我国农村生活污水治理现状、技术方式及应用措施研究

2022-12-31 11:30沈伟
科海故事博览 2022年33期
关键词:污水处理污水农村

沈伟

(宁夏回族自治区生态环境宣传教育中心,宁夏 银川 750011)

全面实施乡村振兴,美丽乡村建设就是重要的一个环节,全国各地已经对农村的居住环境进行有效治理并取得了较好成效,同时美丽乡村建设取得的成绩也深入人心。

然而,我国农村污水排放仍然是对乡村建设和整体农村环境产生影响的重要因素,通过加强对农村生活污水进行综合性的处理研究,使污水处理效果大幅度地提升,有效改进农村生活居住环境和生态环境,进一步提升农村居民的幸福感和获得感,使农村生态环境所具有的可持续性发展得到进一步的体现。

1 农村生活污水特征

1.1 污水排放分散性强

我国常驻农村人口约为4.98 亿,大多居住在辽阔的农村地区,村庄分散于全国各个地区,农村居民大多散居于乡镇地区,经济相对落后,且居住存在分散、流动性强等特点,与城市人口相对集中的居住特点不同[1]。

由于农村基础设施建设较为滞后,也缺少相应的配套资金,无法有效利用政府设置的市政管网系统对生活污水进行处理。因此,居住分散的农户直接将生活污水排放至屋外。

1.2 污水排放量波动系数较大

因农户生活规律和种植农作物等相关原因,农村大部分地区产生的生活污水傍晚比白天显著增多,而夜晚的污水量相对较少,甚至发生断流,水量波动现象比较明显,存在变动范围较大的特征。

1.3 污水中含有较多的有机物质

村民长期的饮食习性是产生污水的主要原因,农村家庭中常食用的肉类、动物油脂和油腻类食物较多,洗涤此类食物需要使用较多的清洁剂,同时,农村居民洗漱、沐浴后的污水直接排放至周边水体,综合上述因素,农村生活污水中的有机物氨氮、总氮、总磷等物质浓度总体比较高。

2 选择农村生活污水处理方式的原则

2.1 符合当地实际情况

在乡镇进行生活污水处理,必须要考虑到该地区的具体实际,选用适宜的方法。在农业生产的地方,其人口密度、地貌、地质、位置、天气和经济状况等,区域位置不同,就存在较大差异,所以在选用污水处理方式和处理设备上,就需要因地制宜地选用最适宜的处理方式。

2.2 运维简单

我国农业区域发展已有较大提高,但在科技领域仍有不足。因此,在乡村修建的长期解决生活污染的设施,因为专业技术人员欠缺,导致在建设完成之后无法正常使用,达不到污水处理的目的。所以,农村的污水处理技术和维护管理在实际使用中必须是操作简单、易于管理的原则,才能切实发挥出农村污水处理科技的效果。

3 农村生活污水治理存在的问题

3.1 农村生活污水处理工程缺乏相关规范或标准

农村生活污水管网管径的选择、坡度的设计等如采用市政排水设计规范,很多规范设定的参数在农村生活污水设计中不实用或无法实现。目前,农村生活污水处理设施核定最大处理量基本上是按户籍人口数量进行设计的,农村绝大多数村庄人口外出务工,多剩余老人和儿童,建设完成的污水收集收集系统和处理设施在实际处置中存在因污水量过少致使设施低负荷运行,有的设施还停止运行,从而增加运维成本,造成能源和资源的浪费,致使项目投入大量资金却不能造福于民[2];村落结构复杂、巷道狭窄、房屋地基薄弱,无法满足施工开挖深度要求、规范坡度要求等,需要新技术、新方法解决污水收集问题;南北方因气候、生活习惯不同,水质、水量在北方冬季、夏季波动较大,农村污水治理工艺、市场品类繁多,技术、设备选型没有参考依据。因此,农村生活污水处理工程需出台设计、施工、设备等相关规范或标准,保障项目发挥真正效益。

