張 洋,余 韜
(貴州理工學院資源與環境工程學院,貴州 貴陽 550003)
近年來,隨著我國村鎮經濟取得了迅猛騰飛,鄉鎮企業得以快速發展,村鎮居民的生活水平不斷提高,農村生活污水的排放量也顯著增加。據統計,我國現有村莊244.9萬個,農村戶籍人口7.56億人,全國村鎮每年排放污水量高達九十億噸。由于農村環保基礎設施落后,解決環境問題的相關投入不足,近九成的村鎮沒有建設污水收集渠道和處理設施[1],加劇了農村環境污染的程度。因此,總結農村生活污水處理存在的問題和找到有效解決問題的途徑,是加強農村環境綜合整治、提升農村人居環境、建設美麗鄉村的關鍵因素之一。
喀斯特(巖溶)地貌作為一種特殊而脆弱的生態環境,在污染的發生、發展和治理上都有其特殊性,尤其貴州喀斯特地區農村生活污水治理存在的問題與其他地區有著顯著的差異之處。本文通過分析貴州喀斯特地區農村生活污水治理存在的問題,有針對性地提出建議和對策,為科學合理地開展貴州農村生活污水治理規劃和工程實踐提供參考,以期推動貴州農村環境綜合整治步伐,建設貴州美麗新農村。
我國農村生活污水水質與周圍地理環境、農業經濟開發水平和農村居民生活習慣均有直接關聯[2]。從其來源來看,主要表現為居民在日常生活中排放的污水,包括生活洗滌污水、廚房和沖廁污水以及養殖畜禽污水等,其特點是污染面廣、分散不易收集、流量波動大、地區差異顯著[3]。農村生活污水流量較小,但由于缺乏完善的管網收集系統和處理工藝,導致污水處理率遠低于城鎮。據統計[4],截止2017年,我國擁有污水處理廠2 209座,污水處理率已經達到了94.54%,而貴州省只有51座,且絕大多數是大中城市的污水處理廠,農村的污水處理率仍然很低。尤其在偏遠的農村,污水常沿道路邊溝或路面排至附近水體,造成了地表水、地下水的污染,長期以往,勢必會影響周邊居民的生活飲用水安全,直接威脅到農村居民的身體健康。因此,加強農村生活污水處理顯得尤為緊迫和重要。
目前我國的農村生活污水處理模式主要分為三種:(1)建設污水收集管網,通過主干管輸送至就近的鄉鎮污水處理廠進行集中處理。該模式主要適用于距離鄉鎮污水處理廠較近距離的農村,過于偏遠則管道的投資成本會極大增加,若遇到地形起伏較大的情況,還會增加提升泵站的建設成本;(2)建設污水收集管網,在本村范圍內建設小型污水處理站,集中就近處理。該模式適合住戶較為集中的村落,利于統一管理及維護,出水水質也較為穩定,但污水收集管網及處理設施成本較高,需要專業人員進行維護;(3)分散式處理,每個住戶獨立安裝或相鄰兩家安裝一套小型處理設備,處理后就近排放。該模式具有低成本、易操作的優點,但也存在水質水量極不穩定、不利于統一管理和維護等缺點。分散式處理特別適合貴州喀斯特地區的分散住戶,也是當前我國農村生活污水處理的發展方向之一。
(1)管網建設投資巨大,收效甚微。
對于污水處理系統來說,污水收集管網的造價會占到很大的比例。尤其是農村生活污水的收集,由于住戶少,而且居民居住地點往往比較分散,造成單位住戶占有的排水管線長度較大,整體成本明顯上升。在此情況下,實現整個村莊排水管網全覆蓋,其性價比是極為低下的。
(2)管網設計困難,得不償失。
由于貴州喀斯特地形地貌的特點,地面起伏較大,決定了管網的設計相當困難。污水若不能完全靠自流收集,需要在低洼處設置大量泵站提升污水,或者加大管線的埋深,這些都會極大地增加整個污水處理系統的成本,尤其是在經濟狀況極不發達的貴州農村地區,這樣的設計將得不償失。
(3)管網管徑偏大,成本上升。
根據《室外排水設計規范》(GB 50014-2006)的規定,居民生活污水定額可以按照當地相關用水定額的80%-90%采用。而污水量則是由人口和居民生活污水定額來確定。規范上的水量主要是考慮到大城市的居民用水量,與農村居民的用水量存在較大的差異。因此,按此設計得出的污水收集管網管徑必然偏大,增大了投資的成本。對于農村的實際情況,特別是貴州喀斯特地區多為偏遠山區,居民的生活習慣與城市大為不同,造成了農村居民生活污水排放量遠不如城市居民,如洗衣、洗菜等污水有時可能就隨手傾倒于門口或土地中,并沒有真正進入下水道收集。這樣一來,很多按照規范設計的管網將造成浪費,收集到的水量很小,甚至有時根本收集不到污水。
(4)施工復雜
管網施工問題比較復雜。貴州是世界上最大的喀斯特地區之一,地形起伏較大,道路崎嶇,溝壑縱橫,在此地貌條件下進行管道施工,沿途地形復雜,遇到的障礙物較多,特別是像排水管道這種需要重力流來進行污水收集排放的管道,存在較大的困難,常常需要采取特殊的措施才能保證安全高效施工。另一方面,貴州地區的農村有趕集的習俗,一般情況是每個鄉鎮每月有約6天時間要進行趕集,居民均在自家門口的大路邊進行擺攤賣貨,而長年以來,當地居民已經習慣了這樣的生活方式。若進行管道施工,要進行道路開挖,不能進行趕集,與居民之間會形成矛盾。若另外開發臨時趕集場地,讓居民轉移過去,有相當部分的居民并沒有意愿,因此,需要政府部門的大力宣傳教育和積極引導,讓居民明白污水治理工程具有普惠性質,每個人都應該參與進來。
