張春敏,羅靜思,金竹靜,趙祥華,吳學燦
(云南省生態(tài)環(huán)境科學研究院,云南 昆明 650034)
《中華人民共和國鄉(xiāng)村振興促進法》《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動方案》(中辦發(fā)〔2018〕5號)、《農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理攻堅戰(zhàn)行動計劃》等文件的出臺督促全國各地開展以農(nóng)村生活污水治理為重點的農(nóng)村人居環(huán)境整治工作。云南省積極響應國家的號召,高度重視農(nóng)村生活污水治理水平的提高,頒布了《云南省農(nóng)村人居環(huán)境整治村莊清潔行動實施方案》(云農(nóng)社〔2019〕4號)、《關于深入學習浙江“千村示范、萬村整治”工程經(jīng)驗扎實推進農(nóng)村人居環(huán)境整治工作的通知》《云南省農(nóng)村人居環(huán)境整治工作領導小組辦公室關于開展縣域農(nóng)村生活污水治理專項規(guī)劃的函》等文件推進工作的開展。自實施農(nóng)村環(huán)境綜合整治以來,云南省在農(nóng)村生活污水治理方面取得了一定成效,但目前其農(nóng)村污水治理仍處于起步階段、探索階段,距離全面建成小康社會、鄉(xiāng)村振興的要求尚存較大差距。
制定農(nóng)村生活污水處理地方技術指南有助于因地制宜、具有針對性地指導農(nóng)村生活污水治理,規(guī)范污水處理設施的設計、建設、運行和管理[1-2],為農(nóng)村生活污水治理的地域性差異問題提供指導方案,提高污水治理效率。截至目前,全國17個地方先后出臺了自己省市的(試行)地方技術指南(規(guī)范或指引),而云南還未頒布正式的地方技術指南。因此借鑒其他省市技術指南的成功經(jīng)驗,對云南省技術指南的編制及農(nóng)村生活污水治理水平的提高具有重要參考意義。
據(jù)統(tǒng)計[3],截至2020年云南農(nóng)村人口數(shù)達2520.5萬人,占總人口的52.19%,云南省農(nóng)村人口基數(shù)大,對應的農(nóng)村排污量大。云南農(nóng)村多分布于山區(qū)、半山區(qū),增加了生活污水收集的難度。村落集中分布于社會環(huán)境敏感程度相對較低的區(qū)域(占比81.4%)[4],但仍有2.4%的村落分布在九大高原湖泊流域附近(分別是滇池,洱海,撫仙湖,程海,瀘沽湖,杞麓湖,星云湖,陽宗海,異龍湖)(圖1),在進行污水收集、治理時需要重點關注。此外,云南屬于欠發(fā)達的省份,村民受高等教育比例以及村民人均可支配收入相對偏低。相關研究表明,受教育水平的程度會對污染治理的意識和積極性產(chǎn)生直接影響[5-7],政府的財政支持力度和村民的可支配收入則會直接影響農(nóng)村污染治理的進度[8]。因此,村民受高等教育程度、經(jīng)濟發(fā)展水平也將成為技術指南制定的考慮因素。

圖1 云南省村落類型分布示意圖
云南省農(nóng)村污水治理基本概況如表1所示。目前,云南省已實施生活污水治理的村落主要采取3種模式對污水進行收集和處理。對于聚集程度高、緊鄰城鎮(zhèn)、地形條件有利的村莊的污水進行納管收集,將污水接入城鎮(zhèn)污水處理廠進行處理;對于無法納入城鎮(zhèn)污水處理廠的村落污水,單個或多個自然村戶的污水進行統(tǒng)一收集后納入村級污水獨立處理設施進行集中處理;對于住戶分散、存在地形條件限制的村落,污水通過村民自行收集,經(jīng)化糞池、厭氧發(fā)酵池等設備進行初步處理后自行資源化利用。