3.2 生态环境意识有待增强

农村水环境污染未得到持续有效解决,其中的一项重要因素就是沿袭传统的生产生活方式,存在生态环境意识不强、生态环境科普知识掌握不多,生态环境行为的自觉性提升不够等问题。随着我国经济社会的高速发展,振兴美丽乡村战略的实施,农村村容村貌都发生了巨大变化,但是传统农村生产生活方式相对改变较小。农业耕种的化肥、农药依然使用较多,畜禽养殖的规模化带来的巨大经济效益使得畜禽粪污排放未得到有效治理,此外,关于水环境污染治理方面宣传有待加强,存在污水治理生态环境知识普及面不广、普及的深度不够、社会面宣传氛围不浓厚等问题,与当前农村水环境污染治理的形势要求不相适应。

3.3 资金落实较为困难

我国农村生活污水处理的资金主要来源于国家项目资金和当地政府配套资金,少部分资金来源于地方企业的支持以及村民的自主捐款,由于农村污水处理工程在建设过程中具有一定的复杂性,在具体的建设过程中,建设综合预期与实际施工往往存在一定程度的出入,使得实际资金支出多于项目资金预算,在落实不足项目资金时,会出现同一项目追加资金审批难、不予追加、层层审核把关和无预算经费等实际问题,从而滞后项目完成时限,有的甚至暂停项目建设,从而整体影响到对农村生活污水的处理[3]。

4 农村生活污水处理技术方式

4.1 预处理技术

应用于农村生活污水的预处理技术通常以简单、易维护等为主要特点,多集中于简易的厌氧池/化粪池方式作为预处理手段。农村生活污水需要预处理的情况主要是采用比较高效和简便的处理方式,在预处理的基础上能够有效支撑后续处理效果,并且能有效提高后续处理效率和排放水质。根据我国农村经济发展水平和现状,农村生活污水处理技术方式的重点是对中西部地区、高海拔地区和山区等经济条件相对受限的区域,其预处理设施应该越简单越好,且与后续处理系统应有较好的协调性和互补性。

4.2 厌氧好氧处理技术

该技术所依靠的系统主要是厌氧反应器、沉淀器、藻饰池塘以及有关熟化池等,其目的主要是为微生物的生长繁殖创造良好的厌氧状态与生活环境,让微生物利用自身的功能进行净化污染。目前,国家已在沼气池和化粪池等建造的过程中多采用了这种技术,沼气池的最大好处是为广大农业地区在供应基本生活能源的同时减少农业生产成本[4];化粪池则为污水处理奠定了基础,并利用传统化粪管中过滤器的功能进行对污染物的处理,从一定程度上有效地减少了对村民生活环境污染的影响。

4.3 人工湿地结合地下土壤渗滤技术

该技术的应用是在常用生化处理的基础上,通过人工湿地工艺技术结合地下土壤渗滤净化技术实现农村生活污水的深度处理。首先将污水通过集污管网引流到生长着芦苇、香蒲和茭白等根系发达的沼泽植物的人工湿地区域,通过这些沼泽植物根系的吸附和微生物的降解进行过滤净化,排入湿地的污水经过多层处理后,再排放至农村洼地由土壤、鹅卵石、粗砂等混合组成的填料床,表填料床中有大量微生物,污水中的污染物质进一步被过滤、吸附、降解,从而达到净化处理效果。

4.4 地埋A/O 生态塘技术

生态塘技术又叫氧化塘技术、稳定塘技术,是运用自然净化能力处理农村生活污水的构筑物总称,地埋A/O-生态塘技术是将生态塘技术与常规生化处理技术复合运用。首先是通过人工手段,修整池塘,并设立相应的防渗层,再运用池塘微生物达到净化农村生活污水水质的效果。

4.5 高效藻类塘处理技术

高效藻类塘处理技术主要应用机理是通过利用藻和菌类在池塘内共同形成氧气效应而来的,进而改善了池塘内的生物降解动力效应,从而合理地改变了农村地区饮用水环境的排污情况,是目前人们比较青睐的处理技术。在生活污水的处理上,会受季节气候的影响,排放状况随着气候的不同产生变化。具体而言,藻类塘水处理工艺的使用受日光辐射和气候变化的影响,其形成的时间和后果也不相同,如要实现较好的污水处理效果,夏天的总日照必须超过四日,而冬季则必须超过八日[5]。此外,为进一步提高藻类塘生物处理效果,可以直接在池塘里放入高等水生植物,从而有效地控制了藻类的生长,并减少了降解处理过程中所形成的硫磷等化合物,这些技术都极大地减少了对生产成本的投入,也方便了管理。

