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村镇水污染治理

文章来源:诸侯快讯登录网址点击数:1353发布时间:2011-11-03

  当前,建设社会主义新农村的任务已摆在我们面前。而目前农村水污染问题却十分严重,是新农村建设的制约因素之一。如何因地制宜,建设村镇污水处理设施,治理村镇水污染,改善农村生活环境条件,是当前要解决的重要问题。本文就我国村镇水污染的状况及治理措施谈几点看法与建议。

1 村镇水污染现状

  村镇泛指村庄、集镇、建制镇(不包括县城镇)。我国村镇特点:(1)数量多,分布广,不集中,总体分布西部稀疏,东部密集。2001年底,全国建制镇18090个,集镇23507个[1],村庄350多万个。(2)城镇化速度加快,经济快速发展。发展小城镇,推进城市化,是我国21世纪的热点。城镇化发展,带来农村经济繁荣,人们生活水平提高,昔日“点灯不用油,耕地不用牛,楼上楼下,电灯电话”的梦想都成现实,许多农村已通上公路,喝上自来水,程控电话直通全国。(3) 村镇人口不均,且继续向城镇转移。村庄人口少则不足百人,多则千余人,建制镇平均人口规模1万人,西部地区不足5000人[2]。随着城市化的发展,农村人口继续向城镇转移。

  村镇这种分布散而经济又快速发展的现状,带来了水污染一系列环境问题。

1.1 生活污染日益突出

  随着经济的快速发展,村镇居民生活水平的大幅度提高,产生的污染数量也日益增加。而目前我国绝大多数村镇生活污水处理设施严重滞后,没有完整的排水系统,生活污水未经处理由明渠、暗沟直接排入河道,成为农村内河水污染的主要来源;没有正规的垃圾处理场,生活垃圾、焚烧或不焚烧的作物秸秆随意抛弃在河塘或低洼地,造成河道淤积,水体污染。

1.2 乡镇工业排放的废水逐年增加。

  随着城镇化进程的加快,乡镇企业迅速发展,现在,全国乡镇企业已有2000多万家[1]。据统计乡镇工业污染物化学需氧量占全国工业该污染物排放总量的比重达50%左右,而乡镇工业企业污水处理达标率仅为30%,大量工业废水不经任何处理排入河湖,造成水体严重污染,已经成为环境保护的突出问题和影响人民健康的主要因素之一。

1.3 禽畜粪便污染趋势加剧。

  近年来规模化的禽畜养殖和水产养殖发展势头迅猛,加上数量众多,无序分散养殖的畜禽,产生的粪便无配套的耕地消纳,大量的粪便未经任何处理最终排向自然水体,造成水质恶化。另外,水产养殖业饵料投放量达420公斤/公顷,也造成水体有机污染加重。

1.4 化肥、农药及地膜污染加剧。

  很多地方农民过量使用农用化学品,化肥、农药施用强度逐年增加,化肥流失加剧了湖泊、海洋等水体的富营养化,造成地下水中硝态氮含量超标,影响土壤自净能力。农用薄膜应用广泛,破损后成碎片,难以自然降解,影响土壤的渗透性。据2004年中国海洋环境质量公报透露:珠江入河的化肥农药等污染物达248万吨,严重影响了人们的饮水安全。

2  村镇水污染治理的必要性。

2.1  建设社会主义新农村的需要

  中共十六届五中全会提出了建设社会主义新农村的重大历史任务,新农村建设的目标之一是到2020年,解决60%以上的面源污染,工业污染治理程度基本上达到国家标准。今年,中央“一号文件”又明确指出:加强农村基础设施建设,改善社会主义新农村建设的物质条件。当前和今后一个时期新农村建设的重要内容含有:乡镇以上要有较完整的基础设施,面源污染得到治理,行政村和村民聚居点排水沟建设、公用水塘建设、公共厕所建设等。

2.2  村镇自身发展的需要

  随着我国城镇化进程的加快,城镇人口不断集中,乡镇企业迅速发展,城镇污水排放量不断增加,然而由于过去“重建设,轻环保”的旧观念,城镇基础设施建设远远落后于城镇建设的发展,缺乏必要的污水收集系统和污水处理设施,污水无序乱放,不仅污染了小城镇自身的生态环境,而且造成了河湖水体的严重污染[3],加上农村禽畜养殖、水产养殖、农药化肥等污染也极为严重,对村(居)民饮用水安全和生活环境构成严重威胁,制约了经济的可持续发展。

