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我国村镇生活污水治理技术标准体系构建的探讨

点击:430  添加时间:2018-02-10 10:55:00  来源:北极星环保网

“十二五”期间,我国城镇生活污水设施处理能力达到1.83亿m3/d,城市污水处理率达到92%,已接近发达国家水平。但是,村镇污水治理相对滞后,大量村镇生活污水未经处理直接排放,导致农村的环境、水体、土壤污染日益严重。党的十九大报告指出,加快水污染防治,开展农村人居环境整治行动;国民经济和社会发展“第十三个五年规划纲要”提出,实现城镇生活污水处理设施全覆盖和稳定达标运行,梯次推进农村生活污水治理,另外,2013~2017年中央一号文件、国务院印发的《水污染防治行动计划》《土壤污染防治行动计划》《国务院办公厅关于改善农村人居环境的指导意见》等都提出具体要求。


推进村镇生活污水治理,需建立符合村镇实际的污水治理体系,建立村镇污水治理技术、建设、运营体制机制。村镇生活污水治理技术标准体系是其中重要部分。然而我国幅员辽阔,自然、经济社会区域差异显著,村、镇类型众多,生活污水水质和排放规律、治理模式、污水收集、处理方式及排放要求与城市不同,就是同一地区因人口、季节、时序等因素差异很大,这就对实地调查、客观规律把握、因地制宜选用技术、创新建设运行方式等提出更高要求。但是,在实际工程建设中,套用城市相关标准及技术模式的现象多见。当前,迫切需要尽快制定和完善我国村镇污水治理技术标准体系,指导各地因地制宜地制定和实施相关的建设、运行、管理标准,引导、规范和推动村镇水务行业企业发展。根据各地区特点,综合考虑经济发展与环境保护、污水排放与利用等关系,建立相应的村镇污水污染物排放标准或要求体系。


1村镇生活污水处理现状及相关标准


1.1村镇生活污水处理现状及主要问题


村镇污水处理在我国刚刚起步,污水处理设施建设落后于经济发展的速度。截至2016年底,全国对生活污水进行处理的建制镇比例为52.64%,也就是说全国有18099个建制镇,其中13028个没有污水处理设施,同时已建成的污水处理设施不到一半尚可正常运行;对生活污水进行处理的行政村占20%。仍有大量地区的农村污水处理设施处于空白。图1表明各省市行政村污水处理设施建设情况,地区差异较为明显。上海、江苏、浙江、山东等省市建制镇污水处理率较高的地区可达到89.18%,行政村比例达到64%、44%、84%和18%,西北、东北地区仅为0.01%~25.7%。考虑到农村污水治理建设费用巨大、农村管理能力不足等因素,参照国外发达国家治理历程,全面实现农村污水治理还需较长时间努力。当前,在大幅度提高建制镇污水处理率基础上,重点推动经济发达地区、生态环境敏感、人口密集等地区农村污水治理,梯次推进农村生活污水治理。



村镇污水从宏观来看总量很大,但作为村庄或农户个体而言,水量又较小,日变化很大。污水水质和排放的规律与城市有很大不同,加上农村的技术经济条件限制,造成农村水污染治理有很多与城市污水治理不同的地方。


首先,我国农村人口居住分散,散户、联户及自然村占很大比例,受自然条件限制,难以统一收集后集中处理,适合采用就地处理;


其次,农村技术薄弱,经济承载力较弱;


第三,由于我国不同地区的差异性较大,造成不同区域与环境条件导致各地农村的污水排放特征差异很大,对污水处理技术的要求也不尽相同;


第四,我国有粪便还田传统,促进农业发展,从而延续中华文明。生活污水中氮磷等营养元素在城市,是河道水体的富营养化的因素,但对大多数农村却是农业作物所需。针对农村污水特点与经济承受能力,健全公平、规范和高效的农村污水治理的法规与标准体系,建立适合农村的污水污染物排放标准或要求。对于保障农村污水治理工作的有效开展,建立长效运营与有效监督机制,实现我国农村污水处理技术的可持续发展具有重要的作用。


