农村污水和垃圾处理项目运作模式探讨

作者简介：何建雪，河北润扬项目管理有限公司副总经理一、农村生活污染随着农村经济的发展，农村环境问题成为各方普遍关注的现实问题。农村环境污染主要包括水环境污染、生产污染和生活污染。其中生活污染是农村居民日常生活或为日常生活提供服务过程中产生的生活污水、生活垃圾、粪便和空气污染。除生活垃圾外，包括畜禽粪便垃圾和农作物秸秆废弃物的农业生产型垃圾，也是农村垃圾治理的重要领域。本文主要就农村目前亟待解决的生活污水和垃圾处理项目运作的技术路径和模式安排进行探讨，以期抛砖引玉，推动该类项目的实践操作。中国传统的城乡二元化体系导致城市和农村的污水、垃圾处理水平差距较大，2016年城市和县城的生活垃圾无害化处理率达到94%，农村的生活垃圾无害化处理率仅为47%。2016年住建部发布《住房城建建设事业十三五规划纲要》提出，“全面推进农村生活垃圾治理，按照“五有”(有设施设备、有治理技术、有保洁队伍、有监管制度、有资金保障)标准，对符合条件的省份进行验收。建立完善村庄保洁制度，稳定村庄保洁队伍，推行垃圾就地分类减量和资源回收利用，完善农村垃圾收运处置设施设备。逐步放开农村生活垃圾治理环节的经营性项目，推行企业化运行机制。积极推动农村污水治理，继续组织实施好山东、宁夏、吉林、江苏、山西等省级试点和示范县建设，在此基础上梯次推进。因地制宜采取纳入城镇污水管网处理、村组集中处理、分户处理等污水处理方式。推行“统一规划、统一建设、统一运行、统一管理”的农村生活污水城乡统筹治理模式。探索农村污水治理适宜技术，建立农村生活污水处理设施建设和运行维护机制。农村环境污染治理，存在问题主要是：1、设施投入不足，缺乏管理体系。农业废弃物排放量巨大，超过了环境承纳能力，但是农村环保基础设施建设严重不足，缺乏有效的管理体系，污水收集困难，垃圾分类制度需要进一步推广和落实，垃圾收运处理体系的建设质量和效益明显不足。2、生活污染治理技术路线不明确。由于区域特点的不同，农村污水、垃圾管理模式和处理技术与城市有较大差异，与城镇污水处理厂动辄上万吨以上的处理规模不同，农村污水处理设施的处理规模大多数仅为几百吨左右，无法形成规模效益，村镇污水处理技术、工艺设备和商业模式的要求更高，难度更大。绝大多数村镇基本没有能力单独建设好和管理好污水处理设施，必须统筹规划，综合考虑管网、工艺、建设、运营能力，制定适宜的整体解决方案。农村垃圾更多的需要进行就地处理，处理技术应以无害化为基础，其技术具有较大的发展空间。3、单纯依靠政府投入，资金不足。农村污染治理，作为农村基础设施的公共产品，政府具有主导责任。但广大农村地区区域广阔，污水、垃圾等基础设施建设和管护资金投入较大，单纯依靠政府投入，渠道单一，尤其一些农业县，财力相对薄弱，政府投入明显不足。因此构建多元化投融资体系，创新政府投资支持方式，对于农村基础设施建设，尤为必要。二、政策支持党的十九大报告对农业农村发展作出了重大部署，明确提出：农业农村农民问题是关系国计民生的根本性问题。要坚持农业农村优先发展，构建现代农业产业体系、生产体系、经营体系，完善农业支持保护制度，发展多种形式的适度规模经营，培育新型农业经营主体，健全农业社会化服务体系，加快推进农业农村现代化。深入推进农村基础设施建设，改善农村人居环境，建设美丽宜居乡村，是实施乡村振兴战略的一项重要任务。《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》(中央一号文件)中指出“持续改善农村人居环境。实施农村人居环境整治三年行动计划，以农村垃圾、污水治理和村容村貌提升为主攻方向，整合各种资源，强化各种举措，稳步有序推进农村人居环境突出问题治理。”2018年2月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《农村人居环境整治三年行动方案》，提出推进农村生活垃圾治理、开展厕所粪污治理、梯次推进农村生活污水治理、提升村容村貌，是农村人居环境整治行动的重要内容。