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实施“乡村振兴战略”,满足“生态宜居、乡风文明、治理有效”的总要求,是我国目前农村环境治理工作的重中之重[1]。其中,农村分散型生活污水的有效与稳定处理则是农村人居环境改善的重要环节。据不完全统计,2013—2015年我国投入村庄排水设施费用达513亿元。其中,污水处理设施的投入费用为190亿元[2]。但目前处理设施的整体运行及处理效率并不令人满意[3]。
造成分散型污水处理设施运行与处理效率低下的原因有许多,如污水管网铺设及收集能力不足、设施后期运行维护不到位等。但是,其中重要的因素之一是目前分散型污水处理设施与设备在应用选择时没有统一和公平的评价体系与标准,造成所使用的产品质量不过关。与大型城市污水处理工艺相比,农村分散型污水处理设施与设备的内部高度集成化,外形高度多元化,而专业运维频度要远低于城市污水处理设施。因此,相比于工艺流程,其真实有效的污水处理水平与效率更依赖于产品质量本身。而目前在分散型污水处理设施与设备的选择过程中,由于相关检验手段与标准的缺乏,使得部分企业可以随意夸大设备性能,制造材料因陋就简;在以次充好赚取高额利润的同时,严重削弱了设备的长时有效运行能力,造成一些真正具有长期稳定运行的适用技术与设备的应用现状不容乐观。
我国幅员辽阔,故分散型污水处理设施与设备在选型及使用时需要综合考虑。除关注设备本身质量外,还需要对相关气候、地理及经济因素进行综合考虑。因此,为了保证我国农村污水治理的稳步与高效推进,亟需构建适合我国国情的分散型污水处理设施评价标准与评价体系。欧、美、日等发达国家(地区)从20世纪五六十年代开始,逐步建立与完善了农村污水处理体系,而各具特色的处理工艺评估系统在其中发挥了重要作用[4-6]。本研究拟系统总结发达国家农村污水处理设施与设备评估体系的完整建立过程;重点剖析各自性能评估过程中的标准化及特色因素对处理效率与公平评价的影响;确认保证长期处理效果符合环境质量要求的关键评估因子,以期为建立我国的分散型污水处理设施与设备评估体系提供有效经验与参考。
我国农村分散型污水处理设施与设备性能评估体系的建立
Establishment of the assessment system of Chinese decentralized wastewater treatment facilities and equipment
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摘要: 我国农村分散型污水处理设施与设备正处于向正规化和可持续化转变的关键阶段。如何构建具有我国特色的农村分散型污水处理设施与设备的完整评估体系,真实提供科学评估后的处理效率,从而切实提高真正具有长期稳定运行能力的适用技术与设备的应用比率,这是我国当前农村分散型污水处理中亟需解决的关键问题。通过对欧、美、日等发达国家(地区)分散型污水处理设施与设备性能评估体系的系统剖析发现,这些国家在构建相关上位法律的基础上,建立标准化的评估流程与多样化的性能评估内容是评估体系能够真正发挥作用的重要保证。我国未来的评估体系应首先考虑建立合格的独立第三方评估主体,保证认证过程的公正性与评估结果的公平性;其次,认证内容方面则应坚持多元化的性能认证,引导未来分散型污水处理“因地制宜”的发展趋势;第三,提倡在标准进水及变化条件下对多类污染物的去除效率评价,体现设施运维的操作便利性,为未来可能的工艺组合中提供准确的污染物单元削减能力。我国的分散型污水处理设施与设备的评估体系的建立将为当前各项繁杂技术的比对提供统一客观依据,进一步地规范污水处理技术与设施设备的市场化选择运行,有效推广低成本、低能耗、易维护、高效率污水处理技术的实际应用,从而为农村人居环境改善中“梯次推进农村生活污水治理”的目标奠定坚实的技术评价基础。Abstract: Decentralized wastewater treatment facilities and equipment are at a critical stage of the transition to formalization and sustainability. How to build an entire evaluation system for these decentralized wastewater treatment facilities and equipment with Chinese essential characteristics, and genuinely provide the treatment efficiency after scientific evaluation, to indeed increase the application rate of applicable technologies and equipment with long-term stable operation capability, is a critical issue that needs to be urgently addressed in the current decentralized wastewater treatment. A systematic analysis of the performance evaluation systems of decentralized wastewater treatment facilities and equipment in developed countries such as Europe, the United States, and Japan found that the establishment of standardized evaluation processes and diversified performance evaluation content based on relevant overarching laws in these countries is an essential guarantee for the evaluation system to carry out function. The Chinese evaluation system should focus on establishing independent third-party assessment body, ensuring the impartiality of the certification