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刘俊新:如何遵循环境可持续性理念开展农村污水治理

时间:2018-09-14  点击:199 次 字号+  字号-
      2018年9月7日,“第八届中国农村和小城镇水环境治理论坛暨第二届村镇环境科技产业联盟论坛”于上海召开(相关链接:曲久辉、杭世珺、刘俊新等行业大家干货不断,第八届中国农村和小城镇水环境治理论坛上海开幕)。论坛首日,中科院生态环境研究中心研究员、住建部农村污水处理技术北方研究中心主任、村镇环境科技产业联盟理事长刘俊新带来题为《农村污水治理的技术途径与环境可持续性》的报告。报告围绕我国农村污水治理的技术途径、水质标准制定与环境可持续性等内容展开。本文为《水工业市场》根据现场录音整理,希望给您带来思考与帮助。



中科院生态环境研究中心研究员、住建部农村污水处理技术北方研究中心主任、村镇环境科技产业联盟理事长刘俊新

      农村污水处理模式的选择

      众所周知,农村污水处理一共有3种模式,即分户/联户污水原位处理、村落污水站就近处理以及污水纳管区域集中处理。在项目具体建设实施过程中如何进行模式选择一直是困扰行业的一个问题,包括日本在内的一些国家,多以乡村人口的密集程度为参考进行模式的选择,但是我国目前并没有统一的选择方式,通过近两年在不同地区的调研情况来看,我国大多数地区都不完全按照人口密集度去考虑模式的选择方向。

      例如一些地区是将原有的分散处理方式逐渐改成集中式处理或者干脆全部改成纳管处理;而也有一些地区原来是集中式,后来又改成了分散式处理。我们跟当地项目主管负责人座谈的时候,他们也都有合理的更改模式的理由。所以,如何确定处理模式在我国一直存在争议与分歧,各地区也都在结合当地特点得出自己的结论。

      另外,尽管我们一直在强调构建适合农村的污水治理体系,但从我国实际情况来看,不管是集中式治理还是分散式治理,其治理思路大多还是盯在污水上,因而不可避免地沿着城镇污水处理厂的治理思路走。

      农村污水处理技术的选择

      关于农村污水处理技术,归纳起来无非是:化粪池、厌氧生物膜处理等一些初级处理技术;生物膜MBR、SBR、氧化沟、A2/O等生物处理技术;人工湿地、稳定塘、土地渗滤等生态处理技术以及一些化学除磷或消毒方法。总的来说,目前农村所采用的大多数处理技术基本沿用城市污水处理技术。

      所以如何选择农村污水处理技术,在行业内也存在许多争议,大家在介绍各种技术的时候,都可以举出其成功的案例,同时也都可以找到其失败的案例,我认为,每一项处理技术和方式都是有一定的制约因素,选择不合理,可能就会失败,能适应当前的环境,则有可能成功。

      因此,农村污水治理技术要想真正发挥作用,一定要有相应的管理和资金支持作为保障,而管理和资金支持的根本在于项目选用的是什么标准,也就是说,水质标准决定了技术的选择。不管是一级B、一级A还是地表四类,不同标准都一定有不同的技术系统相对应,而在确定技术之后,也一定要有相应的管理或者运维方式来对应,最后,不同的技术和管理对应着不同的资金需求。

      农村污水处理水质标准

      基于此,标准,特别是排放标准是引导技术走向的重要因素,也决定着技术的选择方向。从目前我国村镇情况来看,通常选择的标准越高,技术工艺要求越复杂,管理要求也随之提高,最终建设和运维成本也越高。但国外却有所不同,例如德国是以处理规模来确定污水标准中的水质项目数量或指标数量;日本也是如此,小于50吨/天的规模就按照净化槽法来管理,大于50吨/天则按照下水道法来管理,而净化槽法管理要求标准是低于下水道法标准的;美国则主要用分散污水处理系统手册来指导。


      国内现在许多地区也出台了自己的农村污水标准,这些标准对于敏感地区要求较严,非敏感地区较为宽松。但问题是,我们把标准降低更多的是为了适应村镇地区的经济条件和技术能力,可反过来,是不是把标准降低了,农村污水治理的问题就能得到解决呢?我认为关于标准,目前需要关注的问题有以下三个方面:

      1.农村污水排放标准比城市标准宽松的限度是多少?

      美丽乡村建设是我国村镇地区的首要发展目标,也正是这个大背景在影响村镇环境整治和污水处理,但如此宏大的目标是具有阶段性的,不同阶段的目标也是不一样的。目前我国农村污水主要以水质达标为目标,同时这个目标所需求的标准也在引导着工艺的选择,但是标准是会改变的,随着农村地区生活水平的提高和经济的不断发展,标准也会逐渐提高,有可能会从一级B提高到一级A,最终提升到地表四类,那是否意味着每次标准的提高都要将前面的工艺推倒重来?所以我认为,农村污水排放标准的制定应该与长远目标相衔接,目前我国农村污水的标准制定亟待需要系统和科学研究作为依据。

      2.低标下,如何保障农村的水环境质量?

