我國鄉(xiāng)村生活污水治理政策與技術的分析及建議

季 民，趙迎新

（天津大學 環(huán)境科學與工程學院，天津 300072）

1 鄉(xiāng)村污水治理需求背景

依據(jù)《中國城鄉(xiāng)建設統(tǒng)計年鑒2021》資料[1]，2021年我國村莊戶籍人口有7.7 億，占全國人口總數(shù)14 億的55%，但實際鄉(xiāng)村常住人口僅5 億，占全國人口比例36%[2]。全國鄉(xiāng)村生活污水總量為5.2×108m3/年（按總用水量估算），全國城市污水量為6.25×1010m3/年，縣城污水量為1.09×1010m3/年。鄉(xiāng)村污水是我國水體污染的重要污染源之一，但是農(nóng)村生活污水量占水污染總量的比例較小，只要各級政府重視，采取有效的防治措施，農(nóng)村生活污水污染就能夠得到有效的控制。

2 國家關于農(nóng)村水污染防治的相關政策和行動規(guī)劃

近年來黨中央和國務院對防治農(nóng)村水污染，改善農(nóng)村人居環(huán)境非常重視，相繼頒布了多個政策文件，推動鄉(xiāng)村振興發(fā)展。2015 年國務院發(fā)布《水污染防治行動計劃》（簡稱“水十條”），指出要全面控制污染物排放，全力保障水生態(tài)環(huán)境。加快農(nóng)村環(huán)境綜合整治，以縣級行政區(qū)域為單元，實行農(nóng)村污水處理統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一管理[3]。2018 年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳發(fā)布《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動方案》，指出改善農(nóng)村人居環(huán)境，建設美麗宜居鄉(xiāng)村的目的是改善農(nóng)村人居環(huán)境，是實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的一項重要任務。合理選擇改廁模式，推進廁所革命，建設無害化衛(wèi)生廁所。梯次推進農(nóng)村生活污水治理。根據(jù)農(nóng)村不同區(qū)位條件、村莊人口聚集程度、污水產(chǎn)生規(guī)模，因地制宜采用污染治理與資源利用相結合、工程措施與生態(tài)措施相結合、集中與分散相結合的建設模式和處理工藝[4]。2018 年，中共中央國務院印發(fā)《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2022 年）》[5]。規(guī)劃提出要顯著改善農(nóng)村人居環(huán)境，建設生態(tài)宜居的美麗鄉(xiāng)村。人口密集的村莊推廣建設污水處理設施進行集中處理，人口較少的村莊推廣建設戶用污水處理設施。開展生活污水源頭減量和尾水回收利用，鼓勵具備條件的地區(qū)采用人工濕地、氧化塘等生態(tài)處理模式。

3 鄉(xiāng)村污水治理存在問題分析

3.1 收集和處理率低

我國鄉(xiāng)村的生活污水處理率約在30%，而且地區(qū)間發(fā)展很不均衡［1］。由圖1可見，東部及發(fā)達地區(qū)鄉(xiāng)村污水處理設施建設發(fā)展快，污水處理率高。例如，到2021 年鄉(xiāng)村污水處理率達到50%的有福建、江蘇、上海等8 個?。ㄊ校?，其中福建、江蘇和重慶的鄉(xiāng)村污水處理率超過80%，而東北和西部邊遠地區(qū)部分省份的鄉(xiāng)村污水處理率尚不到10%。

圖1 2021年全國鄉(xiāng)村污水處理率Fig.1 National rural sewage treatment rate in 2021

3.2 農(nóng)村污水排放標準偏嚴，不利于污水資源化利用

2018 年前，大部分?。ㄊ校]有針對農(nóng)村污水處理設施的污染物排放標準，大部分地區(qū)要求鄉(xiāng)村污水處理執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》[6]，該標準過于嚴苛，使得農(nóng)村污水處理成本過高。2018 年，中央政府發(fā)布了《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動方案》，鼓勵農(nóng)村污水處理后的生態(tài)利用，中央政府沒有制定統(tǒng)一的標準，而是鼓勵建立適合當?shù)氐臉藴省?015—2021 年間31 個省市陸續(xù)制定了各地農(nóng)村污水處理設施污染物排放地方標準，使得農(nóng)村污水處理設施建設和運行有法可依，推動了我國農(nóng)村污水治理技術及治理項目建設快速發(fā)展。但是，分析各省市現(xiàn)行的農(nóng)村生活污水處理設施污染物排放標準，發(fā)現(xiàn)存在以下問題：

