李發站,谷 超,劉曉鳳
(華北水利水電大學 a. 環境與市政工程學院; b. 圖書館, 鄭州 450046)
隨著社會的不斷進步, 農村經濟迅速發展,伴隨而來的是生態環境建設發展不協調問題也日漸凸顯,其中以農村水環境污染問題最為嚴重。實施鄉村振興,發展生態農業是破解這一難題的重要戰略。近年來,國家相繼出臺了一系列政策文件,如《中共中央國務院關于實施鄉村振興戰略的意見》、《中共中央辦公廳國務院辦公廳關于印發〈農村人居環境整治三年行動方案〉的通知》、《生態環境部農業農村部關于印發農業農村污染治理攻堅戰行動計劃的通知》、《九部門印發關于推進農村生活污水治理的指導意見》[1-4],等等。2021 年2 月《中共中央國務院關于全面推進鄉村振興加快農業農村現代化的意見》是21 世紀以來第18 個指導“三農”工作的中央一號文件;2 月25 日,國務院直屬機構國家鄉村振興局正式掛牌。習總書記也多次強調“要像對待生命一樣對待生態環境”,為實施鄉村振興、推進農業現代化和生態化發展提供了根本遵循。實施縣域農村生活污水治理規劃(以下簡稱規劃)是落實國家鄉村振興戰略、實現生態宜居發展的重大舉措。但是,各省市在規劃評審過程中發現, 存在規劃內容空洞、規劃目標不切實際、推薦技術方案不符合農村現狀等問題[5-7]。一些規劃完全由給排水科學與工程專業人員完成,規劃文本臃繁復雜;一些規劃完全由規劃專業人員完成,所提技術方案和規劃管網嚴重偏離實際。為確保規劃能夠真正落地執行、發揮作用,本文分別從前期調研、規劃內容、保障措施等方面探討規劃編制的工作思路及要點。
規劃內容是否切實可行,前期調研是基礎。前期主要調研常住人口及流動人口情況、人均用水量、水沖廁所普及率、庭院內污水收集情況、區域水環境功能區劃和生態保護紅線、污水處理設施現狀分析與解決方案等幾方面,并據此預測數量、確定排放標準,為規劃編制提供基礎信息。
人口預測是水量預測的基礎,也是前期規劃調研的難點。隨著社會進步和國家城鎮化進程的推進,農村人口呈現出特殊的變化規律[8-9]:總體呈下降趨勢,但節假日,特別是春節期間農村人口又呈激增態勢,鎮區和一些重點村人口增幅較大。
前期調研一定要基于農村人口現狀,進行污水處理工藝規劃時,可通過適當增加調節池容積來應對節假日人口激增的態勢;未來農村人口有減少趨勢,但隨著衛生條件的改善,用水量反會增加。結合以上兩點,未來的污水量可以按現狀基本不變進行規劃。
人均排水量直接影響污水處理的規模,進而影響投資,必須慎重規劃。目前,人均排水量一般根據人均用水量進行預測,再分別乘以排放系數及收集系數等進行計算。人均用水量根據所處位置、衛生潔具的完善程度,查用水定額編制技術導則[10]決定。受長期生活習慣影響,農村實際人均用水量遠低于導則標準規定的規模。根據前期調研的情況,中原地區農村人均排水量大概在25~35 升/(人·天)[11]。
排放標準決定著污水處理工藝的選擇,污水處理工藝的選擇則影響工程投資,故確定排放標準至關重要。
排放標準由水環境功能區劃和生態保護紅線決定。各省市相繼出臺了《農村污水處理設施污染物排放標準》,應結合水環境功能區劃和生態保護紅線合理確定排放標準。
目前污水處理廠一般采用《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級 A 標準[12];農村污水處理站一般采用地方標準。
水環境功能區劃[13]及生態保護紅線[14]、污水處理規模、排水去向是決定排放標準的重要依據。因此,前期調研水環境功能區劃和生態保護紅線是重點,不可或缺。前期調研階段必須落實水環境功能區劃和生態保護紅線,這是縣域農村生活污水處理規劃的最基礎性的資料之一。另外,根據排放標準及污水處理規模、水功能區劃、生態保護紅線等合理確定污水處理工藝,是專項規劃的核心環節。
為調研縣域內農村污水處理設施現狀,重點考察污水處理設施是否正常運轉,進出水水質情況,污水處理工藝合理性等方面。應如實分析存在問題,同時,應列出專門章節規劃現有設施再利用問題,這是體現規劃人員專業水平的關鍵點,不可回避。
現有污水治理設施包括污水處理設施、污水收集模式為納管的現有市政污水管網[15]、廁所革命(改廁)狀況和現有的污水管網四個方面??疾飕F有污水處理設施要善于發現問題、解決問題;現有市政污水管網應確保納管的村鎮污水能順利排入,如果標高不合適應規劃建設污水提升泵站,同時也應確保最終接受的污水處理廠的負荷不超標;廁所革命(改廁)進度一般早于污水處理設施的建設,規劃中應明確已經改廁但污水處理設施還未建成的村鎮的糞污去向,同時也為統計污水處理率提供重要基礎數據;管網規劃方面應考慮充分利用現有污水管網設施,盡可能節約基建費用。
現狀分析同時可以為工藝選擇提供第一手資料,也為探索運維模式提供依據。
