住建部农村中心范彬:我国农村污水治理技术的顶层设计
住建部农村中心研究员副主任范彬
8月7日至8日,由《水工业市场》杂志和焦点水网共同承办的“第四届中国农村和小城镇水环境治理论坛”在北京新疆大厦圆满落幕。住建部农村污水处理技术北方研究中心研究员副主任范彬做了精彩的报告,说明农村污水治理需求庞大,并进一步提出农村污水治理技术决策的五个层次,以及顶层设计须解决的关键问题。
我国农村污水治理需求十分庞大,从服务人口看:我国大概有7亿农村户籍人口,如果去除将来要转入城市的2亿,大概有5亿人口需要依靠农村污水治理系统来提供服务。从投资需求看,要把农村污水治理好,按5000元/人测算,5亿乡村人口总共需要25000亿元投资。设施建成之后,运行成本按60元/人/年测算,意味着每年还需要300亿元的运行经费。如果设施的运行时间为30年,总的来算,人均成本为215元/年。
而我国农村污水治理技术的现状主要是:应用方面,缺乏引导,标准缺失,选用盲乱;效果方面,真正经得起时间检验的工程项目不多,投资与绩效严重不对称;产业方面,行业管理缺失,市场不规范,小微企业流行,整体质量低下。
农村污水治理具有基础性公共设施建设与服务的属性,是由政府投资,政府部门的领导不可能都精通技术,在技术选用方面难度很大,加上农村污水治理是基础设施建设,管理生命周期长,必须进行前瞻性的设计。另外,我国是人口大国,对于国外技术不能总是亦步亦趋地学习,需要开展顶层设计。况且发达国家的农村污水治理基本完成,接下来一些新兴的国家,包括将来的第三世界国家有很大的技术需求,我国有责任引领全球农村污水治理技术发展的新格局,开展农村污水治理技术的顶层设计有很大的必要性。
同时,开展农村污水治理技术的顶层设计具有充分的可行性,首先我们有一个后发的优势,从1960年六、七十年代开始,西方国家已经做了很大一轮的治理工作,发展了很多技术。我国目前整体处于起步阶段,但需求呈爆炸性增长,所以我们有条件来做这项工作。除了具有后发优势,我们也具有国情优势。在我国,政府意志对社会、企业以及技术产业发展的影响力特别强,目前我国政府对农村污水治理工作十分重视,我们要利用这样的优势,推进技术的顶层设计工作。
农村污水治理技术顶层设计的目的是:引导技术发展方向,促进行业健康成长,提高农村污水治理投资绩效。主要任务一是规划技术发展的方向:筛选现有优先技术,发展下一代卫生排水技术;二是提出保障性措施,包括:技术政策、技术标准。
顶层设计需从什么地方开始设计?这里需要回顾一下农村污水治理技术决策的问题。我们把农村污水治理技术决策的问题分成五个层次。
卫生模式选择
传统卫生方式下的卫生模式通常是采用混合排水的模式,在这种模式下,是将水作为清洁和输送生活废弃物的一种媒介,粪尿资源都可以通过营养物质的传递链条最后回到土地。后来出于预防疾病、保护人居环境、创造生态环境的需求,逐步发展出一系列污水处理的技术。同时污水处理技术的水平和要求也在不断提高,从一开始是为了灭除病原生物、COD、氨氮,到后来是脱氮、脱磷,再到后来是污泥处理处置。在这种情况下也出现了一些问题,就是切断了资源的传递链条造成了资源消耗,而且物理、化学、生物等处理方法也造成环境损耗。所以就提出生态排水的理念,利用源分离+资源化的方式来对污水进行处理,满足现代生活卫生需求,也使水和资源得到再生利用。
生态排水这种卫生模式当前面临的主要问题是:系统技术不完善,配套应用市场缺失。粪便收集利用则面临机制缺失的问题,关键在收集环节。我们也在探索基于真空源分离的乡村社区生产生活循环模式。
收集方式选择
污水收集方式有两种:分散处理和集中处理。
污水收集方式选择方面当前的主要问题是:喜集中、恶分散。首先存在观念障碍:由于从事农村污水处理的管理者大部分原来都是从事城市污水处理的,对集中处理的技术很熟悉,对分散污水处理不够重视,将分散处理等同于落后处理、权宜之计。居民也缺少责任机制,觉悟低,都想排污,而不想污水处理设施建在自家附近。其次存在体制障碍:现在城乡互补已经取消了,但城乡二元分割的取消还需要一个过程。另外,在技术方面也存在障碍,主要是分散处理实施现状不如人意、行业管理缺失、产业技术的支撑能力不足。
分散处理反应器类型选择
强化自然反应器,利用土地等自然资源构建用于污水处理的反应器,通过人工强化自然环境中的生化—物化过程使污水得以净化。装备型反应器,以现场建造或工厂化预制的反应器为主要载体,以好氧二级生化处理为主的生化与物化手段使污水得到净化。以上两种反应器在选用时主要是看哪方面的资源比较丰富,如果土地资源比较丰富,可以采用强化自然反应器,否则以装备型反应器为主。对我国目前的情况,尤其是东部地区来讲,一定是以装备型反应器为主。首先是因为人口比较密集,其次是出于降低成本的考虑。我认为装备型反应器也是未来我国农村污水处理所采用的主要方式。
装备型反应器工艺选择
装备型反应器的工艺形式很多,目前国内实际应用的工艺技术近50种,选用何种工艺是个难题,通过标准化和规模化生产与应用降低成本是大势所趋。
顶层设计须解决的关键问题
我国应选择什么样的装备型分散污水处理技术作为重点发展的方向,生态卫生模式是否应成为我国农村分散污水治理技术的重点发展方向,如何从科技支撑、产业政策、技术标准、应用规范等各个方面促进重点技术发展与应用。