我國農(nóng)村生活污水處理及利用價值
作者簡介：郝曉地（1960-男，山西柳林人，教授，從事市政與環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)與科研工作，主要研究方向為污水生物脫氮除磷技術(shù)、污水處置數(shù)學(xué)模擬技術(shù)、可繼續(xù)環(huán)境生物技術(shù)。現(xiàn)為國際水協(xié)期刊《WaterResearch區(qū)域主編（Editor
01糞尿“肥水”中養(yǎng)分價值
日均人排尿液體積是生活污水的1%2%而糞便體積僅為尿液體積的10%可見，糞、尿排量與生活灰水量相比微乎其微。表1顯示，糞、尿中所含氮（N磷（P鉀（K及有機物（COD分別占污水中相應(yīng)含量的97%90%66%和59%尿液作為糞、尿中養(yǎng)分的主要“濃縮液”主要以尿素（75%~90%NPO43-95%100%P和K離子等極易被植物吸收利用的形式存在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中非常理想的農(nóng)家肥，也是綠色食品的養(yǎng)分來源。糞便中所含的P和碳（C對改良土壤結(jié)構(gòu)、增肥保濕具有很好的促進(jìn)作用。
每人每年排泄物中所含NPK養(yǎng)分分別為4.4kgN/a1.5kgP2O5/a和1.4kgK2O/a研究標(biāo)明，每人每年發(fā)生的尿液可供約0.5畝農(nóng)作物生長對養(yǎng)分的需求；每人每年糞、尿中所含養(yǎng)分與生產(chǎn)250kg谷物所需化肥相當(dāng)，剛好是一個人1年所需谷物消耗量。目前我國農(nóng)村實際常住人口約為5.7億人，每年糞、尿中養(yǎng)分含量達(dá)416.1萬 t/a250.8萬 t/a氮肥、85.5萬 t/a磷肥和79.8萬 t/a鉀肥）相當(dāng)于2016年我國化肥施用折純量（5984.1萬 t/a7%依照作物對N元素的需求，每年僅農(nóng)村常住人口糞、尿中的養(yǎng)分就可供836萬hm2小麥-玉米輪作種植。
02糞尿源分離與衛(wèi)生回田
如果不將體積<2%糞、尿混入灰水，使之以衛(wèi)生方式返田農(nóng)用，不只其中養(yǎng)分可就近利用，純水設(shè)備而且污水也沒有了發(fā)生的根源，生活灰水只需進(jìn)行簡單處置或用于“干地”處置（如，旱作灌溉）激進(jìn)農(nóng)村旱廁糞尿回田方式盡管生態(tài)，但不太衛(wèi)生。為此，歐洲一些國家（瑞典、德國等）針對發(fā)展中國家設(shè)計了基于源分離理念的生態(tài)衛(wèi)生排水系統(tǒng)，并在一些國家獲得應(yīng)用和推廣。從如廁源頭將糞便和尿液衛(wèi)生分離，不只如同水廁一樣解決了旱廁不衛(wèi)生的問題，而且又保留了糞尿中的養(yǎng)分，也就最大水平上避免了農(nóng)村污水發(fā)生問題。
尿液是人體排泄物中所有養(yǎng)分濃縮液。新鮮尿液相對不含病原體，尿液傳播疾病的風(fēng)險主要來自與糞便交叉污染。尿液儲存>6個月的時間即可大大降低病原菌含量，并達(dá)到農(nóng)業(yè)平安使用的要求。糞便不同于尿液，自身帶有多種病原微生物，需經(jīng)過堆肥發(fā)酵（激進(jìn)農(nóng)業(yè)中的漚肥池即此功效）達(dá)到無害化后方可使用。
