀死粪便中的病菌和虫卵,无害化处理后的粪便可以作为肥料,实现废物资源化利用[21];尿液经过无害化处理后可以还田[22]。该厕所的优点是建造成本低、操作方便、且不需要水冲,但缺点是维护较复杂,需要及时处理否则会导致蚊蝇滋生等问题[23]。这种厕所类型适合缺水干旱地区,可以减少水资源的利用。

5)双坑交替式厕所是指具有两个厕坑交替使用的厕所,当一个厕坑填满后封闭,开启另一个厕坑(图5),如此循环使用[24]。该厕所具有结构简单,造价低廉等优点,粪便无害化处理后可以作为土壤改良剂,提高农田产量,对预防肠道传染病具有显著效果[25],但建好的厕所存在固定性差、寿命低的问题。该厕所类型适合中国干旱地区,可以节约水资源。

6)完整下水道水冲式厕所是将厕所污水直接排入污水管网中,统一输送到处理厂处理(图6)。该厕所类型的优点是清洁卫生、出水水质稳定、不用农户清掏,但其造价大,需要完整的下水道处理系统[26]。这种厕所类型适合具有完整下水道管网村庄或者是楼房社区,便于集中收集粪污。

图4 粪尿分集式厕所

图5 双坑交替式厕所

图6 完整下水道水冲式厕所

除了当前在中国农村已推广的卫生厕所外,许多新型的卫生厕所类型也逐渐发展和推广起来,包括微水冲厕所(真空气吸式厕所和泡沫封堵厕所)、免水冲厕所(打包密封式厕所和微生物资源化厕所)以及循环水冲厕所(尿冲粪式厕所和粪污深度处理的循环水冲厕所)[27-31],其中真空气吸式厕所是利用真空负压原理以气吸形式把粪污从便器吸入储粪尿池内,实现无水冲收集粪污,具有耗水量少、干净和无臭气排放等特点;打包密封式厕所利用生物可降解性材料制备打包袋,将粪污打包收集于储粪箱,再集中收集、运输到处理厂进行统一无害化处理,具有不受外界环境影响、无臭味、移动便捷等优势;尿冲粪式厕所则是通过添加一种具有除臭、杀菌和消毒等特点的药剂或菌液处理单独收集的尿液,并产生可用于冲洗厕所的新型环保冲洗液,实现了节水冲排厕所的效果。目前这些新型的卫生厕所还没有规模化应用到农村地区,但农村厕所改造从无害化向智能化、节能节水以及资源化等发展,期望这些新型卫生厕所可以根据各个地区的特点而应用到农村。

2.2 粪污无害化处理工艺

传统上的农村地区多采用粪污直接还田的方式,但随着中国城市化和工业化的发展以及农村卫生厕所的广泛建设,如水冲式、三格化粪池式、双瓮漏斗式以及三联沼气池式等卫生厕所[32-40],农村厕所粪污处置利用方式正在发生着变化(图7)。

注:①化粪池原位处理、②粪污能源化处理、③粪污堆肥处理、④基于全生态链的农村粪污综合治理、⑤资源化处理的新兴技术。

1)化粪池原位处理。在厕所化粪池中完成粪便的无害化处理,通过厌氧发酵以及沉降作用实现对粪污中的有机物、微生物及悬浮物的去除,经过沉淀后的粪污可作为有机肥料用于农作施肥;经过这样的预处理为粪污后续的处理减轻了负担[41-42]。根据不同区域的水质情况,更新出许多化粪池专用设备,从而使环境污染的问题逐步得到解决[43-45]。根据其处理的特点发现,化粪池原位处理适用于户厕,粪便经处理之后直接用于施肥农作物,为农户带来效益,但处理周期较长,处理不好会有气味的产生。

2)粪污能源化处理。采用技术手段把粪污转化为能源,如厌氧发酵生产气体燃料[46],将收集到的粪便集中在厌氧环境下进行沼气生产用于炊事、照明等。将粪便用于能源生产是一种经济有效的处理方式,该处理方式需要对粪便进行收集和集中处理,需要与卫生厕所类型结合起来,更好地满足乡村的发展需求。这种处理方式不仅可以有效处理粪污,转化为的能源还可以为农民带来经济利益,但处理周期较长,沼液副产物在农田利用前需要经过繁琐处理。

