王洪臣：解析农村污水处理三大争论点，解决问题不能靠拍脑袋
时间：2017-05-26
来源：中国水网
作者：李晓佳
在农村污水处理市场大火的背后，我们也看到目前农村污水处理已经迫于眉睫。“我国250万个自然村，6.7亿农村人口，处理率不到10%，大量农村生活污水未经处理直接排放，严重影响当地的饮用水安全和水生态环境。”在“2017(第三届)环境施治论坛”现场，中国人民大学环境学院副院长、中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任王洪臣指出，农村生活污水已成为重要的污染源之一。在美国，乡村地区生活污水是目前第三大地下水污染源。他表示，如果农村污水处理没有做好，要把中国的水环境治理好是不可能的。
中国人民大学环境学院副院长、中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任王洪臣做主题分享
以下根据王洪臣教授现场发言整理，未经本人审阅：
目前，在农村污水处理领域，关于设施规划、建设与管理等方面，行业内还存在截然不同的看法和观点。而看法和观点的不一致，也在一定程度上阻碍了农村污水处理的推进。对这些问题的探讨和分析显得尤为关键。
规划
最合适的排水模式是什么?水冲厕所、黑黄灰水一起收集处理，这是大势所趋
关于农村排水模式，争论非常大。王洪臣提到，第一种模式是“旱厕+灰水直排或下渗。”在我国北方许多地区较为常见的是污水不出户。灰水直接院内泼洒，粪尿(黑水+黄水)直接还田施肥。
第二种模式是“节水型水冲厕所+灰水收集处理”。在经济相对发达地区，普遍推行灰水、黑水分离，资源利用。
第三种模式是“水冲厕所+统一收集处理”。卫生健康，环境友好。这个模式目前争论非常多，是否适合国情?但是不容质疑的是，这是发达国家普遍采取的模式。
第四种模式是“污水源分离”。源分离可以从根本上消除污水末端处理靠自来水稀释、输送、处理污染物，浪费大量水资源并使所含营养物难以回归土地的不可持续性弊端。
那么哪一种模式最适合农村污水处理?王洪臣认为，要根据经济状况，因地制宜。他建议，条件允许的情况下，一定要做水冲厕所、黑黄灰水一起收集处理，这是大势所趋。
规模如何确定?需要综合计算
农村污水处理设施规模如何确定?水量衡算首先要考虑的因素是人，人是污染物产生的主体。其次要考虑管网问题，管网的渗漏或入渗影响都不容忽视，这些影响远比在城市里大。王洪臣指出，污水处理设施进水水量=原生污水量(用户排水)+管网入渗量-管网溢流量。
在农村污水处理中，要高度关注常住人口、流动人口、尤其是流动规律等情况进行全面了解。下图为不同地区的用水规模：
据普查资料显示，北、上、广是人口流动的聚集地。全国的流动人口主要是农村剩余劳动力，迁入地主要是城镇;东部人口流入多而流出少，中部恰恰相反。
王洪臣总结认为，农村污水处理规模的确定，应依据，常驻人口数量、流动人口及流动规律、排水系数、地下水入渗以及污水渗漏，综合计算，不要拍脑袋。
分散还是集中?要做技术经济比较
目前，做农村污水处理，行业内有的提倡分散式，即家家户户各上一套设备。有的提倡综合收集后统一处理。针对这些争议，西方已经做了大量的比较研究。
比如美国经过大量研究总结认为，户与户之间超过50米，易选择分散式。户与户之间小于50米，集中起来更加经济有效。
日本则从行政职权上就把集中和分散分得清清楚楚。比如规定城镇污水处理由国土交通省主管，地方政府负责管理。农村污水处理由农林水产省主管，地方政府负责维护管理。单个住户的净化槽处理，由环境省主管，住户个人负责维护管理。什么时候集中，什么时候分散，日本做了详细的测算(如下图)：
王洪臣指出，我国农村普遍以群居为主。这种群居的社会性质，为我国农村污水处理提供了比西方更为优越的条件，可以进行集中处理，这就意味着效益的提升和成本的降低。
但王洪臣还强调，综合西方经验，分散还是集中应做技术经济比较。一般来说，户与户居住分散，或地形复杂不易集中，或处理标准不高，这样的村庄可以分散处理;户与户集中居住，基于经济考虑，或基于处理效果考虑，这样的村庄必须集中处理。中国平原地区几乎所有的村庄都属于后者，应进行集中处理。
建设
农村排水体制的选定。王洪臣指出，针对这个问题，规划部门、建设部门、工程实施部门都在争论，到底是分流制好还是合流制好。分流制顾名思义雨污分开，合流制就是雨污合在一起。工程界普遍认为，在农村，大污水、小雨水，采用合流制;大雨水、小污水，采取分流制。由于农村人口密度低，即使在降水量不大的地区，绝大多数农村仍属于大雨水、小污水，因此，农村地区一般应采用分流制排水体制。雨污分流以后，雨水可通过明沟直接汇水并排放，降低建设成本。如果合流制就要建管道。
王洪臣表示，对于农村地区，合流制是暂时之策，总体上应采用分流体制，建设分流制排水系统。