2.3  流域生态环境保护的需要

  农村面源污染正在成为水体污染的主要原因,已在各类环境污染中的比重占到30%~60%,而我国对农村的面源污染问题还没有得到足够重视,就在国家花大精力、投入大笔资金保护的重点流域也是这样。有关资料介绍太湖流域只建有不同规模的7座污水处理厂,而该流域的小城镇就达978个,且分布范围很广。如果只注重大、中城市污水处理工程建设,忽略数量多、分布广的农村小城镇的污水治理,其结果必然是重点流域污染防止达不到预期目标[3]。由此可见村镇的污染治理关系到我国环境现状和可持续发展的战略目标,是十分重要的。

3 村镇的污水治理措施

3.1  村镇污水特点

  污水量小,且变化大。村镇污水量一般在100~4000m3/d[4],即使水量较大的建制镇,水量也不稳定,受产业和生活规律的影响,不仅日变化系数大,季节变化也大,小城镇农村人口占相当大比重,一年内随农业生产的季节(农忙和农闲)发生较大变化。

  污染物浓度低,有毒有害物质少。村镇污水以村(居)民生活污水为主,在经济发达的沿海地区,有少数大建制镇工业废水量超过居民生活污水量,但工业废水有好多是农产品加工废水,污染物浓度一般较低。一般村镇污水COD<300mg/L,BOD5<150mg/L[4]。

3.2  村镇污水的治理措施

  农村和小城镇人口少、水量小、水质变化大,经济承受能力弱,我国村镇污染不能延续城市污水集中收集和处理的老路,需要积极考虑新型模式。村庄和集镇、建制镇的治理方式应有区别。

3.2.1  村庄污水的治理措施 村庄人口更少,经济薄弱,一般无企业,水污染主要源于家庭洗衣做饭等的杂用水、人畜粪便、腐败的固体生活垃圾和作物秸秆。

  建议将灰水(厨房、洗衣等杂用水)分离收集、排放。将低浓度灰水用排水沟(经济条件允许的设排水管)收集,与雨水一起直接排入水塘,自然净化后用于农田灌溉。灰水污染程度低,水量又少,农村的土地、水塘足以消纳,不必专门处理。

  建议利用沼气池处理人畜粪便与其它垃圾。

  人畜粪便、生活垃圾、大量作物秸秆是影响村庄环境卫生的最严重污染源。如何合理处置至关重要。

  沼气发酵技术是一种在湿的厌氧的条件下,通过特殊微生物的作用,将人畜粪便、作物秸秆、垃圾等工农业有机废弃物转化成沼气的生物处理技术[5]。可以看出,该技术可以一并处理这三大类污染源,是一般的污水处理技术不可比拟的,是彻底治理农村“脏、乱、差”的有效措施。另外,产生的副产物——沼气,是很好的燃料,可用于做饭、照明,清洁厨房卫生;沼渣是一种无菌、肥份高的有机肥料,施用于农田,可减少无机化肥、农药的使用量,从而减少农药、化肥带来的污染。

  在我国,沼气池技术已有成功的经验与模式。早于1967年,在河南省南阳酒厂就建成两个2000米3的大型沼气池[5],截至1998年,全国已建成农村户用沼气池688万多口,大中型沼气工程748处、生活污水净化沼气池49322个[4]。

  沼气池占地小,投资少、好管理。村民可以根据人口多少,一户或多户合建一座沼气池。另外一些养殖场也最适于用该技术处置粪便。

3.2.2  集镇、建制镇污水的治理措施 这两种小城镇人口相对较多,加上不同数量的乡镇企业,污水量相对较大,污水尽可能集中收集处理。

 建议将原有的直排式合流制改为截流式合流制。小城镇普遍存在排水体制不健全的情况,已有的排水体制也是合流制较多,分流制较少,生活污水、工业废水和雨水一同直接排入水体,污染严重。这些小城镇在建设污水处理设施时,先健全原来的排水系统,将原有的合流制体系改为截流式合流制,不仅可以节约建设投资,还可以暴雨时将雨水溢流排放,日常经济有效的处理污水。