(1)污水量小,波動巨大
貴州喀斯特地區農村經濟水平較低,平時村中的青壯年多數均進入城市打工,家中人口減少,導致污水量減少,甚至污水處理設施會在相當長的時間內收集不到污水,處于無污水狀態。而逢年過節打工人口集中回鄉,污水量又呈現比平時急劇增加的趨勢。在這樣的波動情況下,怎樣保證污水處理構筑物中的微生物正常生長是一個值得關注的重要問題。另外,如果設計不當,污水處理設施規模偏大,常年不能達到滿負荷運行狀態,甚至出現“曬太陽”工程的現象,將會造成資金上的極大浪費。
(2)相應標準缺失
目前,我國大部分地區污水處理工藝的設計仍然使用的是《室外排水設計規范》(GB 50014-2006)以及《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)[5],主要是涉及到城市污水處理廠,而農村的生活污水處理設施由于規模小、水量波動大、投資少、缺少專業的維護人員,因此,規范中的要求往往與農村的實際情況不相符合。目前很多地區也沒有出臺相應的農村污水處理規范或標準,導致了農村污水的處理無標準可依,也造成了每個項目的差異性較大。
(3)污水治理成本需要降低
貴州喀斯特地區的農村常常為貧困山區,經濟較為落后,在污水治理上投入的資金量少。一些建設或運行成本較高的污水處理工藝并不適合這些地區使用,比如膜生物反應器,雖然擁有良好的出水水質,但是其膜組件的造價比較高,而且運行過程中的高能耗及膜污染問題也會帶來成本的增加,同時也需要專業技術人員進行維護。因此,尋找低成本、低能耗、維護簡單且處理效果好的工藝技術,應該是今后較長一段時間貴州喀斯特地區偏遠農村生活污水治理選擇的方向。
(1)缺少技術人員
在經濟落后的農村缺少相應的技術人員對管網及處理設施進行維護,往往均是由村干部或者雇傭當地村民來進行看管,一旦處理構筑物出現問題,將得不到及時的解決,不利于污水的穩定處理。
(2)污水處理費用
貴州農村地區的居民收入水平不高,甚至某些地方仍然沒有脫貧,生活較為艱難,加之環保意識仍然有待提高,絕大多數村民在目前的情況下還不可能有支付污水處理費用的意愿。因此,目前污水處理設施的建設以及運維費用仍然是由政府買單,不能形成有效的市場機制。但污水處理費用的收取肯定是未來發展的趨勢,待本地區農村經濟逐漸改善和居民環保意識得到不斷提高之后,再考慮污水處理費的收取問題。
(3)管網堵塞
由于喀斯特地區地形起伏,加之農村污水量時有時無、波動較大,而且缺少專業人員的維護,可能出現污水收集管網堵塞的問題,導致管道難以疏通、甚至需要進行更換,這在一定程度上也造成了成本的上升。
(1)因地制宜,一村一策。貴州喀斯特地區的農村生活污水處理,應該根據具體情況具體分析,實行一村一策的措施。對于居民集中且戶數較多的地方可以修建一體化設備進行集中處理。對于居民分散的地區可采用分散型的污水處理系統,甚至某些地方直接不需治理,根據地形即可利用自然條件接納少數幾戶的污水,讓其得以自凈。另外,也可以考慮將較遠的分散住戶集中修建化糞池,作為農家肥資源化利用。
(2)結合實際,制定標準。調查貴州喀斯特地區農村的排水水質和水量,結合經濟狀況,制定適合農村地區污水管網和處理工藝的設計規范以及標準,并建立、健全對農村生活污水處理技術的評價體系[6]。
(3)專人負責,統一管理。專門為每個村派遣一名技術人員,將會大幅增加成本。建議施行分區域管理模式,由一個環保公司統一管理一個片區,負責片區內所有農村污水處理站的運行,這樣,可以只派遣一到兩名人員負責設施的常年維護即可。
(4)政策激勵,加強扶持。農村污水處理設施的投資資金量相較于城鎮污水廠來說體量小、利潤率低,往往都是依靠政府買單的形式,在這樣的狀態下,會導致環保企業的參與積極性不高。因此,只有通過政府健全激勵政策,加強扶持引導力度[7],如土地、稅收、電價等優惠政策,在一定程度上增加企業的紅利,讓企業真正有利可圖,才能提高積極性,引入技術和管理成熟的優質企業。
(5)多元宣傳,提高意識。環保基礎設施的建設和運行帶有一定的公益性質,存在投資高、回報小的特點。尤其是貴州偏遠地區農村污水處理設施的建設,由于地方政府缺乏資金,加之沒有收益,往往重視不夠,積極性不高[8]。除此之外,村民經濟條件有限,受教育程度偏低,不能認識到污水處理的重要意義,導致污水處理的機制得不到有效的推動。因此,各地政府應在發展經濟建設的同時,開拓思路,采用多元化的方式加強宣傳,提升農村居民的環保意識,讓村民認識到本地污水的排放現狀及問題的嚴重性,從而增強對農村污水進行治理的意愿。
貴州喀斯特地區的地形條件復雜,農村居民居住分散,加之經濟基礎薄弱,環保意思不夠,污水處理存在著一系列的問題。為了建立有效的農村生活污水處理體系,需要地方政府加大宣傳力度,提升居民的整體素質,有針對性的制定農村生活污水處理工藝的設計標準和規范,同時引進相關企業進行統一管理,拓寬融資渠道,加大資金投入和政策扶持力度。一村一策、因地制宜的選取和設計適合當地現狀的污水處理設施。從而推動貴州農村環境綜合整治的步伐,不斷提高農村的人居環境,建設貴州美麗新農村。