3)粪污堆肥处理。在厕所的贮粪池或者把粪污集中在堆粪场进行堆肥处理。堆肥过程中粪便中的有机物分解时会产生热量,温度升高,维持在55℃以上进行发酵,能够促使粪便中的水分蒸发,杀灭粪便中的病原菌、寄生虫虫卵等,实现粪便的无害化处理,成为无恶臭、安全的有机质资源,堆肥中的腐殖质可以改良当地土壤[47]。研究发现,粪污堆肥处理模式和能源化处理一样需要集中收集厕所粪污,但堆肥处理技术存在处理周期较长和重金属富集的问题,要严格控制要求,需要专业人员进行指导,可以在村庄建造专业性堆肥场,集中消纳厕所粪污。

4)基于全生态链的农村粪污综合治理模式。刘铭辉[48]对全生态链的农村粪污综合治理模式进行研究,农村粪污处理系统作为子系统纳入生态循环系统中,其中粪渣和农作物秸秆进行堆肥而产生的肥料进行还田,处理合格的粪液进行还田,不合格的部分经过小型污水处理设施处理后再还田,更有一部分会直接送至集中污水厂进行处理。结合整个村庄的特点采用该治理模式对厕所粪污模式化管理,建立符合当地特色的生态处理技术示范,但该处理模式管理和维护复杂,建设费用高,农村地区推广需要一定的经济条件。

5)资源化处理的新兴技术。近年来,专家和研究者们开始探索新兴的粪便处理技术,采用热化学转化技术可以快速将粪便进行资源化利用,如热解技术和水热液化技术。热解是指在缺氧条件下加热至一定温度,将粪便转化为生物炭,可以作为土壤改良剂,但该技术还没有进行规模应用[49]。而水热液化是指以水作溶剂,在高温(200~400 ℃)和高压(5~28 MPa)作用下,使水处于亚-超临界状态[50],生物质利用化学作用转化为有机小分子,而其中不稳定的有机小分子再通过聚合作用生成液态产物,将液态产物进行分离可以得到液体燃料,即称为生物原油[51],该技术具有显著的特点[52-57]:无需干燥、转化过程快、全组分转化为高热值的生物原油和高温高压下快速使有毒蛋白分解和杀死致病菌及病原体。目前该技术与微水冲厕所耦合集成为一体化生态厕所并进行现场示范[58]。

在厕所革命推进过程中,厕所粪污处理是亟需解决的问题。厕所粪污问题无法解决,会导致改造后的厕所弃用,会造成资源的浪费,更会对人们健康与生态环境产生重大威胁。因此,在厕所改造过程中,选择合适的粪污处理方式要结合当地的特点、卫生厕所类型以及农民的需求,要无害化、减量化、资源化处理粪污,改善乡村宜居环境、创造经济效益。

3 厕所改造标准体系及重要标准规范

厕所改造过程中政策和文件的推出以及厕所改造关键技术的适用性和技术特点都使得标准规范需要不断更新和完善,建立系统的厕所标准规范对农村厕所改造的质量提升具有重要意义。2020年,国家市场监管总局、农业农村部和国家卫生健康委联合发布《关于推进农村户用厕所标准体系建设的指导意见》,该指导意见的发布更加充分说明标准规范的重要性。在指导意见中提出了农村户用厕所标准体系框架,其分为两个层级,第一层级包括综合通用、设施设备、建设验收和管理管护等四个标准子体系,第二层级是对子体系进一步细化分类。本节根据标准体系框架,对目前中国农村厕所改造现行标准、规范或技术要求进行总结归纳并根据不同层级进行分类(见表2)。

表2 厕所改造中现行的标准、规范和要求

2003年,国家卫生部等部门颁布的《农村户厕卫生标准GB 19379—2003》中首次提出无害化卫生厕所的定义,明确规范厕所的结构、设计要求及卫生管理[59],并于2012年完善修订进一步明确无害化卫生厕所的定义[60],国家标准的再次修订表明了中国农村对无害化卫生厕所的要求越来越高,对干净、卫生的如厕环境提出了更高的要求。2020年,农业农村部组织制定了《农村三格式户厕建设技术规范GB/T T38836—2020》、《农村三格式户厕运行维护规范GB/T38837—2020》和《农村集中下水道集中收集户厕建设技术规范GB/T38838—2020》,首次针对全国广泛使用的三格式户厕和集中下水道收集户厕制定了专用国家标准,标准的实施可为此类农村厕所改造提供指导[61-63]。

