天津市農村污水處理現狀與對策

任長青

（天津市農機系統能源利用測試站（四站） 天津 300192）

天津市農村污水處理現狀與對策

任長青

（天津市農機系統能源利用測試站（四站） 天津 300192）

本文匯集了目前天津市農村污水處理的有關基礎數據，描述了我市農村污水狀況，對農村污水處理中存在的問題進行了分析，同時針對適合我市應用的幾種污水處理的模式，給出了污水工藝選擇原則。

農村；污水處理；運行成本

1 農村污水處理現狀

1.1 國內農村生活污水現狀

截至到2015年底，中國大陸有264.46萬個自然村，村鎮戶籍總人口為9.57億人，其中村莊人口7.65億，約占村鎮總人口的80%。

到2015年末，全國65.6%的行政村實現了集中供水，但是其中僅有11.4%的行政村對生活污水進行了處理，約62%的行政村對生活垃圾進行了處理。全國鄉建成區集中供水普及率達70.37%，人均生活用水量84.32 升/天。

目前大部分村莊沒有建設排水渠道和污水處理系統，全國農村每年有約80億噸的生活污水，這些污水的氮磷濃度較高，其中含有大量的營養鹽、細菌甚至病毒，目前這些污水的大部分沒有處理直接排放。隨著農村居民生活水平的提高，農村污水的排放量還會呈現上升趨勢，同時的統計數據表明，雖然有60%以上的行政村對生活垃圾進行了處理，但是處理方式簡單，大多數村莊依然將垃圾隨意堆放在路邊甚至水源地、泄洪道以及水塘邊，造成污水的范圍更加擴大。

2015年年末，全國城市共有污水處理廠1943座，城市年污水處理總量達428.8億立方米，污水處理率91.90%，其中污水處理廠集中處理率87.97%。而在這同期，全國縣城共有污水處理廠1599座，污水廠日處理能力2999萬立方米。污水處理率85.22%，其中污水處理廠集中處理率83.46%。大部分農村依然沒有集中污水處理設施，城鄉基礎建設差距依然還在不斷加大。

農村生活污水分為2類：一是炊事、沐浴、洗滌和沖廁用水，其中含有大量的有機物，這些污水的特點是，地點相對分散，水量較少且間歇排放，污水中絕大部分沒有任何收集措施，除去蒸發部分，大多流入臨近的溝渠、池塘、河流，甚至水庫等各種水體。二是農村畜禽水產養殖產生的糞尿、廢水，由于保存或處理不當，排放也會造成地表、地下水及農田的污染。

2 天津市農村污水現狀

2.1 人口與經濟

近年來，我市農村已經發生了巨大的變化，從生態村建設到撤村建鎮，按照天津市發展的整體規劃，農村人口越來越多地趨向城鎮化。

2015年11月1日，全市鄉村人口為268.55萬人，占全市總人口的17.36%。與2010年末相比，鄉村人口增加2.85萬人，比重下降3.09個百分點。

按目前天津市鄉村人口平均每人每天污水產生量60升計算，每年我市農村污水排放量達到5881萬噸以上。這些污水絕大部分都是放任自流，自然蒸發或滲入地表，少數通過管路收集排放到村內外污水池、渠，不做任何處理。

由于生活水平提高，農業進步發展，用水量會不斷攀升，這又會造成地下水過量開采，影響農村水資源的可持續利用。

統計數據還表明，農村獨生子女戶所占比重已經達到52%。越來越多的3-4口家庭將會成為今后農村家庭的主要存在形式。這種趨勢造成的結果是，由于家庭生活用水量的穩定性，農村生活污水的排放總量不會隨著家庭人口的數量減少而減少，相反，會隨著家庭數目的增加而增加。

天津市規模以上的企業約為6000多家，而郊區縣（或地處郊縣）的工業規模以上企業3800多家，占了60%左右，尤其隨著天津第三產業的發展，越來越多的工廠搬遷到郊縣區域，其工業廢水的排放也對農村污水狀況形成了更大的壓力。

