◎本刊主筆 劉國偉

凈化槽不僅在日本農(nóng)村生活污水處理領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用,而且在水環(huán)境的保護和水資源的循環(huán)方面也起著重要作用。圖為日本某大型凈化槽。
中央農(nóng)村工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和生態(tài)環(huán)境部等九部門于2019年7月聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推進農(nóng)村生活污水治理的指導(dǎo)意見》,該意見按照區(qū)片為2020年國內(nèi)農(nóng)村生活污水治理制定了目標(biāo)。在2020年開篇之際,《環(huán)境與生活》雜志聚焦農(nóng)村生活污水治理問題,介紹發(fā)達國家在農(nóng)村污水治理中采取的技術(shù)、管理手段和標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)等,以供國內(nèi)同行參考、借鑒。
東亞國家日本在地理、氣候、農(nóng)業(yè)和文化上與我國有頗多共性。日本從明治時代開始,以外國人居住區(qū)為中心,沖水廁所開始普及,在西洋文化的影響下,從明治時代后期開始,日本人的住宅里也開始設(shè)置水沖廁所。1944 年,日本制定了建筑物用地衛(wèi)生設(shè)施標(biāo)準(zhǔn),其中首次使用了“污物凈化槽”一詞。二戰(zhàn)后,日本開始推動污物治理工作,1950 年制定了建筑標(biāo)準(zhǔn)法,將全國都道府縣各自制定的條例進行統(tǒng)一,制定了污物處理槽的構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)。1954 年制定了清掃法,將此前的“污物處理槽”更名為“糞便凈化槽”,規(guī)定了設(shè)置的申請方法、維護管理標(biāo)準(zhǔn)。
在二戰(zhàn)后快速的城市化進展中,當(dāng)局多次制定、修改生活污水處理方面的相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。1980 年,日本在污水處理方式中,引入了旋轉(zhuǎn)板接觸法及接觸曝氣法的生物膜法。從 1989 年開始,日本道府縣/市町村的負擔(dān)額的 80%由特別地方交付稅支付,日本農(nóng)村污水治理的負擔(dān)得以大幅減輕,其后的預(yù)算額也增加得很快。2005年,日本對《凈化槽法》進行了修訂,明確規(guī)定了凈化槽的水質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
凈化槽是用來處理包括糞便污水和其他生活污水的分散型污水處理設(shè)施,廣泛應(yīng)用于日本鄉(xiāng)村地區(qū)。凈化槽主要是利用生息在槽里的各種細菌和原生動物等微生物對有機污染物進行生物降解,以達到凈化污水的目的。因此,凈化槽的結(jié)構(gòu)主要是為了最大限度地發(fā)揮微生物的生物降解功能來設(shè)計的。此外,凈化槽還有固液分離功能,污泥濃縮和儲留功能,以及消毒功能。
凈化槽的處理能力,處理工藝以及殼體的材料等,可根據(jù)建筑物的使用用途、所處理污水的水量和水質(zhì)、排放水體的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)來決定。根據(jù)凈化槽處理能力的大小,可分為以下三類:
·小型凈化槽:用于獨戶住宅的家庭用小型凈化槽,以及50人槽(日均污水量 10立方米)以下的小規(guī)模污水處理設(shè)施。其殼體材料一般采用玻璃鋼或工業(yè)塑料,基本上在工廠批量生產(chǎn)。
·中型凈化槽:51人槽以上至500人槽(日均污水量 100立方米)以下的中規(guī)模污水處理設(shè)施。在工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品,其殼體一般采用強化塑料FRP,在現(xiàn)場施工的設(shè)施一般采用鋼筋混凝結(jié)構(gòu)。
·大型凈化槽:501人槽以上的大規(guī)模污水集中處理設(shè)施,一般設(shè)施采用鋼筋混凝結(jié)構(gòu),在現(xiàn)場施工安裝。
