哈密市天山北坡農(nóng)村生活污水處理工程研究

郭艷

摘要：目前，中國絕大多數(shù)農(nóng)村生活污水的排放是未經(jīng)處理的，這給農(nóng)村的地表水源造成嚴重的污染。因此，提高農(nóng)村生活污水處理能力已經(jīng)迫在眉睫，隨著水體污染的日趨嚴重，農(nóng)村生活污水處理已經(jīng)提到日程上來。從生活污水凈化沼氣工程的技術(shù)特點和在新農(nóng)村建設(shè)中的作用，提出幾點對策和措施。希望相關(guān)方面能加強對農(nóng)村生活污水處理的重視，從而促進偏遠地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村；生活污水；沼氣工程；哈密市

中圖分類號：F323.22文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2012）18-0061-03

農(nóng)村生活污水面廣量大，治理難度較大，已逐步成為農(nóng)村主要面源污染之一。今年，新疆自治區(qū)各地結(jié)合“新農(nóng)村建設(shè)、整治”工作，需解決生活污水處理問題，然而，在農(nóng)村建立沼氣工程治理農(nóng)村生活污水，是個行之有效的方法。

一、生活污水凈化沼氣工程方興未艾

1.生活污水凈化沼氣工程日趨成熟。20世紀80年代以來，中國各級農(nóng)村能源部門針對中小城鎮(zhèn)生活污水的特點，開始研究利用農(nóng)村家用水壓式沼氣池代替城鎮(zhèn)樓房住宅化糞池，分散處理城鎮(zhèn)生活污水和糞便的技術(shù)，稱為“城鎮(zhèn)生活污水凈化沼氣池”。該技術(shù)由于投資分散、易于建造、可就近處理、不專門占用土地、效果好、易管理、運行不耗能和具有較好的環(huán)保效益等特點，已在不少省、市（特別是南方各省市）得到積極推廣應(yīng)用，收到滿意的衛(wèi)生效果和良好的社會環(huán)保效果，是現(xiàn)今適合中國國情的一條分散處理城市居民生活污水的有效途徑。

2.生活污水凈化沼氣工程技術(shù)特點。生活污水凈化沼氣池是分散處理生活污水的新型構(gòu)筑物，適用于在近期內(nèi)無力修建污水處理廠的中小城鎮(zhèn)，或城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)以外的單位、辦公樓、居民點、旅館、學校和公廁等。冬季地下水溫能保持在5℃～9℃以上的地區(qū)，或在池上建日光溫室升溫可達此溫度的地區(qū)，均可使用該技術(shù)來處理生活污水和糞便。我們通常所說的城鎮(zhèn)生活污水主要具有以下三個特點：一是沖洗廁所的生活污水中含有糞便等排泄物，是多種細菌和寄生蟲的載體和疾病的傳染源；二是生活污水濃度低。其中干物質(zhì)濃度為1%~3%，COD濃度僅為500~1 000mg?觟L；三是生活污水的可降解性較好，BOD5與COD之比為0.5~0.6，適用于厭氧消化制取沼氣。城鎮(zhèn)生活污水凈化沼氣池是根據(jù)生活污水的特點，把污水厭氧消化、沉淀過濾等技術(shù)進行有機結(jié)合而設(shè)計的處理裝置，其性能明顯優(yōu)于普通化糞池。凈化沼氣池各項生化指標均達到《污水綜合排放標準》（8978）的一級現(xiàn)有標準和《糞便無害化衛(wèi)生標準》（GB7959）。并且沼氣池出水中無蚊蠅滋生，每10～12戶家庭生活污水所產(chǎn)生的沼氣，可供一戶用作炊事燃料。

