王洪臣：深度解析中國農(nóng)村污水治理技術(shù)瓶頸及對策

農(nóng)村污水治理近兩年來被業(yè)界視為環(huán)保產(chǎn)業(yè)的“新”藍(lán)海，不少業(yè)內(nèi)人士都對這一新興水務(wù)市場的發(fā)展前景較為樂觀。農(nóng)村污水由于地區(qū)分散，人口數(shù)量較大，收集難等原因造成農(nóng)村污水成為水污染的主要組成因素，農(nóng)村污水中還有大量的有機(jī)物和有氮、磷等無機(jī)鹽類。那么，現(xiàn)在農(nóng)村污水治理技術(shù)的瓶頸是什么？又有什么對策呢？今天小編就和大家一起來看看中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院王洪臣副院長怎么說~

一、技術(shù)瓶頸在哪里？

1.1 污水分散治理與農(nóng)村污水處理的關(guān)系

污水分散治理：遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)市政集中處理設(shè)施的地區(qū)，以就地原位收集處理的污水處理系統(tǒng)。美國市政集中污水處理設(shè)施與分散設(shè)施的分界是500立方米/日。

西方的分散社區(qū)

歐美典型郊外社區(qū)

美國社區(qū)分五類建設(shè)管理，前四類為集中建設(shè)，其余原位建設(shè)。

管理實體所有制：適用于高環(huán)境敏感度且對出水水質(zhì)要求嚴(yán)格的地區(qū)。與管理實體運(yùn)行維護(hù)制不同的是，管理實體擁有分散處理設(shè)施，并且對分散處理設(shè)施的規(guī)劃、管理、運(yùn)行、維護(hù)全面負(fù)責(zé)。

管理實體運(yùn)行維護(hù)制：適用于建有許多分散處理裝置的高環(huán)境敏感度(飲用水源地)的地區(qū)，為了達(dá)到水質(zhì)要求，必須保證頻繁而可靠的運(yùn)行和維護(hù)。與運(yùn)行許可制不同，政府將運(yùn)行許可證頒發(fā)給管理實體而非設(shè)施所有者，以保證運(yùn)行的效果。

運(yùn)行許可制：適用于需要持續(xù)保持出水水質(zhì)的地區(qū)，政府將一定期限的運(yùn)行許可證頒發(fā)給設(shè)施的所有者，若設(shè)施運(yùn)行情況良好，許可證的年限可以延長。為了達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)施的所有者應(yīng)雇傭?qū)I(yè)的維護(hù)和運(yùn)行者。

維護(hù)合同制：通常用在稍微復(fù)雜一些的處理系統(tǒng)，比如需要進(jìn)行預(yù)處理的系統(tǒng)。這種模式下，業(yè)主需通過合同雇傭?qū)I(yè)的操作人員來完成必要的維護(hù)工作。

業(yè)主自覺制：最低層次的管理，適合用于周圍沒有飲水源或地下水埋藏較深的低環(huán)境敏感區(qū)域、私人擁有和運(yùn)行的污水處理系統(tǒng)。

山東諸城市北潘家莊村，北方

江蘇宜興市陸平村，南方

中國農(nóng)村是群居社會，可以集中建設(shè)！

美國已全部建設(shè)了社區(qū)集中處理設(shè)施，共13950，相當(dāng)于中國13950個村莊；

日本已建成75%的社區(qū)集中處理設(shè)施，共3600，相當(dāng)于中國3600個村莊；

中國建成了共有2700000個自然村，600000個行政村，建成了多少？

1.2 中國農(nóng)村污水處理無法復(fù)制西方的污水分散治理技術(shù)及經(jīng)驗

（1）西方污水分散治理主要是社區(qū)污水治理，中國主要是農(nóng)村污水治理；

（2）西方社區(qū)主要方式是原位就地治理，中國農(nóng)村主要方式是集中治理；

（3）美國的OWTS、日本的凈化槽等原位治理技術(shù)不適合中國；

（4）西方社區(qū)污水集中處理數(shù)量很少，可采用較高標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，中國農(nóng)村污水集中治理需要建設(shè)的數(shù)量巨大，需要研究適宜的技術(shù)！

（5）西方社區(qū)污水集中處理數(shù)量很少，收集管網(wǎng)建設(shè)量不大，中國農(nóng)村污水集中治理需要建設(shè)的大量管網(wǎng)，需要研究適宜的管網(wǎng)建設(shè)方式！

（6）分散社區(qū)的市政建設(shè)及管理水平高于城市，中國農(nóng)村建設(shè)及管理水平落后。

中國農(nóng)村污水處理無法復(fù)制西方的污水分散治理技術(shù)及經(jīng)驗需要基于中國國情探索創(chuàng)新！

二、農(nóng)村污水處理主流適用技術(shù)可能是什么？

2.1 現(xiàn)有技術(shù)

生物處理工藝：活性污泥法（傳統(tǒng)法、SBR）、生物接觸氧化、膜生物反應(yīng)器、自然曝氣生物膜法

生態(tài)處理工藝：人工濕地、穩(wěn)定塘、土地處理、生態(tài)河道

2.2 西方采用的主流技術(shù)

