我國建制鎮生活污水處理技術標準研究

　　摘要:建制鎮是新型城鎮化與鄉村振興協調發展的重要載體。研究統計結果數據顯示,我國10000~100000人口規模的建制鎮數量占全國總建制鎮數量的90.92%。建制鎮污水產生量則呈現橄欖型分布,且具有較強的地域性:產生量<1000m3/d的建制鎮數量比例為13.12%,主要處在西部地區;產生量為1000~5000m3/d的建制鎮數量為71.03%,均勻分布在中東部地區;產生量>5000m3/d的建制鎮數量為15.85%,地處東部地區。直接套用城市污水處理的相關排放、設計與處理技術標準等“一刀切”方式,使得建制鎮污水處理及長效運行面臨嚴峻挑戰。因此,以城鄉融合發展為指導思想,明確不同區域建制鎮污水的產生特征和規模界定范圍,通過不同規模與不同排放去向建立建制鎮污水分級分類的排放標準,因地制宜進行建制鎮污水處理設施的技術路線選擇,建立符合我國城鄉融合發展進程的建制鎮污水治理技術標準化體系對于加快推進新型城鎮化與鄉村振興戰略中的人居環境改善具有重要意義。

　　關鍵詞:建制鎮;生活污水;處理技術;標準;城鄉融合

　　0 引言

　　2020年我國建制鎮污水處理設施數量已達到1.14萬個,排水管網長度19.8萬km,日處理能力2740萬 m3。但與城市污水處理相比,建制鎮污水治理依舊相對滯后,不同地區建制鎮污水處理率差異較大(10.13%到99.70%)[1]。新型城鎮化與鄉村振興成為解決城鄉發展不平衡、農村發展不充分問題的“雙輪驅動”[2]。建制鎮與縣城是新型城鎮化與鄉村振興協同發展的重要抓手與載體,發揮著承上啟下的重要作用[3-4]�！�“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》[5]明確提出,“到2025年,全國城市生活污水集中收集率力爭達到70%以上;縣城污水處理率達到95%以上;水環境敏感地區污水處理基本達到一級 A排放標準;到2035年,城市生活污水收集管網基本全覆蓋,城鎮污水處理能力全覆蓋,城鎮污水得到安全高效處理,全民共享綠色、生態、安全的城鎮水生態環境”。達到這一目標的重要基礎之一就是要構建完整的建制鎮污水治理體系。我國幅員遼闊,自然、經濟、社會區域差異顯著,建制鎮規模眾多。

　　一方面建制鎮生活污水在水質、水量和處理工藝、排放要求等方面與城市和農村均存在著一定差異,同時各建制鎮之間也不盡相同�！秶�家標準化發展綱要》[6]提出要推進鄉村振興和新型城鎮化標準化建設,因此在鄉村振興和新型城鎮化背景下,針對建制鎮污水產排特征,明確建制鎮污水的規模界定范圍,因地制宜地對建制鎮這類處理規�？缍认鄬�較大、水質水量波動相對較強的生活污水確定適宜的資源化與處理技術標準,逐步推進建制鎮污水的處理規劃、設施建設、運行管理等專有規程與標準的制定,從而規范、引導和推動行業健康發展,建立符合我國城鄉融合發展進程的建制鎮污水治理體系。

　　1 建制鎮生活污水處理與技術標準現狀

　　1.1 我國建制鎮生活污水的產生特征污水產生量是污水處理的基礎特征,其人口數量存在很大相關性,決定了工藝路線和運行管理模式的合理性。近年來隨著我國城鎮化速度的加快,建制鎮數量在快速發展。截至2020年底[7],全國建制鎮建成區戶籍人口數為1.66億人。根據國家統計局《2019中國縣域統計年鑒》[8],對我國現有行政區劃范圍內(不含香港、澳門、臺灣)共21125個建制鎮人口數量進行了統計分析,我國建制鎮人口規模主要集中在10000~100000人口規模區間,其數量占到全國建制鎮數量的90.92%:低于10000人口規模的建制鎮占全國比例為5.9%,主要分布在四川、甘肅、陜西、西藏、新疆、內蒙古和黑龍江。