其實，現(xiàn)代糞尿中藥物、激素和重金屬殘留才是反對糞尿返田時最常見的說辭。關(guān)于尿液中藥物和激素等潛在污染物的負(fù)面影響目前尚不清楚，即使現(xiàn)有污水處置技術(shù)也很難有效去除這樣的污染物，污水處置后出水灌溉農(nóng)田同樣存在這樣的問題。正常情況下，食物中重金屬含量較低，使得排泄物中重金屬含量遠(yuǎn)低于灰水中重金屬含量。水環(huán)境中高含量的重金屬主要來自化工、礦業(yè)等行業(yè)排放的廢水，化肥使用和合成飼料才是土壤重金屬的主要來源。因此，市政污水處置不能有效去除藥物殘留和激素成分的情況下，過度強調(diào)糞尿中存在藥物殘留和激素成分存在污染風(fēng)險的說法顯得非常牽強。如果今后市政末端污水處置全部采用電滲析、納濾膜、臭氧等技術(shù)來應(yīng)對藥物殘留和激素成分，那么，這些技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村糞尿相同成分處置，源頭豈不顯得更加經(jīng)濟(jì)、有效？
目前中國農(nóng)村正在進(jìn)行廁所革命，但“革命的對象”目前似乎并沒有找準(zhǔn)目標(biāo)。顯然，革命的對象應(yīng)該是針對其衛(wèi)生方面的負(fù)面作用，而不應(yīng)否定其在生態(tài)方面的正面作用，更不應(yīng)簡單以沖水馬桶方式予以解決。否則，不只毀掉幾千年來形成的糞尿返田之生態(tài)習(xí)慣，而且政府投資/補貼建設(shè)的污水處置設(shè)施很可能“曬太陽”地上式）或者“躲陰涼”地下式）目前國際上發(fā)展“藍(lán)色經(jīng)濟(jì)”思潮與行動正在悄然興起，而糞尿返田這一極為樸素的藍(lán)色經(jīng)濟(jì)幾千年來一直被我祖先實踐著；歷史上似乎不曾有過土壤污染、水污染等現(xiàn)象，也很少聽說因糞尿傳達(dá)疾病而導(dǎo)致人口銳減、消亡現(xiàn)象。正是化肥使用才導(dǎo)致大多數(shù)農(nóng)民開始撇棄糞尿種田的習(xí)慣，再加上政府部門片面將糞尿返田定義為“陋習(xí)”這才導(dǎo)致“肥水”變成“廢水”
03糞尿返田與有機農(nóng)業(yè)
糞尿與灰水混合便產(chǎn)生污水，一旦不經(jīng)處置進(jìn)入水體則有可能導(dǎo)致營養(yǎng)物大量累積而造成水體富營養(yǎng)化和黑臭水體等現(xiàn)象。目前我國農(nóng)村普遍存在著一種矛盾現(xiàn)象：一方面是肥水”外流水體，另一方面是種田再施用化肥。農(nóng)村出現(xiàn)污水并需要處理的原因在于農(nóng)民棄用昔日“肥水”像鄉(xiāng)村人一樣切斷了食物（營養(yǎng)源）與土地（營養(yǎng)匯）之間的循環(huán)，實際走上一條不可持續(xù)的工業(yè)”農(nóng)業(yè)，而不是祖先發(fā)明的生態(tài)農(nóng)業(yè)。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中大量化學(xué)制品（化肥、農(nóng)藥）應(yīng)用雖使糧食產(chǎn)量短期獲得增產(chǎn)，純水設(shè)備但長期潛在隱患已初露端倪，環(huán)境污染、生態(tài)破壞、資源耗竭、食品平安等問題不時呈現(xiàn)，對人類生存環(huán)境和健康已構(gòu)成極大威脅。事實上，糞尿“肥水”一種優(yōu)質(zhì)的有機肥，發(fā)展和維系平安無污染的有機農(nóng)業(yè)方面優(yōu)勢明顯。將糞尿中的養(yǎng)分納入自然界物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)是生態(tài)文明的基礎(chǔ)，不只可以減少農(nóng)業(yè)對化肥的需求，更為重要的可以最大水平減少農(nóng)村污水的發(fā)生和處理，防止水環(huán)境污染。糞尿返田用于有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是原生態(tài)文明下的產(chǎn)物，即使在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的今天也具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)、環(huán)境與社會效益。
