乡村旅游经济发展下的农村生活污水治理要点及案例研究
——以浙江省为例
2021-06-19孙嘉宁王子洲王英杰
□孙嘉宁,王子洲,高 燕,王英杰
(1.浙江省生态环境科学设计研究院 浙江 杭州 310007;2.浙江环科环境研究院有限公司 浙江 杭州 310007)
近年来,为了响应乡村振兴战略,各地乡村积极发展旅游业,农家乐、休闲农业、采摘、农产品加工销售等活动逐渐兴起。发展乡村旅游通常以农村文化景观、生态环境等为依托,宜居的生态环境是确保乡村旅游经济良性发展的基础,也是乡村振兴的总体要求之一[1]。因此,有效改善农村人居生态环境与乡村旅游的发展是相辅相成、不可分割的。一直以来,农村地区缺乏完善的排水基础设施,农村生活污水长期无序排放,严重影响了农村的水环境及水生态,进一步影响了农村的可持续发展和农民的身心健康。因此,农村生活污水治理作为农村人居环境整治的一项重要内容,直接关系到农民的获得感、幸福感和安全感,对于加快改变乡村发展面貌、改善农民生产生活条件、补齐乡村建设短板和全面建成小康社会具有极为重要的意义。
作为全国首个全面开展农村生活污水治理的省份,浙江省农村生活污水治理一直走在全国前列。在乡村旅游经济发展的背景下,乡村旅游活动带来的环境污染问题日益明显。由于旅游活动和传统农居生活带来的环境影响差异较大,因此常规的农村生活污水治理工作出现了新的挑战。
1 浙江省农村生活污水治理现状
长期以来,我国农村污水处理率一直处于较低水平,根据相关文献统计,2018 年全国农村污水排放量约为230 亿t,同比增长7.5%,而处理率仅为30%左右[2-3]。作为率先在全国范围内全面推行农村生活污水治理的省份,浙江省于2003 年全面推进“千村示范,万村整治”工程,正式拉开了全省农村生活污水治理的帷幕。经过“农村环境连片整治”“五水共治、治污先行”等,全面深入推进农村生活污水治理工作,浙江省农村水环境污染治理基础设施数量得到了大幅度增长[4]。根据浙江省农村生活污水处理设施运维监管服务系统中的统计数据可知,截至2020 年上半年,现有登记在册的集中处理设施约有5.5 万个,覆盖了全省83 个县(市、区),2.1 万个行政村,整体设施覆盖率居全国前列。
经过多年实践,浙江省农村生活污水治理工作取得了显著成绩,农村生态环境和人居环境质量明显提升,村民幸福感大大提升。目前,浙江省农村生活污水治理工作由设施数量高速增长正式迈入设施全面提升改造和标准化运维阶段。近年来,浙江省委、省政府不断加快推进生态文明建设和实施乡村振兴战略,农村生态社会环境变化和经济发展迅速,农村生产经营活动、农家乐、民宿等乡村经济发展及美丽乡村建设需求不断扩大,对农村生活污水治理提出了一系列新的要求。
2 乡村旅游经济发展下的农村生活污水水量、水质特点
农村污水主要由生活污水和生产废水两部分组成,其中农村生活污水主要为村民生活中产生的污水,包括粪便、淋浴、家庭餐厨和洗涤污水,生活污水一般以有机物和氮、磷营养污染为主,基本不含重金属和其他有毒有害物质,营养比例均衡,可生化性较强。农村生产废水则为农村生产经营活动过程中产生的污水,如畜禽养殖废水、农产品加工废水、农家乐民宿餐饮废水等。与生活污水相比,生产废水中的污染物浓度高、成分复杂、水质波动性大,部分废水含有大量病原体、脂肪、动植物油类、重金属离子等难降解的污染物。
根据浙江省农业农村厅2017 年对全省“五水共治”期间实施的农村生活污水处理设施抽样调查结果可知,浙江省农村生活污水主要污染物指标平均进水浓度如下[5]:CODCr=186.35 mg/L、NH3-N=30.33 mg/L、TP=4.06 mg/L、SS=35.62 mg/L。以上检测结果来自终端处理设施进水口处的检测浓度,虽然受到管网设施建设完善程度和村民用水习惯的影响,但能从一定程度上反映浙江省农村生活污水水质的实际特征。从以上数据可知,浙江省农村生活污水中有机物及磷含量相对较低,氮含量相对较高,C/N 约为6.14,碳氮比相对较低。认为与浙江省农村居民饮食习惯和经济发展条件相关,该调研结果与冯华军等(2011)[6]的调研结论基本一致。
