史密偉
(河北省科學院地理科學研究所,河北 石家莊 050011)
北方典型農村污水處理工藝現狀評價
史密偉
(河北省科學院地理科學研究所,河北 石家莊 050011)
以北京郊區作為北方農村的典型區域,通過對北京郊區農村的污水處理及排放情況進行實地調查,分析了農村生活污水處理技術及處理效果。目前北方農村應用的污水處理工藝主要為人工濕地、MBR和接觸氧化技術,其中人工濕地的綜合去除率最好。在此基礎上識別了我國農村污水治理的主要制約因素,并提出了相應對策和建議。
農村污水處理;人工濕地;北方農村
隨著國民經濟的發展和人們對環境質量要求的提高,城市污水和工業污水逐步得到控制,農村污水污染及其控制的問題日益迫切[1]。鄉鎮企業廢水與農村生活污水排放量的增加導致地下水質污染加劇,2000年北京市郊區水井監測指標符合飲用水標準的水井僅占監測井數的一半[2],對農村飲用水源的飲水安全構成隱患,影響農村居民的生活質量。農村生活污水的處理問題是新農村建設的重要內容,同時也是農村人居環境改善需要解決的迫切問題[3]。我國農村地域范圍相當廣泛,分布也比較分散,不同農村地區的地形地貌、經濟發展狀況與農戶生活水平以及生活習慣等方面存在著較大的差異,就導致不同地區的農村所產生的生活污水從來源到水量和水質的多樣性,也決定了不同地區的農村生活污水在處理工藝的選存在的復雜性[4,5]。
本研究通過對典型北方城市北京郊區村莊污水處理及排放情況進行調查,深入分析北京地區農村生活污水處理技術及處理效果,找出我國農村污水治理的制約因素,為進一步開展農村污水治理提供參考。
根據北京統計年鑒(2013),北京市農村常住人口共有582.5萬,3940個行政村。全市總土地面積16410.54km2,其中郊區土地面積15042.22km2,占全市總面積的92%。本次調查主要采用網上搜集和實地走訪等方式,對北京市周邊區縣農村污水處理情況進行調研。現有場站主要處理工藝絕大部分采用生物處理方式,其工藝主要為膜生物反應器(MBR)及其變種、人工濕地、A/O工藝、生物接觸氧化等,詳如圖1所示。

圖1 北京市農村污水處理工藝
通過對進出水分析,所測出水COD范圍為4~55mg/L,氨氮范圍為未檢出~7.31mg/L,均低于《水污染物排放標準》(DB11/307-2013)中B排放標準值;所測出水總氮范圍為1.25~51.59mg/L,總磷范圍為未檢出~7.58mg/L,除個別點外,均低于北京市《水污染物排放標準》(DB11/307-2013)中B排放標準值。
從處理工藝上看,總體來看人工濕地去除效果最佳,其中人工濕地對COD平均去除率90.6%,其次分別為接觸氧化和MBR工藝,平均處理率分別為85.4%和78.8%;氨氮去除率上,人工濕地去除率為87.6%,接觸氧化和MBR工藝去除率也都大于77%;總磷去除率上,MBR去除率較高,平均去除率72.7%,其次為人工濕地,去除率為57.2%,而MBR去除率為40.9%,如圖2所示。


圖2 不同工藝污水處理情況
整體來看,我國農村污水處理尚未進入全面、有序解決階段,存在的主要問題有:
1)環保意識淡薄,環境管理不到位,污水散排現象普遍。農村居民的環保意識淡薄,尤其是離城鎮較遠的偏遠地區,污水隨意排放,村民對污水治理的必要性缺乏了解和重視,對于排水工程建設或改造,許多村莊居民不能理解,不予支持,使得排水系統建設和污水治理任務更加艱巨。
2)污水處理缺乏統一規劃,各地農村污水處理無序化。當前我國對農村生活污水處理的相關政策和相關規劃欠缺,使得農村污水處理工作無章可循,各個管理部門條塊分割,無法實現總體的最優。部分農村污水處理簡單參考城鎮污水規劃,規劃設施與農村現實差別較大,在實際工作中無法真正指導農村污水處理工程的建設。此外,隨著新農村建設,農村污水處理設施用地問題也需納入農村整體規劃統一考慮。
3)農村局地環境復雜,技術處理和工程施工難度大。我國地形復雜多樣,由山地、丘陵、平原等地貌組成。各地居民利用當地地形條件進行農村建設,居民居住較為分散,房屋分布無規律,隨意散落,布局不緊湊。農村的這些特有的局地環境特征導致污水收集困難,排水系統的相關技術處理和工程施工也面臨嚴峻挑戰,地形、地質的復雜性使得工程功能的發揮大打折扣,投入的資金成本增加。
4)建設與運維資金不足,嚴重制約農村污水治理。長期以來,政府重點進行城市發展和建設,對農村建設的投資較為薄弱,尤其是農村排水及其環境問題還未引起政府足夠的重視,資金短缺是排水系統建設的一大難題。由于上級部門資金投入不足,基層配套資金不到位,導致工程建設無法完整實施,達不到設計標準,工程設施簡陋、管網不全、污水收集和處理率較低。
1)農村生活污水處理模式選擇應以水量為特征值進行分類分析。由于農村人口密度低、居住分散、日常活動獨立,因此生活污水具有水量小、分散、排放無規律、水質水量日變化系數大等特征。農村生活污水來源相似,水質較為簡單,污染濃度較低。因此,應以水量為核算基礎,首先應對污水管網與污水站的建設費用進行成本核算,確定建站抑或并網。其次,應根據收納水量,確定適合的處理工藝。
2)針對農村污水治理資金來源、運營效果中存在的問題,推薦采用農村集體投資、政府專項資金支持和社會資本投融資等三種運營模式。不同的運營管理模式,在應用的過程中適用范圍也不相同,不同農村地區需根據自己村莊的經濟發展水平、管理人員的管理能力選擇適合本地區的運營管理模式。
3)加強農村環境保護知識普及及宣傳力度,加強環保專業人才建設。一方面通過引進一些環保專業的志愿者,投入基層,為農村環境建設貢獻力量;另一方面可對當地的干部或部分群眾進行環境保護教育和培養,由他們帶動當地人們重視環境建設。
[1] 趙雪蓮,張煜,趙旭東,等.北京市新農村污水處理技術現狀及存在問題[J].北京水務,2010(1):38-40.
[2] 陳德春.北京市郊區水環境污染現狀及防治對策 [J].北京水利,2000,(3):38-9.
[3] 陳茜,李世榮,孟巖,等.北京市農村污水處理方法及效果[J].南水北調與水利科技,2012(4):24-9.
[4] 沈堅,羅剛,周琪,等.適合我國農村的污水處理模式探討[J].安徽農業科學,2008(29):12859-61.
[5] 謝良林,黃翔峰,劉佳,等.北方地區農村污水治理技術評述[J].安徽農業科學,2008(19):8267-9.
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