污水收集系统的选择。这是目前，我们认知相对较薄弱的地方。王洪臣考察过一百多个村的污水处理情况，他指出，这些村基本上都在执行《室外排水设计规范》，规定排水管径不低于300mm。因此，农村污水管网不管是干线还是支线都超过300mm，有的高达600mm。试想，每天几十吨污水在这么大的管网里，还有流速吗?实际上成了沉淀池，时间长了一定堵，一定厌氧产生臭味。这就是许多村庄，越搞污水越臭的原因。针对这些问题，尚川(北京)水务有限公司开发了新型小口径农村污水收集管网系统，获得了专利。要点是按照实际水量计算管径。但考虑到管道小一定会堵，在家家户户的分界点安装固液分离系统，每隔一定距离设置一处检查井以保证管网正常运行。每户出水由支管汇入干管，以一定的坡度导向污水处理设施。有了流量和流速，就不会沉淀，就不会产生异味。王洪臣介绍，这种污水管网系统与传统管网比较，管理简便、防止渗漏、节省投资、降低负荷。
王洪臣总结认为，农村污水收集，强烈推荐采用小口径污水收集系统。在城市排水使用的《室外排水设计规范》，不能简单套用到农村。
排放标准的讨论。这也是争论比较多的话题，不仅地方上争论，在不同程度上部委层面也有争论。随着国家对农村水环境治理的重视，农村污水治理要求也在不断提升，但目前我国农村生活污水处理设施建设还处在起步阶段，并且缺乏统一的农村生活污水排放标准，这使得地方制定标准比较混乱，一些地区制定过于严格，使得治理成本加大，并难以达标;还有一些地区过于宽泛，失去保护环境的作用。
其实，针对农村污水处理，在国际上，也很少有专门的标准文件。在美国，农村生活污水经化粪罐处理后，水质达到美国《联邦水污染防治法》规定的二级水质即可排放。敏感水域周边，农村污水排放需满足TMDL 的要求，实行总量控制。
王洪臣认为，在我国，农村污水治理的标准制定时，要因地制宜，充分结合当地水环境状况、经济情况以及已有的处理技术等，提出合理的按照环境容量对农村地区的分类，运用科学的满足农村现有处理技术的算法确定排放限值，制定适合农村发展的排放标准。
技术边界条件。农村污水处理领域，如何收集、如何建设、如何合理规划，应该是需要重点思考的问题。但目前最大的分歧点却是处理技术的选择。王洪臣指出，任何技术的选择一定与规模高度相关，规模越大的污水处理厂对技术路线的选择争论越小。相反，规模越小的污水处理厂，对技术的争论越大。一个日处理几十万吨的污水处理厂，一旦稳定运行起来，惯性很大，想让它不达标都难。但必须清楚认识到，一个日处理只有几十吨的农村污水处理设施，要实现稳定运行，对工艺是要有严格要求的。
王洪臣认为，农村污水处理技术的选择应该满足三个边界条件：由于农村地区技术、管理力量薄弱，要求处理工艺尽量简单，便于维护管理;水量昼夜变化大，污水排放呈不连续状态，水量变化系数远大于城市，因此要求污水处理工艺需抗水量负荷的冲击;农村污水处理设施往往处理规模较小，导致单位运行能耗较高，产生“建的起，运行不起”的问题，王洪臣指出，按照质量守恒和能量守恒基本原理，人工曝气的好氧处理技术，村级规模的吨水电耗一定超过1度电。王洪臣指出，农村污水处理必须要走创新道路。
王洪臣介绍，在总结了乡镇污水的特点基础上，尚川(北京)水务有限公司依循“因地制宜”的技术路线，在众多的污水处理技术中凝练加工创新技术，构成适合我国乡镇污水处理的“SQAM”四维技术体系。
“SQAM”四维村镇污水处理技术体系
污泥处理处置问题。王洪臣表示，污泥问题一般在大城市比较突出，农村污泥处理问题还不明显。农村污泥的处理方法应考虑污泥处理规模、设施的经济性、维护管理性、地区的选址条件、农业经营状况、农田的需求量等，预测污泥还原农田的发展趋势，进行综合研究后决定。
污水再生利用。农村没有太多的中小企业，完全可以实现全生命周期尺度上的资源循环利用，未来需要把每个农村构建成一个资源循环的小社会。
王洪臣介绍，陕西省大荔县就是污水再生利用的典型案例之一。该县所采取的对策为“一村一涝池”，。将全村的水、垃圾统一处理，把“一村一涝池”变成村的资源循环枢纽中心，实现雨污分流，雨水全部进入全村地势最低处的涝池，并作为水源涵养起来，同时通过污水管网将污水引至建于涝池旁的污水处理站，污水经处理后排入涝池。
管理
目前，我国农村污水处理在监管和运维上还存在突出问题。首先，由于建设部门多，监管部门不明确，容易出 现排水设施后续监管不到位的局面。另外，如果存在农村污水处理设施数量多，地点分散的情况，水务、环保部门对其进行全面运行监管难度较大。其次，运行管理人员大多是村内人员， 缺乏污水处理设施管理的专业知识， 难以胜任污水设施的专业系统维护工作。 同时， 农村自 身存在的管理特点， 也给农村污水处理设施工作带来了较大的影响， 容易导致设施管理不到位、运行效率低， 成本较高等问题。
针对这些问题，王洪臣提出了三点管理模式：村落自我管理模式、专业化社会化管理模式、政府或主管部门统一管理模式。
“任何一个好的规划，任何一个好的建设，如果管理不到位都将功亏一篑。”王洪臣指出，我国有250万个自然村，综合农村污水处理的不同方式，如果通过机制创新吸引户、村、镇都积极参与到污水处理工作中，解决农村污水问题是肯定行不通的。
