賈 莉,劉趙文,傅妍芳,方紅浩
(池州學院 材料與環(huán)境工程學院,安徽 池州 247000)
農(nóng)村環(huán)境治理是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要內(nèi)容,更是美麗中國建設的內(nèi)在要求。目前,國家大力實施農(nóng)村生活污水治理工程,農(nóng)村生活污水管控水平持續(xù)提升,較多地區(qū)已經(jīng)建立了較為完善的農(nóng)村生活污水治理體系。在污水處理方面,學者多重視城市污水處理領域,且積累了較為豐富的研究成果。在農(nóng)村生活污水治理領域,相關研究則主要集中在生活污水治理技術的開發(fā)和不同污水處理組合技術的應用方面[1-3],尤其是在污水處理技術的改進和優(yōu)化上[4]。但是,在農(nóng)村污水處理技術開發(fā)和適用性等方面的研究仍然不足[5],例如,厭氧/缺氧/好氧(A2O)設施可同步脫氮除磷且被廣泛應用,但是氮磷去除效果并不理想[6]。我國農(nóng)村水環(huán)境整體形勢仍不容樂觀,主要體現(xiàn)在歷史欠債多和長效機制缺乏,環(huán)境治理主體缺位,污水處理項目多重申報而輕考核,重建設而輕運營,短期有效而長時間無法運行[7-8]。目前,大多農(nóng)村生活污水治理水平和效果仍滿足不了美麗鄉(xiāng)村建設的基本需要。
為加快改善農(nóng)村人居環(huán)境,推進美好鄉(xiāng)村建設進程,安徽石臺縣分別以縣美好辦、縣環(huán)保局、縣住建委為建設主體,于2015年前后在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)共建設了33個生活污水處理站點,涵蓋了所有重點村、鎮(zhèn)。但污水處理站點的運行管理情況如何?各種生活污水處理技術適宜性如何?需要進行充分的現(xiàn)狀調(diào)研和分析,以提出相應的對策和適宜的處理方法,這對于完善現(xiàn)有的排水系統(tǒng)和改進污水處理技術,讓農(nóng)村生活污水合理排放,真正實現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村建設具有重要意義,也是鄉(xiāng)村振興背景下美麗鄉(xiāng)村建設實效性的具體體現(xiàn)。
本研究調(diào)研區(qū)為石臺縣,為安徽省池州市下轄縣,位于皖南山區(qū)西部,境內(nèi)地表水資源豐富,秋浦河是石臺縣的母親河。盡管石臺縣多年來持續(xù)實施秋浦河生態(tài)治理工程,但由于污水處理能力有限,且農(nóng)村生活污水處理效果不理想,秋浦河水質(zhì)受到了較大影響。石臺縣地形多樣,農(nóng)村情況也極為復雜并零散分布于各種不同地形條件下,適用工藝亦不相同,這給農(nóng)村污水處理系統(tǒng)的建設增加了一定難度。為此,對石臺縣33個村鎮(zhèn)污水處理站點進行實地查看、調(diào)查、訪談,了解各污水處理站點的污水收集、管網(wǎng)建設、處理與運營等情況,并從管網(wǎng)收集、控制系統(tǒng)、工藝適宜性、污泥處置、尾水去向、運維等角度進行問題原因的現(xiàn)場分析。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)站點具體位置見圖1,站點數(shù)量情況見表1。
圖1 石臺縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理站點分布
表1 石臺縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理站點占比情況
本次共調(diào)研33個村鎮(zhèn)污水處理站點,其中,能正常運行的僅有8個,且3個出水水質(zhì)不達標;不能正常運行、僅有進出水的有6個;其余19個幾乎完全荒廢,無進出水,控制系統(tǒng)也已損壞。各處理站點的基本運行情況見表2,其中能正常運行的多為近兩年新建的處理站點,但也缺少基本的維護,少數(shù)正在運行站點的處理效果也無法保證。
