范彬、王波:探索农村人居环境治理基于农村循环的新路径

04-21 08:09

范彬、王波 发布中国农业、农村和农民



目前,农村生活环境治理的主流技术路径是达标排放方式。主要标志是安装常规水冲厕所,污水处理在污水管的末端,达到一定的技术标准后再排放到自然环境中。


但是,达标排放模式存在两个缺陷。第一,建设和运营直接经济成本高,尤其是在居住相对分散的农村地区。为了满足我国目前大部分农村经济承受能力,建设成本至少要降低到目前水平的1/3,运营成本降低到1/5甚至1/10。第二,资源环境成本高,主要体现在水、物、能耗大、污染物去除不彻底、碳排放量高、资源难以回收利用等方面。而且造成上述缺陷的原因并非目前工艺、设施、设备技术不够先进,而是治污思想的差异。


西方人创造了一个用水冲洗和通过管道排放污水的厕所,最后把自己的粪便扔给大自然。为了消除由此产生的卫生和环境污染,逐渐形成了现在达标后排放的方式。与其他文明不同,以中国为代表的东方文明早已认识到粪便、尿液等有机生活废物的肥料利用价值,从而产生了几千年的田园循环模式。


在整理田园循环模式的发展过程中,笔者认为,这种模式可以为当前农村改厕、废水、垃圾处理提供新的思路、新的途径。


在历史上,我国是一个农村循环社会,对有机废物进行闭环管理。我国农民将有机生活废物视为具有重要经济效益的资源,催生了相关行业,客观地提高了市政卫生水平,然后才能廉价获得化肥。在传统的生活方式下,不仅人体排泄物,而且人们通过自然积肥将大部分有机生活垃圾、草灰和清洁的灰尘返回现场。人的生活用水量也比较有限,少量用过的水就近泼洒,通过大地的自然循环完成净化。


但是传统农村循环的主要缺点是粪便未经无害化处理,存在传染病的危险。针对这一问题,20世纪80年代以前,中国卫生部门组织开发了多级储物厕所技术,主要包括三格式厕所、双缸厕所、双坑更换厕所等。,并在全国推广,大大降低了肠道传染病的患病率。当前,我国农村地区安装多级储存厕所至少有8000万个,服务人口超过3亿。


多级储物厕所仍属旱厕,便器必须安装在储物容器上方,因此不宜安装在室内。该技术的创新在于将下面的单孔存储容器改造成多级存储容器。粪便在长期储存过程中会产生复杂的物化和生化反应,使有机物发醇腐熟,并对病原生物进行消毒。分类存放的方法可以防止新鲜粪肥混入已成熟的肥料中,确保最终的粪肥经过无害化处理。这一方法在厕所和肥料使用阶段与传统田园循环的实践相似,因而属于改进型传统田园循环模式。


伴随着社会的发展,农村家庭安装了水冲洗 现代化的管道排污厕所需求旺盛。常规的技术方案是安装重力水冲厕所。由于冲刷力和管道输送动力完全依赖于水本身的重力,重力式水冲厕所必须采用充足的清洗水量。我们国家节水型马桶的技术标准是马桶≤5升/次,蹲便器≤6升/次,而成人一次排便体积约400毫升,这意味着粪便应该被稀释10倍以上,不仅失去了肥料的使用价值,而且直接用于浇水,有污染地下水的风险,需要污水处理才能达到排放标准。


现代化改造了改进的传统田园循环模式,关键的技术问题是重新发明一种厕所,可以用少量的水清洗,并且可以通过管道排放污水。充分考虑肥力、粪便无害化处理、上肥对环境二次污染的危险等因素,少水型厕所用水量不得超过1.5升/次。目前,我国市场上出现了各种少水厕所技术,在厕所感觉、维护成本和使用简单性方面可以与重力冲厕所相媲美。少水冲厕所最常见的技术主要是基于真空管道污水排放的原理。另一种是中国科研人员开发的排气管道污水排放技术,集成了少冲洗管道污水排放技术和破碎技术。还可用于收集厨余垃圾,进一步改善家庭生活卫生,突破垃圾分类问题。


现代化的田园循环工艺将生活排放分为有机废液(包括粪便和厨余垃圾)、生活杂物排水和无机废物。高浓度有机废液通过化粪池技术再生为液肥和渣肥。其他生活杂物排水中含有的污染物浓度较低,建议在农村地区进行生态净化处理,达到标准后排放。


现代农村循环模式涉及的处理过程不需要依靠大规模铺设的下水道,适合在农村地区使用。最简单的方法就是一个小系统,农民可以自己管理和使用肥料,这样可以最大限度地降低安装和使用成本。除了应用于每个家庭,还可以提供有组织的集中运营和肥料服务,以满足不同的生活条件和客户需求。


现代田园循环模式相对于达标排放模式,可以降低50%以上的建设成本和60%以上的运行维护成本,每人每年减少160KG的二氧化碳排放。;用有机肥料代替化肥,还可以增加土壤碳汇,减轻农业面源污染,提高农产品价值。


展望未来,基于中国农村循环的传统,利用少水管道污染技术构建现代农村循环模式,可以降低生活环境的治理成本,具有节水、节能、降耗、减排、资源循环等优点。在提高中国农村生活污染控制水平的同时,也有望为人居环境的可持续发展贡献中国计划,值得帮助和推广。


作者:范彬


■ 中国科学院生态环境研究中心研究员


作者:王波


■ 环境部环境规划院副研究员


来源 | 中国环境报 2024-3-28 03版


原题:范彬、王波:探索农村人居环境治理基于田园循环的新路径。


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