APP下载

农村黑臭水体治理与农村污水处理程度探讨*

2021-09-08颖,李

科技创新与应用 2021年24期
关键词:黑臭限值污水处理

耿 颖,李 夏

(郑州大学 生态与环境学院,河南 郑州 450001)

1 黑臭水体的定义

为了有效改善水污染问题,确保国家水资源安全,2015年国务院发布了《水污染防治行动计划》(简称“水十条”),其与2013年发布的《大气污染防治行动计划》(简称“大气十条”)、2016年发布的《土壤污染防治行动计划》(简称“土十条”)一起成为党中央、国务院坚定不移地加强生态文明建设和加大污染防治力度的重大措施,是在全国范围内开展污染治理的重要战略部署,其在确保改善国家生态环境质量、提高各类自然生态系统稳定性方面具有重要意义。“水十条”明确要求,到2030年城市建成区黑臭水体总体得到消除。2015年8月住房和城乡建设部会同环境保护部(现生态环境部)等,共同制定了《城市黑臭水体整治工作指南》,其中定义了城市黑臭水体为:城市建成区内,呈现令人不悦的颜色和(或)散发令人不适气味的水体。对于初步评估结果正常但可能存在争议的城市水体,有关部门可委托专业机构对水体周围居住、工作的人群开展随机问卷调查,根据调查结果进一步判断水体的黑臭情况。原则上关于目标水体的调查问卷有效数量不少于100份,如有60%以上的受调查人士认为受调查水体有“黑”或“臭”问题存在,则可认定该水体为“黑臭水体”。由此可见,老百姓的感官认定对黑臭水体的判定具有决定性作用。

城市黑臭水体分级的评价指标包括透明度、溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)和氨氮(NH3-N),分级标准见表1。

表1 城市黑臭水体污染治理程度分级标准

在城市黑臭水体治理快速发展的同时,2018年,中共中央、国务院下发了《农村人居环境整治三年行动方案》,同年生态环境部会同水利部、农业农村部下发了《关于推进农村黑臭水体治理工作的指导意见》,生态环境部下发了《农村黑臭水体治理工作指南(试行)》,在《农村黑臭水体治理工作指南(试行)》中定义“农村黑臭水体”为:各县(市、区)行政村(社区等)范围内颜色明显异常或散发浓烈(难闻)气味的水体。农村黑臭水体是人们依据异常气味或颜色的感官特征进行识别认定的。当某农村水体被认定为存在异常气味或令人不悦的颜色时,即定义为黑臭水体。当感官判断无法认定,存在争议时,有关部门可以委托专业机构对附近居住、工作的村民进行随机问卷调查,原则上关于目标水体的有效调查问卷数量应不少于30份,如有超过60%以上的受调查人士认为水体有“黑”或“臭”问题,应认定该水体为“黑臭水体”。当不便于开展问卷调查时,应进行水质监测,根据指标判定是否属于黑臭水体。水质监测指标包括透明度、DO和NH3-N,见表2。如果3项指标中有任意1项不符合标准,即视为黑臭水体。对于水体中沉积物含量较高的地区,例如西北地区、长江中下游地区等,当只有透明度参数不达标时,不能认定为黑臭水体。

表2 农村黑臭水体监测指标阈值

从黑臭水体的定义和具体判定指标上分析,农村黑臭水体对氨氮的判定标准较为宽松,但是依据黑臭水体的判定方法,即使水质指标达不到黑臭水体的标准,而水体出现异味或颜色异常仍可判定为黑臭水体。由此可见,是否为黑臭水体仍以居民的满意度为基础。居民满意才能判定黑臭水体消除。

2 农村黑臭水体的形成

水体黑臭化是综合物理、化学和生物学过程的复杂现象,牵扯多种因素,但主要包括以下三个方面:

(1)外源污染物的输入。生活污水的排放、农村小作坊、小规模工厂废水进入、生活垃圾的河道堆置等,输入了大量的有机物,其在氧化分解时消耗了大量水体中的氧气,从而使水体缺氧,进而导致了厌氧环境的产生,有机物的厌氧分解过程会使水体发臭;同时水体缺氧也导致水中的铁、锰和其他金属元素被还原,并与水中的硫发生反应生成金属硫化物,使水体颜色变黑。

