我国各地农村生活污水治理技术指南编制经验对云南的启示

2022-04-13 03:07张春敏罗静思金竹静赵祥华吴学灿
环境科学导刊 2022年2期
关键词:污水处理云南省指南

张春敏,罗静思,金竹静,赵祥华,吴学灿

(云南省生态环境科学研究院,云南 昆明 650034)

0 引言

《中华人民共和国乡村振兴促进法》《农村人居环境整治三年行动方案》(中办发〔2018〕5号)、《农业农村污染治理攻坚战行动计划》等文件的出台督促全国各地开展以农村生活污水治理为重点的农村人居环境整治工作。云南省积极响应国家的号召,高度重视农村生活污水治理水平的提高,颁布了《云南省农村人居环境整治村庄清洁行动实施方案》(云农社〔2019〕4号)、《关于深入学习浙江“千村示范、万村整治”工程经验扎实推进农村人居环境整治工作的通知》《云南省农村人居环境整治工作领导小组办公室关于开展县域农村生活污水治理专项规划的函》等文件推进工作的开展。自实施农村环境综合整治以来,云南省在农村生活污水治理方面取得了一定成效,但目前其农村污水治理仍处于起步阶段、探索阶段,距离全面建成小康社会、乡村振兴的要求尚存较大差距。

制定农村生活污水处理地方技术指南有助于因地制宜、具有针对性地指导农村生活污水治理,规范污水处理设施的设计、建设、运行和管理[1-2],为农村生活污水治理的地域性差异问题提供指导方案,提高污水治理效率。截至目前,全国17个地方先后出台了自己省市的(试行)地方技术指南(规范或指引),而云南还未颁布正式的地方技术指南。因此借鉴其他省市技术指南的成功经验,对云南省技术指南的编制及农村生活污水治理水平的提高具有重要参考意义。

1 云南省农村污水治理现状

据统计[3],截至2020年云南农村人口数达2520.5万人,占总人口的52.19%,云南省农村人口基数大,对应的农村排污量大。云南农村多分布于山区、半山区,增加了生活污水收集的难度。村落集中分布于社会环境敏感程度相对较低的区域(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(分别是滇池,洱海,抚仙湖,程海,泸沽湖,杞麓湖,星云湖,阳宗海,异龙湖)(图1),在进行污水收集、治理时需要重点关注。此外,云南属于欠发达的省份,村民受高等教育比例以及村民人均可支配收入相对偏低。相关研究表明,受教育水平的程度会对污染治理的意识和积极性产生直接影响[5-7],政府的财政支持力度和村民的可支配收入则会直接影响农村污染治理的进度[8]。因此,村民受高等教育程度、经济发展水平也将成为技术指南制定的考虑因素。

图1 云南省村落类型分布示意图

云南省农村污水治理基本概况如表1所示。目前,云南省已实施生活污水治理的村落主要采取3种模式对污水进行收集和处理。对于聚集程度高、紧邻城镇、地形条件有利的村庄的污水进行纳管收集,将污水接入城镇污水处理厂进行处理;对于无法纳入城镇污水处理厂的村落污水,单个或多个自然村户的污水进行统一收集后纳入村级污水独立处理设施进行集中处理;对于住户分散、存在地形条件限制的村落,污水通过村民自行收集,经化粪池、厌氧发酵池等设备进行初步处理后自行资源化利用。

表1 云南省农村污水治理基本概况

经治理,云南省在农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农村生活污水处理设施4300多套,覆盖全省16个州(市)3500个行政村,受益人口400多万人,对改善农村生态环境发挥了重要作用。但云南省农村生活污水治理仍处于起步阶段,收集处理率较全国平均水平(25.5%)差距较大,且污水治理存在不均衡的现象。云南省13239个行政村,生活污水收集处理率仅为8.01%,其中九湖流域村庄行政村生活污水收集处理率81.02%,集中饮用水水源地保护区村庄生活污水收集处理率10.68%,其他重点治理河流和敏感区域村庄收集处理率7.57%,重点建设村庄生活污水收集处理率7.71%,其他区域村庄生活污水收集处理率3.92%(见图2)。云南现存的农村生活污水处理工艺门类众多,但对于不同环境条件下村庄处理工艺的选择缺乏专业性指导;处理设施存在建而不用的现象,需要加强后期的管理维护和监督。因此,有必要因地制宜地制定云南地方技术指南对农村污水治理作出有效指导。