政府推动农村环境治理，最新的相关政策法规如下：2015年11月3日建村〔2015〕170号住建部、财政部、环保部、农业部等十部委《住房城乡建设部等部门关于全面推进农村垃圾治理的指导意见》2016年12月31日发改环资〔2016〕2851号国家发展改革委住房城乡建设部印发《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》2017年2月17日国办发〔2017〕17号国务院办公厅《关于创新农村基础设施投融资体制机制的指导意见》2017年3月18日国办发〔2017〕26号国务院办公厅转发发改委、住建部《生活垃圾分类制度实施方案》2017年7月1日财建〔2017〕455号财政部、住建部、农业部、环保部《关于政府参与的污水、垃圾处理项目全面实施PPP模式的通知》2017年5月31日国办发〔2017〕48号《国务院办公厅关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》2017年6月6日建办村函[2017]390号住建部办公厅《关于开展第一批农村生活垃圾分类和资源化利用示范工作的通知》2018年2月5日中共中央办公厅、国务院办公厅《农村人居环境整治三年行动方案》2018年5月11日农牧发〔2018〕6号《关于做好2018年畜禽粪污资源化利用项目实施工作的通知》三、技术模式(一)污水处理根据《农村生活污染控制技术规范》，农村生活污水的源头控制，区分黑水和灰水，黑水是指厕所冲洗粪便的高浓度生活污水，灰水是指除冲厕用水之外的厨房用水、洗衣和洗浴用水等低浓度生活污水。黑水通过堆肥、三格化粪池、净化沼气池等转做农用。灰水通过人工湿地、土地处理等技术进行处理，利用庭院和街道空地等作为小型生态处理技术的场地，净化后污水可农田利用或回用。农村污水的处理技术上，主要有以下方式：1、集中污水处理技术：人口密集、污水排放量较大的村庄可以采用集中式处理，城镇近郊村庄生活污水纳入城镇污水收集管网集中统一处理。发达型农村，根据水量大小考虑建设集中污水处理设施，工艺可采用活性污泥法、氧化沟法、生物膜法等。农村地区采用集中污水处理技术，可在保证处理效果的前提下，厂址选择优先考虑利用地形，减少动力提升，占地面积、绿化率、辅助设施及人员编制等配置可低于设计手册中相关规定，污泥脱水和处理时优先考虑自然干化和堆肥处理，污泥处理应考虑绿化种植、农肥、填埋、废弃坑塘覆土等综合利用方式。2、分散式处理技术：布局分散、人口规模较小、地形条件复杂的村庄适宜采用分散式处理。分散式处理技术主要有以下方式：(1)户用沼气池技术以户为单元的生活污水处理，因其水量小、排水间歇明显，宜采用户用沼气池处理粪便或者庭院式湿地处理生活污水，产生的沼气作为可再生能源利用，污水经处理后与各种类型自然处理相结合，户用沼气池可消纳人畜粪便、厨余垃圾、作物秸秆、黑水等生活污染物。(2)人工湿地人工湿地适用于当地拥有废弃洼地、低坑及河道等自然条件，常年气温适宜的农村地区。人工湿地系统应根据污水性质及当地气候、地理实际状况，选择适宜的水生植物，湿地植物应选择本地生长、耐污能力强、具有经济价值的水生植物。(3)土地处理土地处理系统适用于有可供利用的、耐透性能良好的砂质土壤和河滩等场地条件的农村地区，其土地渗透性好，地下水位深。(4)净化沼气池生活污水净化沼气池适用于农村集中区域的公共厕所，没有污水收集或者管网不健全的农村。(5)小型污水处理装置小型污水处理装置适用于发达型农村中几户或几十户相对集中、新建居住小区且没有集中收集管线及集中污水处理厂情况。小型污水处理装置又称净化槽或者地埋式处理装置，分为厌氧、好氧处理装置，设备材质可选用钢筋混凝土结构、玻璃钢以及钢结构等。(6)稳定塘稳定塘适用于有胡、塘、洼地及闲置水面可供利用的农村地区。(二)垃圾处理1、垃圾分类垃圾分类是对垃圾进行预处置的重要环节，是实现垃圾减量化和资源化的重要途径和手段。农村生活垃圾与城市生活垃圾有很大不同，城市生活垃圾在“干湿分类”基础上，采用四分法，按照有害垃圾、易腐垃圾、可回收物和其他垃圾进行分类。