王丕祥,和兰娣,支国强,杨育华
(昆明市环境科学研究院,云南昆明650032)
滇池流域农村分散污水处理现状调查
王丕祥,和兰娣,支国强,杨育华
(昆明市环境科学研究院,云南昆明650032)
对滇池流域4个县区18个村已开展分散污水处理的村庄进行调查,从技术、管理、运行现状等方面进行分析,总结了昆明市农村分散污水处理现状和处理中存在的问题,提出了建议。
农村;分散污水;处理;调查;滇池流域
近年来,随着农村经济迅猛发展、人口不断增长和生活方式的转变,农村居民生产、生活排放的污水量逐年增加,农村生活污水已成为滇池流域水污染的重要污染源之一。研究表明,滇池流域农村生活污水年排放总量在850万t以上,且其中的化学需氧量、总氮和总磷等污染物含量高[1]。围绕昆明市“一湖三环两年闭合工程”和“主城、环湖及29条入湖河道截污三年达标工程”,滇池环湖公路范围内散居居民污水收集率达到70%以上,环湖公路外村庄污水收集处理率达到40%以上,并且污水处理标准全部达到一级A标准的要求,昆明市全面开展滇池流域农村水环境综合治理工作。
滇池流域各县区环保局上报的县区村庄污水处理情况资料显示,目前滇池流域已完成建设的村庄分散污水处理工程共80个自然村,但因运行管理主体不确定、运行费用高以及工程技术选择及规程规模不合理等因素,运行效果较差。为了从管理、技术等层面对滇池流域已建设的农村村庄分散污水工程提出解决的问题和办法,提高工程运行效果,为今后实施农村村庄污水处理工程建设或改造提供借鉴,昆明市管理部门、科研院所、各县区相关单位及已建工程设计单位组成调查组,在认真分析各县区环保局上报资料的基础上,综合考虑滇池流域不同类型的村庄及采用不同污水处理技术的村庄,筛选确定18个调查点进行实地调查,调查点覆盖了昆明市山区半山区农村、盆台地农村、坝区农村(城郊农村、湖滨区农村),包括14个坝区农村、3个盆台地农村和1个山地农村。调查方式采用资料收集、现场踏勘、听取相关人员现场讲解、现场提问等相结合的方法。调查内容包括滇池流域村庄污水处理的基本现状,不同类型村庄的污水处理技术、处理规模、建设情况、运行情况以及技术经济指标等。
农村生活污水主要为洗衣、洗菜、洗澡废水和冲厕污水,主要以氮、磷等营养物质为主,还有大量的细菌、病毒和寄生虫卵[2]。农村生活污水因生活习惯、经济条件的不同,水质水量也各不相同,其特点为排放点分散、随机性强、水量波动性大、防治困难。由于农村生活污染源分散,不易集中,加上经济水平相对落后,集中治理存在较大困难,因此,以村级为单位的农村污水治理工程已成为建设社会主义新农村的重要内容[3]。分散处理模式是将农户产生的污水按照一定分区进行收集,一般以居住集中的村庄作为一个分区进行污水单独处理。这种模式主要适合于村庄布局松散、人口规模较小、农村经济条件差、主要以产生生活污水为主的地区。目前,国内常见的分散式污水处理技术主要有:人工湿地污水处理技术、氧化塘污水处理技术、土地渗滤处理技术、一体化地埋式净化槽系统、厌氧沼气池等。
滇池流域总面积约2920km2,含180个村委会,715个自然村,43.6万人。其中一级保护区内农村区域共118个自然村,人口8.3万人。根据相关县区环保局提供统计资料,滇池流域已开展分散污水处理的村庄共80个自然村。在被调查的18个
,13,其中9个村庄污水处理工程已经投入运行,4个村的处理工程停运或即将被拆除;其余5个村庄的污水处理工程正在建设或调试中。从正在运行的8个村庄生活污水处理工程来看,尽管存在运行管理等方面的问题,但对农村污水水质有一定的改善作用。
2.1工程规模及执行标准
滇池流域农村分散污水处理工程的来水主要是村庄居民的生活污水,此外还有一部分是农田灌溉排水和少量初期雨水。从设计排放标准看,在运行情况较好的8个村庄污水处理工程中,4个村庄的污水处理工程执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,4个村庄的污水处理工程执行的是《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。污水处理规模最大的为800m3/d,处理规模最小的仅为40m3/d。城郊及湖滨区域的污水处理工程规模相对较大,而山地区的污水处理工程规模较小;投资成本方面,其成本的高低与处理工艺、植物种类和数量、构筑物的结构形式选择有较大关系,通常采用无动力消耗、无药剂(菌种)投加的处理工艺,投资费用普遍较低。详见表1。
表1运行较好的村庄分散污水处理工程现状
2.2采用的处理工艺
调查显示,滇池流域农村采用的生活污水处理技术(工艺)主要有以下几种:
