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劉俊新:如何遵循環境可持續性理念開展農村污水治理

時間:2018-09-14  點擊:352 次 字號+  字號-
      2018年9月7日,“第八屆中國農村和小城鎮水環境治理論壇暨第二屆村鎮環境科技產業聯盟論壇”于上海召開(相關鏈接:曲久輝、杭世珺、劉俊新等行業大家干貨不斷,第八屆中國農村和小城鎮水環境治理論壇上海開幕)。論壇首日,中科院生態環境研究中心研究員、住建部農村污水處理技術北方研究中心主任、村鎮環境科技產業聯盟理事長劉俊新帶來題為《農村污水治理的技術途徑與環境可持續性》的報告。報告圍繞我國農村污水治理的技術途徑、水質標準制定與環境可持續性等內容展開。本文為《水工業市場》根據現場錄音整理,希望給您帶來思考與幫助。



中科院生態環境研究中心研究員、住建部農村污水處理技術北方研究中心主任、村鎮環境科技產業聯盟理事長劉俊新

      農村污水處理模式的選擇

      眾所周知,農村污水處理一共有3種模式,即分戶/聯戶污水原位處理、村落污水站就近處理以及污水納管區域集中處理。在項目具體建設實施過程中如何進行模式選擇一直是困擾行業的一個問題,包括日本在內的一些國家,多以鄉村人口的密集程度為參考進行模式的選擇,但是我國目前并沒有統一的選擇方式,通過近兩年在不同地區的調研情況來看,我國大多數地區都不完全按照人口密集度去考慮模式的選擇方向。

      例如一些地區是將原有的分散處理方式逐漸改成集中式處理或者干脆全部改成納管處理;而也有一些地區原來是集中式,后來又改成了分散式處理。我們跟當地項目主管負責人座談的時候,他們也都有合理的更改模式的理由。所以,如何確定處理模式在我國一直存在爭議與分歧,各地區也都在結合當地特點得出自己的結論。

      另外,盡管我們一直在強調構建適合農村的污水治理體系,但從我國實際情況來看,不管是集中式治理還是分散式治理,其治理思路大多還是盯在污水上,因而不可避免地沿著城鎮污水處理廠的治理思路走。

      農村污水處理技術的選擇

      關于農村污水處理技術,歸納起來無非是:化糞池、厭氧生物膜處理等一些初級處理技術;生物膜MBR、SBR、氧化溝、A2/O等生物處理技術;人工濕地、穩定塘、土地滲濾等生態處理技術以及一些化學除磷或消毒方法。總的來說,目前農村所采用的大多數處理技術基本沿用城市污水處理技術。

      所以如何選擇農村污水處理技術,在行業內也存在許多爭議,大家在介紹各種技術的時候,都可以舉出其成功的案例,同時也都可以找到其失敗的案例,我認為,每一項處理技術和方式都是有一定的制約因素,選擇不合理,可能就會失敗,能適應當前的環境,則有可能成功。

      因此,農村污水治理技術要想真正發揮作用,一定要有相應的管理和資金支持作為保障,而管理和資金支持的根本在于項目選用的是什么標準,也就是說,水質標準決定了技術的選擇。不管是一級B、一級A還是地表四類,不同標準都一定有不同的技術系統相對應,而在確定技術之后,也一定要有相應的管理或者運維方式來對應,最后,不同的技術和管理對應著不同的資金需求。

      農村污水處理水質標準

      基于此,標準,特別是排放標準是引導技術走向的重要因素,也決定著技術的選擇方向。從目前我國村鎮情況來看,通常選擇的標準越高,技術工藝要求越復雜,管理要求也隨之提高,最終建設和運維成本也越高。但國外卻有所不同,例如德國是以處理規模來確定污水標準中的水質項目數量或指標數量;日本也是如此,小于50噸/天的規模就按照凈化槽法來管理,大于50噸/天則按照下水道法來管理,而凈化槽法管理要求標準是低于下水道法標準的;美國則主要用分散污水處理系統手冊來指導。


      國內現在許多地區也出臺了自己的農村污水標準,這些標準對于敏感地區要求較嚴,非敏感地區較為寬松。但問題是,我們把標準降低更多的是為了適應村鎮地區的經濟條件和技術能力,可反過來,是不是把標準降低了,農村污水治理的問題就能得到解決呢?我認為關于標準,目前需要關注的問題有以下三個方面:

      1.農村污水排放標準比城市標準寬松的限度是多少?

      美麗鄉村建設是我國村鎮地區的首要發展目標,也正是這個大背景在影響村鎮環境整治和污水處理,但如此宏大的目標是具有階段性的,不同階段的目標也是不一樣的。目前我國農村污水主要以水質達標為目標,同時這個目標所需求的標準也在引導著工藝的選擇,但是標準是會改變的,隨著農村地區生活水平的提高和經濟的不斷發展,標準也會逐漸提高,有可能會從一級B提高到一級A,最終提升到地表四類,那是否意味著每次標準的提高都要將前面的工藝推倒重來?所以我認為,農村污水排放標準的制定應該與長遠目標相銜接,目前我國農村污水的標準制定亟待需要系統和科學研究作為依據。

      2.低標下,如何保障農村的水環境質量?