标准体系框架中不仅对厕所的建造有规范要求,还要求对粪污处理制定标准,其原因是因为粪污处理不当会造成环境污染,传播疾病等。1987年,国家卫计委发布实施了《粪便无害化卫生标准GB7959—1987》[64],这是中国第一个针对农村厕所粪污处理卫生要求制定的标准,首次确定粪便无害化卫生学的相关指标(温度和持续时间、粪大肠菌群、蛔虫卵死亡率、沙门氏菌等),并规定了卫生要求限值和监测检验方法,该标准于 2012年进行修订并沿用至今,已经成为粪污无害化处理的基本依据[65],国家标准的修订表明粪污无害化处理进一步加强。同时,为了可以更好地科学专业地制定标准,还查阅了国外标准规范要求。国际标准化组织发布《粪便污泥处理装置ISO IWA 28:2018(E)》和《水体质量ISO 9308—2:2012》,为粪污处理和污水排放要求的标准提供依据[66-69]。日本以及澳大利亚制定的标准对化粪池类厕所和堆肥式厕所的设计、运行管理和监测评价提出规范性要求[9],为农村改厕各环节标准的制定提供借鉴[70]。加拿大编制的《饮用水和废水的处理CAN/CSA-Z24511-10》对服务性评价提出规范性要求。国际组织和国外地区的标准和规范为中国农村厕所的粪污、污水处理以及运行维护提供了借鉴意义。

此外,现有的标准规范中缺少术语与符号、分类与编码、粪污抽排设备、粪污处理设备和厕屋及附属设施以及厕所粪便资源化利用等多方面的标准和规范要求(表2),同时,卫生标准、粪污处理、监测评估和运行维护等方面的规范要求并不全面,需要进行完善和进一步的加强。此外,其他子体系现有的标准存在局限性,需要针对已推广的厕所类型和全国各个地区进行标准要求和规范,这样才更能有效地推动农村厕所改造进程,推动中国农村厕所革命的进步,助力乡村振兴发展。

4 展望与建议

农村厕所改造是改善民生与农村人居环境,建设美丽生态宜居乡村的重要内容,在乡村振兴发展中具有战略性地位。总结研究厕所改造历程中的政策文件、厕所改造的关键技术(卫生厕所类型和粪污处理工艺)和标准规范等3方面内容,发现厕所革命推进过程中已取得显著成效,但同样存在许多的问题,未来在不断推进农村厕所革命的过程中应该更加注重以下几个方面:

1)政策上要将农村厕所改造作为长期坚持的重点工作,将国家的政策文件落实到位、宣传到位,增强农民的环境卫生意识和改厕意识,主动愿意地去改造户厕,提高完成度和后期使用率;发布具体文件指明县乡(镇)两级政府要严格起到监督作用,确保厕所改造的资金落实到位,保证厕所改造符合验收要求,禁止出现面子工程,避免造成资源的浪费,要真正地改变农村厕所的现状,实现生态宜居、助力乡村振兴。

2)厕所的关键技术要与地区自然条件、发展特点和百姓需求相一致,农村厕所改造不能采用一种技术、“一刀切”模式,要因地制宜选择技术与模式;要积极地规模化推动新型卫生厕所,把优势应用到农村地区,使农村厕所变成节能节水、无害化、资源化的卫生厕所;利用合适的粪污处理技术将厕所粪污转化为资源,从而变废为宝在改善农村卫生环境的同时为农民群众创造经济价值。

3)系统的农村户厕标准体系要出台。厕所改造过程中缺乏专业术语标准和标准图库,要根据中国农村厕所的特点,积极组织有影响的机构和领域内的专家学者对现有的标准规范进行修订和完善,补充《指导意见》中标准体系缺失的标准内容,建设系统的标准体系,同时,制定、出台的标准体系要具有前瞻性,不仅局限于已改造的厕所类型和成熟的处理技术,还要紧密联系新兴的厕所改造的关键技术和管理维护机制,确保有指导意义。此外,农村户厕标准的实施也要有因地制宜,需要分步分类地去实施。

4)加强部门协调和运营管理。农村厕所改造不仅要重视建设,更要重视运营和管理。后期维护管理跟不上是目前农村厕所改造中存在的问题,严重影响后期使用效率。当地基层政府和农村要推进常态化管理维护,它是厕所革命取得成功的关键,要制定相应的厕所维护管理制度,形成卫生厕所建造、使用、维护一体化管理机制,使农村群众可以长期获益。

[1] Stanwell-Smith R. Public toilets down the drain? Why privies are a public health concern[J]. Public Health, 2010, 124(11): 613-616.