3.1經(jīng)濟(jì)效益
有機肥是緩釋肥，其中營養(yǎng)成分釋放與作物吸收往往不能同步，這便產(chǎn)生了有機農(nóng)業(yè)“利息高、產(chǎn)量低、效益低”誤區(qū)。事實并非如此，同等施用氮肥的情況下，有機種植產(chǎn)量并不比化肥種植產(chǎn)量低，個別作物產(chǎn)量甚至可達(dá)化肥種植的2~3倍；有機作物產(chǎn)量主要與有機種植年限長短有關(guān)。有機肥作為緩釋肥其養(yǎng)分釋放確實比化肥顯得緩慢，導(dǎo)致有機種植前期產(chǎn)量往往較低，但隨著種植年限延長，有機種植產(chǎn)量將會逐漸接近化肥種植。此外，由于有機作物在生產(chǎn)過程中沒有受到污染，與環(huán)境更為友善、產(chǎn)品更加平安，其市場銷售價格往往是化肥產(chǎn)品的2~3倍、甚至有些會達(dá)到10倍以上，利潤空間很大。
河南開封某自然村進(jìn)行有機作物種植，其經(jīng)濟(jì)利益可觀，利潤分析見表2可見，盡管有機農(nóng)業(yè)人工利息高于化肥農(nóng)業(yè)，但最終兩種種植方式下總投入利息并沒有明顯的差別。有機農(nóng)業(yè)雖短期內(nèi)在產(chǎn)量上處于劣勢，但由于有機農(nóng)產(chǎn)品的價格遠(yuǎn)高于化肥農(nóng)產(chǎn)品，這就使得有機種植最終往往有具有遠(yuǎn)超化肥種植的利潤空間。
3.2環(huán)境效益
糞尿返田的環(huán)境影響遠(yuǎn)不止最大水平減少農(nóng)村污水發(fā)生而維護(hù)水體環(huán)境、可有效防止處置污水帶來的投資、能耗和運行管理上的問題，更為重要的可以因此而減少對難以再生磷資源的過度需求，并可減少因化肥生產(chǎn)過度耗能而產(chǎn)生的溫室氣體排放。此外，有機種植方式亦可大大減少土壤中甲烷（CH4和氮氧化物（N2O等溫室效應(yīng)更高的溫室氣體排放，還對CO2排放具有巨大的封存潛力。采用排放通量總外推法對我國農(nóng)村糞尿返田對溫室氣體減排的潛力（數(shù)據(jù)詳見表3分析證實了這一點。
由此可見，利用糞尿返田發(fā)展有機農(nóng)業(yè)能夠減少化肥和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)兩個領(lǐng)域的雙重溫室氣體排放，總減排量可達(dá)3844萬 tCO2/a占我國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量（10億萬 tCO2/a4%這種低耗能、低排放、高碳匯的有機農(nóng)業(yè)模式對我國實現(xiàn)溫室氣體減排目標(biāo)的貢獻(xiàn)不容小覷。
3.3社會效益
有機農(nóng)業(yè)作為一種生態(tài)健康產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)的綠色產(chǎn)品更加平安、健康，因此也大大提升了農(nóng)產(chǎn)品的附加值，可為農(nóng)戶發(fā)明更多的經(jīng)濟(jì)利益，也是農(nóng)戶脫貧致富的有效途徑之一。農(nóng)村，如果糞尿通過返田發(fā)展有機農(nóng)業(yè)被重新看作“肥水”而不再混入灰水，這對農(nóng)村環(huán)境的恢復(fù)和改善顯然具有積極的影響，比形成污水后再處置更加省時、省力、省錢；國家只需鼓勵和少量補貼便可驅(qū)動農(nóng)民恢復(fù)昔日糞尿返田習(xí)慣，讓農(nóng)民因真正的有機種植而普遍獲益、甚至脫貧。往日不受待見的糞尿若能納入政府的扶貧政策，衛(wèi)生返田將會在收集、利用、種植、銷售等各個環(huán)節(jié)為農(nóng)民帶來就業(yè)崗位。同時，也可以通過培訓(xùn)、教育等方式來提高農(nóng)村勞動力素質(zhì)，并逐漸協(xié)助農(nóng)民培育出各自綠色農(nóng)副產(chǎn)品品牌，純水設(shè)備建立起良好的社會信譽和穩(wěn)定的銷售體系。
