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我國村鎮污水治理技術(shù)標準體系的構建
《中共中央國務(wù)院關(guān)于實(shí)施鄉村振興戰略的意見(jiàn)》是新世紀以來(lái)第15個(gè)以“三農”工作為主題的中央一號文件。 鄉村振興,生態(tài)宜居是關(guān)鍵。良好生態(tài)環(huán)境是農村最大優(yōu)勢和寶貴財富。 實(shí)施農村人居環(huán)境整治三年行動(dòng)計劃,以農村垃圾、污水治理和村容村貌提升為主攻方向,堅持不懈推進(jìn)農村“廁所革命”,總結推廣適用不同地區的農村污水治理模式,加強技術(shù)支撐和指導……持續推進(jìn)宜居宜業(yè)的美麗鄉村建設。
中華人民共和國住房和城鄉建設部村鎮建設司
周文理主任科員
村鎮污水的排放特征差異很大,對污水處理技術(shù)的要求也不盡相同,因此,迫切需要出臺有關(guān)村鎮污水排放標準及監管政策,完善村鎮污水處理設施建設標準,根據各地區特點(diǎn),綜合考慮經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護、污水排放與利用等關(guān)系,因地制宜地制定和實(shí)施相關(guān)的建設和運行管理標準。解決直接套用城市及行業(yè)污水處理技術(shù)、設計施工與運行管理脫節的問(wèn)題。
微信對原文有刪減,原文標題:我國村鎮生活污水治理技術(shù)標準體系構建的探討;作者:周文理、柳蒙蒙、柴玉峰、陳彥霖、陳梅雪、魏源送、楊敏;刊登在《給水排水》2018年2期。
“十二五”期間,我國城鎮生活污水設施處理能力達到1.83億m3/d,城市污水處理率達到92%,已接近發(fā)達國家水平。但是,村鎮污水治理相對滯后,大量村鎮生活污水未經(jīng)處理直接排放,導致農村的環(huán)境、水體、土壤污染日益嚴重。黨的十九大報告指出,加快水污染防治,開(kāi)展農村人居環(huán)境整治行動(dòng);國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展“第十三個(gè)五年規劃綱要”提出,實(shí)現城鎮生活污水處理設施全覆蓋和穩定達標運行,梯次推進(jìn)農村生活污水治理,另外,2013~2017年中央一號文件、國務(wù)院印發(fā)的《水污染防治行動(dòng)計劃》《土壤污染防治行動(dòng)計劃》《國務(wù)院辦公廳關(guān)于改善農村人居環(huán)境的指導意見(jiàn)》等都提出具體要求。
推進(jìn)村鎮生活污水治理,需建立符合村鎮實(shí)際的污水治理體系,建立村鎮污水治理技術(shù)、建設、運營(yíng)體制機制。村鎮生活污水治理技術(shù)標準體系是其中重要部分。然而我國幅員遼闊,自然、經(jīng)濟社會(huì )區域差異顯著(zhù),村、鎮類(lèi)型眾多,生活污水水質(zhì)和排放規律、治理模式、污水收集、處理方式及排放要求與城市不同,就是同一地區因人口、季節、時(shí)序等因素差異很大,這就對實(shí)地調查、客觀(guān)規律把握、因地制宜選用技術(shù)、創(chuàng )新建設運行方式等提出更高要求。但是,在實(shí)際工程建設中,套用城市相關(guān)標準及技術(shù)模式的現象多見(jiàn)。當前,迫切需要盡快制定和完善我國村鎮污水治理技術(shù)標準體系,指導各地因地制宜地制定和實(shí)施相關(guān)的建設、運行、管理標準,引導、規范和推動(dòng)村鎮水務(wù)行業(yè)企業(yè)發(fā)展。根據各地區特點(diǎn),綜合考慮經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護、污水排放與利用等關(guān)系,建立相應的村鎮污水污染物排放標準或要求體系。
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村鎮生活污水處理現狀及相關(guān)標準
1.1村鎮生活污水處理現狀及主要問(wèn)題