4.6 生物膜法

生物膜法是以生物膜上微生物为主体的处理方法,主要包括移动床生物膜反应器MBBR 工艺、生物接触氧化、曝气生物滤池、生物转盘等。MBBR 工艺通常采用聚丙烯、聚乙烯等制作的塑料环、球等作为微生物依附载体,气水混合后成流化状态,便于运维管理,广泛用于农村污水处理以及城市污水厂提标改造。生物接触氧化大多采用固定床填料,挂膜速度快。曝气生物滤池通常采用密度较大的陶粒、砂粒、火山岩等填料,除了生物膜的生化作用外,还有过滤作用,出水水质更好。生物转盘不需要曝气措施,通过盘片的转动将污水和空气混合进行净化,节能效果明显。

5 农村生活污水治理应用措施

5.1 因地制宜,制定标准

在设计勘测时应实地调研该区域村庄常住人口、畜禽养殖、饭店、农村旅游景点、乡镇企业数据等,便于设计量的确定和后期运营管理。调研要充分考虑后期运营管理,避免因运营调试难度大,造成水质难达标、污水不足或者外溢等问题的发生;明确农村生活污水主管、支管、入户管、检查井及配件要求,制定农村生活污水工程技术规范,如基坑开挖、电力要求等,明确施工工序,缩减施工工期,降低工程成本,实现科学施工。对于处理站选址和设备选型,明确对排水、接电、用地(不能选择坑塘、垃圾场等)、与最近农户距离、噪声、环境标准、人孔、盖板、处理站硬化要求等方面[6]。

5.2 完善共治体制机制

积极建立合作机制。地方政府、非政府组织、企业和广大村民应建立农村生态环境治理合作机制,畅通各方主体合作参与的渠道。在制定或出台农村水环境治理的政策措施前,应广泛收集各方主体的意见建议,不断优化、健全农村水环境治理体制机制。健全完善激励机制,针对不同责任主体,广泛采取灵活多样、切实可行的激励机制。例如,将农村水环境污染治理纳入地方政府考核范畴,实行奖优罚劣;将农村水环境污染治理效果作为乡镇企业税收减免的重要内容,鼓励企业主动做好水环境污染治理;实行举报奖励机制,鼓励村民积极参与农村水环境治理;建立PPP 等项目,走市场化治理之路,从财政资金中拨付一定金额,作为引入第三方专业机构治理农村水环境污染的专项资金,激发市场主体活力;建立个人奖评机制,每年对污水处理设施运维情况进行评比选优,对运行和维护较好的管理人员进行奖励,通过该项奖励机制激励管理人员认真负责,从而延长污水处理设施的运行年限和降低设施运维成本;完善监督机制[7]。加强生态环境执法监督力度,完善生态环境评议考核机制,畅通媒体监督、来信来访监督渠道,积极动员各方共同参与,严厉打击污染农村水环境行为。

5.3 有序推动运维监管信息化建设

加强顶层设计,尽快明确各级政府信息系统的管理职能和数据收集的权限,以及运维单位信息系统的功能定位,在此基础上对系统功能、硬件配置、数据接口等进行规范,大幅提升处理设施的运维监管效率。

6 结语

农村生活污水处理是建设环境优美乡村发展进程中的重要组成部分,同时也是改变农村居民生活环境和保护农村居民身体健康的重要举措,要不断加强对农村生活污水处理工作的重视程度,进一步增加资金投入力度,强化对现代化污水处理技术进行综合性的应用,不断探索建立综合性的监督和管理机制,从而全面建设美丽新农村,全力推进美丽乡村振兴,让越来越多的农村实现环境优美、村容整洁、文明和谐。

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