      探討如何在低標準情況下保障農村的水環境質量之前,我們應該先對農村污水處理包括城市污水處理的初衷進行重申,所有污水治理的出發點都是以考慮公共安全以及防止瘟疫傳染病為目的的,如果一味降低標準,最終連衛生安全都達不到的時候,處理設施自然也很難長久運行,很快就會有新的問題出現,最終導致舊設施的拆除。因此,我認為農村污水處理應該和農村的水環境質量改善銜接起來,要讓農村居民能夠直觀感受到污水處理的效果,農村污水治理設施的功效也要考慮長遠,應該放在農村大環境背景下綜合考慮,而不是僅僅盯住污水現在有的處理成本,最后出現今天建、明天拆的情況。

      3.用什么評價農村污水治理的效能?

      對于如何評價農村污水治理效果,我認為不能僅僅去看出水是否達到了一級A還是一級B的標準,而是把污水處理、資源利用和環境影響放在一起綜合考慮,這也是目前的國際趨勢,那就是用可持續發展的理念去指導農村污水治理體系的構建,建立新的評價體系。現在國際上很多地區已經把生命周期概念引入到水處理工藝評價當中,而且是從環境的角度重新闡述每個單元的新功能。所謂的可持續發展,聯合國的定義是既滿足當代人的需求,又不對后代人滿足其需求能力構成危害的發展,可以理解為在一個系統環境中,人類干擾自然循環的活動不能超過地球的最大承受能力,與此同時也不能夠耗盡那些需要與后代分享的自然資本。所以作為農村污水治理,也應該綜合長久的考慮,把環境可持續理念引入后,再去分析到底是采用分散式好還是集中式好,而不能僅僅用現在的以注重成本和效益為主的評價方式。

      環境可持續性理念解決農村污水處理

      作為傳統農業大國,我國有幾千年歷史,在傳統農業中物質流動是一個封閉循環的過程,而現代農業因為化肥的使用,打破了循環鏈,使得原來可以作為肥料的東西變成了廢物,需要去處理。但是近些年,國際上都認識到過量使用化肥的危害,又轉而探索生態農業的途徑。所謂生態農業就是將傳統農業當中的物質循環和現代一些技術手段以及管理方式相結合,來構建新的物質循環系統,這為農村污水資源化提供了一個非常有利的條件。


      例如關于集中和分散如何選擇的問題,從人口密集度考慮,可以得出一種結論,但用生命周期評估方法的時候,又從另外一個角度闡明了問題:用分散的形式,更便于就近利用,成本低,但是回收資源時,分散的設施就很難進行,反而是集中方式對于資源回收更為有利。所以要把這個理念放到農村污水治理中來,就要分析農村的特點、劣勢以及優勢。農村污水治理的劣勢是資金不足、技術人員匱乏。優勢是空間大、可以和農業生產相結合。這樣看來,農村污水處理的要求就應當保障成本低,而且需要可持續性。根據聯合國糧農組織公布的數據,中國耕地面積占世界耕地面積的7%,養活人口是世界人口的22%,施用了世界上30%的化肥,化肥使用量遠遠超過了發達國家安全使用的上限。另一個角度來講,在污水里面人的糞尿占了有機物的60%,氮和磷占總量的90%以上。如果把這些人類糞尿用于農田,一方面可以減少處理設施的壓力,另外對于農田減少化肥使用量是非常有利的。


      農村的污水治理思路應該把農村的生態環境、生產方式和生活方式結合起來,使得其節能低碳并降低對環境的影響。因此我們需要改變思路,將農村的生態環境必要性與污水處理技術的可達性或可能性相結合,來發展可持續的農村污水處理新模式和技術體系。農業資源化利用有一個好處,即它的標準是恒定的,由于其最終產物基本都進入到土地系統,所以不會隨著外在的水質要求發生變化,農村應該將此作為一個新的發展方向。當然,這其中也會有很多制約因素,最大的因素就是農村土地的生態承載力,不同地區的承載力不同,對于污水接納的程度也不同,要根據生態承載力來確定污水處理的污染物總量。總的來說,單位面積上的人越多,土地生態承載力越小,也就要求處理技術設施效率越高,它們是一個平衡的關系。此外,在生態環境約束下的資源化利用,還需要一個物質轉化和處理之間的梯級標準,什么樣的情況下應該采用什么樣的標準,標準應該通過生態承載力來制定,例如人口密集高的地方,生態承載力小,處理的要求就應該高。

      最后,農村污水不是想利用就能利用的,污水處理的連續性和回用需求的季節性是矛盾的。旱季的時候需要用水灌溉,污水處理完之后馬上有受納的地方;而在非澆灌季節,處理后的水就要有儲存的地方,但如果是簡單處理以后對水進行儲存,就會變成黑臭水體。所以怎樣找到適合于安全儲存的模式和技術系統,也是未來我們需要解決的問題。

      本文根據劉俊新在“第八屆中國農村和小城鎮水環境治理論壇暨第二屆村鎮環境科技產業聯盟論壇”的主旨報告整理,未經本人審閱。
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主管:中華人民共和國住房和城鄉建設部
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國際統一刊號:ISSN1008—570X
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