村鎮污水處理在我國剛剛起步,污水處理設施建設落后于經(jīng)濟發(fā)展的速度。截至2016年底,全國對生活污水進(jìn)行處理的建制鎮比例為52.64%,也就是說(shuō)全國有18 099個(gè)建制鎮,其中13 028個(gè)沒(méi)有污水處理設施,同時(shí)已建成的污水處理設施不到一半尚可正常運行;對生活污水進(jìn)行處理的行政村占20%。仍有大量地區的農村污水處理設施處于空白。圖1表明各省市行政村污水處理設施建設情況,地區差異較為明顯。上海、江蘇、浙江、山東等省市建制鎮污水處理率較高的地區可達到89.18%,行政村比例達到64%、44%、84%和18%,西北、東北地區僅為0.01%~25.7%??紤]到農村污水治理建設費用巨大、農村管理能力不足等因素,參照國外發(fā)達國家治理歷程,全面實(shí)現農村污水治理還需較長(cháng)時(shí)間努力。當前,在大幅度提高建制鎮污水處理率基礎上,重點(diǎn)推動(dòng)經(jīng)濟發(fā)達地區、生態(tài)環(huán)境敏感、人口密集等地區農村污水治理,梯次推進(jìn)農村生活污水治理。
村鎮污水從宏觀(guān)來(lái)看總量很大,但作為村莊或農戶(hù)個(gè)體而言,水量又較小,日變化很大。污水水質(zhì)和排放的規律與城市有很大不同,加上農村的技術(shù)經(jīng)濟條件限制,造成農村水污染治理有很多與城市污水治理不同的地方。首先,我國農村人口居住分散,散戶(hù)、聯(lián)戶(hù)及自然村占很大比例,受自然條件限制,難以統一收集后集中處理,適合采用就地處理;其次,農村技術(shù)薄弱,經(jīng)濟承載力較弱;第三,由于我國不同地區的差異性較大,造成不同區域與環(huán)境條件導致各地農村的污水排放特征差異很大,對污水處理技術(shù)的要求也不盡相同;第四,我國有糞便還田傳統,促進(jìn)農業(yè)發(fā)展,從而延續中華文明。生活污水中氮磷等營(yíng)養元素在城市,是河道水體的富營(yíng)養化的因素,但對大多數農村卻是農業(yè)作物所需。針對農村污水特點(diǎn)與經(jīng)濟承受能力,健全公平、規范和高效的農村污水治理的法規與標準體系,建立適合農村的污水污染物排放標準或要求。對于保障農村污水治理工作的有效開(kāi)展,建立長(cháng)效運營(yíng)與有效監督機制,實(shí)現我國農村污水處理技術(shù)的可持續發(fā)展具有重要的作用。
因此,當前迫切需要培育面向村鎮污水治理的產(chǎn)業(yè)力量,科學(xué)規劃與高效組織,引導行業(yè)的規?;?、產(chǎn)業(yè)化與標準化發(fā)展。完善相關(guān)標準體系,逐步建立有效監督機制,成新型的適合農村的污水處理與管理模式,使村鎮污水處理技術(shù)與產(chǎn)業(yè)新市場(chǎng)村鎮污水治理逐漸規范化發(fā)展。
1.2村鎮生活污水處理排放標準
目前村鎮污水排水主要依據《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)、《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB 18918—2002)的規定以及《小城鎮污水處理工程建設標準》(建標148-2010)。建標148-2010中將小城鎮污水處理工程按建設規模劃分為:Ⅰ類(lèi):5 000~10 000 m3/d;Ⅱ類(lèi):3 000~5 000 m3/d;Ⅲ類(lèi):1 000~3 000 m3/d;Ⅳ類(lèi):1 000 m3/d以下。不同規模執行不同的出水水質(zhì)指標。其中Ⅰ、Ⅱ類(lèi)污水處理廠(chǎng)執行GB18918中的一級A標準,Ⅲ、Ⅳ類(lèi)污水處理廠(chǎng)執行GB18918中的三級標準。但是,在實(shí)際工程設計中,設計出水水質(zhì)指標要求偏高。對全國809座建制鎮污水處理廠(chǎng)調查表明,已建污水處理廠(chǎng)根據環(huán)評要求確定的排放標準主要執行《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB 18918-2002)中的一級B(56%)、一級A(36%)、二級(5%)和三級(0.7%)標準,只有1.5%和0.2%分別執行地方標準和《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)。其中有83%的Ⅳ類(lèi)、46%的Ⅲ類(lèi)污水處理廠(chǎng)按GB 18918-2002一級B出水設計,如圖2所示。對部分省市23 000余套農村污水處理設施設計出水標準的調查表明,大部分村莊污水處理設施執行《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級B的規定,只有接近13%的設施出水依據農田灌溉水質(zhì)標準(GB 5084-2005)(見(jiàn)圖3)。
