冉瑞橋 楊帆 田海華
摘 要:隨著鄉村振興戰略的全面推進,提升農村生態環境質量已經成為一項重要工作,由于我國農村生活污水治理工作起步較晚,農村生活污水仍存在收集難、處理難、處理不可持續等問題。本文分析了農村生活污水治理的現狀、主要的污水處理技術和當前污水治理存在的問題,提出了積極完善污水排放管網建設、多渠道加大資金投入、積極使用新技術、提升管理人員素質和居民環境保護意識等對策,以期對提高我國農村生活污水的治理能力有所幫助。
關鍵詞:農村生活污水;治理;對策
改革開放以來,我國經濟取得了舉世矚目的成績,居民生活水平得到了很大改善,與此同時,居民生活用水量在不斷增加,農村生活污水的排放量也呈逐年增長的態勢。長期以來,我國污水治理的主要工作集中在城市地區,農村地區的污水治理工作遠遠沒有跟上城市的步伐。近年來,隨著精準扶貧和鄉村振興戰略的實施,對改善農村居住環境提出了較高要求,各地職能部門也加大了農村生活污水治理力度,但依舊存在一些問題。
一、我國農村生活污水治理的現狀
(一)我國農村生活污水的來源
農村生活污水主要分為黑水和灰水兩類。黑水主要來源為居民廁所糞便、尿液和沖洗用水,氨氮含量較高;灰水主要來源為廚房污水和盥洗污水,盥洗用水主要為居民洗澡、洗衣服等用水。雖然相對城市來講,農村生活污水排放總量較小,但是我國地勢分布較復雜,農村地區居民住宅比較分散,缺乏污水管網處理設施,多數生活污水直接排放至農田、附近河流或溝渠。因此,農村生活污水對當地水環境質量影響較大。
(二)農村生活污水的特征
第一,分散性大、排放規律。根據2021年5月公布的第七次全國人口普查結果,我國農村居住人口占全國人口比重約為36.11%,但農村土地面積占全國總面積的57.59%,由此可見,我國農村居民人口較為分散,而且,多數農村居民住房為獨家獨院,與城市相比,缺乏較為集中的規劃,導致農村污水管網建設難度較大。農村生活污水排放量隨時間變化較大,夏季天氣炎熱,居民用水量較大,生活污水排放量也大;冬季寒冷干燥,居民用水量大幅減少,生活污水排放量也隨之減少。大部分地區生活污水排放主要集中在早上6點至8 點、中午11點至1點和晚上5點至8點,夜間基本不排水。
第二,排水量隨地域不同變化較大。農村生活污水在不同地域的水質水量變化較大,一般來講,南方地區大于北方地區,經濟條件好的地方大于經濟條件差的地方。
第三,水質存在地域性和時間性差異。農村地區生活污水與城市生活污水相比成分較為復雜,水質變化與農村居民的居住條件、生活方式、地理氣候、地理環境有著密切關系。由于我國農村地區缺乏相應的污水收集管網,黑水和灰水基本混合排放,致使農村生活污水成分比城市復雜。從季節上來說,夏季濕潤多雨,大量雨水混入生活污水中,各種污染物的濃度比冬季低;從地域上來說,東北、華北地區農村生活污水COD(化學需氧量)含量相對較高,東南地區農村生活污水BOD5(生化需氧量)含量相對較高。此外,隨著我國農戶養殖規模不斷擴大,污水中殘留的抗生素也逐漸成為污水治理的重點。
由此可知,農村生活污水排放較為分散,難以集中收集,排放時間具有一定規律性,水量水質隨時間和地域有顯著差異,污水水質具有高濃度的氮磷元素、有機物和高懸浮物,具有較好的可生化性和沉降性,幾乎不含重金屬元素和有毒有害物質,可根據當地實際情況選擇合適的污水治理技術。
二、農村生活污水治理技術
(一)生態處理技術
