中央農村工作領導小組辦公室、農業農村部和生態環境部等九部門于2019年7月聯合印發了《關于推進農村生活污水治理的指導意見》,該意見按照區片為2020年國內農村生活污水治理制定了目標。在2020年開篇之際,《環境與生活》雜志聚焦農村生活污水治理問題,介紹發達國家在農村污水治理中采取的技術、管理手段和標準法規等,以供國內同行參考、借鑒。
01 日本:用補助推廣
凈化槽安裝
東亞國家日本在地理、氣候、農業和文化上與我國有頗多共性。日本從明治時代開始,以外國人居住區為中心,沖水廁所開始普及,在西洋文化的影響下,從明治時代后期開始,日本人的住宅里也開始設置水沖廁所。1944 年,日本制定了建筑物用地衛生設施標準,其中首次使用了“污物凈化槽”一詞。二戰后,日本開始推動污物治理工作,1950 年制定了建筑標準法,將全國都道府縣各自制定的條例進行統一,制定了污物處理槽的構造標準。1954 年制定了清掃法,將此前的“污物處理槽”更名為“糞便凈化槽”,規定了設置的申請方法、維護管理標準。
在二戰后快速的城市化進展中,當局多次制定、修改生活污
水處理方面的相關法規和標準。1980 年,日本在污水處理方式中,引入了旋轉板接觸法及接觸曝氣法的生物膜法。從 1989 年開始,日本道府縣/市町村的負擔額的 80%由特別地方交付稅支付,日本農村污水治理的負擔得以大幅減輕,其后的預算額也增加得很快。
2005 年,日本對《凈化槽法》進行了修訂,明確規定了凈化槽的水質技術標準。
凈化槽是用來處理包括糞便污水和其他生活污水的分散型污水處理設施,廣泛應用于日本鄉村地區。凈化槽主要是利用生息在槽里的各種細菌和原生動物等微生物對有機污染物進行生物降解,以達到凈化污水的目的。因此,凈化槽的結構主要是為了最大限度地發揮微生物的生物降解功能來設計的。此外,凈化槽還有固液分離功能,污泥濃縮和儲留功能,以及消毒功能。
凈化槽的處理能力,處理工藝以及殼體的材料等,可根據建筑物的使用用途、所處理污水的水量和水質、排放水體的環境標準來決定。根據凈化槽處理能力的大小,可分為以下三類:
1、小型凈化槽:
用于獨戶住宅的家庭用小型凈化槽,以及50人槽(日均污水量10立方米)以下的小規模污水處理設施。其殼體材料一般采用玻璃鋼或工業塑料,基本上在工廠批量生產。
2、中型凈化槽:
51人槽以上至500人槽(日均污水量 100立方米)以下的中規模污水處理設施。在工廠生產的產品,其殼體一般采用強化塑料FRP,在現場施工的設施一般采用鋼筋混凝結構。
3、大型凈化槽:
501人槽以上的大規模污水集中處理設施,一般設施采用鋼筋混凝結構,在現場施工安裝。
為了推進生活污水的治理,日本環境省于1987年創建了“凈化槽安裝建設事業”制度,由國家補助個人部分凈化槽安裝費用。在1994 年,又創建了“市町村凈化槽建設推進事業”制度,針對市町村實施的凈化槽建設事業(設施為市町村所有),由國家補貼部分安裝費用的。例如,假設安裝家用凈化槽(5人槽),其費用為 84萬日元(1 元人民幣約合16日元),如果由個人依據“凈化槽安裝建設事業”安裝,只需負擔50.4 萬日元,國家和地方政府的補貼為 33.6 萬日元;如果由個人依據“市町村凈化槽建設推進事業”安裝,只需負擔8.4萬日元,國家和地方政府的補貼為75.6萬日元。這些由國家制定的補助制度,成為推動凈化槽在鄉村地區普及的重要推手。
02 韓國:濕地治污系統受青睞
上世紀70年代之前的韓國,城鄉差別巨大。為改變農村落后面貌,韓國開展了“新農村運動”, 把農村開發建設列為國家發展戰略任務。在村莊水環境整治方面,第一階段的主要任務是進行村莊污水排水系統及處理設施等基礎設施的建設。在法律上,韓國制定一系列的法律法規。作為韓國農村污水治理投資的主體,政府根據水環境保護要求,逐步推進該項工作。針對農村所在地的水環境保護重要程度,當局將新建農村排水系統的順序標準劃分為5個等級,將改造已有農村下水道的順序標準劃分為8個等級,并依此制定相應的建設計劃。