图2 云南省已建污水处理设施分布示意图

2 地方技术指南制定情况

为了满足各地环境、经济等条件差异化的需求,截至目前全国已有5个省(区市)印发了正式的地方技术指南,12个省(区市)印发了试行的地方技术指南,2个省(区市)印发了地方技术指南征求意见稿[8-26](表2)。

总体上,各地地方技术指南在制定过程中都遵循了“生态循环、利用优先、因地制宜、经济实用”原则,从进水水量、水质、污水收集模式、污水处理工艺的选择及运维等方面对农村生活污水治理的技术进行了介绍和确定。

具体地,从进水水质要求上看,大部分地区对污水处理设施进水水质的监测指标及参考值作出了规定。在对进水水质作出规定的地区中,均将化学需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)和总磷(TP)纳入监测范围,部分地区还增加了对pH、总氮(TN)、悬浮物(SS)等水质参数的规定。其中,宁夏、山西和湖南对进水水质指标参考值作出了更详细的规定:宁夏根据当地供水条件等自然条件将全区划分为沿黄灌溉区、中部干旱风沙区和南部山区三类区,分区列出不同区域的进水水质要求;山西对黑水和灰水的水质指标作出了不同参考值范围的规定;湖南也将水体分为了黑水、灰水和综合排水。从污水收集模式上看,江西、山西等多地都将污水收集模式分为纳管收集、集中收集和分散收集3种。并且在地方技术指南中均体现出优先考虑纳管收集的思想,符合国家对农村污水收集的要求。从处理工艺的选择上看,由于农村生活污水可生化性好,且几乎不含有毒有害有机污染物,各地区地方技术指南中均将生物处理工艺和生态净化工艺作为主要的工艺选择。其中,人工湿地、稳定塘、生物滤池和土壤渗滤等生态处理技术以及化粪池、接触氧化法、MBR工艺和A2O工艺等生物技术被广泛选择。宁夏、山东、山西、上海和辽宁等地还引入沉淀池、曝气、消毒池、化学絮凝、水解酸化等物理、化学处理技术与生物、生态处理工艺进行组合联用,进一步强化污水处理效果。在技术的选择上各地均考虑到了因地制宜推荐工艺技术的重要性。海南临海,渔业发达,海南在制定技术指南时考虑到养殖废水排污量大,养殖废水组分与生活污水差异大等特点,将污水类别分为养殖废水和生活污水,分别推荐适合其污水特点的处理工艺。宁夏北部、中部和南部水资源储量差异较大,其在制定技术指南时对宁夏全区按水资源储量进行分区,并分区推荐处理工艺[9-10]。广东和湖北分别在指南中提出了前置反硝化—微污泥生物降解—辅助植物湿地吸收系统(AOF)和碳系载体生物滤池技术等新兴技术用于对出水水质要求较高的、经济条件较好的村庄污水的处理。结合处理工艺及组合,上海、江苏、福建和广东还提供了工程实例作参考,以方便农村地区在污水治理时作出更适宜的选择。

3 对云南省的启示

3.1 因地制宜地制定本省的技术指南

云南省幅员辽阔,地形多样,农村人口基数大,经济发展水平相对落后,技术指南的制定需考虑多方面的因素,不可照搬照抄,在参考其他省份技术指南制定经验的同时还要综合考虑人口聚集程度、地理气候因素、排水去向和经济条件等实际情况。海南在技术指南工艺推荐时充分考虑到其主导产业对污水成分的影响,宁夏则考虑了其水资源储量各地区分布不均的特点。云南省在一个省区内,同时具有寒、温、热(包括亚热带)三带气候,气候类型多样,为污水处理工艺设施的建设及运维既提供了不同的优势又带来一定的限制,这决定了云南在制定技术指南时要充分考虑各地的气候特征。云南省西双版纳、普洱南部地处热带地区,高温多雨,为植物生长带来优势,使用生态净化工艺能起到较好的污水处理效果;云南省丽江局部、香格里拉等地处高寒地区,气候寒冷,活性污泥活性偏低且污水处理设施容易出现提升泵蓄水结冰、储泥池冻结等现象,活性污泥法处理工艺在该地区可能不是最优工艺技术选择。