由于農村的水污染特征、技術(shù)經(jīng)濟條件與城鎮不同,污水處理工藝也存在很大差別,農村污水執行城鎮排放標準,這對農村污水處理工藝、設計水平和運行水平有很高的要求,是造成污水處理設施排水達不到預期處理效果、污水處理設施無(wú)法正常運行的原因之一。因此,根據村莊污水的特征及排水去向,制定科學(xué)合理的農村污水處理目標是推進(jìn)農村污水處理工作順利開(kāi)展的迫切需求。近幾年,我國不同地區已開(kāi)展了大量農村污水處理實(shí)踐,河北、江西、福建、寧夏、浙江等地也相繼頒布了各省農村污水處理設施排放標準。地方標準根據農村經(jīng)濟水平和受納水體的不同,提出應該參照哪個(gè)標準執行,或者以污染物排放主要指標(COD、總氮、總磷)制定了新的排放限值,幾級標準均低于《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》同級限值??紤]農村污水的灌溉等回用目的。
1.3處理技術(shù)相關(guān)規范
村鎮污水處理技術(shù)相關(guān)標準的制定,對規范整個(gè)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展起著(zhù)重要作用。從2008年以來(lái),住建和環(huán)保等部門(mén)相繼發(fā)布了一系列村鎮生活污水處理技術(shù)標準指南指導建設工作,如表1所示。以上標準的出臺對于規范管理村鎮污水處理設施的建設起到了一定的作用。
已有的技術(shù)標準為村鎮污水處理設施適宜技術(shù)的選擇提供了依據,但是從農村污水處理設施建設、運行監管欠缺。造成設計中村鎮仍然應用技術(shù)套用城鎮污水處理技術(shù)模式;另一方面,也大量存在利用簡(jiǎn)單工藝達到較高排放標準的工程案例。村鎮污水處理設施很多處于未運行的狀態(tài),或面臨未按設計標準運行、出水水質(zhì)不達標等問(wèn)題。運管能力不足,長(cháng)效保障欠缺使得已建污水處理設施不能達到相應的環(huán)境改善作用。如何保障建設與后續運行的質(zhì)量是村鎮污水治理面臨的重要難題。由于沒(méi)有相應的標準,村鎮污水處理設施的長(cháng)效運行管理、質(zhì)量監督和人員培訓等都沒(méi)有很好地解決。
隨著(zhù)農村生活污水處理設施數量迅速增加,亟需完善農村生活污水治理的標準化監管體系以提升設施治理效果。對于農村污水處理設施的維護應重視管網(wǎng)建設與運行管理,保證設施運行的進(jìn)水水量。農村污水處理設施運行維護包括收集管網(wǎng)及處理設施的維護管理,由于缺乏建設與運行管理標準,管網(wǎng)建設落后并且建成管網(wǎng)收集率不高,雨污混流現象突出。
目前,小城鎮污水處理設施的平均負荷率約為60%,有近一半的省份鎮污水處理率低于35%,導致污水處理廠(chǎng)長(cháng)期“吃不飽”,成為了“曬太陽(yáng)”工程。使得一部分設施建成后無(wú)正常進(jìn)水,無(wú)法按設計要求正常運行。同時(shí),很多村鎮污水處理管網(wǎng)采用城市標準建設,在水量小、波動(dòng)大的條件下成為“沉淀池”堵塞管網(wǎng)。有必要制定農村污水收集系統的設計、施工及運行管理規程,以保證設施的正常運行。
對于村莊污水處理,特別是小型的污水處理裝置現有標準缺乏對長(cháng)期穩定運行的統一安全定義、技術(shù)要求及設計標準?,F有CJ/T 355-2010,CJ/T 441-2013中對產(chǎn)品的結構、電氣、控制儀表、安全、外觀(guān)、規格等項目進(jìn)行了簡(jiǎn)單規定,設備安裝驗收時(shí)對較短期限的進(jìn)出水質(zhì)進(jìn)行測定,造成廠(chǎng)家在設備生產(chǎn)及設施安裝過(guò)程中,對于材料的采用及設備用量上更多地強調設施建設投入資金,缺乏對后續運行管理中風(fēng)險問(wèn)題的考慮。因此市場(chǎng)內的設備普遍存在產(chǎn)品設計規范性低,農村污水處理設施運行及管理中廣泛存在低穩定性和難持續性等問(wèn)題。研究確定適合我國村莊污水小型設備穩定運行材質(zhì)、性能評估的標準方法,不僅可為當前各項繁雜技術(shù)的比對提供統一客觀(guān)依據,更重要的是為農村設施的長(cháng)效穩定運行提供有力的專(zhuān)業(yè)保障。
