李发站,谷 超,刘晓凤
(华北水利水电大学 a. 环境与市政工程学院; b. 图书馆, 郑州 450046)
随着社会的不断进步, 农村经济迅速发展,伴随而来的是生态环境建设发展不协调问题也日渐凸显,其中以农村水环境污染问题最为严重。实施乡村振兴,发展生态农业是破解这一难题的重要战略。近年来,国家相继出台了一系列政策文件,如《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》、《中共中央办公厅国务院办公厅关于印发〈农村人居环境整治三年行动方案〉的通知》、《生态环境部农业农村部关于印发农业农村污染治理攻坚战行动计划的通知》、《九部门印发关于推进农村生活污水治理的指导意见》[1-4],等等。2021 年2 月《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》是21 世纪以来第18 个指导“三农”工作的中央一号文件;2 月25 日,国务院直属机构国家乡村振兴局正式挂牌。习总书记也多次强调“要像对待生命一样对待生态环境”,为实施乡村振兴、推进农业现代化和生态化发展提供了根本遵循。实施县域农村生活污水治理规划(以下简称规划)是落实国家乡村振兴战略、实现生态宜居发展的重大举措。但是,各省市在规划评审过程中发现, 存在规划内容空洞、规划目标不切实际、推荐技术方案不符合农村现状等问题[5-7]。一些规划完全由给排水科学与工程专业人员完成,规划文本臃繁复杂;一些规划完全由规划专业人员完成,所提技术方案和规划管网严重偏离实际。为确保规划能够真正落地执行、发挥作用,本文分别从前期调研、规划内容、保障措施等方面探讨规划编制的工作思路及要点。
规划内容是否切实可行,前期调研是基础。前期主要调研常住人口及流动人口情况、人均用水量、水冲厕所普及率、庭院内污水收集情况、区域水环境功能区划和生态保护红线、污水处理设施现状分析与解决方案等几方面,并据此预测数量、确定排放标准,为规划编制提供基础信息。
人口预测是水量预测的基础,也是前期规划调研的难点。随着社会进步和国家城镇化进程的推进,农村人口呈现出特殊的变化规律[8-9]:总体呈下降趋势,但节假日,特别是春节期间农村人口又呈激增态势,镇区和一些重点村人口增幅较大。
前期调研一定要基于农村人口现状,进行污水处理工艺规划时,可通过适当增加调节池容积来应对节假日人口激增的态势;未来农村人口有减少趋势,但随着卫生条件的改善,用水量反会增加。结合以上两点,未来的污水量可以按现状基本不变进行规划。
人均排水量直接影响污水处理的规模,进而影响投资,必须慎重规划。目前,人均排水量一般根据人均用水量进行预测,再分别乘以排放系数及收集系数等进行计算。人均用水量根据所处位置、卫生洁具的完善程度,查用水定额编制技术导则[10]决定。受长期生活习惯影响,农村实际人均用水量远低于导则标准规定的规模。根据前期调研的情况,中原地区农村人均排水量大概在25~35 升/(人·天)[11]。
排放标准决定着污水处理工艺的选择,污水处理工艺的选择则影响工程投资,故确定排放标准至关重要。
排放标准由水环境功能区划和生态保护红线决定。各省市相继出台了《农村污水处理设施污染物排放标准》,应结合水环境功能区划和生态保护红线合理确定排放标准。
目前污水处理厂一般采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级 A 标准[12];农村污水处理站一般采用地方标准。
水环境功能区划[13]及生态保护红线[14]、污水处理规模、排水去向是决定排放标准的重要依据。因此,前期调研水环境功能区划和生态保护红线是重点,不可或缺。前期调研阶段必须落实水环境功能区划和生态保护红线,这是县域农村生活污水处理规划的最基础性的资料之一。另外,根据排放标准及污水处理规模、水功能区划、生态保护红线等合理确定污水处理工艺,是专项规划的核心环节。
为调研县域内农村污水处理设施现状,重点考察污水处理设施是否正常运转,进出水水质情况,污水处理工艺合理性等方面。应如实分析存在问题,同时,应列出专门章节规划现有设施再利用问题,这是体现规划人员专业水平的关键点,不可回避。
现有污水治理设施包括污水处理设施、污水收集模式为纳管的现有市政污水管网[15]、厕所革命(改厕)状况和现有的污水管网四个方面。考察现有污水处理设施要善于发现问题、解决问题;现有市政污水管网应确保纳管的村镇污水能顺利排入,如果标高不合适应规划建设污水提升泵站,同时也应确保最终接受的污水处理厂的负荷不超标;厕所革命(改厕)进度一般早于污水处理设施的建设,规划中应明确已经改厕但污水处理设施还未建成的村镇的粪污去向,同时也为统计污水处理率提供重要基础数据;管网规划方面应考虑充分利用现有污水管网设施,尽可能节约基建费用。