　　而高于100000人口規模建制鎮的數量占全國的比例為3.18%,主要分布在廣東、廣西、安徽、江蘇、湖北、山東、湖南。不同人口規模的建制鎮數量分布一方面受經濟、氣候等因素影響,同時也與我國人口密度分布也存在著一定相關性。建制鎮的生活污水產生量與地理環境因素、區域經濟水平、氣候特點和個人用排水等因素相關。根據國家《第二次全國污染源普查生活污染源產排污系數手冊》[9]中不同地區的產污系數和折污系數,獲得全國建制鎮污水日產生量的建制鎮數量統計分布。

　　污水日產生量分為 4 個規模等級:0~500、500~1000、1000~5000及5000m3/d以上。排放量為0~1000m3/d的建制鎮數量占全國數量的13.12%,主要集中在新疆、西藏、青海、四川等我國中西部和東北地區;污水日產生量在1000~5000m3/d的比例為71.03%,其中1000~2000m3/d的建制鎮比例為25.87%,2000~3000m3/d的建制鎮比例為21.46%,3000~4000m3/d的建制鎮比例為14.38%,4000~5000m3/d的建制鎮比例為9.32%;這些建制鎮主要分布在四川東部、重慶、湖南、湖北、安徽等我國中部與東部地區。而污水日產生量在5000m3/d以上的建制鎮數量占全國比例為15.85%,這些大污水產生量的建制鎮集中在江蘇、浙江、廣西、廣東、福建等東部沿海地區。

　　從以上結果不難看出,我國建制鎮污水產生量基本呈現橄欖型分布,且具有較強的地域性和規模性特點。小規模產生量的建制鎮污水更為接近農村分散型污水水量特征,且周圍環境具有較強污水資源化需求的西部地區。而大規模產生量的建制鎮污水特征更為接近城市污水,周圍環境多為水質型缺水或敏感地區,而地處經濟發達地區可以為滿足高標準城鎮污水排放及城市水回用提供較強的經濟與技術基礎。因此,通過對我國建制鎮人口和污水產生量的統計與分布分析,可以初步明確建制鎮污水的產生特征和規模界定范圍。

　　1.2 建制鎮生活污水的處理現狀圖1顯示了2020年我國省級行政區劃內建制鎮的生活污水處理情況[1]。一方面,建制鎮污水處理均呈現出較大的地區差異:江蘇、福建、重慶、山東等地區的建制鎮污水處理率排名前列,最高接近100%;而海南、西藏、內蒙古、黑龍江等地區的建制鎮污水處理率則相對較低,從10%至26%。要完成農村人居環境整治提升五年行動計劃,必須遵照分區分類推進治理的思路,鎮村統籌,以鎮帶村,充分發揮出建制鎮在鄉村振興中的關鍵節點與領頭覆蓋作用。

　　1.3 建制鎮生活污水排放標準的執行現狀對全國1155座已建成建制鎮污水處理廠執行的排放標準情況進行了調查,結果如圖2所示,并根據建制鎮污水處理規模將其劃分為三類:Ⅰ 類:<1000m3/d;Ⅱ 類:1000~5000m3/d;Ⅲ 類:>10000m3/d。52%的建制鎮污水處理廠執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級B標準,39%的污水處理廠執行一級 A標準,兩者共計91%;其余大多執行 GB18918-2002中的二級和三級標準,或其他地方標準。從不同處理規模的具體執行排放標準情況來講:1000m3/d以下的建制鎮污水廠執行一級 B 標準的占到了62%,執行一級 A 標準有27%;在1000~5000m3/d的建制鎮污水廠中執行一級 A和一級B的比例為44%和47%;在>5000m3/d以上污水廠執行一級 A和一級B標準的比例分別40%和50%。

　　建制鎮污水主要產生范圍是在5000m3/d以下,集中在1000~5000m3/d;絕大多數處理設施是執行城鎮污水處理廠的一級B和一級 A 排放標準。建制鎮污水的產排規律接近農村污水,周圍環境也更接近自然與農業環境,具有更強烈的污水資源化需求。因此建制鎮污水處理“一刀切”地采用城鎮污水處理排放標準,特別是一級 A 標準,并不符合“因地制宜、分類施策”的目標,同時對后續工藝路線選擇、運維成本帶來一系列的技術與經濟影響。2018年《關于加快制定地方農村生活污水處理排放標準的通知》(環辦水體函〔2018〕1083號)[10]發布,我國各省、市自治區均根據通知精神分別制定了省內農村污水的分級分類排放標準,建制鎮污水的排放標準應借鑒農村污水的成功經驗,根據本地水資源稟賦、水環境承載力、發展需求和經濟技術水平等因素進行分級分類治理。

