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鄉(xiāng)村污水治理的技術(shù)決策問題
存在多個層次的技術(shù)決策問題，技術(shù)形式非常龐雜，如何選擇技術(shù)既是一項具體工程需要解決的問題，也是**對技術(shù)應(yīng)用進行指導(dǎo)、并對技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行規(guī)劃和引導(dǎo)所要解決的核心問題。
總體而言，生活污水在技術(shù)上屬于**容易處理的一類污水。目前鄉(xiāng)村污水治理基本不存在不可克服的技術(shù)性難題。我國科技人員從事鄉(xiāng)村污水治理的研究基本上與世界同步，并且在鄉(xiāng)村污水治理上也幾乎沒有**間的技術(shù)封鎖問題。
我國在鄉(xiāng)村污水治理方面所面臨的產(chǎn)業(yè)支撐能力不足的問題，可以歸結(jié)為產(chǎn)品與服務(wù)質(zhì)量不合格、性價比差，其中裝備制造水平差**當(dāng)其沖。我國目前具有鄉(xiāng)村污水治理產(chǎn)品制造能力的公司非常多，全世界幾乎所有的鄉(xiāng)村污水治理技術(shù)在我國都能找到生產(chǎn)的廠家，普遍規(guī)模小、質(zhì)量控制水平差。
導(dǎo)致這一現(xiàn)象的關(guān)鍵原因，一是市場發(fā)育不良，二是技術(shù)應(yīng)用缺乏引導(dǎo)，三是技術(shù)應(yīng)用缺乏監(jiān)管，造成劣幣驅(qū)逐良幣。在市場經(jīng)濟背景下，產(chǎn)業(yè)支撐能力是由技術(shù)應(yīng)用的市場所決定。市級以下政府單位(包括村委會)幾乎是鄉(xiāng)村污水治理市場的**買方。在即將開展的大規(guī)模鄉(xiāng)村污水治理中，**通過對技術(shù)應(yīng)用進行指導(dǎo)，并輔之以一定的產(chǎn)業(yè)政策，可以迅速、**地構(gòu)建我國鄉(xiāng)村污水治理的產(chǎn)業(yè)支撐能力.
鄉(xiāng)村污水治理技術(shù)的總體架構(gòu)
污水治理的主體技術(shù)是指排水和污水處理的設(shè)施技術(shù)及其運行維護的技術(shù)，總體架構(gòu)如下圖所示，其中包含了5個層次的技術(shù)路線選擇問題。
衛(wèi)生模式是指對生活污染物投放和處理處置的方法，有傳統(tǒng)衛(wèi)生模式、水沖衛(wèi)生模式和資源化衛(wèi)生模式三種形式。
傳統(tǒng)衛(wèi)生模式是指在非管道供水的生活方式及傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式下人們所采取的糞尿等主要生活廢棄物的投放與處理處置的方式。傳統(tǒng)衛(wèi)生模式在不同的自然條件和文化習(xí)俗等背景下可能有不同的表現(xiàn)形式，但總體上是以糞尿及生活垃圾的簡易投放(傳統(tǒng)旱廁、水廁及堆肥)、人工清運和還田為主。隨著近代城市的出現(xiàn)特別是管道供水的普及，傳統(tǒng)衛(wèi)生模式已經(jīng)不適應(yīng)衛(wèi)生健康和生活便利舒適性等的需求，目前僅在落后和偏遠的聚落使用。原則上，在傳統(tǒng)衛(wèi)生模式下尚無開展鄉(xiāng)村污水治理的迫切需求，人居環(huán)境改善的工作重點是糞尿與垃圾的處理處置與管理。
水沖衛(wèi)生模式是當(dāng)前全世界普遍采用的生活(市政)衛(wèi)生模式，其中污水是以水沖廁所、管道排水、污水處理廠(站)、污泥處理處置廠(場)等組成的技術(shù)系統(tǒng)進行治理，垃圾則通過垃圾箱、轉(zhuǎn)運站、填埋場或焚燒廠等組成的技術(shù)系統(tǒng)進行治理。水沖式衛(wèi)生模式是人類生活文明進步的重要里程碑，為衛(wèi)生健康和人居環(huán)境改善做出巨大貢獻。但是水沖式衛(wèi)生模式一方面將大量糞尿等資源廢棄，另一方面為應(yīng)對污染問題又不得不消耗大量的能源和資源對污水和垃圾進行處理，因此被認為是不符合可持續(xù)發(fā)展要求的衛(wèi)生模式。目前世界各國均在開發(fā)更可持續(xù)的新型生活衛(wèi)生技術(shù)，其中資源化的衛(wèi)生技術(shù)被認為**有發(fā)展前景。
