哈密市天山北坡農村生活污水處理工程研究

郭艷

摘要：目前，中國絕大多數(shù)農村生活污水的排放是未經(jīng)處理的，這給農村的地表水源造成嚴重的污染。因此，提高農村生活污水處理能力已經(jīng)迫在眉睫，隨著水體污染的日趨嚴重，農村生活污水處理已經(jīng)提到日程上來。從生活污水凈化沼氣工程的技術特點和在新農村建設中的作用，提出幾點對策和措施。希望相關方面能加強對農村生活污水處理的重視，從而促進偏遠地區(qū)新農村建設的發(fā)展。

關鍵詞：農村；生活污水；沼氣工程；哈密市

中圖分類號：F323.22文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2012）18-0061-03

農村生活污水面廣量大，治理難度較大，已逐步成為農村主要面源污染之一。今年，新疆自治區(qū)各地結合“新農村建設、整治”工作，需解決生活污水處理問題，然而，在農村建立沼氣工程治理農村生活污水，是個行之有效的方法。

一、生活污水凈化沼氣工程方興未艾

1.生活污水凈化沼氣工程日趨成熟。20世紀80年代以來，中國各級農村能源部門針對中小城鎮(zhèn)生活污水的特點，開始研究利用農村家用水壓式沼氣池代替城鎮(zhèn)樓房住宅化糞池，分散處理城鎮(zhèn)生活污水和糞便的技術，稱為“城鎮(zhèn)生活污水凈化沼氣池”。該技術由于投資分散、易于建造、可就近處理、不專門占用土地、效果好、易管理、運行不耗能和具有較好的環(huán)保效益等特點，已在不少省、市（特別是南方各省市）得到積極推廣應用，收到滿意的衛(wèi)生效果和良好的社會環(huán)保效果，是現(xiàn)今適合中國國情的一條分散處理城市居民生活污水的有效途徑。

2.生活污水凈化沼氣工程技術特點。生活污水凈化沼氣池是分散處理生活污水的新型構筑物，適用于在近期內無力修建污水處理廠的中小城鎮(zhèn)，或城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)以外的單位、辦公樓、居民點、旅館、學校和公廁等。冬季地下水溫能保持在5℃～9℃以上的地區(qū)，或在池上建日光溫室升溫可達此溫度的地區(qū)，均可使用該技術來處理生活污水和糞便。我們通常所說的城鎮(zhèn)生活污水主要具有以下三個特點：一是沖洗廁所的生活污水中含有糞便等排泄物，是多種細菌和寄生蟲的載體和疾病的傳染源；二是生活污水濃度低。其中干物質濃度為1%~3%，COD濃度僅為500~1 000mg?觟L；三是生活污水的可降解性較好，BOD5與COD之比為0.5~0.6，適用于厭氧消化制取沼氣。城鎮(zhèn)生活污水凈化沼氣池是根據(jù)生活污水的特點，把污水厭氧消化、沉淀過濾等技術進行有機結合而設計的處理裝置，其性能明顯優(yōu)于普通化糞池。凈化沼氣池各項生化指標均達到《污水綜合排放標準》（8978）的一級現(xiàn)有標準和《糞便無害化衛(wèi)生標準》（GB7959）。并且沼氣池出水中無蚊蠅滋生，每10～12戶家庭生活污水所產生的沼氣，可供一戶用作炊事燃料。