　　1.4 建制鎮污水處理技術與相關規范的使用現狀目前建制鎮污水處理使用的相關技術標準主要為住建和環保部門頒布的兩個行業標準(表1),與成套的城市和農村標準相比,建制鎮相關內容依舊偏少,在工藝選擇、污水收集、運行維護等方面容易出現運行不穩定、出水水質不達標等現象。對全國1155座建制鎮污水處理廠采用的主要處理工藝進行了詳細調查(圖3)。建制鎮污水處理廠目前主要使用的處理工藝包括:針對一級 A排放標準的厭氧/缺氧/好氧(AAO)脫氮除磷工藝、針對一級B以下排放標準的活性污泥法(包括 AO 法、SBR、氧化溝等相關處理工藝及其變形形式)、接觸氧化法(生物濾池)、土地處理和氧化塘等[13]。

　　在處理規模<1000m3/d的污水處理工藝中以生物濾池和活性污泥法為主,但還存在13%比例的 AAO 工藝;在1000~5000m3/d的范圍內,接觸氧化法的比例有所下降(37%降至20%),活性污泥法的比例大幅上升(67%),AAO 工藝比例有所上升(16%);隨著污水處理規模的持續增加,AAO 工藝比例逐漸升高,在>10000m3/d的規模范圍內達到36%,在實際運行中工藝選擇與執行排放標準不匹配的情況又比較普遍:一方面在1000~5000m3/d內執行一級 A標準的平均比例接近50%,而具有嚴格脫氮除磷能力 AAO 工藝的使用比例卻相對較低,在<1000m3/d規模設施執行一級 A排放標準使用,工藝對回流、厭氧/缺氧條件、能耗的嚴格要求使得小規模建制鎮污水處理廠能否具有長效穩定處理能力和獲得可持續運行能力資金支持面臨較大挑戰。同時值得注意的是,由于執行較高排放標準,大多數工藝路線(如 AAO法和部分活性污泥法)是以高能耗方式去除污水所合氮磷元素。

　　因此,按照“衛生需要、環境需要、資源化需要”準確規劃定位建制鎮污水處理廠功能前提下,其處理工藝的選擇與采用迫切需要專門針對建制鎮污水相關處理技術規程的指導與管理,使工藝與建制鎮污水處理的真正規模相匹配,真正滿足“污水處理資源化利用新格局”排放標準的要求。影響建制鎮污水處理廠正常運行的另一個重要原因是污水收集。設施的處理規模依據污水產生量進行設計,但實際處理量卻受限于管網。由于鎮、村生活污水處理領域缺乏管網的建設與運行管理標準,造成管網建設落后且建成管網收集率不高,雨污混流現象突出;一些鎮村管網采用城市標準建設,在水量小、波動大的條件下容易成為“沉淀池”造成管網堵塞。目前,小城鎮污水處理設施的平均負荷率約為60%,有近一半的省份建制鎮污水處理率低于35%,導致污水處理廠長期“吃不飽”,無法按設計要求正常運行,成為“曬太陽”工程。

　　因此,有必要制定鎮村生活污水收集系統的設計、施工及運行管理規程,以保證生活污水的應收盡收與設施的正常運行。同時,已建設施運管能力不足,長效保障欠缺等因素使得鎮、村污水處理設施無法完全發揮自身的環境改善作用。如何保障建設與后續運行質量是建制鎮與農村污水治理同時面臨的重要難題。在分散型污水處理技術工藝中一體化及撬裝式正在成為建制鎮污水處理設施和農村生活污水處理設備的重要實現形式。但市場內的設備普遍存在產品設計規范性低,一體化處理設施運行及管理中低穩定性和難持續性等現象頻發。應該盡快研究確定適合我國鎮、村污水小型設備穩定運行材質、性能評估的標準方法,不僅可為當前各項繁雜技術的比對提供統一客觀依據,更重要的是為鎮村小型設施的長效穩定運行提供有力的專業保障。