[2] 习近平在江苏调研:主动把握和积极适应经济发展新常[M/OL].[2014-12-13], http: //cpc. people. com. cn/n/2014/ 1215/c64094-26207159. html

[3] 深入开展爱国卫生运动推进城乡环境整治工作情况发布会[M/OL]. [2020-4-12], http: //www. scio. gov. cn/xwfbh/gbwxwfbh/xwfbh/wsb/Document/1677124/1677124. html

[4] 沈峥,刘洪波,张亚雷. 中国“厕所革命”的现状、问题及其对策思考[J]. 中国环境管理,2018,10(2):45-48.

Shen Zheng, Liu Hongbo, Zhang Yalei. The current situation, issues and strategies of “Toilet Revolution” in China [J]. Chinese Journal of Environmental Management. 2018, 10(2): 45-48. (in Chinese with English abstract)

[5] 李嘉雯,何熙,敖亮,等. 中国农村厕所改造现状及长效管理机制研究[J]. 环境科学与管理,2021,9(46):11-15.

Li Jiawen, He Xi, Ao Liang, et al. Research on status quo and long-term management of rural toilet renovation in China [J]. Environmental Science and Management. 2021, 9(46): 11-15. (in Chinese with English abstract)

[6] 祝杨帆,吴翔,汤登荣. 农村厕所革命对建设美丽乡村的意义[J]. 山西农经,2021,10:114-115.

[7] 李嫣,费梦婷,包晴,等. 我国农村厕所革命当前存在的问题及对策[J]. 三农论坛,2020,9:22-23.

[8] 范彬,王洪良,朱仕坤,等. 我国乡村“厕所革命”的回顾与思考[J]. 中国给水排水,2018,22(34):19-24.

Fan Bin, Wang Hongliang, Zhu Shikun, et al. Reviews and reflection on “Toilet Revolution” in the countryside of China[J]. China Water & Wastewater, 2018, 22(34): 19-24. (in Chinese with English abstract)

[9] 张辉,赵立欣,孟海波,等. 中国农村厕所改造及粪污处理标准体系研究[J]. 农业工程学报,2020,23(36):209-214.

Zhang Hui, Zhao Lixin, Meng Haibo, et al. Study on the standard system for rural toilet construction and excrement disposal in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 23(36): 209-214. (in Chinese with English abstract)

[10] 王晓. 我国农村厕所革命研究文献综述[J]. 农业与技术2021,15(41):174-177.

[11] 中央农办、农业农村部等8部门联合部署推动农村“厕所革命”[M/OL], [2019-1-22], http: //www. gov. cn/xinwen/ 2019-01/22/content_5360074. htm

[12] 赵春妮. 三格化粪池建造技术[J]. 农村新技术,2013(6):30-31.

[13] 朱萌,王强. 农村三格化粪池卫生厕所建造技术与改进研究[J]. 安徽农业科学,2011,39(11):6704-6705,6708.

Zhu Meng, Wang Qiang. Study of the construction technologies and improvement of 3-pool septic tank sanitary toilet using by countryside[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, , 2011, 39(11): 6704-6705, 6708. (in Chinese with English abstract)

[14] Mahmoud N, Van Lier J B. Enhancement of a UASB-septic tank performance for decentralized treatment of strong domestic sewage[J]. Water science & technology, 2011, 64( 4): 923-929.

[15] Nasr F A, Mikhaeil B. Treatment of domestic wastewater using modified septic tank[J]. Desalination and Water Treatment, 2015, 56(8): 2073-2081.

[16] 韦昆,傅大放,王亚军. 新型化粪池处理分散农户生活污水的试验研究[J]. 中国给水排水,2017,33(19):59-62.

Wei Kun, Fu Dafang, Wang Yajun. An experimental study on modified septic tanks for domestic wastewater treatment[J]. China Water & Wastewater, 2017, 33(19): 59-62. (in Chinese with English abstract)

[17] 刘生宝,伏小弟,姜曙光. 西北高寒区双瓮漏斗式厕所的改进研究[J]. 中国水运,2009,9(1):231-232.

[18] 谢曙光,范传刚,何祖安,等. 双瓮漏斗式厕所标准追踪研究[J]. 公共卫生与预防医学,2019,30(4):12-15.