由于時間及技術原因，本報告對鄉鎮工業的發展造成的水體污染還不能有具體的量化數據。

表1 郊區縣基本情況一覽表（2015年）

2.2 存在問題

在農業生產中，一方面農田缺水，并且由于缺水，我市許多傳統特色農作物比如水稻，已無法繼續種植，而另一方面污水遍地，不僅污染環境，并且造成水資源浪費。

由于水資源越來越缺乏，有許多農民已經將污染水用于農業生產，造成我們的糧食、蔬菜與水產品都受到不同程度污染。

污水處理不僅為了消除污染，從社會可持續發展的角度看，污水的處理回用也是農業農村生產生活中的一個重要內容。

目前我市的污水處理還處于較低級階段，即使在環境治理比較好的生態文明村內，也只是開挖或者埋設了污水管網，很少有集中的處理模式。

我市在近些年已經完成一些污水處理示范項目，包括“生活污水凈化槽”、

“組合人工濕地生態系統”、“土地滲濾處理技術”等。但是鄉村污水處理在我市農村基本沒有形成規模。

農村污水處理的發展制約因素體現在4個方面：

1）資金因素

目前我市各地農村經濟發展并不平衡，大部分村莊依然無力自主投入資金修建和維護大量的污水管網及處理系統，集中處理污水的設備設施造價也很高，一些鄉村經濟的收益無法承受這樣大的資金壓力。同時污水治理是公益事業，不可能有很高的投資回報，甚至還要不斷投入資金維持系統運轉，從大多數農民的當前意識上看，這都是不能接受的。

2）文化因素

大多數農民千百年來形成的傳統意識沒有改變，在他們對城市的整潔環境向往的同時，又一直以為農村目前的污水現狀天經地義，禁錮的思想意識影響了村莊環境改造的積極性，有些農民認為投入大量資金改造家鄉環境是搞虛架子，甚至是搞政績工程，由此干部的推動工作無法得到認可。

3）技術因素

隨著市場經濟的深入，五花八門的污水治理設備及技術層出不窮，水平卻良莠不齊。許多污水處理設備與技術工藝性能低劣，維修困難，可靠性差。一些生產商和承包商唯利是圖，造成工程質量不高，大大降低了治理效果，或者高價推銷超前消費的設備工藝，將農村污水處理系統弄成不切實際的樣板工程，惡化了本來對此抱有偏見的農民對污水處理的認識。

天津市整體工業化程度較高，鄉鎮企業比較發達，解決了農村人口勞動力轉移的問題，但是由于中心城區環境治理手段日益嚴厲，許多污染排放的企業被轉移到農村，這些企業工業廢水肆意排放，對本來脆弱的農村生態環境造成了難以修復的破壞。還有一些工業污水匯入鄉村污水管道，造成污水處理的成本提高，甚至損壞了生活污水處理裝置。

4）環境因素

許多村鎮的污水管道匯集了工業廢水、雨水和生活污水，污水的季節性和多元性因素造成污水處理系統負荷超載。

農村污水存在著分散性、間歇性特點，同時山區及低洼地帶的特殊性，造成了污水管網的設計、施工存在一定困難。另外許多集中處理模式需要占用村內場地。

應該特別說明的是，與全國形勢不同，我市是一個以工業生產為主要經濟結構的城市，隨著鄉鎮企業經濟的不斷發展，鄉鎮工業污水的排放量將會日益增加，這已成為制約天津市農村環境保護的瓶頸。

鄉鎮企業的快速發展必然產生大量的工業廢水，對于這樣的污水排放量，我們一直無法獲得準確的統計數字，而由于鄉鎮工業的多樣性，其污水排放的數量和成分也各有不同。工業廢水的治理工藝十分復雜，這給農村污水的處理帶來了新的課題。