（1）依據(jù)排放標準的農(nóng)村污水治理管理將排放達標放在第一位，污水資源化鼓勵政策不明確，對中央農(nóng)村治污基本思路理解有差距。各省市的排放標準中關于污水利用大部分都有“優(yōu)先鼓勵對農(nóng)村生活污水進行資源化利用”，有的標準沒有提及，但是如何利用農(nóng)村生活污水，用于土地灌溉時如何管理并沒有提及。

（2）現(xiàn)有的農(nóng)村污水處理設施排水標準管理過于嚴格、簡單，缺失靈活性。排放標準值普遍高于農(nóng)田灌溉標準，大部分標準中一級標準限值相當于城鎮(zhèn)污水處理廠污染排放標準的一級B或一級A。偏于嚴格的排放標準，導致小型鄉(xiāng)村污水站可用技術的復雜性增加，提高了建設和運行成本，與農(nóng)村的實際經(jīng)濟情況不相適應，使得污水處理設施運行不可持續(xù)。執(zhí)行標準過程對處理設施的驗收和運行時排水的監(jiān)督和監(jiān)測均是以處理設施的排放口為準，缺乏依據(jù)排放污水去向的靈活性和適應性管理。

3.3 工藝技術的適用性和實用性不足

許多地區(qū)為在短時間內提升鄉(xiāng)村污水處理率，突擊完成污水處理設施建設任務，盲目追求污水處理設施的“高大上”，照搬城鎮(zhèn)污水處理設施建設模式和工藝，造成所選工藝技術的實用性和適用性不足，建設和運行費用過高，當?shù)刎斦y以支付污水處理設施長期運行費用。有的地區(qū)不顧當?shù)氐匦蔚乩項l件和農(nóng)戶居住情況，盲目建設大管網(wǎng)和提升泵站；有的污水處理工藝照搬城鎮(zhèn)污水處理廠工藝，建設小而全的設施；為了滿足嚴格的氮磷排放標準，投加化學藥劑和碳源，提高了運行成本和復雜度；有的工程設計建設未充分考慮到鄉(xiāng)村人口及生活污水量因常住人口的年節(jié)變化而形成的水量巨大波動，造成平時大馬拉小車，處理量僅有設計規(guī)模的十分之一，設備浪費、成本提高，還產(chǎn)生了許多污水處理設施曬太陽工程。鄉(xiāng)村污水治理投入不足，投資和運營管理方式需要改進。

2013—2019 年間，我國農(nóng)村排水設施與污水處理設施在建設總投資的占比和市政投資的占比都在穩(wěn)步增長，但比例值仍相對較低。據(jù)統(tǒng)計，2019 年，排水設施與污水處理設施在農(nóng)村建設總投資中所占的比例分別為4.54%和2.71%，均未超過5%。緊缺的投資限制了農(nóng)村污水治理設施的快速發(fā)展。

另一方面，資金籌措方式需要改進。目前，各地鄉(xiāng)村污水治理設施的投資（管網(wǎng)+處理站以及運行費用）基本上都是由省市給少量補貼，縣級政府出資，縣或鎮(zhèn)政府管理和支付，鄉(xiāng)村僅是協(xié)助管理，而作為受益者的農(nóng)民無需支付任何費用。該方式具有明顯的社會主義特色，能夠發(fā)揮各級政府組織的積極性，保障農(nóng)村治污工程順利進行。該資金籌措方式看起來非常照顧農(nóng)民，但也是將農(nóng)民排除在治污活動之外。農(nóng)民既是受益者，也變成了旁觀者，治污工程似乎與農(nóng)民無關，導致污水治理建設遇到各種人為干擾，不愿改廁、不愿在自家門口建設化糞池及管道、處理站的出水進農(nóng)田要收費等怪現(xiàn)象。

日本鄉(xiāng)村污水處理設施的投資包括建設費和以后40 年間的運行管理費。這些資金的來源及分擔比例為：（a）國家補貼為50%；（b）當?shù)厥袀鶠?5%；（c）受益者為5%。