Xie Shuguang, Fan Chuangang, He Zu’an, et al. The tracking evaluation on the standard of double urn funnel toilets[J]. Journal of Preventive Medicine & Public Health, 2019, 30(4): 12-15. (in Chinese with English abstract)

[19] 段润宁. 广西农村三联沼气式卫生厕所建设现状分析及建议[J]. 广西医学,2008,30(3):451-452.

[20] 李慧,付昆明,周厚田,等. 农村厕所改造现状及存在问题探讨[J]. 中国给水排水,2017,33(22):13-18.

Li Hui, Fu Kunming, Zhou Houtian, et al. Current situation and problems of rural dry toilet renovation in China[J]. China Water & Wastewater, 2017, 33(22): 13-18. (in Chinese with English abstract)

[21] 付洪博,张连成,张弘,等. 粪尿分集式生态厕所的建造原理及应用[J]. 中国卫生工程学,2006,5(1):46-47.

[22] 赵军营,任培培,徐学东. 源分离农村卫生厕所冲水灌溉利用技术研究[J]. 安徽农业科学,2014,42(16):5175-5177,5185.

Zhao Junying, Ren Peipei, Xu Xuedong. The irrigation technology of source-separated in rural ecological toilet[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2014. 42(16): 5175-5177, 5185. (in Chinese with English abstract)

[23] 王俊起,孙风英,王友斌,等. 粪尿分集式厕所设计及粪便无害化效果评价[J]. 中国卫生工程学,2002,1(1):5-9.

Wang Junqi, Sun Fengying, Wang Youbing, et al. Design, application and evaluation of effectiveness of non-hazardous disposal of excreta[J]. Chinese Journal of Public Health Engineering, 2002, 1(1): 5-9. (in Chinese with English abstract)

[24] 何御舟,付彦芬. 农村地区卫生厕所类型与特点[J]. 中国卫生工程学,2016,15(2):191-193.

[25] 王俊起,南山,孙凤英,等. 双坑交替式农村旱厕的卫生学评价[J]. 环境与健康杂志,2000,17(4):210-211.

Wang Junqi, Nan Shan, Sun Fengying, et al. Sanitary assessment on in-turn-used double-vault dry latrines in rural area[J]. Journal of Environment and Health, 2000, 17(4): 210-211. (in Chinese with English abstract)

[26] 陈广江. 污水处理厂“晒太阳”,“民愿”何以变“民怨”[EB/OL]. [2019-12-11], http: //epaper. bjnews. com. cn/html/2019-12/11/content_773562. html

[27] 张健,高世宝,章菁. 真空便器与真空排水在节水和污水源分离中的应用[J]. 给水排水,2008,34(2):96-99.

[28] 陈云祖. 大力推广泡沫厕所[J]. 中国科技信息,2014(6):159-160.

[29] 周燕,梅小乐,杜兵. 国内外生态厕所类型分析及其应用研究[J]. 北方环境,2013(6):21-25.

Zhou Yan, Mei Xiaole, Du Bing. The analysis and applicable study on types of foreign and domestic ecological toilets[J]. Northern Environmental, 2013(6): 21-25. (in Chinese with English abstract)

[30] Anand C K, Apul D S. Composting toilets as a sustainable alternative to urban sanitation: A review[J]. Waste Manage, 2014, 34(2): 329-343.

[31] 尹文俊,于振江,徐悦,等. 新型厕所系统及技术发展现状与展望[J]. 环境卫生工程,2019(27):1-7.

Yin Wenjun, Yu Zhenjiang, Xu Yue, et al. New-type toilet system and current status and prospects of technologies[J]. Environmental Sanitation Engineering, 2019(27): 1-7. (in Chinese with English abstract)

[32] 陈莉,杨积军,韦波,等. 农村生态卫生厕所综合效益分析研究[J]. 应用预防医学,2004,11(6):1166-1168.

Chen Li, Yang Jijun, Wei Bo, et al. An analysis of comprehensive benefits of ecosan-toilet system in rural areas[J]. Journal of Applied Preventive Medicine, 2004, 11(6): 1166-1168. (in Chinese with English abstract)

[33] 张奎卫,欧阳贵庭,李爱春等. 中央改厕项目与农村改厕工作的推动[J]. 中国农村卫生事业管理,2008,28(3):214-216.

[34] 潘顺昌,徐桂华,吴玉珍,等. 全国农村厕所及粪便处理背景调查和今后对策研究[J]. 卫生研究,1995,24:1-10.