      探讨如何在低标准情况下保障农村的水环境质量之前,我们应该先对农村污水处理包括城市污水处理的初衷进行重申,所有污水治理的出发点都是以考虑公共安全以及防止瘟疫传染病为目的的,如果一味降低标准,最终连卫生安全都达不到的时候,处理设施自然也很难长久运行,很快就会有新的问题出现,最终导致旧设施的拆除。因此,我认为农村污水处理应该和农村的水环境质量改善衔接起来,要让农村居民能够直观感受到污水处理的效果,农村污水治理设施的功效也要考虑长远,应该放在农村大环境背景下综合考虑,而不是仅仅盯住污水现在有的处理成本,最后出现今天建、明天拆的情况。

      3.用什么评价农村污水治理的效能?

      对于如何评价农村污水治理效果,我认为不能仅仅去看出水是否达到了一级A还是一级B的标准,而是把污水处理、资源利用和环境影响放在一起综合考虑,这也是目前的国际趋势,那就是用可持续发展的理念去指导农村污水治理体系的构建,建立新的评价体系。现在国际上很多地区已经把生命周期概念引入到水处理工艺评价当中,而且是从环境的角度重新阐述每个单元的新功能。所谓的可持续发展,联合国的定义是既满足当代人的需求,又不对后代人满足其需求能力构成危害的发展,可以理解为在一个系统环境中,人类干扰自然循环的活动不能超过地球的最大承受能力,与此同时也不能够耗尽那些需要与后代分享的自然资本。所以作为农村污水治理,也应该综合长久的考虑,把环境可持续理念引入后,再去分析到底是采用分散式好还是集中式好,而不能仅仅用现在的以注重成本和效益为主的评价方式。

      环境可持续性理念解决农村污水处理

      作为传统农业大国,我国有几千年历史,在传统农业中物质流动是一个封闭循环的过程,而现代农业因为化肥的使用,打破了循环链,使得原来可以作为肥料的东西变成了废物,需要去处理。但是近些年,国际上都认识到过量使用化肥的危害,又转而探索生态农业的途径。所谓生态农业就是将传统农业当中的物质循环和现代一些技术手段以及管理方式相结合,来构建新的物质循环系统,这为农村污水资源化提供了一个非常有利的条件。


      例如关于集中和分散如何选择的问题,从人口密集度考虑,可以得出一种结论,但用生命周期评估方法的时候,又从另外一个角度阐明了问题:用分散的形式,更便于就近利用,成本低,但是回收资源时,分散的设施就很难进行,反而是集中方式对于资源回收更为有利。所以要把这个理念放到农村污水治理中来,就要分析农村的特点、劣势以及优势。农村污水治理的劣势是资金不足、技术人员匮乏。优势是空间大、可以和农业生产相结合。这样看来,农村污水处理的要求就应当保障成本低,而且需要可持续性。根据联合国粮农组织公布的数据,中国耕地面积占世界耕地面积的7%,养活人口是世界人口的22%,施用了世界上30%的化肥,化肥使用量远远超过了发达国家安全使用的上限。另一个角度来讲,在污水里面人的粪尿占了有机物的60%,氮和磷占总量的90%以上。如果把这些人类粪尿用于农田,一方面可以减少处理设施的压力,另外对于农田减少化肥使用量是非常有利的。


      农村的污水治理思路应该把农村的生态环境、生产方式和生活方式结合起来,使得其节能低碳并降低对环境的影响。因此我们需要改变思路,将农村的生态环境必要性与污水处理技术的可达性或可能性相结合,来发展可持续的农村污水处理新模式和技术体系。农业资源化利用有一个好处,即它的标准是恒定的,由于其最终产物基本都进入到土地系统,所以不会随着外在的水质要求发生变化,农村应该将此作为一个新的发展方向。当然,这其中也会有很多制约因素,最大的因素就是农村土地的生态承载力,不同地区的承载力不同,对于污水接纳的程度也不同,要根据生态承载力来确定污水处理的污染物总量。总的来说,单位面积上的人越多,土地生态承载力越小,也就要求处理技术设施效率越高,它们是一个平衡的关系。此外,在生态环境约束下的资源化利用,还需要一个物质转化和处理之间的梯级标准,什么样的情况下应该采用什么样的标准,标准应该通过生态承载力来制定,例如人口密集高的地方,生态承载力小,处理的要求就应该高。

      最后,农村污水不是想利用就能利用的,污水处理的连续性和回用需求的季节性是矛盾的。旱季的时候需要用水灌溉,污水处理完之后马上有受纳的地方;而在非浇灌季节,处理后的水就要有储存的地方,但如果是简单处理以后对水进行储存,就会变成黑臭水体。所以怎样找到适合于安全储存的模式和技术系统,也是未来我们需要解决的问题。

      本文根据刘俊新在“第八届中国农村和小城镇水环境治理论坛暨第二届村镇环境科技产业联盟论坛”的主旨报告整理,未经本人审阅。
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主管:中华人民共和国住房和城乡建设部
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