美國：以生物接觸氧化為主，輔以SBR活性污泥法、傳統(tǒng)法活性污泥法

日本：目前以生物接觸氧化為主，SBR活性污泥法正在快速增加

德國：以SBR活性污泥法為主，膜生物反應(yīng)器逐步增加

這些國家采用以上技術(shù)的背景是總體數(shù)量不多。

日本村落污水處理典型工藝：接觸曝氣法工藝流程

2.3 中國農(nóng)村污水處理的主流適用技術(shù)分析

未來，難以想象中國270萬個自然村都采用生物接觸氧化、SBR活性污泥法或MBR膜生物反應(yīng)器。

如是，將需要投資3000～4000億元人民幣，年耗電200～250億千瓦時！

另外，鼓風(fēng)機(jī)、曝氣器、填料、潷水器、膜組件、…，污泥量大，工藝控制，誰來運(yùn)行維護(hù)？如不能正常運(yùn)營，將造成巨大社會資源浪費(fèi)！

我國農(nóng)村污水處理特點(diǎn)：

（1）缺少運(yùn)行人員

處理規(guī)模小、數(shù)量多且高度分散，難以為每個站點(diǎn)配備足夠?qū)I(yè)運(yùn)行人員。由于偏遠(yuǎn)，設(shè)施設(shè)備的維護(hù)、維修和更新等也會受到較大限制。

（2）水量水質(zhì)變化大

農(nóng)村規(guī)模較小，高峰排水會短時間內(nèi)對處理設(shè)施造成水量水質(zhì)的沖擊。農(nóng)村居民生活規(guī)律高度一致，農(nóng)村水量水質(zhì)時變化較大。

（3）單位能耗較高

農(nóng)村污水處理設(shè)施規(guī)模小，加之農(nóng)村遠(yuǎn)離電廠，在遠(yuǎn)距離輸配中損失大（約損失1/2），單位電耗高。

我國農(nóng)村污水處理技術(shù)需滿足的三個條件：

（1）免運(yùn)行、低維護(hù)

免調(diào)節(jié)工藝參數(shù)、免設(shè)備調(diào)度、免日常巡檢，且不以自控為手段，周期簡單巡檢，低維護(hù)頻率。

（2）抗水量和水質(zhì)變化

能夠高度適應(yīng)水量和水質(zhì)的變化，保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定。

（3）低能耗

規(guī)模小、單耗高、輸配電路損失大。目前典型農(nóng)村污水生物處理工藝，單位電耗數(shù)倍于城市污水處理，全部處理，年耗電達(dá)到數(shù)百億度！

2.4 循環(huán)生物濾池技術(shù)

循環(huán)生物濾池（WRBF?）僅通過一臺泵，耦合了集約和生態(tài)兩種技術(shù)路線的各自優(yōu)勢，自如地應(yīng)對農(nóng)村地區(qū)復(fù)雜的排水情況，保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定。

對WREF工藝的綜合量化評價

循環(huán)生物濾池技術(shù)應(yīng)用案例

（1）北京市通州區(qū)管頭村污水處理設(shè)施建設(shè)項目

工藝：循環(huán)生物濾池(WRBF)

處理規(guī)模：110t/d

占地面積：300m2

出水水質(zhì)：北京市地標(biāo)村莊B類

運(yùn)行電耗：0.5kwh/t

（2）湖北省恩施自治州建始縣XX村污水處理站建設(shè)項目

污水處理站部分

處理工藝：循環(huán)生物濾池(WRBF）處理規(guī)模：36t/d

占地面積：150m2

出水水質(zhì)：國標(biāo)一級B

運(yùn)行電耗：0.5kwh/t

（3）內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗XX村生活污水處理項目

處理工藝：循環(huán)生物濾池(WRBF）處理規(guī)模：6t/d和4t/d

占地面積：30m2和24m2

出水水質(zhì)：國標(biāo)一級B

運(yùn)行電耗：0.5kwh/t和0.75kwh/t

三、家家戶戶的污水怎么收集起來？

3.1農(nóng)村排水采用什么體制？

1）由于農(nóng)村人口密度低，即使在降水量不大的地區(qū)，絕大多數(shù)農(nóng)村仍屬于大雨水、小污水，因此，農(nóng)村地區(qū)一般應(yīng)采用分流制排水體制；

2）雨污分流以后，雨水可通過明溝直接匯水并排放，降低建設(shè)成本。

3.2 農(nóng)村污水收集管線的管徑問題

農(nóng)村污水量很小，按經(jīng)濟(jì)流速計算，管徑很小，管子很細(xì)，極易堵塞；如果按室外排水設(shè)計規(guī)范設(shè)計，管徑太大，流速太小，最終因泥沙沉積而堵塞，且考慮坡降，須增加埋深。那么，怎么選擇管徑，大管徑還是小管徑？

3.3 一種新型的污水管網(wǎng)系統(tǒng)

3.4 與傳統(tǒng)管網(wǎng)比較

四、其它熱點(diǎn)問題

（1）排放標(biāo)準(zhǔn)：不可太嚴(yán)格，尤其是TN和TP，對水質(zhì)水量變化很大的小流量污水要求嚴(yán)格的脫氮除磷，從水處理原理上看，是很荒唐的，無異于皇帝的新衣。

（2）一體化設(shè)備：為什么非要一體化？必要性何在？無形中增加了維護(hù)難度。

（3）地埋式：為什么非要埋在地下？農(nóng)村缺這點(diǎn)地嗎？

（4）微動力：小規(guī)模設(shè)施的單位能耗一定遠(yuǎn)高于城鎮(zhèn)污水處理，城鎮(zhèn)污水單耗0.2～0.3度/立方米，你好意思說農(nóng)村污水低于0.5度/立方米？

（5）關(guān)于生態(tài)處理工藝：濕地、穩(wěn)定塘勉強(qiáng)算是微動力，但是，生態(tài)工藝會是農(nóng)村污水處理的主流技術(shù)嗎？

編輯： 李姝樂