在污水處理工藝方面,針對農村污水水質特點和水量,韓國農村地區選擇了多樣的污水處理工藝,按采用數量多少排序分別為:生物膜法、高效組合工藝、深度處理工藝、SBR法(序批式活性污泥法)、A/O 法(厭氧好氧工藝法)和土地處理工藝,其中生物膜法以及以其為核心的高效組合工藝是韓國農村污水處理工藝中的最常用工藝。
韓國的濕地污水處理系統,造型簡易、操作方便、耗能少、維護成本低,很適合農村污水處理。濕地污水處理系統的機理是基于“土地-植物系統”的生態作用。韓國利用濕地處理后的污水再澆灌水稻,可取得較理想的凈化效果。常用的濕地植物有香蒲、燈芯草等,去污能力強,對病原體去除效果好。
韓國還把農業環境補貼作為推動農村環境治理的一項重要工作,韓國以價格調控的形式保護農村環境,對環境敏感的部分農村地區采用直接補貼,并計劃把直接補貼的比例調到20% 以上。在運維管理方面,當局致力于建立完善的民間專業組織,同時調動群眾參與的積極性。韓國在農村污水設施方面也有不少教訓:由于設施選擇沒有因地制宜,專業管理人員配備無法滿足需要,韓國的多數日處理規模小于50立方米的污水處理設施,水處理達標率較低。
03 美國:鄉村污水處理水平較高
美國城市化的歷史長,鄉村衛生建設起步早,城鄉差別不像中國這樣大,而且鄉村居民都比較富裕,總的來說鄉村污水處理水平較高。據統計,農、林、漁業人口只占美國總人口的約 0.7%,農村很少,分散的小型社區較多。因此,在污水排放要求方面,美國鄉村和城市使用相同的排放標準,即達到美國《聯邦水污染防治法》規定的經二級處理的出水限值。
美國分散式污水的立法工作歷時較長。美國定義的分散污水處理適用于農村地區或人口低密度發展區和人口少于1萬人的小型社區。美國分散住戶原先采用化糞池處理污水,并沒有受到嚴格意義的政府管理。1997年,美國環保局(EPA)向國會提交了關于使用分散式污水處理系統的文件,第一次闡述了美國環保局對分散污水處理系統的立場。2001年政府出了導則,要求要有污水排放許可證。2002年發布了《分散污水處理系統手冊》,用于指導地方管理分散污水處理。2003年發布了《分散污水處理系統管理指南》,用以引導地方政府和群眾在適當的地方安裝分散式污水處理系統,并配合管理、維護。
美國的分散式污水處理設施重要性等同于城市污水處理廠,作為永久性的設施來建設,服務了約1/4的美國人口。20世紀80年代,美國政府為生活污水分散系統建立了從州政府、地方政府,到企業、社區和個人的融資體系,保障了建設及運營維護的資金來源。
美國政府還高度重視分散式污水處理系統的運營管理問題,美國國家環保局分別在2003年、2005年發布了《分散式污水處理系統管理指南》《分散式污水處理系統管理手冊》,并根據環境敏感程度、公共健康、污水特征、處理復雜程度這四個因素的風險性,建立了五種管理模式。五種運營管理模式適合不同的區域,在運營成本、管理難度、處理效果等方面各有優缺點,且相互補充,為美國鄉村污水的治理提供了重要的保障。
04 歐盟:可持續治理手段方興未艾
英國大力實行農村環境保護補貼措施。英國政府每年應用于農村環境保護的補貼約15億英鎊(一英鎊約合9元人民幣),且未來有繼續增加的趨勢。英國政府為了解決農村居住區及水質污染問題制定了《河流盆地計劃》,計劃規定政府對每公頃土地每年的財政補貼約為 175 英鎊。此外,英國政府還規定農民要對其農場附近的植被及河溝進行有計劃的保護,養殖場要列出對農場進行環境保護的具體計劃書并按照計劃書執行,凡遵守上述規定的農民,政府將給予105英鎊的補貼。此外,英國政府還對農場在土地使用過程中的氮肥施用量給予不同的補貼標準,如在氮污染嚴重的區域,對每公頃氮肥用量低于 150公斤的農場將給予65英鎊的補貼。