因此,当前迫切需要培育面向村镇污水治理的产业力量,科学规划与高效组织,引导行业的规模化、产业化与标准化发展。完善相关标准体系,逐步建立有效监督机制,成新型的适合农村的污水处理与管理模式,使村镇污水处理技术与产业新市场村镇污水治理逐渐规范化发展。


1.2村镇生活污水处理排放标准


目前村镇污水排水主要依据《污水综合排放标准》(GB8978-1996)、《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的规定以及《小城镇污水处理工程建设标准》(建标148-2010)。建标148-2010中将小城镇污水处理工程按建设规模划分为:Ⅰ类:5000~10000m3/d;Ⅱ类:3000~5000m3/d;Ⅲ类:1000~3000m3/d;Ⅳ类:1000m3/d以下。不同规模执行不同的出水水质指标。其中Ⅰ、Ⅱ类污水处理厂执行GB18918中的一级A标准,Ⅲ、Ⅳ类污水处理厂执行GB18918中的三级标准。但是,在实际工程设计中,设计出水水质指标要求偏高。对全国809座建制镇污水处理厂调查表明,已建污水处理厂根据环评要求确定的排放标准主要执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B(56%)、一级A(36%)、二级(5%)和三级(0.7%)标准,只有1.5%和0.2%分别执行地方标准和《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。其中有83%的Ⅳ类、46%的Ⅲ类污水处理厂按GB18918-2002一级B出水设计,如图2所示。对部分省市23000余套农村污水处理设施设计出水标准的调查表明,大部分村庄污水处理设施执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B的规定,只有接近13%的设施出水依据农田灌溉水质标准(GB5084-2005)(见图3)。



由于农村的水污染特征、技术经济条件与城镇不同,污水处理工艺也存在很大差别,农村污水执行城镇排放标准,这对农村污水处理工艺、设计水平和运行水平有很高的要求,是造成污水处理设施排水达不到预期处理效果、污水处理设施无法正常运行的原因之一。因此,根据村庄污水的特征及排水去向,制定科学合理的农村污水处理目标是推进农村污水处理工作顺利开展的迫切需求。近几年,我国不同地区已开展了大量农村污水处理实践,河北、江西、福建、宁夏、浙江等地也相继颁布了各省农村污水处理设施排放标准。地方标准根据农村经济水平和受纳水体的不同,提出应该参照哪个标准执行,或者以污染物排放主要指标(COD、总氮、总磷)制定了新的排放限值,几级标准均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》同级限值。考虑农村污水的灌溉等回用目的。


1.3处理技术相关规范


村镇污水处理技术相关标准的制定,对规范整个行业的技术发展起着重要作用。从2008年以来,住建和环保等部门相继发布了一系列村镇生活污水处理技术标准指南指导建设工作,如表1所示。以上标准的出台对于规范管理村镇污水处理设施的建设起到了一定的作用。



已有的技术标准为村镇污水处理设施适宜技术的选择提供了依据,但是从农村污水处理设施建设、运行监管欠缺。造成设计中村镇仍然应用技术套用城镇污水处理技术模式;另一方面,也大量存在利用简单工艺达到较高排放标准的工程案例。村镇污水处理设施很多处于未运行的状态,或面临未按设计标准运行、出水水质不达标等问题。运管能力不足,长效保障欠缺使得已建污水处理设施不能达到相应的环境改善作用。如何保障建设与后续运行的质量是村镇污水治理面临的重要难题。由于没有相应的标准,村镇污水处理设施的长效运行管理、质量监督和人员培训等都没有很好地解决。


随着农村生活污水处理设施数量迅速增加,亟需完善农村生活污水治理的标准化监管体系以提升设施治理效果。对于农村污水处理设施的维护应重视管网建设与运行管理,保证设施运行的进水水量。农村污水处理设施运行维护包括收集管网及处理设施的维护管理,由于缺乏建设与运行管理标准,管网建设落后并且建成管网收集率不高,雨污混流现象突出。