我國目前從事村鎮污水處理的企業(yè)達數千家,但非專(zhuān)業(yè)化企業(yè)較多;治理技術(shù)類(lèi)型很多,但真正具有經(jīng)濟可行及長(cháng)期穩定運行的適用技術(shù)應用現狀不容樂(lè )觀(guān)。農村污水治理存在重建設、輕運行管理的普遍問(wèn)題,沒(méi)有取得應有的環(huán)境效益。黨的十九大報告指出,構建政府為主導、企業(yè)為主體、社會(huì )組織和公眾共同參與的環(huán)境治理體系。污水處理設施企業(yè)化建設運行可以保證設施良好運行的關(guān)鍵,是主導發(fā)展方向。因此,農村生活污水治理標準化體系應涵蓋了從治理設施設計、建設、驗收、運行維護和達標排放及產(chǎn)品設備的各個(gè)環(huán)節。
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農村生活污水處理技術(shù)標準體系構建的思考
2015年國務(wù)院印發(fā)水污染防治行動(dòng)計劃,要求加快農村環(huán)境綜合整治,以縣級行政區域為單元,實(shí)行農村污水處理統一規劃、統一建設、統一管理,有條件的地區積極推進(jìn)城鎮污水處理設施和服務(wù)向農村延伸。2016年國務(wù)院印發(fā)了土壤污染防治行動(dòng)計劃,要求實(shí)施農村生活污水治理工程。2010年,住建部在江蘇省常熟市開(kāi)展縣(市)域村鎮污水治理示范,探索出“統一規劃、統一建設、統一運行、統一管理”城鄉污水統籌治理模式,并在全國選擇了100個(gè)縣(市、區)開(kāi)展農村生活污水治理示范。農村生活污水治理宜以縣域為整體“統一規劃、統一建設、統一運行、統一管理”城鄉污水處理設施,組織編制縣域農村生活污水治理規劃,因地制宜選擇適宜技術(shù)和確定處理標準,推行污水處理設施建設運行一體化,強化設施運行維護保障。農村生活污水治理應統籌考慮污水的收集系統及處理設施,合理確定集中處理規模。加強規范化建設,完善工程的設計、施工、評價(jià)、驗收的統一技術(shù)標準規范。
2.1規劃
以城鄉區域統籌為原則確定以縣(市、區)為單位推進(jìn)農村生活污水治理的規劃編制標準化中,應注重環(huán)境敏感區域和規模較大村莊優(yōu)先,突出鎮村布局規劃確定的規劃發(fā)展村莊和撤并鄉鎮集鎮區所在地村莊的生活污水治理,指導區域農村污水治理。規劃文本應包括規劃背景、農村水環(huán)境及生活污水治理現狀、總體思路和工作目標、規劃方案、建設計劃、投資估算與效益分析、保障措施等內容。特別是貫徹低碳生態(tài)理念,結合農田灌溉回用、生態(tài)修復保護和環(huán)境景觀(guān)建設,注重水資源和氮磷資源的循環(huán)利用。有條件的地區應將村莊生活污水治理與村莊生態(tài)文明建設、生態(tài)農業(yè)發(fā)展緊密銜接。協(xié)調城鄉發(fā)展,科學(xué)制定村鎮污水處理發(fā)展規劃,結合現狀特征及未來(lái)變化趨勢,科學(xué)編制污水整治規劃及實(shí)施方案。
2.2不同排水去向的排放標準
從完善農村生活污水治理和監管體系出發(fā),十分有必要出臺專(zhuān)門(mén)針對農村污水的排放標準,為農村生活污水排放監管提供技術(shù)支撐,為大量建設的農村生活污水治理設施運行效果提供統一的評判標尺。由于農村點(diǎn)多面廣、情況復雜,出臺排放標準需要大量調研和專(zhuān)項研究,在實(shí)踐中總結經(jīng)驗、確定成熟技術(shù),再行制定標準。處理后以資源化利用和排放兩種方式為主,應優(yōu)先考慮資源化利用。處理水需排入自然水體時(shí),需根據水體功能區劃確定排放標準,且宜經(jīng)過(guò)濕地、土地、溝渠、水塘等方式進(jìn)一步處理達標后排入受納水體。