(2)内源污染物的释放。内源污染一部分来源于水体内生长的水生植物的干枯、腐败分解,另一部分来源于水体中有机物和氮、磷化合物借由沉淀或吸附作用积累在沉积物中,在外力扰动的情况下底泥再悬浮,向水体释放污染物和CH4、H2S等气体物质。

(3)河、湖、塘内的水动力条件差。河道堵塞、湖、塘等河流动力学条件不佳时,会导致流水不畅,进而引起水体黑臭化。河、湖、塘的水动力条件不足,流动性下降,水循环受阻等导致水中藻类迅速繁殖,同时由于水体流动性变差,河道、湖、塘等的自然复氧作用受到抑制,加速了黑臭现象,使水质进一步恶化。

3 农村黑臭水体与农村污水排放

农村黑臭水体的形成与农村污水的不恰当处理有关,农村生活污水的处理措施、出水情况和污染状况与城市生活污水大为不同,需要分类讨论,但农村污水的排放标准却仍然存在不足之处。2019年以前,由于没有农村生活污水处理的水污染物排放标准,大部分的农村污水处理工作都是按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)进行。然而,无论是控制指标的选取还是排放限值的设定,都与目前农村生活污水的特点有较大出入,所以产生了很多问题。

为切实贯彻“水十条”和《农村人居环境整治三年行动方案》等文件精神,指导各省、市更好地开展农村生活污水治理工作,2018年生态环境部、住房和城乡建设部联合印发了《关于加快制定地方农村生活污水处理排放标准的通知》,其对制定各省市农村生活污水处理设施的排放标准提供了新思路和新动力,同时对各省、市相关标准制定出台的时间提出了详细的要求。目前除了北京、天津等地区,各个省级的农村污水处理设施水污染物排放标准依据规模、排入水体功能等执行不同的要求。总体上比GB 18918-2002规定的标准限值宽松。绝大部分农村污水处理地方标准中一级排放标准限值仅相当于GB 18918-2002中一级B标准(COD<60mg/L、NH3-N<5~8mg/L、T-N<20mg/L、T-P<1.0mg/L),一级标准基本上是处理规模较大(20~50m3/d以上)、排入Ⅲ类以上地表水体或Ⅱ类以上海域时执行;二级排放标准限值相当于GB 18918-2002中二级标准,三级标准排放限值相当于GB 18918-2002中三级标准。二、三级标准大部分则适用于处理规模相对较小、水体功能要求更低的水体。这些农村污水处理设施水污染物排放的地方标准基本贯彻了分区分级、宽严相济、回用优先、注重实效、便于监管的方针,根据地区的实际情况分类定制控制指标和排放限值。

4 地表水水质、黑臭水体阈值与污水处理程度

我国对污水排放的管理实行排污许可制度,排污口要做到在浓度标准和排污总量的双重限度内。长久以来,对污水的“达标排放”控制一直都较为严格,但对排污总量的控制是否科学仍值得商榷,尤其是在区域、流域或河流的纳污总量的计算方面,目前已经达不到水环境功能的水体仍允许污染物排放。污水排放标准和水环境质量标准之间的衔接如何将水体的自净能力考虑进去是关键因素。以城镇污水处理厂尾水排放为例,GB 18918-2002规定排入Ⅲ类水执行一级B标准,其COD浓度上限为60mg/L,但是《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的规定,Ⅲ类水的COD浓度上限为20mg/L,污水指标远超出水环境质量标准值,60mg/L的污水浓度和对应总量在何种自净能力下可以将污水消减到水环境功能值应充分考虑。另外,现行排污标准的制定存在照搬欧美标准以及执行灵活性较为欠缺的问题,没有考虑到不同水体承载力、不同地域水环境保护的具体要求。我国目前城镇污水排放一级A标准规定总氮排放限值为15mg/L,总磷排放限值为0.5mg/L,但湖泊富营养化的临界条件仅为总氮超过0.2mg/L,总磷超过0.02mg/L,由此可见即使污水排放可以全部达到一级A标准,但N、P污染物依旧过高,仍会对水体产生巨大影响,所以地方应当因地制宜,对湖、塘等自净能力较弱的脆弱水体制定排放限度更低的排放标准。