为了更好地了解乡村旅游活动对农村生活污水排放水质的影响,对浙江省某旅游县2020 年下半年有农家乐、民宿等旅游开发项目的农村的生活污水处理设施进水浓度展开调查。调查结果显示,旅游村污水中的主要污染物指标平均进水浓度如下:CODCr=226.75 mg/L、NH3-N=57.21 mg/L、TP=7.13 mg/L。与全省平均浓度相比,开展旅游项目的农村的生活污水进水水质各项主要污染物浓度均较高,尤其是氨氮浓度高,进水碳氮比进一步降低。综上所述,乡村旅游经济发展下的农村生活污水的水量水质特点如下。
(1)污染物浓度增高,成分组成更为复杂。农家乐等餐饮废水中含的动植物油类、脂肪较多;农特产品加工废水含氮磷等营养物质较多,尤其是海鲜食品加工,磷含量上升明显;有养殖或发展其他生态农业地区的污水中除了有机物、氨氮、SS、色度明显升高外,还有大量有机磷、细菌、病原体、化学药品等难降解的物质。
(2)水量、水质波动大。农村生活污水总体排放量较小,但排放变化系数较大,与村民生活规律相近。而旅游村庄污水的瞬间排放量大,且除了昼夜变化系数大以外,污水的排放量及水质随季节的变化也较为明显。南方地区的夏季为旅游旺季,污水排放量及浓度增加。一些村庄的旅游开发项目随季节变化而变化,比如农特产品生产加工随着季节变换不同的产品及生产工艺,因此水量、水质也发生了相应变化。
3 乡村旅游经济发展下农村生活污水治理重难点分析
因用地原因,农村通常没有完善的生活污水水量水质调蓄设施,现有处理工艺较为简单,处理规模较小,因此整体的抗冲击和负荷能力较弱,当因旅游活动导致水量水质波动较大时,处理终端往往超负荷运行,无法稳定达标排放。同时,乡村旅游对当地的生态环境要求越来越高,对当地的污水处理提出了新要求。因此,乡村旅游经济发展下农村生活污水处理需要做好以下工作。
(1)充分调研来水水量水质特点,选择合适的处理工艺,必要时提高处理标准或纳管进厂处理。应明确村庄旅游发展的主要项目、客流量和相应的环境影响,根据实际情况明确污水种类、来源和水量水质特征。作为某些以生态环境资源作为旅游卖点的地区,应推行高标准建设,提高出水标准,降低环境风险,以起到保护旅游资源的目的。对于某些环境极度敏感地区,建议采取纳管进厂处理或统一外运处置的方式,不设置排污口,将其对环境的影响降到最低。
(2)做好预处理,根据实际情况设置合理的调蓄设施。做好化粪池、隔油池等区域的预处理工作,尤其是针对农家乐废水,一方面减轻终端处理负担,另一方面减轻管网的维护压力。多数村庄旅游项目的季节性较强,以家庭作坊式生产经营为主,一年中通常仅营业几个月,污水水量水质随季节变化较大,若盲目扩大处理设施规模,会导致资源浪费,因此应根据实际情况设置必要的调蓄设施。
(3)重视处理设施的用户使用体验,将污水处理项目与村庄旅游开发有机结合起来,探索区域生态环境效应下的农村环境综合整治方案。除了满足污水全收集、雨污全分流、处理全达标、智慧全监管的要求外,还应探索农村污水处理降噪除臭、资源化利用、景观美化等提升用户体验的措施,将污水处理设施建设与新农村建设、美丽乡村建设、农村人居环境整治、旅游开发等工作相结合,形成全面的农村环境综合整治方案。
(4)完善污水排放和收集管理机制。根据全国首部农村生活污水处理的省级地方性法规,《浙江省农村生活污水处理设施管理条例》发布,从事民宿、餐饮等经营活动的单位和个人(统称排水户)向农村集中处理设施排放污水的,应当按照国家和省级有关规定建设相应的预处理设施,保证排入的污水符合国家和省级规定的排入标准,并与乡镇政府签订接入协议,接入协议应当明确污水预处理要求、污水排入量、污水处理费用等内容;未签订接入协议的排水户,应当通过自建设施或者委托处置等方式处理污水,不得将生产经营活动产生的污水随意排入集中处理设施,不得向环境排放超过国家和省级排放标准的污水。
4 浙江省农村生活污水治理景区建设典型案例研究
研究选取了浙江省内若干农村旅游开发地区的生活污水治理案例,通过探讨其工艺技术特点、经济技术指标、取得效益和适用性等,为其他地区提供借鉴和决策依据。
案例一:杭州市临安区太湖源镇指南村2 号污水处理设施。