哈密地區(qū)位于中緯度亞歐大陸腹地，屬溫帶大陸性干旱氣候。但由于高大的天山山脈之影響，造成各地氣候差異明顯。地區(qū)全境可劃分為5個氣候帶、共7個氣候區(qū)。大致上，山南干熱，降水極少；山北陰涼，降水稍多。地區(qū)氣候的主要特征是：干燥少雨，晴天多，光照豐富，年、日溫差大，降水分布不均；春季多風、冷暖多變，夏季酷熱、蒸發(fā)強，秋季晴朗、降溫迅速，冬季寒冷、低空氣層穩(wěn)定。因而，在哈密天山北坡，可選用適合寒冷地區(qū)的沼氣池，這種沼氣池是1982年由吉林省農科院土肥所研制的，1984年通過省級鑒定。目前，全省共推廣這種池型2 000多個。其主要性能特點是：（1）體積小，效益高。據(jù)調查，一個2m3的鐵罐沼氣池，一年可使用5~6個月，可節(jié)省柴草3 000~4 000斤，按1斤3分錢計算，價值為90元~120元，同時，可積造優(yōu)質肥4噸~5噸（中間換一次料），每噸按5元計算，為20元~25元。每年直接效益為110元~145元，預計二三年可全部收回成本。經(jīng)有關專家鑒定，可使用十年。（2）密封性能好，池容產氣率高。據(jù)測試，在正常運轉情況下，沼氣壓力可達0.5kg~1kg/cm2。6—9月池容產氣率平均可達0.6-0.8m3/日，一個鐵罐池所產沼氣可供五口之家一日三餐用氣和照明。（3）不受季節(jié)限制，可工廠化生產，容易達到標準化、系列化、規(guī)范化的要求。（4）由于這種沼氣池長期處于中溫發(fā)酵狀態(tài)，有利殺死糞便中的蟲卵和病菌。（5）一物兩用。除了用做沼氣發(fā)酵罐外，在草原地區(qū)還可在早春用作抗旱水桶，充分發(fā)揮其效益。

二、生活污水凈化沼氣工程產業(yè)化發(fā)展的主要障礙

1.工程技術標準不統(tǒng)一。該技術自研究開發(fā)到工程化推廣已二十年，雖然國家建設部1990年發(fā)文將它列入“八五”科技成果第一批推薦推廣項目，全國城市衛(wèi)生檢查評比標準也將它列為糞便無害化處理裝置在全國推廣。但到目前，除四川等少數(shù)幾個省搞了相關技術規(guī)范和地方標準，1990年中國沼氣學會聯(lián)合中國市政西南設計院出版了給排水試用圖集《生活污水凈化沼氣池》外，國家級的相關技術規(guī)范、正式標準圖集還未見出臺。因此，各地在推廣建設中，出現(xiàn)很多非標準化、不規(guī)范的工作實例，使該項技術從質量到效果很難獲得保證。

2.缺乏必要的技術研究開發(fā)、工程示范推廣工作經(jīng)費。該項技術目前僅有農村能源主管部門給予少量的研究開發(fā)經(jīng)費扶持，很少得到其他方面的資金注入。事實上，原有技術裝置已經(jīng)落后于社會的發(fā)展，不能適應用戶的需求。長期以來，一些科研、開發(fā)部門由于缺乏經(jīng)費，無法開展研究和實驗工作，使該技術難于進一步提高完善；工程推廣部門也因無專項示范工作經(jīng)費，抓起來感到力不從心。

3.缺乏強有力的政策導向。目前國家和地方都有城鎮(zhèn)居民生活、生產有機污水排放標準，但由于各種原因，多數(shù)地方在實際管理上不能按要求嚴格到位，有些做法，也僅流于形式。如目前一般與城鎮(zhèn)居民住宅樓房配套建設的“格式化糞池”，依現(xiàn)在居民生活水平，按標準建造就已難適應環(huán)保需要，可相當部分建筑商為節(jié)省投資，還在有意減小容積和降低標準。污水凈化沼氣池處理效果雖好，由于造價略高于“格式化糞池”，又沒有相關的政策扶持，很難得到建設單位認可和建筑商的青睞。

三、農村生活污水凈化沼氣工程發(fā)展對策分析

實踐表明，農村生活污水凈化沼氣工程是一種投資少，效果好的小型分散化處理污水技術，在當前農村無力建設集約化污水處理廠的情況下，是農村地區(qū)生活污水處理的最佳選擇。以下提出對策：

1.加強領導，加大宣傳力度，進一步提高人們的能源環(huán)保意識。要真正實現(xiàn)農村生活污水凈化沼氣池的產業(yè)化發(fā)展，首先要切實加強領導，各級政府應把農村生活污水凈化沼氣工程建設內容納入新農村建設和發(fā)展規(guī)劃，通過經(jīng)濟杠桿的調節(jié)和政策的傾斜來引導和鼓勵建設單位投資開發(fā)和建設生活污水凈化沼氣工程；其次要加大宣傳力度，各級業(yè)務主管部門應積極通過各種途徑，如新聞媒體、技術講座、組織交流研討，興建樣板示范點等，對農村生活污水凈化沼氣池進行廣泛、持久的宣傳，努力提高人們對該工程的認可度、推廣度，吸引更多的民間資金注入工程技術的研究、開發(fā)和示范推廣工作。