哈密地區(qū)位于中緯度亞歐大陸腹地，屬溫帶大陸性干旱氣候。但由于高大的天山山脈之影響，造成各地氣候差異明顯。地區(qū)全境可劃分為5個氣候帶、共7個氣候區(qū)。大致上，山南干熱，降水極少；山北陰涼，降水稍多。地區(qū)氣候的主要特征是：干燥少雨，晴天多，光照豐富，年、日溫差大，降水分布不均；春季多風、冷暖多變，夏季酷熱、蒸發(fā)強，秋季晴朗、降溫迅速，冬季寒冷、低空氣層穩(wěn)定。因而，在哈密天山北坡，可選用適合寒冷地區(qū)的沼氣池，這種沼氣池是1982年由吉林省農(nóng)科院土肥所研制的，1984年通過省級鑒定。目前，全省共推廣這種池型2 000多個。其主要性能特點是：（1）體積小，效益高。據(jù)調(diào)查，一個2m3的鐵罐沼氣池，一年可使用5~6個月，可節(jié)省柴草3 000~4 000斤，按1斤3分錢計算，價值為90元~120元，同時，可積造優(yōu)質(zhì)肥4噸~5噸（中間換一次料），每噸按5元計算，為20元~25元。每年直接效益為110元~145元，預計二三年可全部收回成本。經(jīng)有關(guān)專家鑒定，可使用十年。（2）密封性能好，池容產(chǎn)氣率高。據(jù)測試，在正常運轉(zhuǎn)情況下，沼氣壓力可達0.5kg~1kg/cm2。6—9月池容產(chǎn)氣率平均可達0.6-0.8m3/日，一個鐵罐池所產(chǎn)沼氣可供五口之家一日三餐用氣和照明。（3）不受季節(jié)限制，可工廠化生產(chǎn)，容易達到標準化、系列化、規(guī)范化的要求。（4）由于這種沼氣池長期處于中溫發(fā)酵狀態(tài)，有利殺死糞便中的蟲卵和病菌。（5）一物兩用。除了用做沼氣發(fā)酵罐外，在草原地區(qū)還可在早春用作抗旱水桶，充分發(fā)揮其效益。

二、生活污水凈化沼氣工程產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要障礙

1.工程技術(shù)標準不統(tǒng)一。該技術(shù)自研究開發(fā)到工程化推廣已二十年，雖然國家建設(shè)部1990年發(fā)文將它列入“八五”科技成果第一批推薦推廣項目，全國城市衛(wèi)生檢查評比標準也將它列為糞便無害化處理裝置在全國推廣。但到目前，除四川等少數(shù)幾個省搞了相關(guān)技術(shù)規(guī)范和地方標準，1990年中國沼氣學會聯(lián)合中國市政西南設(shè)計院出版了給排水試用圖集《生活污水凈化沼氣池》外，國家級的相關(guān)技術(shù)規(guī)范、正式標準圖集還未見出臺。因此，各地在推廣建設(shè)中，出現(xiàn)很多非標準化、不規(guī)范的工作實例，使該項技術(shù)從質(zhì)量到效果很難獲得保證。

2.缺乏必要的技術(shù)研究開發(fā)、工程示范推廣工作經(jīng)費。該項技術(shù)目前僅有農(nóng)村能源主管部門給予少量的研究開發(fā)經(jīng)費扶持，很少得到其他方面的資金注入。事實上，原有技術(shù)裝置已經(jīng)落后于社會的發(fā)展，不能適應(yīng)用戶的需求。長期以來，一些科研、開發(fā)部門由于缺乏經(jīng)費，無法開展研究和實驗工作，使該技術(shù)難于進一步提高完善；工程推廣部門也因無專項示范工作經(jīng)費，抓起來感到力不從心。

3.缺乏強有力的政策導向。目前國家和地方都有城鎮(zhèn)居民生活、生產(chǎn)有機污水排放標準，但由于各種原因，多數(shù)地方在實際管理上不能按要求嚴格到位，有些做法，也僅流于形式。如目前一般與城鎮(zhèn)居民住宅樓房配套建設(shè)的“格式化糞池”，依現(xiàn)在居民生活水平，按標準建造就已難適應(yīng)環(huán)保需要，可相當部分建筑商為節(jié)省投資，還在有意減小容積和降低標準。污水凈化沼氣池處理效果雖好，由于造價略高于“格式化糞池”，又沒有相關(guān)的政策扶持，很難得到建設(shè)單位認可和建筑商的青睞。

三、農(nóng)村生活污水凈化沼氣工程發(fā)展對策分析

實踐表明，農(nóng)村生活污水凈化沼氣工程是一種投資少，效果好的小型分散化處理污水技術(shù)，在當前農(nóng)村無力建設(shè)集約化污水處理廠的情況下，是農(nóng)村地區(qū)生活污水處理的最佳選擇。以下提出對策：

1.加強領(lǐng)導，加大宣傳力度，進一步提高人們的能源環(huán)保意識。要真正實現(xiàn)農(nóng)村生活污水凈化沼氣池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，首先要切實加強領(lǐng)導，各級政府應(yīng)把農(nóng)村生活污水凈化沼氣工程建設(shè)內(nèi)容納入新農(nóng)村建設(shè)和發(fā)展規(guī)劃，通過經(jīng)濟杠桿的調(diào)節(jié)和政策的傾斜來引導和鼓勵建設(shè)單位投資開發(fā)和建設(shè)生活污水凈化沼氣工程；其次要加大宣傳力度，各級業(yè)務(wù)主管部門應(yīng)積極通過各種途徑，如新聞媒體、技術(shù)講座、組織交流研討，興建樣板示范點等，對農(nóng)村生活污水凈化沼氣池進行廣泛、持久的宣傳，努力提高人們對該工程的認可度、推廣度，吸引更多的民間資金注入工程技術(shù)的研究、開發(fā)和示范推廣工作。