(1)厌氧水解-人工湿地系统。该系统一般由厌氧池、人工基质(多为碎石)和湿生植物组成,是一种独特的“微生物-土壤-植物”生态系统。利用各种植物、动物、微生物和基质的共同作用,逐级过滤和吸收污水中的污染物,达到净化污水的目的。厌氧水解对有机物的去除效率比较高,但对悬浮物、氨氮和磷的去除效果较差,而人工湿地去除氨氮和磷的效果却非常好,出水较清,悬浮物则很容易达标。厌氧水解—人工湿地生活污水处理技术在处理生活污水方面恰好能取长补短,将它们有机地结合起来处理效果非常好[4]。同时,由于该系统具有运行简单、运行成本较低等优点,因此在滇池流域村庄生活污水治理工程中得到了较广泛的运用。
(2)氧化塘-湿地系统。该系统是利用自然生态系统中物理、化学和生物的协同作用,实现对污水的净化。湿地系统一般由植物、动物、微生物
,、、、 、收和微生物分解等,实现对污水的高效净化处理[5]。研究表明,在进水污染物浓度较低的条件下,人工湿地对BOD的去除率可达85%~95%,对COD的去除率可达80%以上,对磷和氮的去除率分别可达到90%和60%[6]。目前,采用该类型技术进行生活污水处理的村庄也比较多。
(3)生态填料土地处理系统。生态填料土地处理系统是由土地处理系统发展而来的一种新的生态土地处理工艺技术。首先利用砖砌体及薄膜在地下围成一个防渗滤池,在其中加入经强化后含大量土壤生物菌的通气性土壤作为生态填料,表层为草坪,其次通过布水系统将污水均匀投配到填料中,在多种填料渗透作用下,水与污染物分离,水被渗滤,污染物通过物理化学吸附作用被截留在土壤中,由土壤中的微生物降解,其降解物再由草坪植物利用,实现对污水的处理。该系统具有高效、节能、经济、操作简单、维护方便、运行稳定、无异味产生等优点。系统可稳定运行10~15a[7]。晋宁县月表村采用的就是此种污水处理技术。
(4)水解-光合细菌生物池-藻菌过滤。该、 、特异性光合细菌(EPSB),将有机污染物碳及营养源氮、磷,此外还有硫化氢,通过降解、转化消耗,使其成为浮游生物的构件,继而为水生动物(如鱼、虾等)提供丰富的食饵料,并通过食物链的传递过程,达到净化水质的目的。研究表明[8~9],采用EPSB生物制剂进行污水处理具有使用投资省、运行费用低、不存在二次污染等特点。目前,该工艺的运用在昆明尚处于起步阶段,运用实例较少。
(5)短程沟酸化沉降-湿地处理调控处理系统。该工艺为短程沟酸化沉降+土地处理系统+湿地处理系统+调控处理。主要流程为生活污水经除渣、沉降、酸化、过滤、氧化处理后再进行以土壤渗滤、植物强化吸收为主的深度处理,脱磷、除氮、去除悬浮物,有效降低COD浓度,实现污水处理与资源化利用一体化。该处理技术具有工艺简单、运行管理方便、生态环境效益显著、投资少等优点,特别适合于城市边缘地区居民小区生活污水、村镇生活污水及水质类似的养殖行业污水分散式收集处理。目前,该工艺在官渡区城郊型村庄中有较好的运用。
(6)慢速土地渗滤系统。该系统是将污水投配到种植粮食或经济作物的土壤表面,使污水在土壤和植物系统的作用下得到净化。该工艺具有投资少、运行费用低、易维护管理等特点。适合土质通透性能高、农户分布散、人口少、经济较落后的农村污水处理[3]。该工艺在晋宁县有少量运用。
(7)蚤状溞修复生态技术。蚤状溞控制蓝藻修复水体生态技术,是以食物链关系为基础,主要通过土著水生浮游动物-蚤状溞摄食水体中的有机碎屑,直接吸收转化有机物,同时,通过蚤状溞摄食水体中的浮游藻类和细菌,间接地吸收转化营养物;提高水体透明度,实现以沉水植被为基础的生态修复,通过水生态系统的综合作用进一步净化水质。有研究表明,蚤状溞对浮游植物的群落数量和组成的影响程度与其自身的种群密度密切相关,也与浮游植物群落结构有关[10]。目前,该技术结合河道整治工程,在老盘龙江入湖口进行示范应用。
2.3工程运行情况
调查结果表明,滇池流域分散污水处理工程目前的管理模式为由建设单位代管或村庄自管,普遍存在管理主体不明、无管理维护经费来源等问题,大部分工程无法保证处理设施的正常运行或无法移
,。
(1)日常监管力量薄弱,缺乏水质监测数据。据调查,由于没有农村污水处理设施日常监测制度,多数示范点都没有水质监测数据,虽然从感官判断(浊度、色度、嗅味、透明度等),进出水水质差别明显,说明有一定的去除效果,但仍无法准确判定村庄污水处理工程的实际处理效果,不能很好地为今后农村污水处理工程的推广提供有力依据。
(2)缺乏农村基层环保专业人才,管理不善。当前,农村有关环保方面的工作通常都是由村干部负责。村干部日常管理事物繁杂,随着农村环境保护工作任务的加大,环保业务能力不能完全适应工作的需要。农村生活污水处理工程建成移交当地后,多数无人管理或数月清理1次,甚至不运行,日常运行产生的淤泥堆积、处理设施堵塞等问题得不到及时解决。