綜合現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展和我國鄉(xiāng)村污水治理的需求，筆者提出了區(qū)域資源化衛(wèi)生系統(tǒng)模式(如下圖)。該技術(shù)系統(tǒng)須基于區(qū)域范圍的“統(tǒng)一管理、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運行”的原則實施，將主要生活污染物的收集和處理分為雜排水、生物性廢棄物和非生物性垃圾三個平行的物流過程，其中雜排水和非生物性垃圾仍采用常規(guī)收集排放與處理處置技術(shù)，生物性廢棄物的收集和處理處置由區(qū)域生物資源再生利用系統(tǒng)完成。區(qū)域生物資源再生利用系統(tǒng)由村組收集系統(tǒng)、區(qū)域生物資源再生中心和生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)組成，其中村組收集系統(tǒng)的任務(wù)是將家庭所產(chǎn)生的主要生物性廢棄物與其它廢棄物(水)分離并收集至村組收集站，村組收集站具備一定的暫存、預(yù)處理、就地利用和中轉(zhuǎn)功能，其中不能就地利用或消化的物料被定期轉(zhuǎn)移至區(qū)域生物資源再生中心進行處理，處理的手段以有機肥生產(chǎn)為主，所生產(chǎn)的有機肥供生態(tài)農(nóng)業(yè)所使用。
針對區(qū)域內(nèi)部發(fā)展的不均衡性，有兩種村組收集的技術(shù)可供選用。一種是真空源分離收集技術(shù)，是在住戶內(nèi)安裝真空廁所和真空廚余垃圾收集器，然后通過室外真空排水系統(tǒng)將收集的物料輸送至村組收集站，這一技術(shù)系統(tǒng)適合在經(jīng)濟條件較好、水電設(shè)施齊全的村落使用。真空廁所和真空廚余垃圾收集器具有用很少量的沖洗水(用水量為常規(guī)用水器具的1/10)將戶內(nèi)污物排出的功能，在衛(wèi)生性、便利性和舒適性等方面可完全達到現(xiàn)代生活文明的需求。對于目前經(jīng)濟條件一般或者水電設(shè)施不齊全的村落，可先基于改良的傳統(tǒng)旱廁、水廁及垃圾投棄設(shè)施，以人工搬運為主將主要的生活污染物轉(zhuǎn)移至村組收集站，待條件成熟后再將村內(nèi)設(shè)施改造為真空收集系統(tǒng)。上述衛(wèi)生系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，除需要良好的設(shè)施技術(shù)外，組建區(qū)域化、**化的運行維護隊伍也是必不可少的條件。
怎么選擇呢
水沖式衛(wèi)生模式是**種具有現(xiàn)代意義的衛(wèi)生排水技術(shù)，產(chǎn)業(yè)技術(shù)成熟，適宜在我國已普及水沖廁所的地區(qū)使用。資源化衛(wèi)生模式代表了未來技術(shù)的發(fā)展方向，產(chǎn)業(yè)技術(shù)上也趨于成熟，應(yīng)在加大科研和產(chǎn)業(yè)支持的基礎(chǔ)上，在我國尚未普及水沖廁所的地區(qū)大力推廣。
排水模式的選擇
在水沖式衛(wèi)生模式下，將多大范圍的污水收集在一起進行處理是鄉(xiāng)村污水治理技術(shù)方案比選時**先需要考慮的問題。集中排水的程度越高，排水管道建設(shè)與運行的單位成本越高，但污水處理設(shè)施建設(shè)與運行的單位成本則可能降低。由于大型污水處理系統(tǒng)與小微型污水處理系統(tǒng)在污水處理要求與技術(shù)特點上有很大不同，習(xí)慣將水沖式衛(wèi)生模式下的排水模式分為集中排水和分散排水兩種方式。
集中排水是目前城市污水治理的主要形式，其特征是通過管網(wǎng)系統(tǒng)將某一大片市政區(qū)域內(nèi)的所有污水統(tǒng)一收集并輸送到一個規(guī)模較大的污水處理廠進行處理。集中排水的優(yōu)點是污水處理廠具有規(guī)模效應(yīng)，小至數(shù)千噸/天、大至百萬噸/天以上，污水處理廠噸水投資和運行成本較低，技術(shù)力量的可配置性強，運行維護相對容易保障，主要缺點包括：(1)管道系統(tǒng)復(fù)雜，投資大，維護困難;(2)處理后出水單點集中排放，對環(huán)境沖擊大，因此污水處理要求高;(3)污水廠處于遠離居住區(qū)的城市下游，再生水回用需要鋪設(shè)第二套管道系統(tǒng)，輸水成本高。