穩定塘技術。穩定塘通常是自然形成或人工修建的池塘,是農村生活污水治理的常見方式。污水在池塘內滯留時,通過塘內細菌、藻類等生物對污水中的有機物和無機物進行分解,從而有效降低污水中氮磷等污染元素。黃翔峰等(2006年)的研究發現,穩定塘技術對農村生活污水中的氨氮、化學需氧量、總磷和總氮的平均去除率分別為 84.33%、97.02%、77.34%和 80.18%,去污效率較高,并且可達到中水回用的目的。穩定塘可以充分利用廣大農村的地理條件進行建造,施工簡單,成本低廉,不需要大量的管網建設。但是穩定塘容易受到外部環境的干擾,維護不當容易導致惡臭和污染物堆積,對污水治理效果產生影響。
人工濕地技術。目前,人工濕地處理技術已經成為我國偏遠山區一種常見的農村生活污水治理技術。通常來講,人工濕地是將合適的填料由上而下分層填埋至填料層、微生物層和水生植物層,它是人為按照天然濕地修建的一種生態處理系統。
經過多年的探索和實踐,人工濕地主要分為表面流型、垂直流型、水平潛流型3種類型。表面流型人工濕地系統水位較淺,建設時工程量不大,技術難度低,成本投入小,可充分利用農村的現有資源,缺點是這種類型的人工濕地占地面積較大,只適合污水治理量較小的地區;垂直流型人工濕地系統對于含氮磷較高的農村生活污水治理效果較好,但建造設計、施工難度和后期維護較復雜,建造成本相對較高;水平潛流型人工濕地系統經過過濾、化學分解、微生物分解等作用凈化水質,對氮磷的脫出效果較好,衛生條件較好,不太容易產生臭味和滋生蚊蟲,相對其他處理系統,維護較方便。
(二)一體化集成污水治理技術
目前,一體化集成污水治理技術主要有厭氧生物處理技術、序批式活性污泥技術(SBR)和膜生物反應器(MBR)技術。厭氧型污水治理技術起始于1860年,利用厭氧型微生物將污水中的有機物分解成甲烷、二氧化碳和水。該技術處理效能較高,污泥剩余量較小,其中甲烷氣體可以作為能源回收用于照明、烹飪,因此在農村生活污水治理中備受青睞。序批式活性污泥法是將污水按時間順序進行流入、反應(曝氣)、沉淀、排放、待機(閑置)等程序的操縱流程,達到去除污水中的氮磷等污染元素的目的。薛晨楠等(2020年)研究發現,利用該技術對污水中的COD、氨氮、總氮和總磷的去除率分別為95.30%、91.48%、70.83%和92.80%,由于序批式活性污泥技術占地面積小,處理效率高,特別適用于土地、水資源匱乏但經濟條件較好的農村地區。膜生物反應器技術是我國目前較常見的一種污水治理技術,相對于傳統的生物處理技術,膜生物反應器技術主要改進了二級沉淀池,改用了膜進行泥水分離,增加污泥濃度,提高了微生物處理效率,該技術對污水中常見的污染因子處理率均在90%以上,并可實現中水回用,非常適合用于我國農村生活污水治理。
三、農村生活污水治理存在的問題
(一)污水排放管網不完善
長時間以來,我國都將污水治理的中心集中在城市,對農村生活污水的治理缺乏相應的規劃和重視,農村污水管網設施和污水治理設施均比較缺乏。此外,我國幅員遼闊,農村人口眾多,居住分散,居住地勢高低不平也增加了污水排放管網設施的建設難度。近年來,隨著鄉村振興戰略的實施,各級部門逐漸重視農村生活環境的改善工作,大力推進農村生活污水治理工作,包括對人口相對集中的鄉鎮集中進行管網建設,實行雨污分流;部分地區加強了人工濕地等污水治理設施建設工作,但污水管網建設覆蓋面仍然不大。
(二)農村居民環境保護意識不足
