目前,隨著我國人居環(huán)境要求的不斷提高,農(nóng)村生活污水處理顯得愈發(fā)重要,然而國內(nèi)針對農(nóng)村生活污水的處理技術(shù)和管理研究相對較少,大部分只停留在對國外工藝的借鑒層面,且不符合我國國情,相應的對策措施和可操作性不強。
因此,科學分析農(nóng)村生活污水處理存在的根本問題,開展關鍵技術(shù)與管護模式的研究,對建設新時代農(nóng)村和創(chuàng)建美麗鄉(xiāng)村具有長遠意義。
本文從上海地區(qū)農(nóng)村生活污水處理標準、處理模式、處理設施、處理工藝及管理模式5個關鍵層面進行了探究,以期為進一步發(fā)展上海地區(qū)農(nóng)村生活污水處理提供思路。
一、上海地區(qū)農(nóng)村生活污水分布和排放的基本特征
1.上海郊區(qū)農(nóng)村村莊布局特征
上海屬于典型的平原河網(wǎng)地區(qū),自實施城鄉(xiāng)一體化政策以來,上海郊區(qū)鄉(xiāng)村的整體風貌發(fā)生了巨大改變,農(nóng)村村落布局形態(tài)主要呈現(xiàn)以下特征:
(1)房屋多臨水而建
由于河網(wǎng)水系密布,居民生活習慣臨水而居、枕河而立,而生活污水多未經(jīng)任何預處理措施直接通過排水管排放到周邊河道,部分郊區(qū)河道由于平原地區(qū)特點,水動力不足、河道較窄、河道不暢通,從而導致水質(zhì)不斷變差,呈現(xiàn)出水體發(fā)黑和散發(fā)惡臭的情況。
(2)房屋多為獨立式住宅
上海作為國際化大都市,改革開放后鄉(xiāng)村居民的生活質(zhì)量不斷提高,郊區(qū)農(nóng)村住宅多以獨立式磚瓦房為主,而且室內(nèi)設施齊全,舒適美觀,隨著生活水平的提高,鄉(xiāng)村居民日排污水量也與日俱增。
(3)房屋聚合不規(guī)則
上海郊區(qū)村莊分布不規(guī)則,有些自然村中居民居住相對較為集中,有些自然村居住點之間又相隔較遠,這與人口集聚程度高、居民點聚合的市區(qū)存在較大差別,也使得生活污水收集和處理存在一定難度。
2.上海地區(qū)農(nóng)村生活污水排放特征
(1)水量特點
總體水量大。隨著新農(nóng)村建設和美麗鄉(xiāng)村的開展,上海郊區(qū)農(nóng)村居民生活水平不斷提升,農(nóng)村廚房、淋浴間等區(qū)域設施不斷完善,這些區(qū)域產(chǎn)生的廢水量也與城鎮(zhèn)居民污水排放量之間的差距逐漸縮小。根據(jù)《上海市農(nóng)村生活污水處理建設規(guī)劃》,目前上海農(nóng)村生活污水處理共涉及34萬余戶,污水總量約13.6萬m3/d。
排放面廣。上海市農(nóng)村地區(qū)廚房、洗浴間和衛(wèi)生間的設施較為完善,多鋪設排水管道,較易進行收集處理,但部分洗滌污水呈現(xiàn)多種形態(tài),此類無序排放的污水由于收集難度大,基本無處理措施。同時,隨著“美麗鄉(xiāng)村”建設的開展,農(nóng)村地區(qū)也出現(xiàn)了一定數(shù)量的公廁,這部分污水污染物含量高,目前還尚未得到有效處理。
水量變化大。上海農(nóng)村地區(qū)以單戶性排放為主,呈現(xiàn)明顯的早、中、晚3個排水量高峰,日變化系數(shù)達到3.5-5.0,同時受氣候、季節(jié)、種植結(jié)構(gòu)等因素的影響,同一農(nóng)村區(qū)域不同季節(jié)排污量不同,不同農(nóng)村區(qū)域同一季節(jié)排污量也不同。
(2)水質(zhì)特點
上海地區(qū)農(nóng)村生活污水成分以有機物為主,主要有COD,NH3-N,TP等。根據(jù)國家住建部出臺的《東南地區(qū)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)指南(試行)》文件,經(jīng)檢測上海地區(qū)農(nóng)村生活污水水質(zhì)波動范圍較大。
上海地區(qū)農(nóng)村生活污水出水水質(zhì)檢測表
二、上海地區(qū)農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀
根據(jù)《上海市農(nóng)村生活污水建設規(guī)劃》,2011-2015年上海地區(qū)按計劃開始實施試點工作,全市共有98.54萬農(nóng)村居民,化糞池改建已經(jīng)基本完成,其中農(nóng)村生活污水處理率達到了42.7%,配套處理設施約3000座,污水收集管道建設約7000km。
農(nóng)村生活污水處理主要有2種模式,即納入市政污水處理系統(tǒng)和采用簡化工藝就地處理。在采用就地處理系統(tǒng)中,小型處理站工藝的選擇是處理效果的關鍵所在。2013年《上海市農(nóng)村生活污水處理項目技術(shù)評估研究報告》對上海地區(qū)2008-2011年試點期間采用就地處理系統(tǒng)的工藝進行了比較分析。報告指出,就地處理系統(tǒng)中采用的較為普遍的工藝主要有:生物濾池、土壤滲濾、人工濕地、生物濾床+人工濕地、接觸氧化+人工濕地、自流增氧人工生態(tài)床、一體化膜法A2/O、MBR等。