杭州市临安区太湖源镇指南村位于太湖源头的南苕溪之滨,有数千年的历史,村子两侧分布着超过31.33 hm2的梯田,被称为“华东地区最美古村落”之一,旅游资源十分丰富。因村内旅游业发展迅速,民宿和农家乐兴盛,近年来该村对村内原有的污水处理设施进行了提升改造。改造时充分考虑农家乐和民宿产生的大量低碳氮比、高氮磷且高油脂类污水给处理设施带来的影响,采用“改良A2/O+发酵强化+生态滤池”工艺。以微生物的菌种选育、性能强化、复配以及固定化投放应用为核心,培育针对低碳氮比污水专用的高活性微生物菌种,强化其降解效率和环境耐受力,并针对水质特点对微生物菌剂进行复配优化,提高抗冲击能力和协同处理能力[7]。作为村落景区标杆,站点景观设计充分融合了当地山地的特征,草木沙石就地取材,生物滤床的设计借鉴“枯山水”景观概念,使得设施本身也成为一道风景线,见图1。
本项目设施改造充分利用了原有的设施,收集管网实现“全覆盖、全收集、全处理”,并用物联网技术实现了模式化智慧运行,同时农家乐纳入排水证监管程序,农家乐经营户排水前端均设置了隔油池,采取了相关预处理,采用付费清掏模式进行规范化管理,设施整体达标率从原来的60%~70%提升至90%以上。尾水深度处理后可用于冲厕及绿化,实现资源化利用。指南村2 号污水处理设施经济技术效益分析见表1。
表1 指南村2 号污水处理设施经济技术效益分析
针对村庄旅游开发导致的生活污水碳氮比降低、含油量增高、氮磷含量增大、水质波动性增大等特性,引入了现代发酵技术提高脱氮除磷效率,同时采用微园林造景手法,将污水处理终端设施与村落景区环境充分融合,和谐共生,适用于经济较为发达、有旅游开发及农家乐产业发展需求的地区。
案例二:杭州市建德市三都镇三江口村污水处理设施。
杭州市建德市三都镇三江口村地处新安江、富春江、兰江交汇处,因具有独特的渔村风俗,被誉为“九姓渔民第一村”,成为当地的旅游热门村庄。2015 年该村首次实施了农村生活污水治理工程,其中农家乐等餐饮经营户均被要求对污水入网前进行有效的隔油池预处理,终端则采用自充氧生物滤床作为核心处理单元。滤床内部设置了基于空气对流原理设计的自动通风装置,在不消耗外部动力的情况下实现自动增氧,符合绿色低碳的要求。通过科学的填料选择与粒径级配,解决了传统人工湿地容易堵塞和效率低下问题,同时降低了污水处理设施建成后的运行成本和维护管理难度。同时,为了提升三江口渔村的整体景观,除了终端处理设施外,还对管网设施进行了美化,通过井盖彩绘,为渔村整体增添亮色,见图2。
杭州市建德市三都镇三江口村污水处理设施所应用的工艺技术环境友好、节能低耗、运行稳定,适用于各种地形,尤其是山地丘陵地带,当选址用地具备一定的地形高差时,可实现全过程无动力运行,无需消耗水、电等资源,广泛适用于专业技术力量和经济条件受限制的农村地区,或者其他需要低能耗的地区。目前,该工艺在浙江省农村生活污水治理领域应用广泛,已在杭州、温州、衢州、丽水等地成功推广160 余项[8-9],且设施景观性较强,能与农村环境相互协调,充分适应有旅游开发需求的农村地区。三江口村污水处理设施经济技术效益分析表见表2。
表2 三江口村污水处理设施经济技术效益分析
案例三:杭州市建德市钦堂乡葛塘村1 号污水处理设施。
2014 年以来,杭州市建德市钦堂乡葛塘村开展农村水环境整治,建设了较为完善的农村污水集中收集处理系统。葛塘村村民保留着酿酒、制作番薯粉及腌菜的传统习俗,为保护终端处理设施免受进水水量水质的高负荷冲击,葛塘村创新采用“村民自治—集中生产—集中收集—异地处置”模式,建设农副产品集中加工中心,配合建设调蓄池,临时收集储存农户酿酒等产生的高浓度生产废水。鼓励有需求的村民在加工中心集中生产,季节性产生的废水经调蓄池统一收集后外运至就近污水处理厂进行处理,日常废水经调蓄池预处理,去除残渣、均化水量水质后,根据终端运行情况分批次缓慢进入原有1 号处理终端,处理达标后排放。该措施破解了高浓度废水治理难题,维持了村民的原有习惯,保护了传统经济模式。
5 结论
对乡村旅游经济发展下的农村生活污水水量水质特点进行了调研,指出了相应的污水处理难点及应对措施,同时通过探讨浙江省内乡村旅游开发地区的生活污水治理实践案例,为其他地区推动乡村旅游可持续发展和农村人居环境整治提供经验和决策依据。