4 鄉(xiāng)村生活污水治理技術政策建議

4.1 鄉(xiāng)村生活污水治理應把重點放在鼓勵污水資源化利用

《關于推進農(nóng)村生活污水治理的指導意見》[7]（2019 年7 月中央農(nóng)辦、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、生態(tài)環(huán)境部等9部門印發(fā)）強調農(nóng)村污水治理要合理選擇技術模式、促進生產(chǎn)生活用水循環(huán)利用、完善建設和管護機制。提出農(nóng)村生活污水治理40字基本思路：因地制宜、尊重習慣，應治盡治、利用為先，就地就近、生態(tài)循環(huán)，梯次推進、建管并重，發(fā)動農(nóng)戶、效果長遠。習近平總書記多次作出重要指示，強調因地制宜做好廁所下水道管網(wǎng)建設和農(nóng)村污水處理，進而不斷提高農(nóng)民生活質量。

我國大部分?。ㄊ校┈F(xiàn)行的農(nóng)村生活污水處理設施污染排放標準是2019 年頒布的，都是以排放達標控制為重點。今后應根據(jù)中央的方針政策逐步修訂標準，制定農(nóng)村生活污水排放與資源化利用的相關標準，以推動農(nóng)村生活污水因地制宜，實現(xiàn)資源化利用。

4.2 鄉(xiāng)村生活污水治理設施的資金籌措應多元化

《關于推進農(nóng)村生活污水治理的指導意見》提出農(nóng)村污水治理設施建設運營的基本原則：“政府主導、社會參與。農(nóng)村生活污水治理設施建設由政府主導，采取地方財政補助、村集體負擔、村民適當繳費或出工出力等方式建立長效管護機制。通過政府和社會資本合作等方式，吸引社會資本參與農(nóng)村生活污水治理?！编l(xiāng)村生活污水治理需要豐富資金籌措和建設運營方式，由政府主導、政府出資、企業(yè)建設運營維護逐步擴展為：政府-企業(yè)-村委會-農(nóng)民綜合體。充分調動農(nóng)民積極參與污水治理與利用，明確農(nóng)民的權利與義務。在有條件的地區(qū)，鄉(xiāng)村污水治理工程建設投資運營方式應逐步從由政府完全負責轉變到逐漸吸納農(nóng)民參與，農(nóng)民出少量資金，參與污水處理設施的維護運行。明確農(nóng)民的權利和義務，更有利于處理后的污水資源化利用，也有利于污水治理設施的長效運行管理。

4.3 鄉(xiāng)村生活污水收集與處理方式的選擇要因地制宜，選擇經(jīng)濟、實用、適用的方式和技術

鄉(xiāng)村生活污水處理方式主要是集中處理（利用）（管網(wǎng)+集中處理站）、全村集中處理、分散（片）的集中處理、單戶或聯(lián)戶凈化槽處理（分散住戶）、分戶收集-轉運-集中處理為應急(近期、臨時、待改造地區(qū)）（不建管網(wǎng)）和就近納入城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)。平原地區(qū)（聚集村莊）以集中處理為主，山區(qū)分散（片/戶）處理。農(nóng)村污水處理應選擇經(jīng)濟、適用、實用的技術，應優(yōu)先選用投資運行費用低、低能耗、管理簡便、污泥產(chǎn)量少、運行穩(wěn)定、適用于水量水質變化等的技術工藝，不要盲目追求“高大上”（高技術、新技術）。鄉(xiāng)村污水處理技術可選擇生物膜法（生物接觸氧化工藝）、A/O 活性污泥、間歇式活性污泥法、生物轉盤、人工濕地、礫石過濾、土壤快滲、厭氧-人工濕地等。處理設施規(guī)模應充分考慮村莊人口的年節(jié)變化引起的水量水質大幅波動，控制處理規(guī)模、適當放大調節(jié)池、考慮間歇運行可行性。要重視污泥處理及資源化，鼓勵建設村集中污泥及有機廢物綜合處理設施，建設污水污泥、化糞池清掏泥、畜禽糞污、農(nóng)業(yè)秸稈等兩種或多種有機生物廢物混合厭氧消化沼氣設施。村莊的排水管網(wǎng)與處理站應同時建設、同時運行，不因旱廁改水廁和管網(wǎng)建設產(chǎn)生新污染、不建曬太陽工程。表1為幾種常用生活污水處理工藝設施的技術和運行成本的分析。