农村垃圾，考虑到农村居民对于垃圾分类的接受程度和可持续性，可采用五分法，按照废品、可降解有机垃圾、建筑灰渣类无机垃圾、有毒有害垃圾、其他垃圾进行分类。废品主要是纸类、塑料、金属、玻璃、织物等可回收废品，可将降解有机垃圾主要是厨余垃圾和粪污垃圾，无机垃圾主要是砖石、灰渣等不可回收垃圾，有毒有害垃圾主要是农药包装废弃物、日用小电子产品、废油漆、废灯管、废日用化学品和过期药品等危险废物。垃圾分类设施要与回收利用、收集运输、处理处置系统衔接匹配，完善垃圾分类与再生资源回收投放有效衔接，建立分类回收与废旧物资回收相结合的管理和运作模式。2016年12月22日，住建部发布《关于推广金华市农村生活垃圾分类和资源化利用经验的通知》(建村函2016-297号)，推广金华市农村垃圾分类和资源化利用经验，金华市采用“两次四分”的分类方法，与再生资源体系衔接，将可分类的可回收物直接进入再生资源系统，对可降解的有机垃圾采用堆肥等技术就地处理，降低垃圾收运处理成本。2、垃圾清运和处理农村的有机垃圾应进行就地处理，无机垃圾通过“户分类、村收集、镇转运、县市处理”的模式，进入周边的城镇垃圾处理系统。从处理技术上，垃圾处理方式主要是以下几种：(1)卫生填埋：卫生填埋仍是是垃圾无害化处理的重要方式，在处理技术总占比较大，2016年统计数据显示，卫生填埋占垃圾清运量的62%。目前城市填埋场的平均规模在533吨/日/座，县城填埋场的规模稳定在130-160吨/日/座。《十三五全国生活垃圾无害化处理设施建设规划》明确卫生填埋剩余库容宜满足该地区十年以上垃圾焚烧残渣及生活垃圾的填埋处理要求，不鼓励建设库容小于50万立方米的填埋设施。(2)垃圾焚烧：垃圾焚烧增长迅速，2016年统计显示垃圾焚烧占垃圾清运量的30%。目前应用较多的生活垃圾焚烧技术主要有炉排炉、流化床、回转窑等几种。因为技术和环保考虑，炉排炉技术的焚烧技术目前占据的市场份额较大。2016年中国城市焚烧厂平均处理能力达到1028吨/日，县城焚烧厂平均处理能力达到447吨/日。《十三五全国生活垃圾无害化处理设施建设规划》明确不鼓励建设300吨/日焚烧处理设施。(3)热解气化：相较于主流垃圾焚烧项目的趋于大型化，热解气化更适用于小型化生活垃圾处理项目。垃圾热解气化项目在农村地区使用较多，整体处理规模较小，多为处理2-10吨/日小型设备。热解气化技术在机理上有先进之处，但是对处理原料较为挑剔，从目前的运行情况反映，存在建设水平偏低、技术工艺不成熟，故障率偏高等问题。近十多年来，固体废物热解的研究发展较快，伴随着技术的发展，热解气化在乡镇垃圾处理上有望实现较大增长。(4)堆肥法：农村垃圾中有机垃圾的成分比重高，在进行垃圾分类，有机垃圾进行堆肥处理后，可进行还田处理。堆肥法处理农村垃圾是指凭借微生物的生化作用，在人工控制条件下，将垃圾中有机质分解、腐熟、转换成稳定的类似腐殖质土的方法。堆肥处理的原理大致可分为厌氧性发酵和好氧性发酵两种。目前，国内采用的有机垃圾生化处理技术以好氧动态发酵为主，部分生化处理技术也采用干式厌氧发酵法进行有机垃圾处理。(5)其他垃圾资源化处理技术：农村垃圾沼气化原理为厌氧发酵，在沼气池推广较好的地区，可将已建成的大量沼气池与生活污染物的处理和利用相结合，采用污水、粪便和垃圾厌氧发酵，实现沼气能源利用及沼液、沼渣农业利用。(6)其他处理方式：包括水泥窑协同等其他方式，技术呈现多元化特点，但普遍技术尚未成熟，在工程实践中存在一定的问题。四、项目运作的核心问题1、确定治理模式，建立完善的技术路径技术路线属于项目的顶层设计，一旦确定后在项目建设阶段就很难改变。因此项目实施过程中，在可行性研究阶段要重视技术路线的选择和论证，合理确定处理规模和项目选址，因地制宜的选择处理工艺技术，提高项目可持续运营性。治理模式，首先要选择集中式还是分散式，对于污水处理而言，人口密集、污水排放量较大的村庄可以采用集中式处理，城镇近郊村庄生活污水可以纳入城镇污水收集管网集中统一处理。布局分散、人口规模较小、地形条件复杂的村庄适宜采用分散式处理。垃圾集中处理即推行多年的“户分类、