為了推進生活污水的治理,日本環(huán)境省于1987年創(chuàng)建了“凈化槽安裝建設(shè)事業(yè)”制度,由國家補助個人部分凈化槽安裝費用。在1994 年,又創(chuàng)建了“市町村凈化槽建設(shè)推進事業(yè)”制度,針對市町村實施的凈化槽建設(shè)事業(yè)(設(shè)施為市町村所有),由國家補貼部分安裝費用的。例如,假設(shè)安裝家用凈化槽(5人槽),其費用為 84萬日元(1 元人民幣約合16日元),如果由個人依據(jù)“凈化槽安裝建設(shè)事業(yè)”安裝,只需負擔(dān)50.4 萬日元,國家和地方政府的補貼為 33.6 萬日元;如果由個人依據(jù)“市町村凈化槽建設(shè)推進事業(yè)”安裝,只需負擔(dān)8.4萬日元,國家和地方政府的補貼為75.6萬日元。這些由國家制定的補助制度,成為推動凈化槽在鄉(xiāng)村地區(qū)普及的重要推手。
上世紀(jì)70年代之前的韓國,城鄉(xiāng)差別巨大。為改變農(nóng)村落后面貌,韓國開展了“新農(nóng)村運動”, 把農(nóng)村開發(fā)建設(shè)列為國家發(fā)展戰(zhàn)略任務(wù)。在村莊水環(huán)境整治方面,第一階段的主要任務(wù)是進行村莊污水排水系統(tǒng)及處理設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。在法律上,韓國制定一系列的法律法規(guī)。作為韓國農(nóng)村污水治理投資的主體,政府根據(jù)水環(huán)境保護要求,逐步推進該項工作。針對農(nóng)村所在地的水環(huán)境保護重要程度,當(dāng)局將新建農(nóng)村排水系統(tǒng)的順序標(biāo)準(zhǔn)劃分為5個等級,將改造已有農(nóng)村下水道的順序標(biāo)準(zhǔn)劃分為8個等級,并依此制定相應(yīng)的建設(shè)計劃。

韓國鄉(xiāng)村很多濕地兼具吸納、處理污水和風(fēng)景觀覽的功能,圖為順天市鄉(xiāng)間的濕地。

雖然美國鄉(xiāng)村的生活污水處理水平比較高,但在亞拉巴馬州朗茲縣這樣偏遠、居民區(qū)分散的鄉(xiāng)村地區(qū),多年來仍然缺乏有效的污水處理設(shè)施,部分村民只能自建化糞池。
在污水處理工藝方面,針對農(nóng)村污水水質(zhì)特點和水量,韓國農(nóng)村地區(qū)選擇了多樣的污水處理工藝,按采用數(shù)量多少排序分別為:生物膜法、高效組合工藝、深度處理工藝、SBR法(序批式活性污泥法)、A/O 法(厭氧好氧工藝法)和土地處理工藝,其中生物膜法以及以其為核心的高效組合工藝是韓國農(nóng)村污水處理工藝中的最常用工藝。
韓國的濕地污水處理系統(tǒng),造型簡易、操作方便、耗能少、維護成本低,很適合農(nóng)村污水處理。濕地污水處理系統(tǒng)的機理是基于“土地-植物系統(tǒng)”的生態(tài)作用。韓國利用濕地處理后的污水再澆灌水稻,可取得較理想的凈化效果。常用的濕地植物有香蒲、燈芯草等,去污能力強,對病原體去除效果好。
韓國還把農(nóng)業(yè)環(huán)境補貼作為推動農(nóng)村環(huán)境治理的一項重要工作,韓國以價格調(diào)控的形式保護農(nóng)村環(huán)境,對環(huán)境敏感的部分農(nóng)村地區(qū)采用直接補貼,并計劃把直接補貼的比例調(diào)到20% 以上。在運維管理方面,當(dāng)局致力于建立完善的民間專業(yè)組織,同時調(diào)動群眾參與的積極性。韓國在農(nóng)村污水設(shè)施方面也有不少教訓(xùn):由于設(shè)施選擇沒有因地制宜,專業(yè)管理人員配備無法滿足需要,韓國的多數(shù)日處理規(guī)模小于50立方米的污水處理設(shè)施,水處理達標(biāo)率較低。
美國城市化的歷史長,鄉(xiāng)村衛(wèi)生建設(shè)起步早,城鄉(xiāng)差別不像中國這樣大,而且鄉(xiāng)村居民都比較富裕,總的來說鄉(xiāng)村污水處理水平較高。據(jù)統(tǒng)計,農(nóng)、林、漁業(yè)人口只占美國總?cè)丝诘募s 0.7%,農(nóng)村很少,分散的小型社區(qū)較多。因此,在污水排放要求方面,美國鄉(xiāng)村和城市使用相同的排放標(biāo)準(zhǔn),即達到美國《聯(lián)邦水污染防治法》規(guī)定的經(jīng)二級處理的出水限值。