農村污水處理應確定排水標準分級管理、污水處理設施建設技術(shù)標準分區管理的方針,根據區域特征及排水去向,綜合考慮經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護、污水排放與利用等關(guān)系,因地制宜地制定和實(shí)施相關(guān)的建設和運行管理標準。污水處理工藝選擇和處理程度直接影響到工程投資和運行維護費用,處理工藝以分級分類(lèi)為原則,根據區域特征及排水去向,綜合考慮經(jīng)濟水平、地理環(huán)境、水質(zhì)水量特點(diǎn)、區域水環(huán)境保護要求、排放標準、資源化利用、運行維護等因素,因地制宜地選擇適宜的處理模式、處理工藝及運行管理方式。同時(shí)應充分利用現有條件和設施。根據農村所處區位、住戶(hù)集聚程度、環(huán)境條件、地形地質(zhì)特點(diǎn)以及污水排放要求,因地制宜地選擇集中或分散處理及相應的處理技術(shù)。解決直接套用城市及行業(yè)污水處理技術(shù)、設計施工與運行管理脫節的問(wèn)題。
2.3處理技術(shù)標準
以縣域范圍綜合整治為主,處理模式可分為就近納管處理、村集中處理和分戶(hù)處理3種模式。技術(shù)及工藝組合上根據我國華北、東北、西北、東南、西南、華東等6個(gè)區域經(jīng)濟發(fā)展與地理氣候特征考慮以下幾種模式:一是在國家規定的重點(diǎn)流域(如三湖等),向河流、湖泊等地表水直接排放的村鎮污水,必須執行國家或當地的標準;二是村容整治需要,根據不同的排水去向提出可選工藝;三是綜合考慮村鎮污水的綜合利用,提出與城市污水回用不同的處理工藝。嚴重缺水地區,污水處理應與資源化利用結合。同時(shí),應避免污染地下水和地表水;寒冷地區應采用適當的保溫措施,保障污水處理設施在冬季正常運行;在重點(diǎn)流域應采取適當的污水攔截技術(shù)減少入河污染物總量。
針對配套管網(wǎng)建設滯后,雨污管道混接、污水處理設施運行負荷率低,區域分布不均衡、重建設輕運營(yíng)等突出問(wèn)題,應在廣泛調研國內外經(jīng)驗及示范的基礎上,提出適合我國農村地區的農村污水收集系統建設標準、要求和方法。
2.4運行維護標準
推進(jìn)農村生活污水污水處理設施運行管理標準化是健全污水處理設施長(cháng)效運行機制的重要內容,包括適合村鎮污水處理運行管理技術(shù)和模式,新技術(shù)新設施需經(jīng)性能評價(jià)、運行管理評價(jià)等內容。促進(jìn)專(zhuān)業(yè)企業(yè)技術(shù)創(chuàng )新,以保證農村污水處理事業(yè)的順利發(fā)展。
2.5農村污水處理技術(shù)標準化體系
綜上所述,農村污水治理與城市模式有較大差異,應該盡快推進(jìn)農村生活污水處理標準化體系建設,建立涵蓋從規劃到建設、運行、監管全過(guò)程的技術(shù)標準化體系(見(jiàn)圖4),確立完整的具有我國不同地域特征的村莊污水治理與管理模式體系。通過(guò)標準化規劃方法提升農村污水治理工作的整體水平,完善農村人居環(huán)境改善的相關(guān)法律法規。從排放水質(zhì)、設計建設、運行維護和監管評估等環(huán)節借鑒國內外的成功經(jīng)驗,在深入調查研究的基礎上,根據村莊污水的特征及排水去向,制定科學(xué)合理的農村污水處理目標。按照分類(lèi)管理的原則,制定適合我國不同區域村鎮污水治理的工程建設及管理標準。健全村鎮污水治理的法規與標準體系。
3結語(yǔ)
目前農村污水治理產(chǎn)業(yè)已發(fā)展到迫切需要培育面向村鎮污水治理的產(chǎn)業(yè)力量的階段,應科學(xué)規劃與高效組織,引導行業(yè)的規?;?、產(chǎn)業(yè)化與標準化發(fā)展。在完善相關(guān)標準體系的基礎上,逐步建立有效的評估與監督機制對于形成新型的適合農村的污水處理與管理模式,為農村設施的長(cháng)效穩定運行提供有力的專(zhuān)業(yè)保障。使村鎮污水處理技術(shù)與產(chǎn)業(yè)新市場(chǎng)村鎮污水治理逐漸規范化發(fā)展。
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