2.規(guī)范和完善農(nóng)村生活污水凈化沼氣工程推廣管理體制。由于生活污水凈化沼氣工程是中國農(nóng)村能源主管部門和沼氣科研機構(gòu)開發(fā)并命名的，長期以來主要是靠各級農(nóng)村能源主管部門在宣傳生活污水凈化沼氣技術(shù)在農(nóng)村環(huán)衛(wèi)建設(shè)中的地位和作用，而建設(shè)、環(huán)保、衛(wèi)生等部門略顯被動。實事上，該工程的規(guī)范、建設(shè)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展與上述各部門緊密相關(guān)，須得到他們的認同、配合和支持。因此，各部門應(yīng)本著“求真、務(wù)實，有利于工作開展和管理”的原則。明確分工，確定職能部門和協(xié)作部門，實現(xiàn)職能到位，各司其職，各負其責，密切合作，切實為當?shù)鼐用褶k實事，共同促進農(nóng)村生活污水凈化沼氣工程的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

3.完善工程技術(shù)工藝，盡快出臺國家或行業(yè)技術(shù)規(guī)范和標準。目前，各地推廣的“農(nóng)村生活污水凈化沼氣工程”池型結(jié)構(gòu)五花八門。各種工藝流程也缺乏嚴格的科學依據(jù)。建議由國家主管部門適時組織安排召開專項技術(shù)研討會。召集各地有經(jīng)驗的技術(shù)人員和管理人員參加；同時在研討會的基礎(chǔ)上組成專家組，專門研究編制出適應(yīng)新農(nóng)村建設(shè)需要的標準圖集以及相關(guān)的技術(shù)規(guī)程、規(guī)范，以利早日進入建設(shè)領(lǐng)域普及推廣。

4.開展技術(shù)培訓，抓好試點示范。生活污水凈化沼氣池技術(shù)是一個系統(tǒng)工程，涉及到建設(shè)、生物、環(huán)衛(wèi)等多項技術(shù)。設(shè)計、施工和建后物業(yè)管理部門的技術(shù)人員應(yīng)參加各級農(nóng)村能源主管部門組織的技術(shù)培訓，實行資質(zhì)化管理。另外，為使該技術(shù)能在全國范圍內(nèi)樹立新形象，利于工程推廣普及，建議國家有關(guān)部門在全國不同區(qū)域的中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)建設(shè)一批標準的示范點。

四、農(nóng)村生活污水凈化沼氣工程案例——西藏“溫室＋沼氣”模式破解寒冷地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展難題

中國許多地區(qū)在沼氣池建設(shè)和推廣過程中面臨冬季氣溫較低不利于原料發(fā)酵問題，西藏通過對高寒條件下農(nóng)村沼氣建設(shè)模式的不斷試驗，探索出了“溫室＋沼氣池”的能源生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，節(jié)省了用能開支，避免了取柴對生態(tài)環(huán)境的破壞，同時使農(nóng)民達到了增產(chǎn)增收的目的。

發(fā)展農(nóng)村沼氣需破解寒冷地區(qū)半年閑問題，西藏自治區(qū)有２８０多萬人，其中農(nóng)牧民約占８０％。長期以來，農(nóng)牧民一直用木柴、草皮、干牛糞來生火，不僅耗費了大量勞動力，而且在一定程度上使青藏高原原本十分脆弱的生態(tài)環(huán)境進一步惡化。面對農(nóng)村以柴草為主要構(gòu)成的傳統(tǒng)能源利用模式的弊病，利用農(nóng)村方便的原料開發(fā)和推廣清潔能源沼氣已迫在眉睫。但是，由于中國一些地區(qū)冬季氣溫較低，很難達到適宜原料發(fā)酵的溫度，沼氣池在冬季產(chǎn)量非常小，因此在沼氣池建設(shè)和推廣過程中面臨半年使用半年閑的難題，建有沼氣池的農(nóng)戶不得不備兩套爐具，一些農(nóng)戶因此建設(shè)沼氣池的積極性不高。

為了破解沼氣在寒冷地區(qū)建設(shè)的難題，近年來，西藏積極開展農(nóng)村戶用沼氣在不同地區(qū)、不同氣候、不同原料環(huán)境條件下的試驗、示范和技術(shù)推廣，探索出了適合冬季寒冷地區(qū)特點的“溫室＋沼氣池”的能源生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。