在縣域農村生活污水治理專項規劃前期調研的基礎上,對規劃內容要點進行梳理。主要包括出戶管網接入模式、污水收集模式與方案、污水處理設施的選址原則、配套圖紙、工藝選擇、運維管理、分期建設內容、投資估算、規劃目標等內容。
污水收集模式涵蓋出戶管接入模式、管網規劃方案和污水處理設施的選址[16]。一般農戶所排污水分為三部分,分別是糞便污水(黑水)經化糞池后接入污水管網,餐廚廢水經隔油池后接入污水管網,洗滌廢水(灰水)直接接入污水管網。
污水收集模式分為納管式、集中處理和分散處理三種模式。納管式是將收集后的生活污水并入縣域已有的生活污水管網,最終流入生活污水處理廠統一處理。規劃中需要注意兩方面的內容,一是確保污水能重力流入市政管網,如果不能重力流入,根據情況可以設置污水提升泵站或集中處理;二是確保最終流入的污水處理廠有能力接受新進的污水量。納管式收集模式要設置范圍、地形等要素。
集中式處理可以是一個村莊集中建一個污水處理站或幾個村莊建一個污水處理站,也可以一個村莊根據地形地勢及農戶分布情況建幾個污水處理站。注意事項與納管式相同,即盡量不設置污水提升泵站。
分散式處理適用于農戶比較分散的情況,特別是山區。但分散處理也要考慮處理后尾水的去向問題。山區污水一般不能形成徑流,可以用于施肥;平原地區不要簡單規劃為施肥用,還可考慮合適的坑塘暫存尾水等。
污水模式確定后進行圖紙規劃。合理的管網規劃圖紙可以有效降低工程投資費用。規劃圖紙要嚴格按照污水管網設計規范進行,確保合適的管徑和管網布局。農村污水量較小且分散,且生活污水成分并不復雜。分析農村生活污水管道堵塞成因發現,農村生活污水管網選用DN150 即可[17],但也要考慮管網的埋深。
污水處理設施的選址以及規劃用地規模也是該專項規劃的要點之一。
污水處理工藝選擇是本規劃的核心環節,所選擇推薦的污水處理工藝要切合農村實際。
農村污水處理專業人員匱乏,因此,所選工藝一定是便于操作的,最好是“傻瓜式”運行的工藝,如生物膜法[18]等。如果有脫氮除磷要求,最好選擇生物膜法A/O 工藝+生態處理。A/O 工藝便于脫氮,而生物膜法便于管理,不需要污泥回流,生態處理重點是除磷。目前,已經建成的農村污水處理設施大部分在“曬太陽”,主要由于套用市政污水處理廠工藝處理污水,運行管理過于復雜,是導致設施“曬太陽”的關鍵因素。另外,還應選擇運行費用低廉的工藝,比如摒棄傳統鼓風充氧模式,采用射流充氧[19]或跌水充氧[20]等,既可節約運轉費用,也省卻了曝氣設備。
工藝選擇是影響投資的關鍵因素,不可“一刀切”,必須因地制宜。
排放標準采用《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A 的具備一定規模的鄉鎮污水處理廠,一般采用活性污泥法+深度處理工藝?;钚晕勰喾ú捎醚趸瘻稀2/O[21]或SBR工藝。其中:脫氮除磷效果最好的是A2/O 工藝,但操作管理復雜;氧化溝工藝處理效果比不上A2/O工藝,且占地面積大,但操作管理簡單;SBR 工藝為序批式運行,且對自動化要求較高,但推流式運行出水水質好,靜沉式溺水分離效果也好。深度處理工藝一般選擇混凝、沉淀、過濾、消毒工藝或生態處理工藝。
“三分建七分管”是業內常識,表明運行管理的重要性。污水處理站的運行[22]是比較專業的技術工作,只有委托專業公司或技術人員才能確保鄉村振興、生態宜居的重大舉措真正落到實處。目前,比較先進的運維管理模式是公司運行模式,即委托專業公司運行,政府監管運行效果,也就是政府購買服務。也可以委托縣城或鄉鎮污水處理廠運行,不贊成各村自行運行。
經濟分析包含投資估算和運維成本分析兩部分。投資估算包括污水管網投資和污水處理廠(站)投資兩部分。排水量、污水收集模式、污水處理工藝是影響投資的三要素,在投資估算時要充分論證上述三方面的投入費用。
運維成本主要包含人工費、電費、藥劑費、維修費等,污水處理廠(站)工藝的選擇及施工質量對運維成本均產生影響。
分期建設規劃應與當地政府充分溝通,首選環境敏感區、鄉鎮所在地及中心村等,同時還應考慮縣財政投入情況,確保資金到位。評審中要重點關注規劃的完整性、技術的可行性,同時,要特別提請地方政府高度重視投資估算和分期建設內容、年度投資計劃等。
為了確保規劃能真正落地生根,真正提升農村人居環境,保障措施至關重要。資金、技術、運維管理是保障措施的三個方面。資金包含總投資及分期投資;管網規劃和工藝推薦是技術水平的集中體現;運行維護是確保規劃持續發揮作用的軟課題。
水量預測、水環境功能區劃和現有設施狀況是前期調研的三個方面,收集模式、工藝選擇和投資估算是規劃的重要內容,分期建設、運維管理和效益分析是規劃的重要舉措,上述各方面環環相扣,有理有據,才能指導規劃編制工作順利進行。