3 本市污水處理狀況的分析與研究

3.1 污水處理目的與意義

防治污染，保護環境已經成為我國的基本國策，隨著國家環保力度日益加大，環保工作已經成為各級地方政府的重要職責。隨著改革開放和經濟的迅速發展，鄉村規模日益擴大，生活用水量不斷增加，污水量也不斷增加，農村生活污水的任意排放已導致區域內的（水）環境污染狀況日益惡化。農村污水滲入地下，污染地下水環境，嚴重危害著當地農村的飲水安全和衛生安全，直接影響農民的身體健康和居住環境，對生態環境造成難以恢復的破壞。在引灤入津水路沿線以及濕地，有些村落的污水對水源地、入津河道及濕地原始生態構成了威脅。環境污染也制約了當地經濟發展，嚴重影響了投資者的信心。

污水治理是我市新農村建設項目中的重要內容之一，也是我市農村建設通往現代化的必經道路。從全國對比來看，我市農村的污水治理，無論是深度和范圍，已經落后于相應的經濟發展水平，與城區相比，我市農村地區人居環境方面依然處于底子薄、基礎差的階段，各種基礎設施建設（包括污水處理）相對落后，人居環境較差，環境安全隱患與問題突出。大部分農村地區的農民，甚至村領導干部治理污水意識落后，即使對現有的污水處理管理水平也較低。在我市很多已建成的新農村建設示范村內，污水集中治理也處于空白。

近年來，中央及天津市政府積極開展村莊規劃和人居環境治理，結合農業區縣的實際情況，實施了很多村莊整治、建設文明生態村工程項目。村莊整治在村莊現有基礎上，以農民最急需的、最要求迫切解決的生產、生活條件為目標，優先建設村內集中供水、道路硬化、污水、垃圾處理、修建公共活動場所，改變住宅與畜禽飼養混雜等現狀，大量增加綠地、健身廣場等人文景觀設施，逐步改變農村落后面貌，提高農民的生活和文化水平。

3.2 當前污水處理模式

我市的村鎮按照經濟類型分類可以分為：農業型、工業型、旅游型與混合型4種；按照地域分析可以分為：山區型、平原型、濕地型；按照城市化程度分類為：郊區型和鄉村型。

由于天津市特殊的農業格局和農村經濟特性，隨著國家和我市新農村建設的發展，農民的生活水平、生活習慣以及居住傳統的改變，污水成分發生了很大變化，同時污水排放量也越來越大，這表明農村污水的形成及處理已經從單一的、傳統的形式趨向了多樣性。

我市地域雖處于華北平原地區，但是北部地處山區、東部瀕臨渤海，南部地勢低洼，同時各區經濟發展也不平衡，即使同是農業區域，各區的農村差別也很大，而每個地區長期以來形成的居住方式、生活習慣等方面的差異，造成其污水處理方式也會有所不同，因此即將實施的農村污水處理工程必須經過當地適應性評估，根據每個村莊的現狀、具體特點、風俗習慣以及經濟能力條件，因地制宜地采用多元化的污水處理模式。

3.3 村內污水分散處理模式

將農戶污水按照分區收集，每一區污水單獨處理。然后每區采用中、小型污水處理設備或自然處理等形式。這種處理模式布局比較靈活、施工與管理方便，處理后的水質也有保障。適用于村莊農戶坐落分散、地形條件相對復雜的村莊污水處理。本市薊縣山區旅游型小山村，以及邊遠地區的鄉村或者村落規模較大，由于距離較遠無法完全集中處理的村落。

3.4 村內污水集中處理模式

把一個自然村中所有農戶產生的生活污水集中收集，在合適的地點建設處理設施處理全部污水，采用二級生物處理工藝的方式處理。這種處理模式占地較少，抗沖擊能力強、設備運行相對安全可靠、出水水質也比較好。適用于村莊農戶分布相對密集、規模大、村內經濟條件好、旅游業發達或處于水源保護區內的單村或鄰村聯合污水處理。我市的武清區后蒲棒、靜海大邱莊、薊縣水源地庫區等可參照此模式。