分散排水是以社區(qū)、村落甚至以戶為單位的污水治理方式，按照污水收集的范圍又可以細分為村組處理方式和就地處理方式。前者是以社區(qū)或村落為單位，通過一個小型的管網(wǎng)系統(tǒng)將污水收集并就近設(shè)置污水處理設(shè)施對污水進行處理。后者是單戶或相鄰幾乎居民共用一個污水處理設(shè)施，出戶管道直接接入污水處理設(shè)施，因此可避免管網(wǎng)建設(shè)需求。分散排水的**主要特征是污水收集范圍和處理規(guī)模小，就近處理、就近排放或利用，是一種適應(yīng)分散居住和小型聚落的污水治理方式，可避免因長距離輸水所造成的高額管道建設(shè)投資。其優(yōu)點還包括：(1)處理后的出水可就近排放，補充本地生態(tài)用水;(2)由于污水量小、對環(huán)境的沖擊小、便于利用周邊自然環(huán)境對水質(zhì)進行進一步的凈化，可適當(dāng)降低處理要求;(3)污水處理設(shè)施臨近用戶，再生水回用的輸送成本低。分散排水的主要缺點是：(1)污水處理設(shè)施的單位投資和運行成本較之集中處理廠高;(2)由于處理規(guī)模小，難以單獨配備完整的**技術(shù)力量，運行維護不容易保障。
怎么選擇呢
在通常情況下，選擇何種排水模式主要是依據(jù)經(jīng)濟性的考慮。顯而易見，居住越分散、每米管道造價越高越不利于采取集中程度高的排水方式。我國大多數(shù)鄉(xiāng)村聚落遠離城鎮(zhèn)，聚落規(guī)模小，且彼此間隔距離大，因此鄉(xiāng)村污水治理適宜以分散排水為主。但是，在技術(shù)經(jīng)濟比較的前提下將一部分城鎮(zhèn)周邊的村莊納入城鎮(zhèn)集中排水系統(tǒng)的收集范圍，也是一種重要的鄉(xiāng)村污水治理途徑。
對鄉(xiāng)村排水模式的選擇看似一個簡單的經(jīng)濟比較問題，但在實際工作中卻很不容易獲得正確的答案。**，污水分散處理在我國發(fā)展和應(yīng)用的歷史很短，缺少規(guī)劃設(shè)計技術(shù)規(guī)范，而當(dāng)前的市政規(guī)劃和設(shè)計單位也缺乏經(jīng)驗。第二，管道工程為地下工程，正確的規(guī)劃設(shè)計和技術(shù)經(jīng)濟比較決定于對地質(zhì)條件和地面設(shè)施條件的精準(zhǔn)把握，任何依據(jù)地圖將某一半徑范圍的村莊劃入城鎮(zhèn)集中處理的做法都難免失之武斷。第三，由于我國當(dāng)前所實施的鄉(xiāng)村污水分散處理工程成功經(jīng)驗很少、失敗案例很多，加之分散污水處理市場混亂，產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量堪憂，導(dǎo)致管理者和規(guī)劃人員傾向于采用更加集中的排水方式。第四，在規(guī)劃時對村內(nèi)收水管道建設(shè)難度與建設(shè)成本估計不足。我國鄉(xiāng)村污水治理有很大一部分是對既有村莊進行改造，大多數(shù)老村在實施污水治理工程前已經(jīng)將村內(nèi)外道路硬化和綠化，管道修建工程往往要涉及大量道路和綠化設(shè)施的破壞與恢復(fù)，從而使管道修建的單位成本成倍增長。另外，我國鄉(xiāng)村人口和居住格局并未穩(wěn)定，房屋改建或者村莊遷居可能會導(dǎo)致已鋪設(shè)管道被廢棄。
總體而言我國應(yīng)在鄉(xiāng)村污水治理中重視污水分散處理技術(shù)的應(yīng)用，嚴(yán)格控制工程質(zhì)量，在技術(shù)經(jīng)濟性相同的情況下，建議優(yōu)先采用更分散的污水治理方式，避免無謂的管道工程建設(shè)。發(fā)達**普遍重視分散污水處理。按服務(wù)的人口計，美國在已建成的污水處理設(shè)施中約有1/4采用分散處理，在新建工程中有超過1/3采用分散處理，日本在1960年代后迅速推進鄉(xiāng)村農(nóng)村污水治理，其中90%的鄉(xiāng)村污水治理工程采用就地處理的方式。
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