表1 云南省農(nóng)村污水治理基本概況
經(jīng)治理,云南省在農(nóng)村生活污水治理方面取得了一定成效,截止2020年12月底,云南省已建成集中式農(nóng)村生活污水處理設施4300多套,覆蓋全省16個州(市)3500個行政村,受益人口400多萬人,對改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境發(fā)揮了重要作用。但云南省農(nóng)村生活污水治理仍處于起步階段,收集處理率較全國平均水平(25.5%)差距較大,且污水治理存在不均衡的現(xiàn)象。云南省13239個行政村,生活污水收集處理率僅為8.01%,其中九湖流域村莊行政村生活污水收集處理率81.02%,集中飲用水水源地保護區(qū)村莊生活污水收集處理率10.68%,其他重點治理河流和敏感區(qū)域村莊收集處理率7.57%,重點建設村莊生活污水收集處理率7.71%,其他區(qū)域村莊生活污水收集處理率3.92%(見圖2)。云南現(xiàn)存的農(nóng)村生活污水處理工藝門類眾多,但對于不同環(huán)境條件下村莊處理工藝的選擇缺乏專業(yè)性指導;處理設施存在建而不用的現(xiàn)象,需要加強后期的管理維護和監(jiān)督。因此,有必要因地制宜地制定云南地方技術指南對農(nóng)村污水治理作出有效指導。

圖2 云南省已建污水處理設施分布示意圖
為了滿足各地環(huán)境、經(jīng)濟等條件差異化的需求,截至目前全國已有5個省(區(qū)市)印發(fā)了正式的地方技術指南,12個省(區(qū)市)印發(fā)了試行的地方技術指南,2個省(區(qū)市)印發(fā)了地方技術指南征求意見稿[8-26](表2)。
總體上,各地地方技術指南在制定過程中都遵循了“生態(tài)循環(huán)、利用優(yōu)先、因地制宜、經(jīng)濟實用”原則,從進水水量、水質、污水收集模式、污水處理工藝的選擇及運維等方面對農(nóng)村生活污水治理的技術進行了介紹和確定。
具體地,從進水水質要求上看,大部分地區(qū)對污水處理設施進水水質的監(jiān)測指標及參考值作出了規(guī)定。在對進水水質作出規(guī)定的地區(qū)中,均將化學需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)和總磷(TP)納入監(jiān)測范圍,部分地區(qū)還增加了對pH、總氮(TN)、懸浮物(SS)等水質參數(shù)的規(guī)定。其中,寧夏、山西和湖南對進水水質指標參考值作出了更詳細的規(guī)定:寧夏根據(jù)當?shù)毓┧畻l件等自然條件將全區(qū)劃分為沿黃灌溉區(qū)、中部干旱風沙區(qū)和南部山區(qū)三類區(qū),分區(qū)列出不同區(qū)域的進水水質要求;山西對黑水和灰水的水質指標作出了不同參考值范圍的規(guī)定;湖南也將水體分為了黑水、灰水和綜合排水。從污水收集模式上看,江西、山西等多地都將污水收集模式分為納管收集、集中收集和分散收集3種。并且在地方技術指南中均體現(xiàn)出優(yōu)先考慮納管收集的思想,符合國家對農(nóng)村污水收集的要求。從處理工藝的選擇上看,由于農(nóng)村生活污水可生化性好,且?guī)缀醪缓卸居泻τ袡C污染物,各地區(qū)地方技術指南中均將生物處理工藝和生態(tài)凈化工藝作為主要的工藝選擇。