3.5 村莊污水接入城鎮市政管網

村莊內所有農戶生活污水經污水管道收集集中后，統一接入鄰近市政污水管網，由附近的城鎮污水處理廠統一處理各村的污水。這種處理模式投資較少、施工周期短、見效快、便于統一管理，集約化程度較高，是城鎮發展現代化標志之一。這種方式比較適合距離市政污水管網較近（小于5 km）的，靠近城市或城鎮、具備實現農村污水集中處理條件的農村地區采用。本市四個郊區村莊可以參照此模式。

4 農村污水處理方式與設計原則

4.1 污水處理工藝的選用原則。

1）達標處理與可循環利用

農村污水收集處理方式要因地制宜，規劃方案要針對農村地區的地形、地勢特點、道路交通條件以及農戶住宅布局等不同情況分別規設計，既解決當前村莊污水達標處理排放，還要考慮污水處理后再利用，從而真正達到節約水資源、保護水環境的根本目的。

我市屬于缺水型城市，水資源再利用具有重要意義，一直以來，我市水資源長期處于匱乏狀態，隨著農業生產規模擴大、農業生產結構調整，農村水資源也越來越緊張，而水環境的污染更加劇了局面的惡化。因此污水處理后的中水回用應該列入污水處理的目的之一。

2）污水處理的技術工藝適應農村現狀

農村污水處理技術與設備的選擇要實事求是，量力而行，要考慮到農村村集體財政收入不高、農民實際承受能力較低這種普遍的事實，不應一味選擇最先進、處理效果最好、自動化控制水平最高的處理工藝，應從我市農村實際情況出發，著重考慮技術與設備成熟可靠，同時要充分分析當地污水特點，適合農村特點和農村實際的污水處理技術，污水處理方式的選擇要著重考慮可操作性強，壽命較長的處理工藝和設備。

3）運行操作簡便，日常維護管理簡單

農村村集體大部分收入較低、而當地從業人員的技術與管理水平參差不齊，因此污水處理技術選擇應特別注重選用簡便易行、運行穩定、維護管理方便的技術與設備。

表2 不同污水處理工藝方法對比特點

技術與設備相對成熟的常規二級生物處理工藝適宜于村莊分布密集、經濟基礎較好農村地區。根據我市農村地區社會經濟發展狀況、生活污水處理與水環境保護要求，還可以通過改廁、人工濕地、穩定塘、土壤滲濾等幾種適合農村實際的污水處理工藝技術。

4.2 MBR污水處理工藝

MBR（Membrane Bio-Reactor）污水處理工藝集合了給水處理的膜法和污水處理的活性污泥法兩種技術，兼具有過濾機理和生化作用兩大特點，應用節能工藝的污水處理系統。具有1）工藝流程簡單，易于管理，結構緊湊，節省占地。2）出水水質穩定，優于建設部生活雜用水水質標準（CJ25.1-89）。對有機污染物COD去除率達90%以上。3）幾乎不需排泥，一般可以考慮半年稍排一些。4）易于實現全自動控制。整機能夠實現自動間歇運行，便于觀察，節省勞力。5）投資相對較低、運行成本低等特點。

該種模式適合土地緊張、資金充沛，尚未建立污水處理工程的中大型村鎮運用。從天津市農村發展整體來講，隨著農村的經濟水平不斷提高，具有經濟實力的村鎮完全可以采取此種方式。

4.3 人工濕地

人工濕地是近年發展起來的生活污水處理技術，它通過土壤—植物—微生物構成的生物系統綜合處理污水，對氮、磷等有機質去除能力較強，處理效果好。在歐美國家的村鎮地區及小型社區得到廣泛采用。目前，本市部分污染河道也有利用該技術處理污水。

人工濕地建造簡易，投資也相對較小，并且維護和運行費用在幾種處理方法中是最低的。濕地內除種蘆葦等常規治污植物品種外，還可種植水芹菜等經濟作物，會有一定的經濟效益，具有很好的應用前景。缺點是占地面積較大，不適合土地資源緊張的村莊。在天津地區，可以在靜海、寧河、寶坻等區濕地地帶的部分村莊運用。