  建议新建城镇、扩建新区、新建开发区要采用分流制。这些小城镇一般经济基础较厚,建设比较完善的排水体制也是从长计议、可持续发展的需要。

  小城镇在选择污水处理工艺时,要根据自身经济条件,结合周边地理环境特点,因地制宜地选择污水处理工艺。

  建议经济欠发达的集镇、建制镇,首先考虑选择生态处理工艺。

  生态处理工艺可发挥这些小城镇自身优势,充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地或沼泽地等,建设生态处理系统,因地制宜的将污水处理与利用相结合。较适宜的生态处理工艺主要有生态塘处理系统、人工湿地处理系统等工艺。

  生态塘以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生作物、进行水产养殖,形成人工生态系统。在太阳能的推动下,通过塘中多条食物链的物质和能量的转移、转化,将进入塘中污水中的有机物降解和转化,这样不仅去除污染物,而且还能收获水生作物、水产品。生态塘构造简单、基建投资少、维护管理方便、净化效果良好、运行稳定可靠等诸多优点。如果小城镇附近有可利用的天然养鱼塘、天然废塘等条件,可以采用该处理系统。

  人工湿地处理技术是利用自然生态系统中的物理、化学和生物三重协同作用实现对污水的净化作用。人工湿地是在一定的长宽比及底面坡度的洼地中,由土壤和按一定坡度充填一定级别的填料混合结构的填料床组成,废水可以在填料床缝隙中流动或在床体的表面流动,并在床体表面种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、工艺美观及具有经济价值的水生植物,形成一个独特的动植物生态环境对废水进行处理[6]。我国在“七五”期间就开始了人工湿地的研究工作。多年多处的运行实践都证明该方法具有处理效果好、对BOD5去除率高、去除能力强、运行管理方便、工程基建投资和运转费用低、抗冲击负荷能力强等特点,比较适合于技术管理水平不高、规模较小的小城镇污水处理;其不足之处是水力负荷不高、处理能力较低。这一问题正在进行研究之中,解决之后将大大提高湿地处理系统在小城镇的应用[7]。

  建议经济水平较高、人口较多、工业污染严重的建制镇可考虑二级生化处理工艺。

  生化处理工艺在城市已有广泛的应用,技术成熟,经验丰富。结合此类小城镇特点,适宜的处理工艺有水解-好氧生物处理工艺、SBR法、氧化沟、百乐卡工艺等。

  水解-好氧生化处理工艺将可生化性差的污水水解,提高生化性,再曝气,可降低用气量,节约能耗,保证出水水质。水质成分复杂,工业废水量大,污染物浓度高的小城镇适宜选用该工艺。

  SBR工艺,考虑小城镇污水主要集中在白天,晚上水很少,白天用SBR作为调蓄池,晚上电价便宜作为处理池,以减少构筑物数量。在SBR池中采用潜水或漂浮式机械曝气可减少设备用量、简化操作过程。

  氧化沟工艺采用环形水流设计,具有稀释倍数高,抗冲击能力强,出水水质稳定,运行管理简单,适合小城镇水量变化大、管理水平低的特点。氧化沟主要类型有卡鲁塞尔、奥贝尔等。

  百乐卡工艺可利用原有的坑塘洼地经过整修作为生化池,投资费用低。用浮动联曝气,并配有专用的沉淀刮泥设备。曝气设备、刮泥设备的维修都可在水面上进行,管理简单。实践证明该方法处理小城镇污水效果稳定,出水水质好,对TN去除率高。

3.3  村镇污水治理工程建设

  村镇经济毕竟薄弱,工程建设要经济实用。污水厂占地面积可低于设计手册中规定的标准;绿化面积适当减少;构筑物尽可能共用隔墙;某些构筑物的土建设计可突破目前常用钢筋混凝土结构型式,采用砖砌、土池加防渗层的型式。选择厂址优先考虑利用自然地形,减少土方挖掘,减少提升泵站。

4  结论

  农村的水污染已十分严重,已制约村镇经济的可持续发展,治理村镇水污染是建设社会主义新农村的重要内容。

  村、镇经济条件、污水特点不同,污水治理措施应有区别。村庄可采用能综合处理各种污染物的沼气池发酵技术;小城镇也要根据自身发展状况、周边环境特点等因地制宜地选择生态处理系统或生化处理工艺。

  村镇污水治理设施建设本着经济实用的原则。

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