表2 石臺縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理站點系統(tǒng)運行情況
續(xù)表2
石臺縣農(nóng)村生活污水處理主要有6種處理工藝組合:厭氧+生物濾池(13個,占39%)、生物濾池+人工濕地(2個,占6%)、厭氧(或好氧)+人工濕地(5個,占15%)、化糞池(或化糞池+土地處理)(3個,占9%)、A/O或A2/O工藝(7個,占21%),以及A2/O+MBR膜處理(2個,占6%)、氧化溝(1個,占3%)等,這也是安徽省農(nóng)村生活污水應用較廣的幾種處理工藝。
生物濾池。生物濾池是利用生長在載體表面生物膜中各類微生物的吸附和代謝來完成水體凈化,而且通過控制微生物的活性、生物量和內(nèi)部環(huán)境還可以實現(xiàn)反硝化除氮。這種處理工藝在石臺縣農(nóng)村污水處理中占比最高,一般采用厭氧消化(或厭氧酸化)+生物濾池(或生態(tài)填料土壤滲濾系統(tǒng))、生物濾池+人工濕地兩種組合工藝,也是較早投入到石臺縣的處理工藝,其有占地面積少、成本低、運行簡單等優(yōu)點。然而,這類工藝的現(xiàn)狀是缺少運行管理,較多系統(tǒng)本身無法運行,同時,存在控制系統(tǒng)或動力設備損壞、生物濾池填料缺少更換、淤泥未能清理、填料堵塞等問題。
A/O或A2O及其組合工藝。A/O或A2O及其組合工藝是活性污泥法的一種,由厭氧池(A)、缺氧池(A)、好氧池(O)組成,該工藝較為成熟,流程簡單,在去除有機物的同時還具有同步脫氮除磷的效果,在我國污水處理中應用廣泛,也是石臺縣早期農(nóng)村生活污水處理的常用工藝。污水處理一體化A/O或A2O工藝是當前我國農(nóng)村生活污水處理采用較多的一種工藝,但調(diào)研發(fā)現(xiàn)此類工藝應用到農(nóng)村還存在一定程度的缺陷。目前,石臺縣較多設施已經(jīng)閑置,主要是管網(wǎng)配套不到位,管網(wǎng)破損缺少進水,另外,動力設施多采用太陽能微動力系統(tǒng)且已基本損壞,缺少后期維護。
人工濕地。人工濕地是由人工筑成和負責運行的一種污水處理技術,主要依靠微生物降解、植物吸收、基質(zhì)截留等作用來完成污水凈化。目前,在石臺縣農(nóng)村生活污水處理中較其它處理技術有一定優(yōu)勢,尤其是無動力厭氧+人工濕地組合處理技術,其具有凈化效果好,運行維護方便,相對投資不高等優(yōu)點,且具有一定的景觀效應,是近幾年在石臺縣農(nóng)村生活污水處理中正常運行比例較高的工藝。目前,人工濕地處理系統(tǒng)基本都在運行,但長期運行效果有待進一步驗證。
化糞池+土地處理。一些偏遠、分散或者管網(wǎng)鋪設難度較大的地區(qū),相鄰幾戶用化糞池處理生活污水也是較好的選擇。石臺縣較為偏遠和分散的村莊有3處采用化糞池處理,其技術和設備較簡單。通過調(diào)研來看,基本為混凝土化糞池且都在運行,但是較為簡陋,存在缺少清淤和后續(xù)處理不當?shù)葐栴}。有的化糞池出水直接外排到自然水體,有的通過天然土地滲濾,處理效果不佳。
MBR工藝。MBR工藝又稱膜生物反應器,是通過反應池中的活性污泥來降解有機物,并利用膜來進行固液分離,可實現(xiàn)污水深度凈化。該工藝凈化水質(zhì)高,占地面積少,其前端一般聯(lián)合A/O或A2/O工藝。石臺縣有2處人口較為集中的地區(qū)采用了A2O+MBR膜組合模式,該工藝前期投資和建成后的維保費用較其他技術高。從調(diào)研來看,高投資和收效相差較大,有一處已無明顯進水,管網(wǎng)施工質(zhì)量差、滲水嚴重,導致收集不到水,另外運行技術要求、建設和運行成本均較高,不適合石臺縣山區(qū)的污水處理。