近年來,為了提高農村家庭糞便利用率和減少生活污水排放,在國家的大力支持下,我國部分農村地區進行了“廁所革命”,建造了家庭化糞池,通過化糞池將農村廁所糞便轉化為有機肥料,在減少環境污染的同時又使資源回收利用。但從實際情況來看,受地域經濟條件和自身文化素質的影響,一些居民認為沒有必要建化糞池,還有一些家庭因養殖家禽和牲畜不適合建化糞池,對“廁所革命”并不是很積極。
(三)管理人員專業素養較低、污水治理設施運維不到位
人工濕地和一體化集成污水治理技術是目前我國農村地區污水治理的主要手段,在部分地區取得了較好的效果。但部分地區運維人員缺乏相應的專業知識和責任心,專業素養有待提高。筆者曾對西南某地區農村污水治理的運維情況進行調查,發現污水治理設施周圍雜草叢生,護欄生銹嚴重,濕地植物較少,運維情況堪憂。
(四)財政資金投入不足
鄉村振興戰略實施以來,各級政府為改善農村居住環境投入了大量資金,但相對于城市仍然較少,主要原因在于我國農村地區廣袤,人口居住分散,地勢變化較大,難以像城市一樣進行集中處理,給污水治理帶來了難度。此外,農村地區主管部門重視程度不夠和財政投入不足也嚴重制約了農村生活污水的有效治理。
四、提升農村生活污水治理的對策
(一)積極完善污水排放管網建設
我國農村地區的地理條件嚴重制約著農村污水排放管網的建設,在對管網的建設中,要積極吸取國內外的先進經驗和技術,多進行實地勘察和走訪,結合農村未來的發展方向和環境治理要求統籌規劃,制定完善的工程計劃,避免二次工程造成的經濟資源浪費。與此同時,監管部門應落實責任,全過程監督工程建造,驗收部門可聘請相關領域專家對工程質量進行評審驗收,質量達標后方可結束工程。
(二)多渠道加大資金投入
充足的資金是農村生活污水治理的基礎?,F階段,我國大部分農村地區的污水治理都依賴于政府財政資金支持,既給國家財政帶來了較大壓力,又不利于農村生活污水治理的健康發展。相關主管部門應充分發揮自身主觀能動性,積極作為,鼓勵有能力的企業參與到污水治理中來,謀求更多的資金支持,引導農村生活污水治理向市場化、可持續化方向發展。
(三)積極使用新技術
農村地域廣,污水治理設施眾多,各站點距離較遠,單靠人力進行運行維護效率較低。近年來,陳國輝等(2022年)將物聯網和太陽能等新技術運用到農村生活污水治理中,取得了較好的效果。在農村生活污水治理中,國家要鼓勵科研人員和企業參與其中,加大處理設備創新,提升污水治理效率,從源頭上減少農村生活污水對水環境造成的影響。
(四)提升管理人員素質和居民環境保護意識
農村生活污水治理設施的管理和維護是污水治理的重要保障,具體應從以下幾個方面加強管理:一是制定科學管理方法,根據當地的實際情況,明確管理內容和管理方式;二是完善日常管理機制,可以從當地選拔具有一定文化水平和責任心的村民擔任管理員,對其進行專業知識培訓,實行當地村民自治;三是重點做好日常監管工作,檢查濕地植物和設備運行情況;四是積極宣傳環境保護知識,提升居民環境保護意識,讓每一位居民都參與到環境保護中來。
五、結語
農村生活污水的有效治理將會極大改善農村居民的居住條件,美化村容村貌,加強鄉風文明建設。同時將帶動農村地區經濟可持續發展,進一步推進我國生態環境保護和鄉村振興戰略。因此,各級政府應積極支持農村生活污水治理,引導社會各界進行資金支持,提升農村居民的環境保護意識,為建設和美鄉村作出貢獻。
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[責任編輯:朱松琳]