目前,小城镇污水处理设施的平均负荷率约为60%,有近一半的省份镇污水处理率低于35%,导致污水处理厂长期“吃不饱”,成为了“晒太阳”工程。使得一部分设施建成后无正常进水,无法按设计要求正常运行。同时,很多村镇污水处理管网采用城市标准建设,在水量小、波动大的条件下成为“沉淀池”堵塞管网。有必要制定农村污水收集系统的设计、施工及运行管理规程,以保证设施的正常运行。


对于村庄污水处理,特别是小型的污水处理装置现有标准缺乏对长期稳定运行的统一安全定义、技术要求及设计标准。现有CJ/T355-2010,CJ/T441-2013中对产品的结构、电气、控制仪表、安全、外观、规格等项目进行了简单规定,设备安装验收时对较短期限的进出水质进行测定,造成厂家在设备生产及设施安装过程中,对于材料的采用及设备用量上更多地强调设施建设投入资金,缺乏对后续运行管理中风险问题的考虑。因此市场内的设备普遍存在产品设计规范性低,农村污水处理设施运行及管理中广泛存在低稳定性和难持续性等问题。研究确定适合我国村庄污水小型设备稳定运行材质、性能评估的标准方法,不仅可为当前各项繁杂技术的比对提供统一客观依据,更重要的是为农村设施的长效稳定运行提供有力的专业保障。


我国目前从事村镇污水处理的企业达数千家,但非专业化企业较多;治理技术类型很多,但真正具有经济可行及长期稳定运行的适用技术应用现状不容乐观。农村污水治理存在重建设、轻运行管理的普遍问题,没有取得应有的环境效益。党的十九大报告指出,构建政府为主导、企业为主体、社会组织和公众共同参与的环境治理体系。污水处理设施企业化建设运行可以保证设施良好运行的关键,是主导发展方向。因此,农村生活污水治理标准化体系应涵盖了从治理设施设计、建设、验收、运行维护和达标排放及产品设备的各个环节。


2农村生活污水处理技术标准体系构建的思考


2015年国务院印发水污染防治行动计划,要求加快农村环境综合整治,以县级行政区域为单元,实行农村污水处理统一规划、统一建设、统一管理,有条件的地区积极推进城镇污水处理设施和服务向农村延伸。2016年国务院印发了土壤污染防治行动计划,要求实施农村生活污水治理工程。2010年,住建部在江苏省常熟市开展县(市)域村镇污水治理示范,探索出“统一规划、统一建设、统一运行、统一管理”城乡污水统筹治理模式,并在全国选择了100个县(市、区)开展农村生活污水治理示范。农村生活污水治理宜以县域为整体“统一规划、统一建设、统一运行、统一管理”城乡污水处理设施,组织编制县域农村生活污水治理规划,因地制宜选择适宜技术和确定处理标准,推行污水处理设施建设运行一体化,强化设施运行维护保障。农村生活污水治理应统筹考虑污水的收集系统及处理设施,合理确定集中处理规模。加强规范化建设,完善工程的设计、施工、评价、验收的统一技术标准规范。


2.1规划


以城乡区域统筹为原则确定以县(市、区)为单位推进农村生活污水治理的规划编制标准化中,应注重环境敏感区域和规模较大村庄优先,突出镇村布局规划确定的规划发展村庄和撤并乡镇集镇区所在地村庄的生活污水治理,指导区域农村污水治理。规划文本应包括规划背景、农村水环境及生活污水治理现状、总体思路和工作目标、规划方案、建设计划、投资估算与效益分析、保障措施等内容。特别是贯彻低碳生态理念,结合农田灌溉回用、生态修复保护和环境景观建设,注重水资源和氮磷资源的循环利用。有条件的地区应将村庄生活污水治理与村庄生态文明建设、生态农业发展紧密衔接。协调城乡发展,科学制定村镇污水处理发展规划,结合现状特征及未来变化趋势,科学编制污水整治规划及实施方案。