其中,人工濕地、穩(wěn)定塘、生物濾池和土壤滲濾等生態(tài)處理技術以及化糞池、接觸氧化法、MBR工藝和A2O工藝等生物技術被廣泛選擇。寧夏、山東、山西、上海和遼寧等地還引入沉淀池、曝氣、消毒池、化學絮凝、水解酸化等物理、化學處理技術與生物、生態(tài)處理工藝進行組合聯(lián)用,進一步強化污水處理效果。在技術的選擇上各地均考慮到了因地制宜推薦工藝技術的重要性。海南臨海,漁業(yè)發(fā)達,海南在制定技術指南時考慮到養(yǎng)殖廢水排污量大,養(yǎng)殖廢水組分與生活污水差異大等特點,將污水類別分為養(yǎng)殖廢水和生活污水,分別推薦適合其污水特點的處理工藝。寧夏北部、中部和南部水資源儲量差異較大,其在制定技術指南時對寧夏全區(qū)按水資源儲量進行分區(qū),并分區(qū)推薦處理工藝[9-10]。廣東和湖北分別在指南中提出了前置反硝化—微污泥生物降解—輔助植物濕地吸收系統(tǒng)(AOF)和碳系載體生物濾池技術等新興技術用于對出水水質要求較高的、經(jīng)濟條件較好的村莊污水的處理。結合處理工藝及組合,上海、江蘇、福建和廣東還提供了工程實例作參考,以方便農(nóng)村地區(qū)在污水治理時作出更適宜的選擇。
云南省幅員遼闊,地形多樣,農(nóng)村人口基數(shù)大,經(jīng)濟發(fā)展水平相對落后,技術指南的制定需考慮多方面的因素,不可照搬照抄,在參考其他省份技術指南制定經(jīng)驗的同時還要綜合考慮人口聚集程度、地理氣候因素、排水去向和經(jīng)濟條件等實際情況。海南在技術指南工藝推薦時充分考慮到其主導產(chǎn)業(yè)對污水成分的影響,寧夏則考慮了其水資源儲量各地區(qū)分布不均的特點。云南省在一個省區(qū)內(nèi),同時具有寒、溫、熱(包括亞熱帶)三帶氣候,氣候類型多樣,為污水處理工藝設施的建設及運維既提供了不同的優(yōu)勢又帶來一定的限制,這決定了云南在制定技術指南時要充分考慮各地的氣候特征。云南省西雙版納、普洱南部地處熱帶地區(qū),高溫多雨,為植物生長帶來優(yōu)勢,使用生態(tài)凈化工藝能起到較好的污水處理效果;云南省麗江局部、香格里拉等地處高寒地區(qū),氣候寒冷,活性污泥活性偏低且污水處理設施容易出現(xiàn)提升泵蓄水結冰、儲泥池凍結等現(xiàn)象,活性污泥法處理工藝在該地區(qū)可能不是最優(yōu)工藝技術選擇。
首先,云南民族種類最多,民俗文化豐富,各地存在較大文化差異,農(nóng)戶治理意愿有差異,而治理意愿與處理技術之間存在相關性[11],在制定指南時應充分考慮農(nóng)戶的治理意愿,循序漸進,不可“一刀切”。其次,指南使用單位的執(zhí)行能力會較大地影響指南的運用情況。指南規(guī)定內(nèi)容相對專業(yè),地方相關部門、單位在參照指南進行農(nóng)村生活污水治理時存在理解不充分、運用不熟練等問題。上海、江蘇、福建等地在指南中增加了關于各類工藝技術的實際運用工程案例,這有助于對指南中相關內(nèi)容的理解和具體應用。云南騰沖市中和鎮(zhèn)污水排放量較大,采用塘+生物濾池組合工藝處理污水,出水水質達到一級B標,同時尾水回灌于農(nóng)田,實現(xiàn)了資源化利用。云南省保山市昌寧縣小灣庫區(qū)采用多級表流濕地污水處理系統(tǒng),處理尾水旱季用于農(nóng)田回灌,雨季隨雨水徑流匯入瀾滄江,極大地緩解了當?shù)匚鬯畞y排的問題。將此類云南農(nóng)村污水治理的成功案例引入指南中有利于發(fā)揮模范示范作用。