4.4 土壤處理系統

土地處理系統是將生態自然凈化與人工濕地工藝結合起來的小規模污水處理生態工程，通過農田、林地、葦地等土壤與植物系統的固定與降解作用，對污水中的污染物實現凈化。該技術不僅對各種污染物有較高的去除效率，還可以實現污水處理與利用相結合的目的，具有較高的中水回收率。污水土地處理技術對COD、BOD、氨氮、總氮和總磷有著較高的去除率，并且投資較少，運行費用低，管理簡單，維護方便，具有凈化污水、美化綠化環境和節約水資源的綜合效果。

4.5 改廁不外排方法

改廁不外排模式常用于居住分散的農村地區，這種形式將農戶產生的污染物就地進行無害化處理。

（1）三格式化糞池改廁適用于居住分散、有小面積菜園的農村地區。該設施包括便器、管道、三格化糞池等。

（2）糞尿分集式生態改廁適用于居住分散，有草木灰來源的農村地區。

（3）沼氣化改廁適用于庭院式畜類養殖的農村地區。包括便器與發酵池，發酵池容積達到貯糞1個月以上。此類方式已在我市薊州區得到了較廣泛的應用。

4.6 穩定塘

穩定塘是一種比較復雜的生態系統，包括好氧微生物、兼性微生物、厭氧微生物和藻類等水生生物構成。穩定塘系統可達到較好的水質處理效果，有的還具有脫氮除磷功能。在水資源相對豐富、氣候條件較溫暖的地區具有很好的應用前景。

結語

保護農村水環境是保障農業生產發展、創建和諧鄉村、美麗鄉村的基礎。農村生活污水治理工作不僅需要各級政府與技術人員在思想上有認識，還要從技術上不斷進行完善，最重要的是需要國家的相關政策及資金支持。天津市的農村污水處理還處于示范階段，農民認知度較低，大部分能夠進行生活污水集中處理的村莊（生活污水成分較單一），卻因為經濟實力不足無法實施。而工業化程度較高、經濟效益較好的農村地區其污水處理成本又很高，因此我市農村污水處理工作還需要很長時間循序漸進。

（1）分門別類、因地制宜地確定每個村莊的生活污水處理技術路線，不搞一刀切，要根據各村經濟水平、區域特點、自然地理條件和環境實現目標進行不同的規劃與設計，大部分應采用經濟有效、簡便易行、節能、工藝可靠并能夠與當地自然環境相融合的處理技術。

（2）充分利用好國家和本市新農村建設的政策，處理農村污水要有針對性。應該盡量結合新農村建設中改廁、改廚和改圈的工作，逐步配套建設污水處理設施。同時考慮在村落相對密集、經濟實力、農民認知水平較高的村鎮建立污水處理廠，確定污水處理廠的運營機制，在一段時間內建立起公司化管理模式，把國家投資的公益性設施逐漸實現盈利目標，以確保工程設施長久運行。

（3）建議政府謹慎投入資金，認真考察投資對象。由于農民環保認知水平的影響，污水處理技術和管理水平的制約，農村污水處理工程的運行質量有待證實。各村的工程一旦建立，就不能僅僅停留在政府資金支撐的樣板，應該盡量避免農村污水處理工程成為村莊經濟發展的包袱，或使其最終成為擺設。

（4）生活污水處理資金籌集渠道應該多元化。雖然從理論上說公益事業資金供給應該是以政府為主，但目前政府財力不可能全額投資所有的農村污水處理項目。隨著經濟發展、市場規模的擴大和農民收入的提高，資金來源也相應地多元化。農村污水處理的資金可以從政府財政撥款、村鎮的集體資金、吸引外資加入等不同渠道獲得，污水處理的運行逐步實現利潤化。

（5）應該對鄉鎮企業的工業廢水進行調查，對其廢水處理狀況做出分析，必要時，應該在有條件的鄉鎮企業內建立工業廢水處理系統，有必要在鄉村各自設立的經濟開發區內建立污水處理廠，并使得這一規定成為開發區建設的必要條件。

（6）加強農村污水處理意義的宣傳，不斷提高農村居民以及管理干部的素質，使對廣大農村居民充分認識到污水處理的必要性。