1.1.3 农村污水的产生量和水质
1.1.3.1 国内不同地区农村污水的产生量和水质现状
为推进农村生活污水治理,住房和城乡建设部组织编制了东北、华北、东南、中南、西南、西北六个地区的农村生活污水处理技术指南,针对全国不同地区农村污水产生量和水质做了说明。全国各地区农村生活用水量见表1-1。
表1-1 全国各地区农村生活用水量 单位:L/(人·d)
随着农村经济的快速发展,农村地区生活水平不断提高,乡村聚居点生活污水引起的环境污染问题也日益严重。如表1-2所列。2002年的统计结果表明:全国农村污水日排放量就达320.5万吨,其中总氮(TN)日排放量约为283.1万吨,总磷(TP)日排放量约为56.6万吨,基本未经任何处理就直接排放,污染了地表水和地下水[2]。
表1-2 全国各地区农村生活污水日平均排污状况 单位:mg/L
根据吕锡武[3]等对太湖流域农村生活污水的抽样调查,在经济状况较好的宜兴地区,农村人均用水量70~110L/(人·d)、排水量25~70L/(人·d),其高低值与农户的节水意识等因素相关,与经济条件关系不大;排水量仅为用水量的40%~80%,其高低由排水设施的完善程度决定,经济条件好的农户排水设施相对完善。农村生活污水的COD(化学需氧量)、BOD5(五日生化需氧量)高于城镇生活污水,COD 350~770mg/L,BOD5 200~400mg/L,BOD5/COD比值为0.45~0.55,可生化性好;SS(悬浮物)250mg/L,KN(凯氏氮)30~40mg/L,pH 6~9,与城镇生活污水相当;TP 2.5~3.5mg/L,稍低于城镇生活污水。因此,吕锡武[3]等提出太湖流域农村生活污水处理可依据以下水质进行设计:COD 600mg/L、BOD5 280mg/L、SS 250mg/L、KN 38mg/L、TP 2.75mg/L、pH 6~9。太湖流域农村生活污水应选择投资省、能耗少、运行费用低、维护管理简便的处理工艺,如生物膜与土地或湿地处理相结合的方法。
近年来昆明市环境科学研究所对昆明市城郊的小城镇和农村的生活污染负荷进行过调查,小城镇人均生活污染负荷值和农村人均生活污染负荷值如表1-3所列。表中的小城镇综合排水量和污染物负荷值实际上已不完全是农户的生活污水,还包含了餐饮废水、养殖废水以及未进入工业废水统计的作坊式非农户生活废水。实际上,昆明农村生活污水各项污染物浓度远远低于城市生活污水的含量。刘忠翰[4]等在2003~2005年对滇池湖滨地区斗南村的排放污水调查结果表明,凯氏氮(KN)和氨氮(NH3-N)的浓度含量分别为(14.64±3.63)mg/L、(9.11±0.83)mg/L,是城市污水KN和NH3-N的65%和54%。
表1-3 2003年滇池流域城郊小城镇和农村人均生活污染负荷值
农村生活污水的浓度存在较大的差异,刘忠翰[5]等的早期(1994~1996年)滇池流域农村排水调查表明(表1-4):农村污水通常含人畜粪尿,因而排出的生活污水中氮磷含量,特别是磷含量较城市污水高;农村村镇污水一般是明沟收集后就近排入河道,这种排水方式使污染物浓度随季节发生变化,并有地区差异;农村污水的BOD5和CODCr含量虽然比城市污水低,但BOD5/CODCr的比值(0.39~0.92)比城市污水高,说明农村污水有更高的可生化性。
表1-4 1994年2~6月和1996年7~8月滇池湖滨地区农村污染水质抽样分析结果 单位:mg/L
10多年来,为迎合城市居民的旅游需求,城乡一体化建设步伐加快,农村旅游业发展迅速。“农家乐”多位于距城市较近、自然环境优美、有历史文化沉积的乡村。但随着“农家乐”这一旅游形式的蓬勃发展,带来的水污染问题也日益突出。根据陈俊敏等[6]对成都市大庄园休闲庄农家乐排放的污水调查发现,农家乐污水主要由餐饮污水和厕所冲洗污水组成,有机污染物、氮和油的含量较高,尽管监测项目未对TP等进行测定,但依然可断定其含量也比较高。该农家乐的规模为:最大接待能力100人/d,旅游高峰期的污水量约为13.5m3/d,平均为9.8m3/d。在有水冲厕所的农村地区,污水一般先进入化粪池。由于没有专门的污水处理设施,除农户自留地使用部分粪液,剩余部分在雨季通过溢流方式就直接排入附近的地表水体(如河流)中。目前还缺乏农村三格化粪池的调查数据,根据城市社区、院校的三格化粪池的出水污染物浓度初步调查[7-10],CODCr、BOD5、SS、TN、TP在各地表现出的含量水平是不一样的,该水平与生活习惯、人群类型和气候因素有关。
1.1.3.2 农村污水产生量和水质的初步调查——以上海为例
(1)上海农村污水产生量
由于很难获得全国性的农村污水产生总量情况,我们在调查中初步获得了公开或内部报道的上海农村生活污染源的数据。根据上海市环保局1992年下达、由上海农学院园林环境科学系和上海农业科学院环境科学研究所承担、1995年10月提交的重点科技攻关项目“上海市郊非点源污染综合调查和防治对策研究报告”,生活污染源调查结论如下。
根据国内外资料初步确定村镇居民和人粪尿的排污系数(表1-5),按上海市环卫局的资料,每人每天平均排鲜粪0.25kg、鲜尿1kg,除设有污水处理厂的镇以外,生活污水都间接或直接地排入水环境,在此次调查乡镇和农村的人粪尿均以10%进入水体计算,显然对于某些镇如朱家角等来说,这个系数是偏低的。对于设有污水处理厂的县镇,生活污染负荷没有计算在内。显然这种计算结果(表1-6)与实际有一定偏差,也可能是偏低的。生活污染物排放的CODCr为4.2×104t、TN为4753t、TP为1065t,总的等标排放量18206.06m3/a,其中人粪尿占27.21%,而生活污水占72.79%。需要指出,在某些地区人粪尿的比例要比上述数值高得多。按地区,因为人口多的原因,浦东和崇明的污染率指数分别排第一位、第二位,分别是14.86%和14.18%,而且浦东新区原市区地域还没有计算在内;按污染率指数,TP排第一位,为58.52%,而TN和CODCr分别为26.11%和15.37%。
表1-5 上海农村生活污水和人粪尿排放系数
表1-6 上海十县区生活污染负荷及其评价
注:*不包括原属市区的人口。
20世纪90年代,上海农村经济发生很多变化,水冲厕所和三格化粪池的普及使农村卫生状况有很大的改善,但也使农村生活污水排放方式发生变化。显然,上述估算和评价不能适应农村化粪池出水水量和水质的评估,但上述人口、污染物年排放量、生活污水和人粪尿排泄量组成的生活污染负荷对计算人均排放量仍然是重要的参考依据。
(2)上海农村污水水质状况
上海农村生活污水有以下特点:分散排放、水量变化大、水质不稳定。经济、高效、节能、技术先进可靠的农村生活污水处理技术和管理模式不仅是上海市经济和环境协调发展的迫切需求,也是我国农村经济和环境协调发展的迫切需求。