2.2不同排水去向的排放标准


从完善农村生活污水治理和监管体系出发,十分有必要出台专门针对农村污水的排放标准,为农村生活污水排放监管提供技术支撑,为大量建设的农村生活污水治理设施运行效果提供统一的评判标尺。由于农村点多面广、情况复杂,出台排放标准需要大量调研和专项研究,在实践中总结经验、确定成熟技术,再行制定标准。处理后以资源化利用和排放两种方式为主,应优先考虑资源化利用。处理水需排入自然水体时,需根据水体功能区划确定排放标准,且宜经过湿地、土地、沟渠、水塘等方式进一步处理达标后排入受纳水体。农村污水处理应确定排水标准分级管理、污水处理设施建设技术标准分区管理的方针,根据区域特征及排水去向,综合考虑经济发展与环境保护、污水排放与利用等关系,因地制宜地制定和实施相关的建设和运行管理标准。污水处理工艺选择和处理程度直接影响到工程投资和运行维护费用,处理工艺以分级分类为原则,根据区域特征及排水去向,综合考虑经济水平、地理环境、水质水量特点、区域水环境保护要求、排放标准、资源化利用、运行维护等因素,因地制宜地选择适宜的处理模式、处理工艺及运行管理方式。同时应充分利用现有条件和设施。根据农村所处区位、住户集聚程度、环境条件、地形地质特点以及污水排放要求,因地制宜地选择集中或分散处理及相应的处理技术。解决直接套用城市及行业污水处理技术、设计施工与运行管理脱节的问题。


2.3处理技术标准


以县域范围综合整治为主,处理模式可分为就近纳管处理、村集中处理和分户处理3种模式。技术及工艺组合上根据我国华北、东北、西北、东南、西南、华东等6个区域经济发展与地理气候特征考虑以下几种模式:一是在国家规定的重点流域(如三湖等),向河流、湖泊等地表水直接排放的村镇污水,必须执行国家或当地的标准;二是村容整治需要,根据不同的排水去向提出可选工艺;三是综合考虑村镇污水的综合利用,提出与城市污水回用不同的处理工艺。严重缺水地区,污水处理应与资源化利用结合。同时,应避免污染地下水和地表水;寒冷地区应采用适当的保温措施,保障污水处理设施在冬季正常运行;在重点流域应采取适当的污水拦截技术减少入河污染物总量。


针对配套管网建设滞后,雨污管道混接、污水处理设施运行负荷率低,区域分布不均衡、重建设轻运营等突出问题,应在广泛调研国内外经验及示范的基础上,提出适合我国农村地区的农村污水收集系统建设标准、要求和方法。


2.4运行维护标准


推进农村生活污水污水处理设施运行管理标准化是健全污水处理设施长效运行机制的重要内容,包括适合村镇污水处理运行管理技术和模式,新技术新设施需经性能评价、运行管理评价等内容。促进专业企业技术创新,以保证农村污水处理事业的顺利发展。


2.5农村污水处理技术标准化体系


综上所述,农村污水治理与城市模式有较大差异,应该尽快推进农村生活污水处理标准化体系建设,建立涵盖从规划到建设、运行、监管全过程的技术标准化体系(见图4),确立完整的具有我国不同地域特征的村庄污水治理与管理模式体系。通过标准化规划方法提升农村污水治理工作的整体水平,完善农村人居环境改善的相关法律法规。从排放水质、设计建设、运行维护和监管评估等环节借鉴国内外的成功经验,在深入调查研究的基础上,根据村庄污水的特征及排水去向,制定科学合理的农村污水处理目标。按照分类管理的原则,制定适合我国不同区域村镇污水治理的工程建设及管理标准。健全村镇污水治理的法规与标准体系。



3结语


目前农村污水治理产业已发展到迫切需要培育面向村镇污水治理的产业力量的阶段,应科学规划与高效组织,引导行业的规模化、产业化与标准化发展。在完善相关标准体系的基础上,逐步建立有效的评估与监督机制对于形成新型的适合农村的污水处理与管理模式,为农村设施的长效稳定运行提供有力的专业保障。使村镇污水处理技术与产业新市场村镇污水治理逐渐规范化发展。

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