農(nóng)村生活污水處理缺乏適宜性技術和規(guī)范。適宜的工藝是農(nóng)村生活污水處理成功運行的關鍵,不同地區(qū)的處理工藝適用性并不一樣,在投資、出水、成本、管理維護等方面的要求亦不同。石臺縣農(nóng)村生活污水處理在工藝選擇時沒有充分考慮所在地的實際情況,缺乏對農(nóng)村生活污水水質(zhì)、水量特點的把握,存在設計時照搬城鎮(zhèn)用水處理技術和規(guī)范,并未充分考慮處理系統(tǒng)的適用性,以及污泥處理、后續(xù)運行管理等問題,使得工程建成后難以正常運轉(zhuǎn)。例如,A2O+MBR膜組合模式運用于農(nóng)村污水處理會造成投資浪費;另外,運行系統(tǒng)多采用太陽微動力,但是在調(diào)研期間已基本損壞,而且重要的曝氣系統(tǒng)多已停止工作。污水處理技術的適用性和經(jīng)濟性是推行農(nóng)村生活污水處理的重點考慮指標。
排水管網(wǎng)建設不足,嚴重不配套。目前,石臺縣農(nóng)村污水處理實踐存在重建設輕規(guī)劃的現(xiàn)象。尤其是,部分地區(qū)管網(wǎng)建設過于隨意,施工單位隨意更改管道坡度,導致了日后管道運行存在淤積問題;同時,管道接頭質(zhì)量差,存在脫節(jié)和移位等情況,滲水漏水現(xiàn)象嚴重,而且污水管網(wǎng)設計僅考慮管網(wǎng)走向,對標高方面是否可行考慮不足,導致收不到水。調(diào)查發(fā)現(xiàn),多數(shù)污水處理站點設施沒有進水或者進水量很少。如橫渡村采用了A2/O+MBR膜組合模式,該工藝投資了上百萬且處理設施完好,但發(fā)現(xiàn)根本無進水,造成了巨大的浪費和損失,這些情況也給污水管網(wǎng)的安全運行和養(yǎng)護管理帶來了嚴重隱患。
污水處理項目施工、驗收不規(guī)范。設計施工不規(guī)范、項目建設質(zhì)量偏低導致了系統(tǒng)運行一段時間就異象頻出,如管網(wǎng)破損、控制系統(tǒng)損壞等。較多污水項目設計單位的設計資質(zhì)不符合污水治理項目所需資質(zhì)要求,圖紙也未按照相關規(guī)范設計,如尺寸、填料、曝氣、水力停留時間等指標均達不到規(guī)定要求,多處站點出現(xiàn)類似問題。例如,焦曹村采用了生物濾池處理,但其存在濾池設計尺寸相對偏小,填料隨意堆放,設計施工不規(guī)范。同時,設計終端選址也存在不合理情況,如碧潭村選址靠近河岸,在夏季雨水量大時,控制系統(tǒng)淹沒明顯,回流泵根本無法工作。另外,部分施工單位未嚴格按照設計圖紙進行施工,監(jiān)理也未起到監(jiān)督作用。
缺少運行維護和專項資金。就調(diào)查來看,石臺縣農(nóng)村污水處理項目普遍存在管理水平低,維護運營不到位,甚至存在建設完成后短時間內(nèi)就出現(xiàn)問題的情況。而且,缺乏專業(yè)技術人員和管理人員,政府配套資金也不到位。例如,磯灘鄉(xiāng)八村的人工濕地系統(tǒng)水泵損壞,但村里無專項資金,施工單位也不愿無償提供水泵,導致了系統(tǒng)不能正常運行。此外,有的站點雜草橫生,人工濕地荒廢,無人管理。農(nóng)村污水處理費用主要來源于政府財政資金,但是多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府沒有這方面的專項資金;有的即使有,但由于監(jiān)管不到位、不重視,致使較多處理站點根本無人維護。
政府對農(nóng)村污水處理具體情況失靈性強。石臺縣相繼建設的33個污水處理站點多屬于命令-控制型建設項目。由于石臺縣農(nóng)村多地處山區(qū),環(huán)境污染廣、散,縣城建部門和環(huán)保部門較難獲取全部信息,在協(xié)調(diào)配置治理資源的權威性和污染處理設施的針對性方面較差。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、各村過度依賴政府,影響了他們主體治理能力的發(fā)揮,且農(nóng)村環(huán)境治理的相關體制機制不健全,導致了農(nóng)村環(huán)境治理模式普遍面臨高成本、低效率等問題。幾十萬甚至上百萬的污水處理項目,在投入生產(chǎn)兩三年后甚至更短的時間就無法正常運行,造成了有限公共財政資源的嚴重浪費,這在石臺縣農(nóng)村污水處理甚至是全國農(nóng)村污水處理中也不是偶然現(xiàn)象。