Pan Shunchang, Xu Guihua, Wu Yuzhen, et al. A background survey and future strategies of latrines and nightsoil treatment in rural in China[J]. Journal of Hygiene Research, 1995, 24: 1-10. (in Chinese with English abstract)

[35] 姚伟,曲晓光,李洪兴,等. 我国农村厕所及粪便利用现状[J]. 环境与健康杂志,2007,26(1):13-22.

Yao Wei, Qu Xiaoguang, Li Hongxing, et al. Investigation of latrines improvement and excreta utilization in rural areas, China[J]. Journal of Environment and Health, 2007, 26(1): 13-22. (in Chinese with English abstract)

[36] 叶新贵,安冬. 农村卫生厕所建设综述[J]. 中国卫生工程学,2013,12(1):79-81.

[37] 何御舟,付彦芬. 农村地区卫生厕所类型与特点[J]. 中国卫生工程学,2016,15(2):191-193.

[38] 张丽娜,胡梅,王农,等. 当前我国生态厕所的主要技术类型选择[J]. 新农村建设,2009,2:34-35.

[39] 陈莉,韦波. 农村生态卫生系统的研究进展[J]. 环境与健康杂志,2005,22(4):306-308.

Chen Li, Wei Bo. Progress on research of ecological sanitation system in rural area[J]. Journal of Environment and Health, 2005, 22(4): 306-308. (in Chinese with English abstract)

[40] 邹伟国. 国内外生态卫生厕所应用与分析[J]. 水工业市场,2011,6:50-52.

[41] 张玉,吕明环,徐明杰,等. 三格化粪池厕所的功能定位及在农村改厕中的应用误区[J]. 农业资源与环境学报,2021,38(2):215-222.

Zhang Yu, Lü Minghuan, Xu Mingjie, et al. Functional orientation of the three-chamber septic tank toilet and errors in its application in rural toilet reform[J]. Journal of Agricultural Resources and Environment, 2021, 38(2): 215-222. (in Chinese with English abstract)

[42] Cheng S, Li Z, Uddin S M N, et al. Toilet revolution in China[J]. Journal of Environmental Management, 2018, 216(6): 347-356.

[43] 盛保华,高良敏,钱新,等. 堆肥式生态厕所处理人类排泄物变化规律研究[J]. 江苏环境科技,2007,20(2):15-17.

Sheng Baohua, Gao Liangmin, Qian Xin, et al. Study on changing rule of weight of human feces in the Dunghill Bio-toilet[J]. Jiangsu Environmental Science and Technology, 2007, 20(2): 15-17. (in Chinese with English abstract)

[44] 李国学,张福锁. 固体废物堆肥化与有机复混肥生产[M]. 北京:化学工业出版社,2000.

[45] 刘畅. 农村污水治理技术探究[J]. 农村实用技术,2018(6):40-41.

[46] Magri M E, Liuz S P, Vinneras B. Inactivation of pathogens in feces by desiccation and urea treatment for application in urine-diverting dry toilets[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2013, 79(7): 2156-2163.

[47] 全国畜牧总站,中国饲料工业协会,国家畜禽养殖废弃物资源化利用科技创新联盟. 粪水资源利用技术指南[M]. 北京:中国农业出版社,2017.

[48] 刘铭辉. 基于全生态链的农村化粪池式厕所系统研究[D]. 泰安:山东农业大学,2019.

Liu Minghui. Research om Rural Septic Tank Toilet System Based on Whole Ecological Chain [D]. Taian: Shandong Agricultural University, 2019. (in Chinese with English abstract)

[49] 刘璇. 热解技术用于人粪污泥资源化处理的研究[D]. 北京:北京科技大学,2014.

Liu Xuan. Study on the Pyrolysis and Resource Recovery Technology of Human Fecal Sludge[D]. Beijing: University of Science and Technology Beijing, 2014. (in Chinese with English abstract)

[50] Tian C Y, Li B M, Liu Z D, et al. Hydrothermal liquefaction for algal biorefinery: A critical review[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2014, 38: 933-950.

[51] Peterson A A, Vogel F, Lachance R P, et al. Thermochemical biofuel production in hydrothermal media: A review of sub- and supercritical water technologies[J]. Energy & Environmental Science, 2008, 1(1): 32-65.

[52] 王影娴,吴向阳,王猛,等. 厕所粪便与粗甘油共液化制备生物原油研究[J]. 农业工程学报,2019,35(22):181-186.

