农村排水工程探析
2010-02-13沙鲁生
沙鲁生
(扬州大学,225009,扬州)
一、我国农村水污染现状及其成因
1.我国农村水污染现状
据有关部门2007年的抽样调查,我国农村居民人均生活污水量为29.30 L/d,在农村生产污水中人均工业污水量为7.86 L/d、人均养殖污水量为4.98 L/d,其他生产污水量为0.41 L/d,合计人均污水总量达42.55 L/d。按我国现有农村人口估算,年生活污水量将达到80多亿m3。广大农村地区与城市相比,经济发展总体落后,环境基础设施建设滞后。据调查,未经处理的污水有95%直接排入周边水体,已成为新的区域性重要污染源,对环境造成严重危害。
随着政府对农村居民饮水安全的高度重视和投资的增加,农村居民生活用水量相应增加,用水保证率得以提高,但与此同时带来了居民生活污水量的增加。如收集处理不当,将对地表水或浅层地下水造成污染,并因水源污染带来新的饮水安全问题。
2.农村水污染的成因
一是乡镇企业污水排放污染严重。乡镇企业具有布局分散、规模小、设备陈旧、技术水平低和经营粗放等特征,许多乡镇企业任意排放未经处理的污水,尤其是造纸、制革、印染、电镀、化工、建材、土法炼硫磺和炼焦等产业的污水排放,严重污染了其周边地区的水环境。此外,由于城市对污染严重的企业实行强制关停,有些在城市难以为继的企业转移到了村镇,使农村的环境受到严重污染。
二是农村面源污染严重。农村面源污染主要来自生活污水、畜禽养殖、化肥和农药残留物、水土流失以及农村地表污染物,其中居民生活污染源已成为影响水环境的重要因素。农村生活垃圾大部分露天堆放,其渗透液污染了地表水和地下水,导致生态环境恶化。畜禽养殖污染主要来自畜禽粪便,未经处理的粪尿中所含的有机污染物、氮和磷等直接排入农村水系,成为水体的污染源之一。
二、农村排水工程存在的问题
农村排水工程是一项对农村生活、生产污水和雨水进行收集、输送、处理和处置的公共事业,是农村基础设施的重要组成部分。近年,随着人们卫生意识、水环境意识和经济实力增强,在一些经济发达地区的农村,结合农村开展饮水安全、清洁小流域、河道整治以及 “一池三改”(沼气池、改厕、改圈、改厨)等建设,已逐步开展污水处理设施建设,并取得了很好的效果。但就全国而言,与城市工业污染、生活污染的治理相比,农村水环境的保护是一个薄弱环节。
1.农村污水处理率很低
随着农村经济的发展和居民生活水平的提高,不断增多的生活污水未经处理直接排放到水体,对农村人居环境造成危害。农村基础设施的建设,特别是排水工程建设,尚未引起足够的重视,使得农村建设“只见新房,不见新村”。这不仅难以改善人居环境,也影响生态环境保护。
2.农村排水工程建设投入资金严重不足
农村排水工程设施建设是一项公益性很强的公共事业,政府必须发挥主导投资作用。但是长期以来,我国的污染防治投资几乎全部用于工业和城市。近年,农村的环境污染加剧,而从财政渠道得到的污染治理建设资金却很少。资金短缺已成为建设农村排水工程的一大难题。
3.农村环境管理工作薄弱
目前农村缺乏环境管理机构,环境监测和统计工作体系尚未形成。农村环境管理体系的发展滞后于农村现代化进程。由于人们对保护水环境的观念淡薄,农村生活环境的脏、乱、差现象较为突出,农村水系污染较严重。此外,环境立法缺失,目前我国诸多环境法规,对农村污染治理和环境管理的问题考虑不多,需要建立健全农村环境保护的法规体系。
4.农村排水工程建设、管理的技术力量不足
对于面广、量大的农村排水工程规划、设计、施工和长期运行管理,各地基层的技术力量明显不足。
三、农村污水处理的基本思路
社会主义新农村建设,要求生态环境得到改善,为农村发展创造条件。因此加强农村排水工程的规划和建设,及时、经济、安全地收集生活污水、生产污水以及暴雨径流,并进行处理和处置,使水质达到排放标准后排放或再利用,显得十分必要和迫切。
在农村排水工程中,选择与确定污水的处理方法最为关键。农村的居民聚居地大多是自然形成的,村庄布局分散,污水不易收集;人均污水量低于城市,但污水的有机污染物浓度则高于城市;农村经济力量薄弱,且缺乏污水处理专业人员等。基于以上特点,在规划、建设农村的污水处理设施时,不能套用城市污水处理工程建设的模式,应根据农村的特点,寻找适合于当地的农村污水处理方法,做到在有限的经济条件下,有效地控制水环境污染。
1.分散处理为主
分散处理是将农户排放的污水按一定的分区或分片就近收集并处理。其特点是可避免远距离输送污水,减少排水管网投资;但污水处理站的数量将增多。集中处理是对布局紧凑、人口规模较大、经济条件较好的农村,将较大范围内的污水收集、输送到污水处理站或邻近的城镇污水处理厂集中处理。其特点是可以减少污水处理站的数量,便于集中管理,但排水收集系统的投资将较高,总体投资也较高。目前我国村庄大多布局分散、规模较小、地形复杂、污水不易集中处理。因此应采用分散处理与集中处理相结合,以分散为主的模式。
2.充分利用当地天然资源,采用多种技术组合进行处理