市場參與意愿不足,企業(yè)資質(zhì)參差不齊。農(nóng)村水環(huán)境污染點分散、來源廣和不穩(wěn)定等因素導致了農(nóng)村污水治理比城市復雜,難度較大[9]。另外,石臺縣農(nóng)村生活污水處理公益性強,而市場可經(jīng)營性弱,加上石臺縣市場小,地理位置偏且多是山區(qū),市場發(fā)育較其他農(nóng)村地區(qū)更為緩慢。而且石臺縣村落分布廣、村民居住較為分散,水環(huán)境治理投入強度大且難以形成規(guī)模效應。以上原因均導致了市場企業(yè)主體參與意愿不足,缺乏自主性和獨立性。另外,有的企業(yè)不具備污水處理能力,為了分一杯羹,強行參與農(nóng)村污水處理,導致項目設計、施工均不規(guī)范,后續(xù)問題較多。
企業(yè)過于追求利益,缺乏社會責任感。諸多企業(yè)在進行農(nóng)村生活污水處理設計時,未充分考慮農(nóng)村實際情況,套用城市生活污水處理的思路、標準和體系,導致了很多污水治理技術存在不適用性和成本過高等問題。例如,石臺縣幾個處理站點所采用的A2/O+MBR膜組合模式存在前期投資和后期運行成本高,缺少專門技術人員,無法正常運行維護等問題,而且企業(yè)基本也是驗收完事,時間一長又成為曬太陽工程,造成了巨大浪費。目前,農(nóng)村污水處理起步晚,欠賬多,亟需環(huán)保企業(yè)在追求利益的同時,履行社會責任,也有必要通過制度或相關法律法規(guī)來加強企業(yè)的社會責任。
村民自身缺乏主體參與性。石臺縣農(nóng)村生活污水治理面臨著村民主體缺位嚴重的問題。村民的主體作用沒有發(fā)揮出來,多認為污水處理是鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府或村集體的事情,參與度較低。村民對設施建成后的運行維護也存在事不關己的心態(tài),更存在別人干自己看的情況。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),村民希望污水能被正常處理,但主動參與管理、檢查、維修的意識不強,甚至有村民都不知道本村有生活污水處理站點,村民主體缺位進一步加大了農(nóng)村生活污水治理的難度。
治理方式未能做到因村而定。農(nóng)村生活污水治理要系統(tǒng)考慮地區(qū)的自然地理條件、資源環(huán)境特征,以及社會經(jīng)濟狀況的差異性[10]。石臺縣部分農(nóng)村污水處理沒有結(jié)合諸如村莊人口變化、地形分布及區(qū)域環(huán)境敏感性等具體情況來提出治理思路和建設標準,特別是未結(jié)合石臺鄉(xiāng)村旅游實際,導致了部分地方污水處理工藝、處理模式和建設規(guī)模與現(xiàn)實需求情況存在較大差距。例如,磯灘鄉(xiāng)紅墩村緊鄰秋浦河和百丈崖景區(qū),周邊農(nóng)村人口和旅游人口較多,但是現(xiàn)有污水處理設施不足,已有的化糞池+人工濕地處理技術因地理位置高,管網(wǎng)無法進水,導致四處滲漏,嚴重影響周邊環(huán)境。另外,生活污水對河流影響較大,更影響景區(qū)美感,村民意見較大。
缺少專門的技術和運行管理人員。由于缺乏專業(yè)的技術人員,石臺縣大部分已建好的污水處理設施運行狀況不能保證,部分設施損壞后得不到及時修繕,難以達到高效、長久使用。有些地方把設施交給鄉(xiāng)鎮(zhèn)運營,但由于財力有限,時間一長也難以維持。同時也缺技術,農(nóng)村污水治理在技術上有別于城鎮(zhèn)污水處理,如進水易波動、水質(zhì)變化幅度大等會導致技術“水土不服”,再加上缺少懂行的維護運行人員,較多污水處理設施成為了擺設。