最后,國內(nèi)農(nóng)村污水治理過程中普遍存在重建輕管、設施運維不到位、治理資金來源單一、運維費用不足等問題[4,10-13],多地指南中也欠缺對運維、監(jiān)管的具體規(guī)定(上海、貴州、河南等地)。云南農(nóng)村污水治理資金來源主要為中央專項資金,地方政府資金和社會籌措資金來源薄弱,僅靠政府部門無法實現(xiàn)污水處理設施的正常運維。這迫使在云南制定的指南中明確污水處理系統(tǒng)運維和管理方面的內(nèi)容,明確政府相關部門的主體責任,為農(nóng)戶提供更詳細的污水處理設施自主運維指導,發(fā)揮農(nóng)戶的作用,降低運維費用。從技術規(guī)范層面出發(fā)促進中央、地方政府、第三方機構和農(nóng)戶發(fā)揮聯(lián)動作用,建立長效運行機制,確保污水處理系統(tǒng)的適應性和實用性。
云南存在大量山區(qū)、半山區(qū)的分散村莊,加之污水處理資金籌措困難,污水處理設施覆蓋率較低,污水存在難收集難處理的問題。由于農(nóng)村污水優(yōu)先采用資源化利用,一方面可以減少水資源浪費,一方面可以降低污水處理負荷,可能是解決上述問題的有效措施。云南省雙江縣農(nóng)村生活污水經(jīng)穩(wěn)定塘化系統(tǒng)簡單處理后用于農(nóng)田、苗圃、綠地灌溉,取得了良好的生態(tài)環(huán)境效益;云南省鶴慶縣長頭村運用“生態(tài)氧化塘+水生植物塘處理”工藝處理污水的過程中通過在塘中放養(yǎng)鴨、魚、水生植物形成食物鏈,實現(xiàn)資源的回收利用。由此可見,生活污水優(yōu)先資源化利用在云南具有良好的運用基礎,便于推廣。山西、新疆等地的技術指南中也鼓勵農(nóng)村生活污水經(jīng)無害化處理達到相關水質標準后,用于庭院 綠化、農(nóng)田灌溉、林業(yè)灌溉。在中國生態(tài)環(huán)境部《“十四五”土壤(地下水)和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃(二次征求意見稿)》中也提出“開展農(nóng)村生活污水處理及資源化利用使用技術裝備、農(nóng)村黑臭水體整治關鍵技術等研究,建立基礎數(shù)據(jù)庫和科技成果轉化平臺”,農(nóng)村污水資源化利用的趨勢勢在必行。因此,在云南制定技術指南時宜重點考慮污水的資源化利用方式。
目前,各地指南中推薦的農(nóng)村污水處理技術多為人工濕地、化糞池等傳統(tǒng)生態(tài)、生物處理工藝,但傳統(tǒng)的污水處理工藝并不能完全滿足各地污水處理的需求。例如云南瀘西縣金馬鎮(zhèn)新壩村,常住人口6806人,人口聚集,污水日排放量450m3,排放污水污染物濃度高,常規(guī)污水處理工藝無法達到出水排放標準。因此需要根據(jù)當?shù)厍闆r在指南中因地制宜地引入和開發(fā)新技術,以滿足農(nóng)村污水處理的需求。多村聯(lián)建A2/O-MBBR工藝能有效降解高濃度有機物,大幅提高污水處理量,在廣州等地得到了良好的應用;前置反硝化—微污泥生物降解—輔助植物濕地吸收系統(tǒng)(AOF)具有出水穩(wěn)定,脫氮除磷效果好等優(yōu)點[14],在湖北三峽庫區(qū)香溪河流域治理、廣西臨桂六塘鎮(zhèn)污水處理等實際工程運用中已取得良好的處理和運行效果[15]。廣東(目前全國各地已成文的農(nóng)村污水處理指南中唯一一個)也將該技術寫入指南中以便推廣應用。這類新技術可能為云南新壩村這類污水量大、污染負荷重的村莊污水治理帶來突破口,云南有望在參考各省市新技術的推廣運用情況的同時,針對云南本省的情況適當引入和開發(fā)新技術。