美國分散式污水的立法工作歷時較長。美國定義的分散污水處理適用于農(nóng)村地區(qū)或人口低密度發(fā)展區(qū)和人口少于1萬人的小型社區(qū)。美國分散住戶原先采用化糞池處理污水,并沒有受到嚴(yán)格意義的政府管理。1997年,美國環(huán)保局(EPA)向國會提交了關(guān)于使用分散式污水處理系統(tǒng)的文件,第一次闡述了美國環(huán)保局對分散污水處理系統(tǒng)的立場。2001年政府出了導(dǎo)則,要求要有污水排放許可證。2002年發(fā)布了《分散污水處理系統(tǒng)手冊》,用于指導(dǎo)地方管理分散污水處理。2003年發(fā)布了《分散污水處理系統(tǒng)管理指南》,用以引導(dǎo)地方政府和群眾在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b分散式污水處理系統(tǒng),并配合管理、維護。
美國的分散式污水處理設(shè)施重要性等同于城市污水處理廠,作為永久性的設(shè)施來建設(shè),服務(wù)了約1/4的美國人口。20世紀(jì)80年代,美國政府為生活污水分散系統(tǒng)建立了從州政府、地方政府,到企業(yè)、社區(qū)和個人的融資體系,保障了建設(shè)及運營維護的資金來源。
美國政府還高度重視分散式污水處理系統(tǒng)的運營管理問題,美國國家環(huán)保局分別在2003年、2005年發(fā)布了《分散式污水處理系統(tǒng)管理指南》《分散式污水處理系統(tǒng)管理手冊》,并根據(jù)環(huán)境敏感程度、公共健康、污水特征、處理復(fù)雜程度這四個因素的風(fēng)險性,建立了五種管理模式。五種運營管理模式適合不同的區(qū)域,在運營成本、管理難度、處理效果等方面各有優(yōu)缺點,且相互補充,為美國鄉(xiāng)村污水的治理提供了重要的保障。
英國大力實行農(nóng)村環(huán)境保護補貼措施。英國政府每年應(yīng)用于農(nóng)村環(huán)境保護的補貼約15億英鎊(一英鎊約合9元人民幣),且未來有繼續(xù)增加的趨勢。英國政府為了解決農(nóng)村居住區(qū)及水質(zhì)污染問題制定了《河流盆地計劃》,計劃規(guī)定政府對每公頃土地每年的財政補貼約為 175英鎊。此外,英國政府還規(guī)定農(nóng)民要對其農(nóng)場附近的植被及河溝進行有計劃的保護,養(yǎng)殖場要列出對農(nóng)場進行環(huán)境保護的具體計劃書并按照計劃書執(zhí)行,凡遵守上述規(guī)定的農(nóng)民,政府將給予105英鎊的補貼。此外,英國政府還對農(nóng)場在土地使用過程中的氮肥施用量給予不同的補貼標(biāo)準(zhǔn),如在氮污染嚴(yán)重的區(qū)域,對每公頃氮肥用量低于150公斤的農(nóng)場將給予65英鎊的補貼。
荷蘭則是從畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染治理入手治理鄉(xiāng)村地區(qū)污水。在畜禽糞便污染治理方面,荷蘭采取了一系列措施,并且自1984 年起限制畜禽養(yǎng)殖戶養(yǎng)殖規(guī)模繼續(xù)擴大,采用立法程序把養(yǎng)殖規(guī)模限定在每公頃225個畜單位以內(nèi),對超過該限制規(guī)模的農(nóng)場主將收取相應(yīng)的畜禽糞便處置費,把畜禽糞便排量與稅費收取掛鉤。為了減輕部分農(nóng)場主的畜禽糞便負擔(dān),荷蘭政府出資把農(nóng)場糞便運到周邊貧瘠地區(qū),實現(xiàn)土壤的營養(yǎng)均衡。
以蚯蚓生態(tài)濾池為代表的可持續(xù)綠色治理手段,近年來在法國和英國部分鄉(xiāng)村地區(qū)得到了發(fā)展。該濾池利用蚯蚓吞食有機物的功能,設(shè)計出的污水處理技術(shù)具有高效去污能力,同時還能降低剩余污泥量。蚯蚓生態(tài)濾池處理系統(tǒng)同時集初沉池、曝氣池、二沉池、污泥回流設(shè)備以及曝氣設(shè)備等于一體,大幅度簡化了污水處理流程。其優(yōu)勢是抗沖擊負荷強,運行管理簡便,不易堵塞等。