綜上所述,石臺縣農(nóng)村生活污水處理站點有33個,其中能正常運行的僅8個,且有3個出水水質(zhì)稍差。有進出水但未運行的有6個,其余19個完全荒廢,其主要問題體現(xiàn)在無進出水、控制系統(tǒng)損壞、缺少基本維護、設計施工不規(guī)范等。在技術應用方面,厭氧+人工濕地、生物過濾+人工濕地等技術應用較多,其中,厭氧+人工濕地處理技術效果較好,化糞池也有一定的適用性,而A2/O+MBR組合處理新技術也有一定應用但較難維護。造成石臺縣農(nóng)村生活污水處理問題的原因較多,有政府、市場、農(nóng)民對污水處理的主體失靈,也有污水處理技術與當?shù)貙嶋H不相適應的問題。為解決這些問題,建議采取以下對策。
徹底梳理各站點存在的問題。梳理工作主要涵蓋三個方面:一、對進水管網(wǎng)進行全面摸底檢查,給出各站點修復或重建管網(wǎng)的具體方案和建議;二、對各污水處理技術應用的規(guī)范性進行梳理,獲得各站點的規(guī)范性結(jié)論,并按相關技術規(guī)范給出改造、重修或遷址等決策建議;三、對各處理工藝的技術、經(jīng)濟適用性進行準確評估,并提出適合石臺縣農(nóng)村污水處理技術的建議和方案。
引入第三方環(huán)保公司。針對目前各站點具體情況,出具詳細的調(diào)查報告和解決方案,明確各站點處理設施維修、新建和維護費用,并進行整體費用評估。積極推行政府購買環(huán)保服務的方式,以可量化的水環(huán)境治理效果為基礎,大力推行綜合環(huán)境服務和合同環(huán)境服務。以石臺縣為整個單元,將石臺縣農(nóng)村污水處理設施服務打包,可采取按年付費等方式委托第三方專業(yè)化運行單位進行運行與維護管理。建立嚴格合理的考評機制,采取以石臺縣住房和城鄉(xiāng)建設局、石臺縣環(huán)保局、第三方共同管理模式,在運營管理中做好對于運行費用的評估處理。
推行政府和社會資本合作(PPP)模式。針對國家、地方政府對農(nóng)村環(huán)境保護的高要求,對圍繞石臺縣秋浦河的鎮(zhèn)區(qū)和中心村可以多建一些規(guī)?;奈鬯幚碚军c,且執(zhí)行更加嚴格的排放標準。一方面對現(xiàn)有污水處理設施及配套管網(wǎng)工程進行修復和擴建,另一方面可新建污水管網(wǎng)和污水處理廠,加強污水有效收集和處理。建設污水管網(wǎng)和處理設施的所需資金,可采用PPP模式籌集,將鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村未建污水處理運營納入PPP項目管理,從而打破資金不足難題,并打造示范項目以推行經(jīng)驗,形成可復制、可推廣的實施范例。
加強監(jiān)管和考核。建立設施運行及出水水質(zhì)長效考核機制,加強監(jiān)測監(jiān)管力度,明確采樣、檢測方法,保證運行數(shù)據(jù)的可靠性,建立獎懲罰機制。監(jiān)測采取雙隨機制度,即隨機抽查站點,隨機安排人員查看和監(jiān)測,確保設施正常運行。建立完善石臺縣農(nóng)村生活污水專項治理的管理制度,加強相關設施的維護管理。各污水處理站點應按照污水處理設施日常維護(30%)+處理設施出水水質(zhì)(40%)+周邊水體監(jiān)測質(zhì)量(30%)的組合模式進行處理站點考核。由石臺縣城建局牽頭,生態(tài)環(huán)保局主體負責對運營維護的第三方進行考核,以強化監(jiān)管和考核的有效性。
提高公眾認知度和參與度。石臺縣農(nóng)村生活污水處理的公眾參與度較低,參與途徑也較為缺乏。當?shù)卣畱扇》e極措施,加強宣傳和教育,讓村民認識到農(nóng)村水環(huán)境保護的重要性,改變不當?shù)挠盟潘^念。在環(huán)保意識提升的同時,積極推動村集體和第三方參與到污水處理設施的建設和運行維護過程中,以提高村民對污水處理的認知度和參與度。