荷蘭則是從畜禽養殖環境污染治理入手治理鄉村地區污水。在畜禽糞便污染治理方面,荷蘭采取了一系列措施,并且自1984 年起限制畜禽養殖戶養殖規模繼續擴大,采用立法程序把養殖規模限定在每公頃225個畜單位以內,對超過該限制規模的農場主將收取相應的畜禽糞便處置費,把畜禽糞便排量與稅費收取掛鉤。為了減輕部分農場主的畜禽糞便負擔,荷蘭政府出資把農場糞便運到周邊貧瘠地區,實現土壤的營養均衡。
以蚯蚓生態濾池為代表的可持續綠色治理手段,近年來在法國和英國部分鄉村地區得到了發展。該濾池利用蚯蚓吞食有機物的功能,設計出的污水處理技術具有高效去污能力,同時還能降低剩余污泥量。蚯蚓生態濾池處理系統同時集初沉池、曝氣池、二沉池、污泥回流設備以及曝氣設備等于一體,大幅度簡化了污水處理流程。其優勢是抗沖擊負荷強,運行管理簡便,不易堵塞等。
在技術手段上,德國較為常用的農村污水處理方法是分流式污水處理系統。它在沒有接入排水網的偏遠農村,建造先進的膜生物反應器,平時把雨水和污水分開收集,然后通過先進的膜生物反應器凈化污水。德國鄉村普遍使用的另一種分流式污水處理方法是介質復合型人工濕地污水處理系統。該工藝主要將農村生活污水通過管道匯集,流入沉淀池,經過沉淀池的4層篩選之后,再經濕地凈化處理,然后達標排放或用于農田灌溉。
實踐啟示:靈活選擇處理工藝
綜上所述,在農村污水處理方面,筆者獲得如下四方面的啟示:
第一,因地制宜選取農村污水處理方式。
從國外發達國家農村污水設施建設運營情況來看,歐洲等部分國家,如意大利由于基礎設施比較完善,建立了依托公路網絡的農村污水收集處理系統,實現了農村污水的集中處理;而美國、韓國、日本部分農村分散居住,管網不健全,則主要以分散式處理系統為主。我國經濟社會總體還處在發展階段,考慮到建設成本和后期運營維護費用,建議結合不同農村地區人口、用地、水環境等特征,按照因地制宜、經濟高效的原則合理選取農村污水處理方式。
第二,健全的法規標準體系不可或缺。
從國外發達國家農村污水設施建設運營情況來看,歐洲等部分國家,如意大利由于基礎設施比較完善,建立了依托公路網絡的農村污水收集處理系統,實現了農村污水的集中處理;而美國、韓國、日本部分農村分散居住,管網不健全,則主要以分散式處理系統為主。我國經濟社會總體還處在發展階段,考慮到建設成本和后期運營維護費用,建議結合不同農村地區人口、用地、水環境等特征,按照因地制宜、經濟高效的原則合理選取農村污水處理方式。
第三,靈活選擇處理工藝。
具體到國內,在污水處理工藝選擇方面,建議遴選一批低成本污水處理工藝,并由政府主導頒布適合該地區的農村污水處理技術規范,從工藝源頭規范污水廠建設。在運維方面,考慮到我國南北地理環境和氣候差異較大,建議由地方政府部門有針對性地制定適合本地區實際的污水處理設施運行管理指南,并根據工程規模、工藝復雜性、項目所在地敏感程度等做好設施分類管理。根據上述分類,分級引入志愿者、公益組織、市場化運作公司等負責其運營,具體費用可以由項目所在地基層組織和相關單位市場化談判確定,政府給予一定的補貼或稅收優惠。
第四,用市場化管理的方式實現社會與市場的雙贏。
鑒于農村地區廁所建設和管理是農村環境和污水治理中的痛點和難點,而我國目前農村衛生設施改造過程的市場化程度還遠遠不夠。我國可以學習其他國家市場化運作的先進管理方式,如可以采取在公共廁所設施外圍進行一定的廣告投放,逐步實現“以廁養廁”。另外,由于我國耕地面積廣大,對肥料的需求也十分豐富,當地政府可以和一些有機肥公司合作,通過科學衛生的方式,實現廢棄物的循環再造,從而把“廁所革命”推向深入。
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