3.2 指南的制定要充分考虑适应性和实用性

首先,云南民族种类最多,民俗文化丰富,各地存在较大文化差异,农户治理意愿有差异,而治理意愿与处理技术之间存在相关性[11],在制定指南时应充分考虑农户的治理意愿,循序渐进,不可“一刀切”。其次,指南使用单位的执行能力会较大地影响指南的运用情况。指南规定内容相对专业,地方相关部门、单位在参照指南进行农村生活污水治理时存在理解不充分、运用不熟练等问题。上海、江苏、福建等地在指南中增加了关于各类工艺技术的实际运用工程案例,这有助于对指南中相关内容的理解和具体应用。云南腾冲市中和镇污水排放量较大,采用塘+生物滤池组合工艺处理污水,出水水质达到一级B标,同时尾水回灌于农田,实现了资源化利用。云南省保山市昌宁县小湾库区采用多级表流湿地污水处理系统,处理尾水旱季用于农田回灌,雨季随雨水径流汇入澜沧江,极大地缓解了当地污水乱排的问题。将此类云南农村污水治理的成功案例引入指南中有利于发挥模范示范作用。最后,国内农村污水治理过程中普遍存在重建轻管、设施运维不到位、治理资金来源单一、运维费用不足等问题[4,10-13],多地指南中也欠缺对运维、监管的具体规定(上海、贵州、河南等地)。云南农村污水治理资金来源主要为中央专项资金,地方政府资金和社会筹措资金来源薄弱,仅靠政府部门无法实现污水处理设施的正常运维。这迫使在云南制定的指南中明确污水处理系统运维和管理方面的内容,明确政府相关部门的主体责任,为农户提供更详细的污水处理设施自主运维指导,发挥农户的作用,降低运维费用。从技术规范层面出发促进中央、地方政府、第三方机构和农户发挥联动作用,建立长效运行机制,确保污水处理系统的适应性和实用性。

3.3 强调优先进行污水资源化利用

云南存在大量山区、半山区的分散村庄,加之污水处理资金筹措困难,污水处理设施覆盖率较低,污水存在难收集难处理的问题。由于农村污水优先采用资源化利用,一方面可以减少水资源浪费,一方面可以降低污水处理负荷,可能是解决上述问题的有效措施。云南省双江县农村生活污水经稳定塘化系统简单处理后用于农田、苗圃、绿地灌溉,取得了良好的生态环境效益;云南省鹤庆县长头村运用“生态氧化塘+水生植物塘处理”工艺处理污水的过程中通过在塘中放养鸭、鱼、水生植物形成食物链,实现资源的回收利用。由此可见,生活污水优先资源化利用在云南具有良好的运用基础,便于推广。山西、新疆等地的技术指南中也鼓励农村生活污水经无害化处理达到相关水质标准后,用于庭院 绿化、农田灌溉、林业灌溉。在中国生态环境部《“十四五”土壤(地下水)和农村生态环境保护规划(二次征求意见稿)》中也提出“开展农村生活污水处理及资源化利用使用技术装备、农村黑臭水体整治关键技术等研究,建立基础数据库和科技成果转化平台”,农村污水资源化利用的趋势势在必行。因此,在云南制定技术指南时宜重点考虑污水的资源化利用方式。

3.4 适当引入和开发新技术

目前,各地指南中推荐的农村污水处理技术多为人工湿地、化粪池等传统生态、生物处理工艺,但传统的污水处理工艺并不能完全满足各地污水处理的需求。例如云南泸西县金马镇新坝村,常住人口6806人,人口聚集,污水日排放量450m3,排放污水污染物浓度高,常规污水处理工艺无法达到出水排放标准。因此需要根据当地情况在指南中因地制宜地引入和开发新技术,以满足农村污水处理的需求。多村联建A2/O-MBBR工艺能有效降解高浓度有机物,大幅提高污水处理量,在广州等地得到了良好的应用;前置反硝化—微污泥生物降解—辅助植物湿地吸收系统(AOF)具有出水稳定,脱氮除磷效果好等优点[14],在湖北三峡库区香溪河流域治理、广西临桂六塘镇污水处理等实际工程运用中已取得良好的处理和运行效果[15]。广东(目前全国各地已成文的农村污水处理指南中唯一一个)也将该技术写入指南中以便推广应用。这类新技术可能为云南新坝村这类污水量大、污染负荷重的村庄污水治理带来突破口,云南有望在参考各省市新技术的推广运用情况的同时,针对云南本省的情况适当引入和开发新技术。

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