根据农村黑臭水体的判别标准,NH3-N<15mg/L、DO>2mg/L、透明度>25cm即不是黑臭水体,但是受纳水体如果是流动性差、自净能力低的河、湖、塘等,即使进行处理后污水全部达到农村生活污水处理设施水污染物排放一级标准,但由于长时间的污染物累积,农村黑臭水体现象仍然无法彻底解决。对于农村污水排放引发的黑臭水体,为了防止水体黑臭,亦不能采用一刀切的排放标准,应调查黑臭水体形成的原因再结合实际环境情况,合理确定农村污水处理设施的排放水质标准和指标。

5 农村黑臭水体治理的工作思路

农村地区的黑臭水体现象十分复杂,且需要系统性治理,黑臭原因判定、工程方案制定与实施、长效维护等都是黑臭水体治理的重要环节,仅仅采取底泥清淤、污水处理、水生态修复等短期内可使黑臭现象得到改善,但是长期彻底解决黑臭问题需要采取如下几步:

(1)黑臭水体环境现状调查。环境现状调查包括水质、河、湖、塘的沉积物情况;水文条件如水面大小、水体界线、水位水深,尤其是水体的流动性、流速、与周边水体的连通情况、排水的顺畅程度等是黑臭水体现状调查的关键,如果排水顺畅、流动性强,则黑臭水体彻底治理的难度就会降低。

(2)黑臭水体污染源调查。引起农村黑臭水体的原因包括外源污染、内源污染等,外源污染不能有效解决,就能转化成内源污染,如生活垃圾的随意丢弃、农村生活污水的排入、农村养殖粪污及农田退水的进入等都属外源污染,内源污染主要存在于沉积物中。

(3)科学评估水体的自净能力。河、湖、塘的净化能力不仅仅与水温、流速、溶解氧等指标相关,更与河道的水文条件、河道底泥、河道内微生物环境以及水生动植物有关,自然环境的自净能力经常受到忽视,特别是对生活污水的自净,黑臭水体的治理应充分评估现状的自净能力,尤其是水文条件良好的河道、湖泊、坑塘等,不能简单地依靠提高污水排放标准达到目的,这样会造成投资浪费、运维困难。

(4)制定科学的治理方案。综合考虑黑臭水体的污染源、环境现状及水体自净能力,制订合理、高效、经济的治理方案,首先是要彻底根除内源污染,将现存垃圾、底泥清除,切不能清除过深而破坏原有底泥的生态系统。其次是要妥善处理外源污染,如果受纳河、湖、塘的水动力条件良好、排水顺畅、无明显缓流区或死区,则可通过制定方案充分利用河、湖、塘的自净能力;排入水体的农村生活污水处理程度应适当放宽,没有必要处理到Ⅳ类甚至Ⅲ类水体水质标准;相反,对于河、湖、塘的水动力条件差、自净能力弱的受纳水体,应考虑提高污水处理程度,否则黑臭水体短期消失后可能会再现。当然亦可采取工程措施,如水体曝气充氧、跌水充氧、水流推进、底质植物培植、提高水体自净能力,降低排入水体的农村生活污水处理设施的处理程度。

(5)综合实施生态修复措施。对河、湖、塘现状水体可采用自然岸线、生态浮床、与周边水系连通、人工湿地深度净化等综合生态修复措施,降低农村污水处理设施的处理负荷,从而降低处理费用及维护成本,保证从根本上消除农村黑臭水体。

(6)采取长效维护措施。制定黑臭水体的长效运维机制、落实黑臭水体运维资金、切实做好黑臭水体治理责任制等,确保全面解决农村黑臭水体问题,维持好农村地区水环境的良好质量。

猜你喜欢

黑臭限值污水处理
我国乡镇污水处理模式的探讨
基于“高分二号”卫星影像的黑臭水体识别
太原市61个村要建污水处理设施严禁直排入河
应用生态修复技术治理黑臭河道研究
关于废水排放特别限值的思考
利用微生物技术修复黑臭和富营养水体的研究
涌浪机在污水处理中的应用
温州市瓯海区排污口整治与河道生态复合处理方法及技术
辽宁省辽河流域石油炼制排放限值的制定
中美炼钢行业污染物排放限值研究