表1 幾種常用生活污水處理工藝的技術和運行經(jīng)濟成本比較Table 1 Analysis and comparison of technical and economic costs

通過比較以上4 種工藝，建議鄉(xiāng)村污水處理優(yōu)先選擇生物膜法和人工土壤滲透的生態(tài)化處理工藝。

北方地區(qū)集中污水處理設施宜選擇地埋式。地埋式設備無地上建筑，投資低；冬季不用保溫，運行費用低；綠化景觀效果好、占地空間小。

4.4 鄉(xiāng)村污水處理設施運維管理應逐步向智慧化發(fā)展

為解決維護運行難題，鄉(xiāng)村污水處理設施應推行遠程聯(lián)網(wǎng)，智能監(jiān)控，建立穩(wěn)定的長效運營管理機制以提高效率、節(jié)省人力。其主要功能模塊如圖2所示。

圖2 智能管控平臺主要功能模塊Fig.2 Main function modules of intelligent management and control platform

鄉(xiāng)村生活污水智慧管控系統(tǒng)（圖2）的特點主要有“可用”：無人值守時運行穩(wěn)定；“易用”：降低操作難度；“實用”：用低成本運行；“智能使用”：智能大腦輔助。

4.5 對鄉(xiāng)村生活污水處理設施的監(jiān)管及標準執(zhí)行應因地制宜、因時制宜

許多鄉(xiāng)村生活處理設施排水先入溝渠（水功能未明確分類的水體），再被用于農(nóng)田。這些溝渠一般為農(nóng)田灌溉的蓄水渠，農(nóng)民用水時常從渠內取水，實際上形成了污水間接再利用。對于這樣的排放條件，管理監(jiān)測位置應不限于設施的排放口，適當后移。環(huán)保管理需要考慮農(nóng)業(yè)季節(jié)用水特點，分季節(jié)執(zhí)行不同的標準。農(nóng)業(yè)用水季節(jié)，處理后的污水大部分都用作農(nóng)田灌溉（包括直接和間接利用），這個時期應適當放寬污水氮磷等濃度限值，促進污水資源化利用。從污水中脫總氮、嚴格除磷的工藝復雜、技術難度大，要加藥劑，費用高，管理復雜，一般小型污水處理站很難達到嚴格的排放標準。對比國外的鄉(xiāng)村污水管理標準，我國的標準更加嚴格。例如，日本鄉(xiāng)村污水處理排放標準一般僅規(guī)定生化需氧量（biochemical oxygen demand，BOD5）≤30 mg/L，懸浮固體（suspended solid，SS）≤50 mg/L，氮磷等基本沒有要求。2018 年，日本全國農(nóng)業(yè)區(qū)生活污水總處理量為3.3×108m3/年（處理率99%），其中有79.2%的處理水得到再利用，所產(chǎn)生的污泥有53%被用作農(nóng)肥，18%用作建材，兩項合計為71%?？梢姡夹g政策對于促進污水資源化利用非常重要。有專家指出，農(nóng)村生活污水只要控制化學需氧量（chemical oxygen demand，COD）和氨氮就可以。采用簡單的工藝，保障處理設施可以長久持續(xù)穩(wěn)定運行，應該是農(nóng)村生活污水治理的最終目的。

5 鄉(xiāng)村污水治理需要進一步解決的技術難題

目前鄉(xiāng)村污水治理存在需要進一步解決的技術難題，主要有：（1）寒冷地區(qū)的污水收集與處理技術，干旱地區(qū)的無臭、衛(wèi)生、糞便資源化生態(tài)廁所建設；（2）小型化糞池糞便快速分解的生物技術；（3）適用于農(nóng)田灌溉的簡易、高效、衛(wèi)生、安全的生活污水處理技術；（4）小規(guī)模污水污泥、化糞池污泥無害化處理與資源化利用技術；（5）鄉(xiāng)村污水處理設施的數(shù)字化、信息化及智慧化。