在技術(shù)手段上,德國較為常用的農(nóng)村污水處理方法是分流式污水處理系統(tǒng)。它在沒有接入排水網(wǎng)的偏遠農(nóng)村,建造先進的膜生物反應(yīng)器,平時把雨水和污水分開收集,然后通過先進的膜生物反應(yīng)器凈化污水。德國鄉(xiāng)村普遍使用的另一種分流式污水處理方法是介質(zhì)復(fù)合型人工濕地污水處理系統(tǒng)。該工藝主要將農(nóng)村生活污水通過管道匯集,流入沉淀池,經(jīng)過沉淀池的4層篩選之后,再經(jīng)濕地凈化處理,然后達標(biāo)排放或用于農(nóng)田灌溉。
綜上所述,在農(nóng)村污水處理方面,筆者獲得如下四方面的啟示。
從國外發(fā)達國家農(nóng)村污水設(shè)施建設(shè)運營情況來看,歐洲等部分國家,如意大利由于基礎(chǔ)設(shè)施比較完善,建立了依托公路網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)村污水收集處理系統(tǒng),實現(xiàn)了農(nóng)村污水的集中處理;而美國、韓國、日本部分農(nóng)村分散居住,管網(wǎng)不健全,則主要以分散式處理系統(tǒng)為主。我國經(jīng)濟社會總體還處在發(fā)展階段,考慮到建設(shè)成本和后期運營維護費用,建議結(jié)合不同農(nóng)村地區(qū)人口、用地、水環(huán)境等特征,按照因地制宜、經(jīng)濟高效的原則合理選取農(nóng)村污水處理方式。
總結(jié)美國、韓國、日本、歐盟等國家和地區(qū)的農(nóng)村污水處理模式及經(jīng)驗教訓(xùn),我們可以看出從宏觀層面確定農(nóng)村污水設(shè)施建設(shè)運營的法律地位,對于農(nóng)村污水處理事業(yè)發(fā)展具有極大的推動作用。農(nóng)村分散型污水處理設(shè)施盡管規(guī)模較小,但也離不開相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范或指南的指導(dǎo)。中國農(nóng)村生活污水治理起步較晚,目前尚未建立完善的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系,同時農(nóng)村生活污水治理的地域性差異十分明顯,因此制定適合地方特點的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范十分必要,同時在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的試行過程中,密切跟蹤實際效果,并結(jié)合相關(guān)科研成果、工程實例及運行人員的意見及時修訂完善,以提高其實用性。
具體到國內(nèi),在污水處理工藝選擇方面,建議遴選一批低成本污水處理工藝,并由政府主導(dǎo)頒布適合該地區(qū)的農(nóng)村污水處理技術(shù)規(guī)范,從工藝源頭規(guī)范污水廠建設(shè)。在運維方面,考慮到我國南北地理環(huán)境和氣候差異較大,建議由地方政府部門有針對性地制定適合本地區(qū)實際的污水處理設(shè)施運行管理指南,并根據(jù)工程規(guī)模、工藝復(fù)雜性、項目所在地敏感程度等做好設(shè)施分類管理。 根據(jù)上述分類,分級引入志愿者、公益組織、市場化運作公司等負責(zé)其運營,具體費用可以由項目所在地基層組織和相關(guān)單位市場化談判確定,政府給予一定的補貼或稅收優(yōu)惠。
鑒于農(nóng)村地區(qū)廁所建設(shè)和管理是農(nóng)村環(huán)境和污水治理中的痛點和難點,而我國目前農(nóng)村衛(wèi)生設(shè)施改造過程的市場化程度還遠遠不夠。我國可以學(xué)習(xí)其他國家市場化運作的先進管理方式,如可以采取在公共廁所設(shè)施外圍進行一定的廣告投放,逐步實現(xiàn)“以廁養(yǎng)廁”。另外,由于我國耕地面積廣大,對肥料的需求也十分豐富,當(dāng)?shù)卣梢院鸵恍┯袡C肥公司合作,通過科學(xué)衛(wèi)生的方式,實現(xiàn)廢棄物的循環(huán)再造,從而把“廁所革命”推向深入。
(本文寫作中參考了德國環(huán)境部、美國環(huán)保局和英國廣播公司等網(wǎng)站的信息,在此一并致謝!)

德國呂貝克鄉(xiāng)村地區(qū)的一處濕地污水處理地塊