(3)运行负荷率较低。目前,大部分村庄污水处理工程的运行负荷率普遍较低,存在旱季无来水的问题,其原因可能是部分污水处理工程建成后,由于配套的生活污水收集系统基础设施建设不到位,造成部分处理能力闲置,影响了污水处理工程发挥其应有的效益。其次,部分村庄污水处理工艺未按规范要求设计,未全面考虑农村污染负荷,导致建成后的处理工程无法适应处理水质水量的变化。
(4)运行管理资金不足,管理主体不明。农村自身经济基础较为薄弱,在村庄污水处理工程建设和运营中只能依靠政府出资,但长期存在的城乡二元结构导致政府对农村水环境治理投入较少,无法保证处理设施的正常运行所需的资金来源。同时,由于未建立村庄污水处理设施管理体系,存在管理主体不明等问题,“有人建设无人管理”的现象时有发生。
(1)建立监测制度,评价处理设施具体处理效果。建议相关业主和部门尽快组织对处理设施的处理效果监测,或完善在建工程的调试,获取主要污染物的水质监测数据,以利于评价具体处理效果。同时环保部门要按照《国家污水处理设施管理办法》以及其他环保法律、法规,制定出适合滇池流域农村地区的日常监测监督办法,以保证村庄污水处理工程日常监测工作的顺利进行。
(2)制定农村环境保护法规,加强农村环保。况,建议尽快制定农村环境保护法律法规,以法律的手段明确相关机构的职能和管理制度;同时,要加强农村自身环保人才的建设,首先要设立农村环保工作岗位,即在乡镇一级普及设置专门的环保工作岗位,每个村配备环保宣传员。乡镇环保员由上级环保部门负责培训与管理,乡镇环保员定期对村环保宣传员进行培训;其次要加强村干部的环境教育培训,提高环境意识和对环境保护工作的重视。
(3)因地制宜,科学治污。农村收集系统不健全,处理系统进水水质水量不稳定,但要做到收集管网到户难度较大,建议农村污水处理工程要源头控制与末端治理同步进行,村庄污水治理与垃圾处理相结合,并在污水处理设施前端增设调节池调节水质水量,通过人为控制增加水力停留时间。完善部分村庄的设计条件考量,全面考虑农村污染负荷,优化处理工艺,以保证工艺和设施处理水质水量变化的污水的灵活性。
(4)健全管理体制,构建多元化融资体系。建议政府统筹考虑农村村庄污水处理系统运行管理费用及管理机制问题。村庄污水处理工程的建设和运营管理,可采取政府建设、企业经营、政府监管的运行管理模式,即由政府出资建设污水处理工程,面向社会公开招标;由专业化的环保公司负责运营,由环保部门负责对处理出水水质进行监测和监督;同时,要根据昆明市污水排放情况,制定合理的污水处理收费、补偿政策;针对运行费用不足情况,建议各有关部门在争取政府设立村庄污水专项运行资金的同时,要想方设法,多方筹资,拓宽融资渠道,鼓励社会资本投资建设和管理运行农村污水处理设施,积极探索能否通过专业运营机构对农村污水处理设施的运营机制实行市场化管理。
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A Survey of Rural Dispersed Wastewater Treatment in Dianchi Lake Catchment
WANG Pi-xiang,HE Lan-di,ZHI Guo-qiang,YANG Yu-hua
(Kunming Institute of Environmental Science,Kunming Yunnan 650032 China)
A survey is conducted in 18 villages of 4 counties in Dianchi Lake catchment on the treatment of the dispersed wastewater.After the analysis in its technology,management and operation,the problems with the dispersed wastewater treatment in the rural area are identified and suggestions are put forward in this article.
rural area;dispersed wastewater;treatment;survey;Dianchi Lake catchment
X52
A
1673-9655(2012)05-0049-04
2012-03-20
国家水污染控制与治理科技重大专项研究课题(2009ZX07102-004)。
王丕祥(1983-),男,工程师,主要从事水污染治理及生态环境工程技术研究。