2.規(guī)范和完善農村生活污水凈化沼氣工程推廣管理體制。由于生活污水凈化沼氣工程是中國農村能源主管部門和沼氣科研機構開發(fā)并命名的，長期以來主要是靠各級農村能源主管部門在宣傳生活污水凈化沼氣技術在農村環(huán)衛(wèi)建設中的地位和作用，而建設、環(huán)保、衛(wèi)生等部門略顯被動。實事上，該工程的規(guī)范、建設和產業(yè)化發(fā)展與上述各部門緊密相關，須得到他們的認同、配合和支持。因此，各部門應本著“求真、務實，有利于工作開展和管理”的原則。明確分工，確定職能部門和協(xié)作部門，實現(xiàn)職能到位，各司其職，各負其責，密切合作，切實為當?shù)鼐用褶k實事，共同促進農村生活污水凈化沼氣工程的產業(yè)化發(fā)展。

3.完善工程技術工藝，盡快出臺國家或行業(yè)技術規(guī)范和標準。目前，各地推廣的“農村生活污水凈化沼氣工程”池型結構五花八門。各種工藝流程也缺乏嚴格的科學依據(jù)。建議由國家主管部門適時組織安排召開專項技術研討會。召集各地有經(jīng)驗的技術人員和管理人員參加；同時在研討會的基礎上組成專家組，專門研究編制出適應新農村建設需要的標準圖集以及相關的技術規(guī)程、規(guī)范，以利早日進入建設領域普及推廣。

4.開展技術培訓，抓好試點示范。生活污水凈化沼氣池技術是一個系統(tǒng)工程，涉及到建設、生物、環(huán)衛(wèi)等多項技術。設計、施工和建后物業(yè)管理部門的技術人員應參加各級農村能源主管部門組織的技術培訓，實行資質化管理。另外，為使該技術能在全國范圍內樹立新形象，利于工程推廣普及，建議國家有關部門在全國不同區(qū)域的中小城鎮(zhèn)和農村地區(qū)建設一批標準的示范點。

四、農村生活污水凈化沼氣工程案例——西藏“溫室＋沼氣”模式破解寒冷地區(qū)農業(yè)發(fā)展難題

中國許多地區(qū)在沼氣池建設和推廣過程中面臨冬季氣溫較低不利于原料發(fā)酵問題，西藏通過對高寒條件下農村沼氣建設模式的不斷試驗，探索出了“溫室＋沼氣池”的能源生態(tài)農業(yè)發(fā)展模式，節(jié)省了用能開支，避免了取柴對生態(tài)環(huán)境的破壞，同時使農民達到了增產增收的目的。

發(fā)展農村沼氣需破解寒冷地區(qū)半年閑問題，西藏自治區(qū)有２８０多萬人，其中農牧民約占８０％。長期以來，農牧民一直用木柴、草皮、干牛糞來生火，不僅耗費了大量勞動力，而且在一定程度上使青藏高原原本十分脆弱的生態(tài)環(huán)境進一步惡化。面對農村以柴草為主要構成的傳統(tǒng)能源利用模式的弊病，利用農村方便的原料開發(fā)和推廣清潔能源沼氣已迫在眉睫。但是，由于中國一些地區(qū)冬季氣溫較低，很難達到適宜原料發(fā)酵的溫度，沼氣池在冬季產量非常小，因此在沼氣池建設和推廣過程中面臨半年使用半年閑的難題，建有沼氣池的農戶不得不備兩套爐具，一些農戶因此建設沼氣池的積極性不高。

為了破解沼氣在寒冷地區(qū)建設的難題，近年來，西藏積極開展農村戶用沼氣在不同地區(qū)、不同氣候、不同原料環(huán)境條件下的試驗、示范和技術推廣，探索出了適合冬季寒冷地區(qū)特點的“溫室＋沼氣池”的能源生態(tài)農業(yè)模式。