Wang Yingxian, Wu Xiangyang, Wang Meng, et al. Biocrude oil production via co-liquefaction of toilet feces and crude glycerol[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(22): 181-186. (in Chinese with English abstract)

[53] 朱张兵,王猛,张源辉,等. 鸡粪发酵液培养的小球藻水热液化制备生物原油及其特性[J]. 农业工程学报,2017(8):191-196.

Zhu Zhangbing, Wang Meng, Zhang Yuanhui, et al. Biocrude oil preparation by hydrothermal liquefaction of chlorella cultivated in biogas digestate from chicken manure and its characteristic [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017(8): 191-196. (in Chinese with English abstract)

[54] Tian C, Liu Z, Zhang Y, et al. Hydrothermal liquefaction of harvested high-ash low-lipid algal biomass from Dianchi Lake: Effects of operational parameters and relations of products[J]. Bioresource Technology, 2015, 184: 336-343.

[55] Li H, Lu J, Zhang Y, et al. Hydrothermal liquefaction of typical livestock manures in China: Biocrude oil production and migration of heavy metals[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2018, 135: 133-140.

[56] 卢建文. 畜禽粪便水热液化过程元素迁移与成油机制[D]. 北京:中国农业大学,2019.

Lu Jianwen. The Study on the Element Migration and Mechanism of Biocrude Bormation during Hydrothermal Liquefaction of Manure[D]. Beijing: China Agricultural University, 2019. (in Chinese with English abstract)

[57] 张冀翔,王东,蒋宝辉,等. 厨余垃圾水热液化制取生物燃料[J]. 化工学报,2016,67(4):1475-1482.

Zhang Jixiang, Wang Dong, Jiang Baohui, et al. Hydrothermal liquefaction of kitchen waste for bio-oil production[J]. CIESC Journal, 2016, 67(4): 1475-1482. (in Chinese with English abstract)

[58] 孔德亮. 微水冲厕所与连续水热处理耦合一体化装置研究[D]. 北京:中国农业大学,2019.

Kong Deliang. Study on the Coupling Device of Micro-water Flushing Toilet and Continuous Hydrothermal System[D]. Beijing: China Agricultural University, 2019. (in Chinese with English abstract)

[59] 中华人民共和国卫生部. 农村户厕卫生标准:GB19379—2003[S]. 北京:中国标准出版社,2004.

[60] 中华人民共和国卫生部. 农村户厕卫生标准:GB19379—2012[S]. 北京:中国标准出版社,2013.

[61] 国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会. 农村三格式户厕运行维护规范:GB/T 38837—2020[S]. 北京:中国标准出版社,2020.

[62] 国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会. 农村三格式户厕建设技术规范:GB/T 38836—2020[S]. 北京:中国标准出版社,2020.

[63] 国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会. 农村集中下水道收集户厕建设技术规范:GB/T 38838—2020[S]. 北京:中国标准出版社,2020.

[64] 中华人民共和国卫生部. 粪便无害化卫生标准:GB 7959—1987[S]. 北京:中国标准出版社,1987.

[65] 魏海春. 关于现行《粪便无害化卫生标准》修订的思考[J]. 中国血吸虫病防治杂志,2011,23(1):103-104.

[66] Starkl M, Brunner N, Hauser A W H, et al. Addressing sustainability of sanitation systems: Can it be standardized?[J]. International Journal of Standardization Research, 2018, 16(1): 39-51.

[67] Razafitsiferana T, Bruno R, Mihasina R, et al. Analysis of the physico-chemical parameters of the water of the river of mahavavy situated in the District of Ambilobe, in the Region of Diana[J]. Resources and Environment, 2017, 7(6): 168-175.

[68] Lange B, Strathmann M, Oßmer R. Performance validation of chromogenic coliform agar for the enumeration of Escherichia coli and coliform bacteria[J]. Letters in Applied Microbiology, 2013, 57(6): 547-553.

[69] 德国标准化学会. 水质、大肠杆菌和大肠菌的计数和检测. 第1部分:滤膜过滤法(ISO 9308-1-2000). 德文版本 EN ISO 9308-1-2000,勘误表 DIN EN ISO 9308-1-2001-07. 德文版本 EN ISO 9308-1-2000/AC-2008[S]. 柏林:德国标准化学会,2009.

[70] 范彬,武洁玮,刘超,等. 美国和日本乡村污水治理的组织管理与启示[J]. 中国给水排水,2009,25(10):6-10.