现状分析同时可以为工艺选择提供第一手资料,也为探索运维模式提供依据。
在县域农村生活污水治理专项规划前期调研的基础上,对规划内容要点进行梳理。主要包括出户管网接入模式、污水收集模式与方案、污水处理设施的选址原则、配套图纸、工艺选择、运维管理、分期建设内容、投资估算、规划目标等内容。
污水收集模式涵盖出户管接入模式、管网规划方案和污水处理设施的选址[16]。一般农户所排污水分为三部分,分别是粪便污水(黑水)经化粪池后接入污水管网,餐厨废水经隔油池后接入污水管网,洗涤废水(灰水)直接接入污水管网。
污水收集模式分为纳管式、集中处理和分散处理三种模式。纳管式是将收集后的生活污水并入县域已有的生活污水管网,最终流入生活污水处理厂统一处理。规划中需要注意两方面的内容,一是确保污水能重力流入市政管网,如果不能重力流入,根据情况可以设置污水提升泵站或集中处理;二是确保最终流入的污水处理厂有能力接受新进的污水量。纳管式收集模式要设置范围、地形等要素。
集中式处理可以是一个村庄集中建一个污水处理站或几个村庄建一个污水处理站,也可以一个村庄根据地形地势及农户分布情况建几个污水处理站。注意事项与纳管式相同,即尽量不设置污水提升泵站。
分散式处理适用于农户比较分散的情况,特别是山区。但分散处理也要考虑处理后尾水的去向问题。山区污水一般不能形成径流,可以用于施肥;平原地区不要简单规划为施肥用,还可考虑合适的坑塘暂存尾水等。
污水模式确定后进行图纸规划。合理的管网规划图纸可以有效降低工程投资费用。规划图纸要严格按照污水管网设计规范进行,确保合适的管径和管网布局。农村污水量较小且分散,且生活污水成分并不复杂。分析农村生活污水管道堵塞成因发现,农村生活污水管网选用DN150 即可[17],但也要考虑管网的埋深。
污水处理设施的选址以及规划用地规模也是该专项规划的要点之一。
污水处理工艺选择是本规划的核心环节,所选择推荐的污水处理工艺要切合农村实际。
农村污水处理专业人员匮乏,因此,所选工艺一定是便于操作的,最好是“傻瓜式”运行的工艺,如生物膜法[18]等。如果有脱氮除磷要求,最好选择生物膜法A/O 工艺+生态处理。A/O 工艺便于脱氮,而生物膜法便于管理,不需要污泥回流,生态处理重点是除磷。目前,已经建成的农村污水处理设施大部分在“晒太阳”,主要由于套用市政污水处理厂工艺处理污水,运行管理过于复杂,是导致设施“晒太阳”的关键因素。另外,还应选择运行费用低廉的工艺,比如摒弃传统鼓风充氧模式,采用射流充氧[19]或跌水充氧[20]等,既可节约运转费用,也省却了曝气设备。
工艺选择是影响投资的关键因素,不可“一刀切”,必须因地制宜。
排放标准采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A 的具备一定规模的乡镇污水处理厂,一般采用活性污泥法+深度处理工艺。活性污泥法采用氧化沟、A2/O[21]或SBR工艺。其中:脱氮除磷效果最好的是A2/O 工艺,但操作管理复杂;氧化沟工艺处理效果比不上A2/O工艺,且占地面积大,但操作管理简单;SBR 工艺为序批式运行,且对自动化要求较高,但推流式运行出水水质好,静沉式溺水分离效果也好。深度处理工艺一般选择混凝、沉淀、过滤、消毒工艺或生态处理工艺。
“三分建七分管”是业内常识,表明运行管理的重要性。污水处理站的运行[22]是比较专业的技术工作,只有委托专业公司或技术人员才能确保乡村振兴、生态宜居的重大举措真正落到实处。目前,比较先进的运维管理模式是公司运行模式,即委托专业公司运行,政府监管运行效果,也就是政府购买服务。也可以委托县城或乡镇污水处理厂运行,不赞成各村自行运行。
经济分析包含投资估算和运维成本分析两部分。投资估算包括污水管网投资和污水处理厂(站)投资两部分。排水量、污水收集模式、污水处理工艺是影响投资的三要素,在投资估算时要充分论证上述三方面的投入费用。
运维成本主要包含人工费、电费、药剂费、维修费等,污水处理厂(站)工艺的选择及施工质量对运维成本均产生影响。
分期建设规划应与当地政府充分沟通,首选环境敏感区、乡镇所在地及中心村等,同时还应考虑县财政投入情况,确保资金到位。评审中要重点关注规划的完整性、技术的可行性,同时,要特别提请地方政府高度重视投资估算和分期建设内容、年度投资计划等。
为了确保规划能真正落地生根,真正提升农村人居环境,保障措施至关重要。资金、技术、运维管理是保障措施的三个方面。资金包含总投资及分期投资;管网规划和工艺推荐是技术水平的集中体现;运行维护是确保规划持续发挥作用的软课题。
水量预测、水环境功能区划和现有设施状况是前期调研的三个方面,收集模式、工艺选择和投资估算是规划的重要内容,分期建设、运维管理和效益分析是规划的重要举措,上述各方面环环相扣,有理有据,才能指导规划编制工作顺利进行。