　　2 “十四五”建制鎮生活污水處理技術標準體系建議建制鎮是推動公共服務向農村延伸的重要節點。相比較而言,我國城市污水處理技術標準體系通過近三十年的建設已經日趨完善;“十三五”期間以因地制宜策略建立各省農村排放標準為標志性事件的農村污水標準體系建設也逐漸走上快車道;而處于兩者銜接地位的建制鎮污水則處于相對空白區域,亟需定位準確、內容恰當的標準體系進行覆蓋。精準聚焦建制鎮污水處理,在明確其污水產排規律、處理與運維現狀的基礎上,牢牢秉持建制鎮污水是城鄉污水統籌治理關鍵節點的認識,通過內容覆蓋準確的標準體系規范作用,引導建制鎮污水解決目前從管網建設到設施運維的具體問題,真正發揮鎮級污水處理設施在技術上對城市污水承接、在運維上對農村污水引領的統籌銜接作用,實現建制鎮污水處理的高質量發展、可持續發展。

　　2.1 以資源化為導向、分級分類管理的建制鎮污水排放標準目前,調研案例中90%的建制鎮污水處理設施執行 《城 鎮 污 水 處 理 廠 污 染 物 排 放 標 準》(GB18918—2002)中的一級 A、一級B標準。而建制鎮作為鄉之頭、城之尾,其周邊存在著復雜水環境,與城市水環境具有較大差異,既存在資源化的農業灌溉需求,也有因為特殊地理因素形成的水質敏感區,具有不同層次的水利用途徑。在國家大力提倡水資源就地、就近回用前提下,根據實際情況因地制宜地對建制鎮污水處理設施的出水排放進行分級分類的排放標準制定,指導后續具體工藝技術路線選擇與未來運營管理模式[14]。

　　根據我國建制鎮污水的產生分布特征,同時借鑒發達國家(如歐盟城市污水處理法規(UWTD))根據設施規模和所處位置確定排放標準的經驗,有必要針對處理規模在5000m3/d以下的建制鎮生活污水提出分級分類管理的排放要求,例如,除重點流域及特殊敏感水域的特殊要求外,要根據處理規模及資源化要求等確定建制鎮污水的排放水質標準:①當建制鎮污水產生量<500m3/d,其處理設施出水應執行當地的農村污水排放標準;②當建制鎮污水產生量在500~1000m3/d時,其處理出水應參考當地的農村污水排放標準,而在嚴重缺水地區,污水處理應與資源化利用結合;③當建制鎮污水產生量在1000~5000m3/d時,要根據不同的排放去向(達標排放、城市再生水回用、農村地區的資源化利用)執行不同的排放標準;④當產生量>5000m3/d時應執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)或更為嚴格的排放標準。

　　2.2 區域統籌的建制鎮污水處理規劃區域統籌是全面保障鎮、村生活污水長效治理的根本方法,作為引領建制鎮污水設施建設與管理的規劃,要明確“有條件的地區推行城鄉污水處理統一規劃”的指導思想,在具體規劃中要將建制鎮生活污水治理納入縣域污水處理的“四個統一”中去,以縣(市、區)為單位推進區域生活污水治理:以縣域或流域為單元,統一規劃建制鎮污水處理,廠-網河、縣-鎮-鄉-村統籌,廠網并重;要明確管網建設與污水處理能力的相互耦合,明確建制鎮污水收集的近、中、遠三期目標與相應工作內容,推進建制鎮污水治理工作的有序開展;注重環境敏感區域,因地制宜選擇恰當排放標準與適宜處理技術,注重污水資源化和氮磷資源循環利用,推行污水處理設施建設運行一體化,強化設施運行維護保障。通過制定建制鎮污水處理設施建設規劃技術指南,指導地方編制污水處理規劃中以生態修復保護和環境景觀建設等手段貫徹低碳生態理念,完善建制鎮污水處理的設計、施工、評價、驗收的統一技術標準規范。