process and the fairness of the evaluation results. The certification content should emphasize the diversified performance certification to guide the future development trend of ‘adaptation to local conditions’ for decentralized wastewater treatment. At the same time, the evaluation on the removal efficiencies of various types of pollutants under standard influent and changing conditions was advocated, which can reflect the operational convenience of facility operation and maintenance, and provide accurate pollutant reduction capacity per unit in possible future process combinations. The establishment of Chinese decentralized wastewater treatment facilities and equipment evaluation system will provide a unified and objective basis for the comparison of various complicated technologies, further regulate the market selection and operation of sewage treatment technologies, facilities and equipment, effectively promote the practical application of low-cost, low-energy, easy-to-maintain and high-efficiency sewage treatment technologies, and lay a solid technical evaluation basis for the goal of “gradually pushing the rural domestic sewage treatment forward” in the improvement of the rural human environment.
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表 1 发达国家与地区分散型污水处理评估体系所依据的上位法律
Table 1. Basic laws of decentralized wastewater treatment facilities assessment system in developed countries and regions.
国家或地区 适用的上位
法律与法规颁布/修订年份 主要相关内容 欧盟 水框架指令[7]
欧盟建筑法规[10]2000
2011分散型或小型污水处理设施与设备属于建筑产品范畴中的第18类污水
工程产品;该类产品销售必须强制评估与认证其性能与持续性能美国 清洁水法[8]
分散式污水处理系统管理手册[11]1987
2005分散型污水处理设施作为国家污水基础设施重要组成部分,必须具有排污许可 日本 建筑基准法[14]
净化槽法[13]
水质污染防止法[9]1950
1983
1996净化槽类产品在正式生产之前必须取得日本全国合并处理净化槽协会的
生产许可;新型净化槽要取得生产许可,必须经过初步实验,并在至少3个地区进行不少于规定时间的实地实验表 2 发达国家与地区分散型污水处理评估标准及主要内容
Table 2. Contents of decentralized wastewater treatment facilities assessment systems in developed countries and regions
国家或地区 评估标准 评估内容 欧盟 小型污水处理
设施标准合集(EN12566)[15]测试周期38周左右,可根据实际情况适当延长,包括外形尺寸、进出水及连接、可达性、水密性、结构行为、污染物处理效率和材料耐久性检测 美国 住宅废水现场处
理系统(NSF/ANSI 40)[17]性能测试内容要包括16周的设计负荷测试,7.5周(52 d)的压力负荷测试,以及2.5周(18 d)的设计负荷测试。其中,压力测试包括洗衣日压力测试、父母工作条件压力测试、停电或设备故障压力测试及假日压力测试 日本 净化槽性能评价
方法细则[18]对净化槽性能评价所采用的原水水质、环境温度、评价周期、水量变化系数、合格标准等均有明确规定。净化槽的性能评价分为现场评价实验和恒温短期评价实验 -
[1] 习近平. 决胜全面建成小康社会, 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利[M]. 北京: 人民出版社, 2017. [2] 住房和城乡建设部. 中国城乡建设统计年鉴[M]. 北京: 中国统计出版社, 2015-2017. [3] 邵蕾, 王一, 何家军. 乡镇污水处理设施建设与运营管理若干问题及对策分析[J]. 环境保护, 2017, 45(24): 56-58. [4] 王燕, 施维蓉. 简介《欧盟水框架指令》及其成功经验[J]. 环境研究与监测, 2009, 22(4): 73-75. [5] 郝晓地, 张向萍, 兰荔. 美国分散式污水处理的历史、现状与未来[J]. 中国给水排水, 2008, 24(22): 1-5. doi: 10.3321/j.issn:1000-4602.2008.22.001 [6] 赵芳, 贾小梅, 李冬. 日本农村污水治理经验对中国实施乡村振兴战略的借鉴[J]. 世界环境, 2018(2): 19-23. [7] The European Parliament and the Council. Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy[EB/OL]. [2020-05-04]. http://data.europa.eu/eli/dir/2000/60/oj. [8] U. S. Environmental Protection Agency. The Clean Water Act (CWA) [EB/OL]. [2020-01-04]. https://www.epa.gov/laws-regulations/summary-clean-water-act. [9] 日本环境省. 水質汚濁s昭和45年12月25日法律138号[EB/OL]. [2020-01-04]. https://elaws.e-gov.go.jp/search/elawsSearch/elaws_search/lsg0500/detail?lawId=345AC0000000138. [10] The European Parliament and the Council. Regulation (EU) No 305/2011 of the European Parliament and of the Council of 9 March 2011 laying down harmonised conditions for the marketing of construction products and repealing Council Directive 89/106/EEC Text with EEA relevance [EB/OL]. [2020-05-04]. http://data.europa.eu/eli/reg/2011/305/oj. [11] U. S. Environmental Protection Agency. Onsite Wastewater Treatment Systems Manual-Revised February 2002. EPA/625/R-00/008 (NTIS PB02-108560) [EB/OL]. [2020-01-04]. http://nepis.epa.gov/Exe/ZyPURL.cgi?Dockey=30004GXI.txt. [12] 日本国土交通省. 下水道法, 昭和33年4月24日法律79号[EB/OL]. [2020-01-04]. https://elaws.e-gov.go.jp/search/elawsSearch/elaws_search/lsg0500/detail?lawId=333AC0000000079. [13] 日本环境省. 净化槽法, 昭和58年5月18日法律43号[EB/OL]. [2020-01-04]. https://www.env.go.jp/recycle/jokaso/en/pdf/johkasou_act.pdf. [14] 日本国土交通省. 建築基準法, 昭和25年法律第二百一号[EB/OL]. [2020-01-04]. https://elaws.e-gov.go.jp/search/elawsSearch/elaws_search/lsg0500/detail/325AC0000000201_20180401_429AC0000000026/0?revIndex=7&lawId=325AC0000000201. [15] European Committee for Standardization. EN 12566-Small wastewater treatment systems for up to 50 PT European committee of Standard[EB/OL]. [2020-01-04]. https://standards.cen.eu/dyn/www/f?p=204:110:0::::FSP_PROJECT:41265&cs=135DA8182E2A1AF80439F4CBCBE012F4F. [16] The National Sanitation Foundation International. NSF/ANSI 350 and 350-1: Onsite water reuse. The Public Health and Safety Organization[EB/OL]. [2020-01-04]. https://www.nsf.org/services/by-industry/water-wastewater/onsite-wastewater/onsite-reuse-water-treatment-systems. [17] The National Sanitation Foundation International. NSF/ANSI 40: Residential onsite systems. The Public Health and Safety Organization [EB/OL]. [2020-01-04]. https://www.nsf.org/services/by-industry/water-wastewater/onsite-wastewater/residential-wastewater-treatment-systems. [18] 日本建筑中心. 净化槽性能评价方法细则[EB/OL]. [2020-01-04]. https://www.bcj.or.jp/upload/rating/bizunit/standard/standard01/jou_youryou_checklist_kihyou.pdf. [19] 全国人民代表大会常务委员会. 中华人民共和国水污染防治法(2017修正) [EB/OL]. [2020-01-04]. http://www.npc.gov.cn/npc/sjxflfg/201906/863e41b43f744efda56b14762e28dc6f.shtml. [20] 国务院发布《水污染防治行动计划》[J]. 建设科技, 2015(13): 9. [21] 中华人民共和国中央人民政府. 中共中央办公厅 国务院办公厅印发《农村人居环境整治三年行动方案》[EB/OL]. [2020-01-04]. http://www.gov.cn/zhengce/2018-02/05/content_5264056.htm. [22] 生态环境部办公厅, 住房和城乡建设部办公厅. 关于加快制定地方农村生活污水处理排放标准的通知[EB/OL]. [2020-01-04]. http://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk06/201810/t20181015_662167.html.