农村污水处理的基本方法有物理处理、好氧生物处理、厌氧生物处理、自然生物处理等方法。但是农村污水处理并非靠单一方法能够解决,而是要靠多种方法的组合产生的共同效应来解决。
农村污水中生活污水占较大比例,排量少、变化大且分散,其水量和水质都不够均匀和稳定,水中COD和BOD5浓度较高并含有大量的营养盐、细菌、病毒等,收集和处理难度较大。污水中氮、磷含量较高,处理时不仅要去除其中的有机物,还要脱氮除磷,防止水体的富营养化。因此,应采用组合型污水处理技术,从而达到抗冲击负荷能力强,且具有较高运行效率和稳定的处理效果。
农村具有丰富的天然资源(包括土壤、池塘、植物、阳光等),在人工调控下,污水通过水体、水生植物、微生物、土壤等组成的生态系统,水中的污染物被吸收、吸附和降解,污水从而得到净化。这种利用生态系统处理污水的技术又称自然生物处理技术,常见的有土壤处理系统、湿地处理系统和稳定塘系统。
农村应充分利用自然生态系统进行污水处理,并根据当地实际因地制宜,对上述方法和系统进行组合,如湿地—塘、塘—湿地、湿地—塘—湿地或塘—湿地—塘等等。污水在进入组合系统前,可设置格栅、沉淀池等设施,通过物理方法对污水作预处理,去除污水中的悬浮物和降低有机负荷;为确保组合系统的稳定性和处理能力,还可以加入必要的辅助技术,如适量曝气好氧处理技术,以强化系统的溶解氧量,更有效地去除有机物和部分氮、磷负荷等等。在稳定塘系统中,也可以与其他污水处理设施相结合,如稳定塘与氧化沟结合系统,不仅可以减少占地面积,出水水质也较稳定。
厌氧生物处理和好氧生物处理各有其特点,采用厌氧—好氧联合处理工艺,既克服了厌氧处理达不到要求的缺陷,又克服了好氧处理能耗大或土地面积紧缺的不足,具有投资少、运行费用低、净化效果好、综合效益高等特点。
在具体应用时,应根据农村污水的特点、处理程度、利用目标和地区自然条件,因地制宜选择合适的组合处理工艺,为当地农村污水处理提供有力的技术支撑。
3.污水再生利用
污水再生利用是污水回收、再生和利用的统称。再生水指污水经过适当处理后,达到一定的水质指标,可以满足使用要求的水。农村污水是农村稳定的潜在淡水资源,污水再生利用减轻了农村天然淡水需求的胁迫,消减了水体的污染负荷,减少了对水自然循环的人为干扰,是维持健康水循环不可缺少的措施。再生水可用于农、林、牧、渔业和乡镇企业,也可作为补充水源水及农村环境用水。利用符合农田灌溉水质标准的污水进行灌溉,是污水资源化和农业增产的有效途径。
4.处理技术经济实用,运行操作简便
农村经济条件差,应尽量降低污水收集系统和处理设施的投资,选择造价低、无动力或微动力、运行维护费用少且适合当地农村实际的污水处理技术。
农村从事污水处理的专业人员少,技术水平和管理水平相对较低。因此,污水处理技术应选择简便易行、运行稳定、维护方便、管理简单的,以利于当地的处理设施能正常运行。
5.近期与远景相结合
农村污水处理建设不仅要解决当前存在的现实问题,还要解决好今后发展的潜在问题。所选择的处理技术,既要解决当前污水处理达标排放问题,又要充分考虑今后污水回用的需要;既要重视近期建设,又要适应农村远景发展,考虑分期实施方案。
四、结论及建议
①近年,在农村经济加快发展的同时,农村污染问题却越来越突出,环境污染对人体健康、饮水安全、工农业生产和生态环境等造成很大危害,同时加剧了供水紧张和短缺情况。
目前,我国农村饮水安全问题正在加快解决,但生活用水量和污水排放量 (一般占用水量的60%~90%)大幅度增长,污水未经处理排放已成为农村水环境的重要污染源。因此,农村污水处理亟待解决,建议在现有供水和农村水利工作基础上进一步深化,将农村排水工程提到议事日程。
②根据我国农村经济社会发展水平和地区自然条件,采用自然生物处理、组合型处理等技术是符合实际的技术方案。不仅充分利用当地天然资源、发挥多种技术组合产生的综合效果,而且造价相对较低、维护管理较简单、易于操作,在有效管理下,能满足当地居民身体健康和水环境质量要求。
纵观国内外农村污水处理的进展情况,其处理技术日益成熟。一些发达国家在农村污水处理方面进行积极探索,取得了明显的成效,这些为我国农村排水工程建设和管理提供了有益的借鉴。
③结合我国农村的实际情况,考虑目标人群的经济承受能力,在确保出水水质达标排放的前提下,应尽量降低污水收集系统和污水处理设施的投资,污水处理技术以能在当地持续长期运行的工程为出发点,同时应考虑维护简单、长效管理。建议在全国范围内,选择在农村水环境污染较严重的地区以及水污染治理重点流域,建设农村排水示范工程,开发出治理效能高、技术稳定、价格便宜的新型实用技术,通过示范工程总结经验,逐步推广。
④农村污水处理和环境治理能否进行的关键是资金。低造价污水处理工程虽然比常规污水处理的投资少,但仍要一定的建设资金,建议国家加大对农村排水工程项目的资金投入。
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