在這種模式下，溫室大棚不僅保證了沼氣池全年都可以發(fā)酵出氣，從而節(jié)省用能開支和保護生態(tài)環(huán)境，而且大棚里養(yǎng)殖畜禽，在改變冬季畜禽御寒導致能量損失過大、難以增肥的狀況同時，產(chǎn)生的糞便又給沼氣池提供了原料。此外，大棚里種植蔬菜等可以充分利用沼氣池發(fā)酵后的沼渣、沼液作為高效肥料，不僅可以減少化肥支出，又可以促使蔬菜等作物增產(chǎn)。

“溫室＋沼氣”模式克服氣溫制約打造循環(huán)高效農(nóng)業(yè)近年來，西藏通過推廣“溫室＋沼氣”能源生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，農(nóng)村戶用沼氣建設(shè)已經(jīng)從單一追求能源效益發(fā)展到以沼氣為紐帶、集種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)為一體的生態(tài)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟模式，在促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展以及農(nóng)牧民增收等方面發(fā)揮了重要作用。

“溫室＋沼氣”的能源生態(tài)農(nóng)業(yè)模式首先是要在沼氣池上建一座溫室大棚，從而使建在寒冷地區(qū)的沼氣池即使在冬天也能提供適宜的發(fā)酵溫度，同時配套完成改廁、改圈、改廚 工作。該模式的基本要素是：建設(shè)一個坐北朝南長度為10米~50米的溫室大棚，在溫室大棚內(nèi)部或相鄰的西側(cè)、東側(cè)或北側(cè)建一個畜禽舍和一個廁所，畜禽舍和溫室下部建造一個8~10 立方米的沼氣池。該模式中溫室大棚的作用是為沼氣池、畜禽、溫室內(nèi)的農(nóng)作物提供適宜的溫濕度條件，從而改變過去沼氣池半年使用半年閑且冬季極易凍壞的弊病，達到全年正常發(fā) 酵產(chǎn)氣的目的，同時大棚里還可以從事畜禽養(yǎng)殖和蔬菜種植，實現(xiàn)增產(chǎn)增收。

高寒地區(qū)能源生態(tài)農(nóng)業(yè)模式有效促產(chǎn)增收實踐證明，西藏地區(qū)“溫室＋沼氣”能源生態(tài)農(nóng)業(yè)模式是適合寒冷地區(qū)特別是高寒地帶的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的沼氣生產(chǎn)模式，它以溫室大棚為紐帶，將沼氣池、畜禽舍、廁所、溫室大棚組合在一起，構(gòu)成能源生態(tài)綜合利用體系，在很大程度上解決了高寒地帶氣溫較低、氣壓低和晝夜溫差大等影響沼氣建設(shè)的難題，從而達到在同一塊土地上，實現(xiàn)產(chǎn)氣、積肥同步，種植、養(yǎng)殖并舉，有效緩解了農(nóng)民生活用能的缺乏，改善了農(nóng)村衛(wèi)生環(huán)境，保護了高原 脆弱的生態(tài)，促進了當?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)的循環(huán)發(fā)展。

首先，從產(chǎn)氣量帶來的收益看，一座8~10立方米沼氣池全年產(chǎn)沼氣320~400立方米，可解決3~5口人農(nóng)戶10~11個月的生活用能。1立方米沼氣相當于0.5公斤液化氣，每公斤液化氣3.2元，350立方米沼氣可節(jié)支1 120元。其次，從養(yǎng)殖業(yè)收益看，按每戶年均出售生豬2~4頭、每頭220斤、每斤4元 計算，每戶可獲得1 760元~3 520元的毛收入，除去每頭生豬大約500元的成本，受益農(nóng)戶可增加收入760元~1520元。第三，從種植業(yè)收益看，利用沼液種植蔬菜，可使黃瓜增產(chǎn)30%、芹菜增產(chǎn)23%、 西紅柿增產(chǎn)20%以上。每座50平方米左右溫室大棚可以年產(chǎn)蔬菜1 000斤，按每斤蔬菜平均價格1.5元計算，可為受益農(nóng)戶增加收入1 500元。最后，一座8~10立方米沼氣池每年還可為受益農(nóng)戶節(jié)約農(nóng)藥、化肥開支約600元~850元。使用沼肥能使糧食作物、經(jīng)濟作物和果樹增產(chǎn)，其增產(chǎn)幅度一般在5%~20%，而生產(chǎn)出來的綠色有機食品價格高于普通食品10%~20%。用沼液浸種，還可提高種子發(fā)芽率、成苗率以及抗病能力等。

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