Fan Bin, Wu Jiewei, Liu Chao, et al. Organization administration and illumination of rural sewage treatment in USA and Japan[J]. China Water & Wastewater, 2009, 25(10): 6-10. (in Chinese with English abstract)

Status and prospect of policies, technologies and standards for rural toilet renovation in China

Kong Deliang1, Yuan Changbin1, Li Zifu2, Liu Zhidan1※

(1.-,,,,100083,; 2.,,100083,)

The Toilet Revolution is closely related to people's livelihood, well-being, and welfare. The renovation of rural toilets has been one of the most important parts to realize Rural Revitalization. In this review, a systematic investigation was made to sort out the existing challenges during rural toilets renovation in China. Some issues were also covered, including the inadequate implementation of toilet-renovation policies, blind selection of toilet types, improper treatment of fecal sewage, and imperfect toilet standards. Three aspects were reviewed in the development of rural toilet renovation: the development process of toilet renovation policies, the key technologies (such as the types of sanitary toilets and fecal sewage treatment), and the standard system of toilet renovation. There was the continuous updating and introduction of policies and regulations in the process of toilet renovation in recent years. The toilet reconstruction was a high urgency to fully meet the requirements of the country for the sanitary toilets in Rural Revitalization. It is necessary to comprehensively promote the improvement of rural human settlements. The farmers’ concept of environmental health also needed to build a well-off society in an all-round way. Alternatively, a summary was made for the types of sanitary toilets and the process of harmless treatment of fecal sewage, according to the key technologies of toilet renovation. There were six types of sanitary toilets renovation in the rural areas in China at present. Specifically, three-compartment septic tank, double-urn funnel, triple, feces and urine separation, double-pit alternating, and complete sewer flush type toilet. Furthermore, it was also summarized to gradually develop and popularize the new ecological toilets in rural areas. Therefore, the characteristics of sanitary toilets were evaluated to choose the specific types of toilets suitable for the local situation and the requirements of farmers in different areas. At the same time, the treatment of toilet feces was also an urgent problem to be solved. The abandonment of the reconstructed toilet and waste of resources also posed a major threat to human health and the ecological environment. An optimal treatment mode was selected for the faecal sludge to balance the local conditions, the types of sanitary toilets, and the requirements of farmers. Besides, it was also essential to treat the faecal sludge in a harmless, reduced and resource-based manner. According to the standard system of rural household toilets, the current standards, specifications or technical requirements were also summarized for the reconstruction of rural toilets in China. Different levels were classified during this time. However, it was still lacking in the system and integrity in the standards and specifications. Thus, a systematic standard system needed to be issued in the future. Finally, some suggestions were recommended for the policy regulations to implement in place, the technologies and models to select suitable for the local conditions, and a systematic rural household toilet standard system to formulate. It is also necessary to further strengthen departmental coordination and operation management. The finding can also provide a strong reference to promote the rural toilet revolution in China.

rural area; meaure; treatment; toilet renovation; toilet reform policy; types of toilets; standards and norms

10.11975/j.issn.1002-6819.2022.16.029

X705

A

1002-6819(2022)-16-0260-10

孔德亮,袁昌斌,李子富,等. 中国农村厕所改造政策、技术与标准现状及展望[J]. 农业工程学报,2022,38(16):260-269.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2022.16.029 http://www.tcsae.org

Kong Deliang, Yuan Changbin, Li Zifu, et al. Status and prospect of policies, technologies and standards for rural toilet renovation in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2022, 38(16): 260-269. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2022.16.029 http://www.tcsae.org

2022-06-20

2022-07-30

美国比尔及梅琳达·盖茨基金会资助项目(RTTC-C-R2-01-001-1)

孔德亮,博士生,研究方向为农业生物质与能源工程。Email:kdl2017@cau.edu.cn

刘志丹,教授,博士生导师,研究方向为环境增值能源、生物质能源技术。Email:zdliu@cau.edu.cn

中国农业工程学会高级会员:刘志丹(E041200655S)

猜你喜欢
无害化粪污厕所
湖北出台磷石膏无害化处理技术规程
厕所囧事
畜禽粪污综合利用现状 存在问题及对策
我国大型畜禽规模养殖场全部配套粪污处理设施装备
猪场每天利用粪污发电1.8万度
两种高温法无害化处理病死动物灭菌效果比较
规模化养殖场粪污无害化处理技术
厕所
高值无害化利用 废白土大有可为
蔬菜制种废弃物无害化处理措施