三、上海地區(qū)農(nóng)村生活污水處理的關鍵技術(shù)探究
1.處理出水水質(zhì)標準研究
上海地區(qū)農(nóng)村生活污水處理出水水質(zhì)標準是在《污水綜合排放標準》( DB 31/199-2009)和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)的基礎上,按照《上海市農(nóng)村生活污水處理設施出水水質(zhì)規(guī)定(試行)》文件進行執(zhí)行的,其對出水的感官指標和水質(zhì)指標都作出了要求,分為一級A和一級B標準,檢測指標為COD、NH3-N、TP、TN、SS、LAS和動植物油7項。由于其制定依據(jù)主要參考大中型城市的污水排放情況和經(jīng)濟基礎,因此與農(nóng)村生活污水排污特點和處理成本有本質(zhì)的差別。
基于此,建議對上海9個涉及農(nóng)村生活污水處理的區(qū)縣進行詳細調(diào)查,推動農(nóng)村生活污水處理和市政污水處理廠出水水質(zhì)標準相互銜接,根據(jù)各個區(qū)縣地理位置差異、鄉(xiāng)村經(jīng)濟條件和文化習俗等差別,提出能適應各區(qū)域的出水水質(zhì)標準,并結(jié)合城鄉(xiāng)發(fā)展一體化和新型城鎮(zhèn)化進行近、遠期分析,制定近、遠期結(jié)合規(guī)劃,從橫向和縱向角度構(gòu)建完善的上海地區(qū)農(nóng)村生活污水出水水質(zhì)標準體系。
2.處理模式的選擇
《上海市農(nóng)村生活污水處理建設規(guī)劃》數(shù)據(jù)顯示,目前上海已實施的處理戶數(shù)中,納入市政污水處理系統(tǒng)比例僅為20%左右。上海市作為國際化大都市,在未來將逐步實現(xiàn)城鎮(zhèn)化,農(nóng)村居民將實現(xiàn)集中安置,如在供水方面實現(xiàn)一網(wǎng)供水,污水處理最終將會全部納入市政污水管網(wǎng),不再區(qū)分農(nóng)村和城鎮(zhèn)區(qū)域。
基于此,上海農(nóng)村生活污水處理建設,要依托于農(nóng)村城鎮(zhèn)化進程的規(guī)劃,在完善各區(qū)縣的農(nóng)村村莊保護和布點規(guī)劃的基礎上,分配好就地處理和納入市政污水處理系統(tǒng)2種處理模式的比例,并且對污水管道和處理站等布局和規(guī)格進行合理選擇,做好近遠期方案的結(jié)合。
3.處理設施生命周期的研究
目前,上海地區(qū)農(nóng)村生活污水處理投入不斷攀升,市區(qū)鎮(zhèn)各級財政壓力都大幅增加,因此,開展對農(nóng)村生活污水處理設施生命周期的成本分析尤為重要,即對處理的前期成本、實施成本、處理成本和其他成本等進行評估,研究近、遠期人口變化和管理模式不同等要素對處理成本的影響,并以此為根據(jù)完善農(nóng)村生活污水處理模式的決策機制,使工程投資符合區(qū)域經(jīng)濟承受能力,確保資金的效益最大化。
4.處理工藝的選擇
農(nóng)村生活污水處理應按照“因地制宜、簡易實用、水質(zhì)穩(wěn)定、經(jīng)濟可行”的原則,結(jié)合實地情況和出水標準,充分進行技術(shù)經(jīng)濟比選,合理選用適宜的工藝技術(shù)。但上海市在處理工藝的選擇上,由于經(jīng)濟、區(qū)域等多種因素制約,部分處理工藝已不能滿足出水水質(zhì)要求,特別是TP、TN的達標情況較差。
以金山區(qū)為例,該區(qū)2007年試點建設采用土壤滲濾污水處理工藝,后期陸續(xù)增加了組合型污水處理工藝、一體化微動力SBR工藝和MBR膜生物反應器工藝。經(jīng)過幾年的應用,對4種工藝的經(jīng)濟效益、建設實施、運行效果和養(yǎng)護管理四大方面的分析評價,每種工藝各有利弊,綜合評價好的是組合型和MBR工藝。但伴隨著農(nóng)村污水排放標準的提高,舊工藝被淘汰,新工藝被引入,還需在推陳出新的過程中找到最適合當前農(nóng)村環(huán)境的污水處理工藝,并以目前現(xiàn)有的技術(shù)工藝為基礎,結(jié)合近、遠期城鎮(zhèn)規(guī)劃,研究更新合適的處理工藝標準,并構(gòu)建處理工藝選擇庫,防止同類型處理工藝變相競爭。
5.管理多種模式的探討
長期以來,農(nóng)村生活污水管理缺乏有效的體制和模式,上海各區(qū)雖然已初步落實處理設施運維資金,實現(xiàn)了處理設施從失管到全部落實管理的變化,但是常效和常態(tài)方面仍然有很大差距,處理站不能正常運行、管道冒溢等情況仍然不能杜絕。根據(jù)上海市農(nóng)村生活污水處理設施建設、運行管理情況以及農(nóng)村城鎮(zhèn)化推進的情況,可以借鑒國外分級分類型管理模式圖,探索和形成合適的管理養(yǎng)護模式,以期推進管理養(yǎng)護制度化。
由市區(qū)聯(lián)合制定并明確管理養(yǎng)護體系,明確責任和權(quán)利;推進管理模式差別化,根據(jù)設施管理養(yǎng)護的難易程度,分級分類型選擇管理養(yǎng)護模式;推進管理養(yǎng)護信息化,確保處理設施運行正常,保障出水水質(zhì)達標,管理養(yǎng)護及時有效。