　　2.3 建制鎮生活污水適用處理技術標準建制鎮污水處理技術標準是我國城鎮污水處理體系的重要組成部分,應與城鎮污水和農村分散型污水處理技術內容進行有機銜接,同時對建制鎮污水處理設施建設和后續運行維護能夠起到規范與引導作用。所以需要針對建制鎮污水的產排特征,按照不同處理規模建立對應的建制鎮污水處理技術規程,根據排水去向、住戶集聚程度的基礎上,統籌考慮了當地經濟承受能力、區域水環境保護與資源化利用要求、后續運行維護能力等關鍵因素后,因地制宜地選擇與處理規模和可能執行排放標準相匹配的處理模式,真正解決目前直接套用城市污水處理技術造成建制鎮污水運行不穩定、污水資源化利用率低的實際問題。在技術工藝上,建議以處理規模為主要依據,同時結合《農村生活污水處理工程技術標準》(GB/T51347-2019)及《室外排水設計標準》(GB50014-2021)中相關工藝適宜的處理范圍進行因地制宜的技術選擇(表2),并在標準中規定相應的適宜參數[15-16]。

　　2.4 運行維護標準以“統一管理”的思想構建縣域范圍的建制鎮污水處理設施運維模式:縣域范圍內建制鎮污水的運行維護不僅僅只包括建制鎮,要在區域范圍內通過建制鎮污水處理設施的“以點帶面”,覆蓋相應范圍的農村分散型污水處理設施的運行維護;通過提升運行管理的信息化程度與專業化運維水平,創建、發展建制鎮污水處理運行管理的新技術和新模式,保證縣域范圍內全部生活污水處理設施的穩定達標運行。內容應該包括:①需要對管理人員進行再培訓,提升管理人員的管理水平及專業技術能力;②針對建制鎮污水處理,開展污水收集管網摸底排查,建立完善相應的管網信息系統;③逐步實現對設施運行過程的遠程監控、信息采集、系統智能調度、事故智慧預警等功能。

　　污水處理論文：集中將紡織業的污水進行處理

　　3 結語

　　建制鎮污水治理體系與城市污水、農村污水治理體系在污水的產生規模與分布、污水排放標準與處理技術選擇、設施長效運行維護等方面確實存在著較大差異。從城鄉融合發展角度,亟待建立以縣城及建制鎮污水處理設施為支撐點,鎮鄉村一體化的污水治理技術、模式、管理機制。因此建制鎮污水應該盡快推進生活污水處理標準化體系建設,建立涵蓋從規劃到建設、運行、監管全過程的技術標準化體系,確立完整的具有不同分類管理特征的建制鎮污水治理與管理模式體系。從科學規劃到高效組織,全面考慮鎮村水、土、氣、生、景觀等要素的協同建設;加強相關機制制度政策創新與探索,最終形成包括技術模式、管理機制和制度政策實施與保障的綜合體系;在完善污水收集及處理相關技術路線選擇、相關設施建設質量控制、運行維護等準體系的基礎上,提升引導鎮村污水處理行業的規�；�、產業化與標準化發展,提升鎮村污水治理工作的整體水平,完成城鄉融合發展、新型城鎮化的建設目標。

　　參考文獻

　　[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部 中國城鄉建設統計年鑒2020[M].北京:中國統計出版社,2021.

　　[2] 國家發展和改革委員會.國家發展改革委關于印發《2020年新型城鎮化建設和城鄉融合發展重點任務》的通知 (發改規劃〔2020〕532號)[EB/OL].(2020-04-09)

　　[3] 鄭子青.就近城鎮化應成為推進新型城鎮化的重要方向[J].人民論壇,2021,9:82-84.

　　[4] 湯放華,湯慧.小城鎮城鄉統籌發展與一體化發展對策研究[J].山西建筑2020,46(1):1-2.

　　[5] 國家發展和改革委員會.關于印發《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》的通知 (發改環資〔2021〕827號)[EB/OL].(2021-06-11)

　　[6] 新華社.中共中央 國務院印發 《國家標準化發展綱要》.[EB/OL].(2021-10-10).

　　[7] 馮長春.“新格局”下小城鎮發展探討[J].小城鎮建設,2021,39(11):5-11.[8] 國家統計局農村社會經濟調查司.《中國縣域統計年鑒(縣市卷)-2019》[M].北京:中國統計出版社,2020.

　　作者：齊 嶸1 張 斌1,2 榮月靜1,2 鐘 慧1 嚴 巖1 劉俊新1 魏源送1 楊 敏1

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