在這種模式下，溫室大棚不僅保證了沼氣池全年都可以發(fā)酵出氣，從而節(jié)省用能開支和保護生態(tài)環(huán)境，而且大棚里養(yǎng)殖畜禽，在改變冬季畜禽御寒導致能量損失過大、難以增肥的狀況同時，產生的糞便又給沼氣池提供了原料。此外，大棚里種植蔬菜等可以充分利用沼氣池發(fā)酵后的沼渣、沼液作為高效肥料，不僅可以減少化肥支出，又可以促使蔬菜等作物增產。

“溫室＋沼氣”模式克服氣溫制約打造循環(huán)高效農業(yè)近年來，西藏通過推廣“溫室＋沼氣”能源生態(tài)農業(yè)模式，農村戶用沼氣建設已經(jīng)從單一追求能源效益發(fā)展到以沼氣為紐帶、集種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)為一體的生態(tài)農業(yè)循環(huán)經(jīng)濟模式，在促進農業(yè)生產結構調整、農村生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展以及農牧民增收等方面發(fā)揮了重要作用。

“溫室＋沼氣”的能源生態(tài)農業(yè)模式首先是要在沼氣池上建一座溫室大棚，從而使建在寒冷地區(qū)的沼氣池即使在冬天也能提供適宜的發(fā)酵溫度，同時配套完成改廁、改圈、改廚 工作。該模式的基本要素是：建設一個坐北朝南長度為10米~50米的溫室大棚，在溫室大棚內部或相鄰的西側、東側或北側建一個畜禽舍和一個廁所，畜禽舍和溫室下部建造一個8~10 立方米的沼氣池。該模式中溫室大棚的作用是為沼氣池、畜禽、溫室內的農作物提供適宜的溫濕度條件，從而改變過去沼氣池半年使用半年閑且冬季極易凍壞的弊病，達到全年正常發(fā) 酵產氣的目的，同時大棚里還可以從事畜禽養(yǎng)殖和蔬菜種植，實現(xiàn)增產增收。

高寒地區(qū)能源生態(tài)農業(yè)模式有效促產增收實踐證明，西藏地區(qū)“溫室＋沼氣”能源生態(tài)農業(yè)模式是適合寒冷地區(qū)特別是高寒地帶的高產、優(yōu)質、高效的沼氣生產模式，它以溫室大棚為紐帶，將沼氣池、畜禽舍、廁所、溫室大棚組合在一起，構成能源生態(tài)綜合利用體系，在很大程度上解決了高寒地帶氣溫較低、氣壓低和晝夜溫差大等影響沼氣建設的難題，從而達到在同一塊土地上，實現(xiàn)產氣、積肥同步，種植、養(yǎng)殖并舉，有效緩解了農民生活用能的缺乏，改善了農村衛(wèi)生環(huán)境，保護了高原 脆弱的生態(tài)，促進了當?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)的循環(huán)發(fā)展。

首先，從產氣量帶來的收益看，一座8~10立方米沼氣池全年產沼氣320~400立方米，可解決3~5口人農戶10~11個月的生活用能。1立方米沼氣相當于0.5公斤液化氣，每公斤液化氣3.2元，350立方米沼氣可節(jié)支1 120元。其次，從養(yǎng)殖業(yè)收益看，按每戶年均出售生豬2~4頭、每頭220斤、每斤4元 計算，每戶可獲得1 760元~3 520元的毛收入，除去每頭生豬大約500元的成本，受益農戶可增加收入760元~1520元。第三，從種植業(yè)收益看，利用沼液種植蔬菜，可使黃瓜增產30%、芹菜增產23%、 西紅柿增產20%以上。每座50平方米左右溫室大棚可以年產蔬菜1 000斤，按每斤蔬菜平均價格1.5元計算，可為受益農戶增加收入1 500元。最后，一座8~10立方米沼氣池每年還可為受益農戶節(jié)約農藥、化肥開支約600元~850元。使用沼肥能使糧食作物、經(jīng)濟作物和果樹增產，其增產幅度一般在5%~20%，而生產出來的綠色有機食品價格高于普通食品10%~20%。用沼液浸種，還可提高種子發(fā)芽率、成苗率以及抗病能力等。

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[責任編輯 陳丹丹]