04農(nóng)村污水處置現(xiàn)狀
由于多數(shù)農(nóng)戶不再把糞尿看作“肥水”加之一些政府部門亦片面強調(diào)農(nóng)村旱廁為陋習(xí)，導(dǎo)致農(nóng)民將糞尿與灰水混合而形成污水，結(jié)果導(dǎo)致目前農(nóng)村環(huán)境臟亂差的現(xiàn)象。為應(yīng)對農(nóng)村污水問題，呈現(xiàn)了眾多污水處置技術(shù)，但歸類發(fā)現(xiàn)，大都是市政污水處置的微縮版，甚至連市政污水處置備受質(zhì)疑的MBR技術(shù)也早在北京很多區(qū)縣農(nóng)村得以裝置。農(nóng)村污水具有分散、量小的特點，集中處置首先要具備完善的收集、輸送系統(tǒng)，即，下水道系統(tǒng)。德國20世紀(jì)八十年代市政污水處置率達(dá)96%時，下水道與污水處置設(shè)施投資比為7:3即，排水處置系統(tǒng)投資70%用于下水道建設(shè)，此比值對低密度的農(nóng)村來說則顯更大�？梢�，只強調(diào)污水處置而忽視下水管網(wǎng)建設(shè)的結(jié)果會普遍存在遠(yuǎn)水解不了近渴”問題，導(dǎo)致即使建成也會出現(xiàn)“曬太陽”躲陰涼”現(xiàn)象。國已建農(nóng)村污水處置設(shè)施情況標(biāo)明，曬太陽”躲陰涼”現(xiàn)象確實十分普遍；官方此類報道已不勝枚舉。加之農(nóng)村污水處置設(shè)施規(guī)模小，運行利息普遍高于市政污水處置，甚至高達(dá)3元/m3以上，這對難以征收污水處置費的農(nóng)村來說亦很難維系正常運行。此外，技術(shù)管理也是農(nóng)村污水處置的短板，將MBR等高技術(shù)引入農(nóng)村就好比讓農(nóng)民放衛(wèi)星一樣，簡直就是天方夜譚。
05轉(zhuǎn)變政府投資方式
每年我國農(nóng)村污水治理工程政府投資高達(dá)上百億元，且逐年增加。面對農(nóng)村污水處置設(shè)施“建而不用、建而不管”普遍現(xiàn)象，足以引起反思。因此，政府首先需要轉(zhuǎn)變觀念，打開“官智”相應(yīng)轉(zhuǎn)變投資、補貼方式。觀念轉(zhuǎn)變需要重新審視糞尿返田之原生態(tài)文明習(xí)慣，肯定“肥水”生態(tài)價值和將之返田的環(huán)境效應(yīng)。只有這樣，才可能將用于污水處置的巨額投資“縮水”以少量經(jīng)濟(jì)補貼方式協(xié)助和鼓勵農(nóng)民恢復(fù)糞尿返田習(xí)慣，直接促進(jìn)農(nóng)民發(fā)展全生態(tài)有機農(nóng)業(yè)。為此，政府應(yīng)建立相應(yīng)生態(tài)彌補機制，全面調(diào)動財政、稅收、行政等政策資源以及社會資源，積極引導(dǎo)農(nóng)民利用糞尿進(jìn)行有機種植。政府亦可通過征收化肥稅的方式來補貼糞尿返田。
糞尿衛(wèi)生返田中病原菌控制最為關(guān)鍵。對此，政府應(yīng)免費向農(nóng)戶提供科學(xué)漚肥、滅菌技術(shù)，改變激進(jìn)簡單、粗放的漚肥方式，實現(xiàn)漚肥科學(xué)化、規(guī)范化。糞尿返田發(fā)展有機農(nóng)業(yè)往往在初期存在作物產(chǎn)量低、有機認(rèn)證門檻高和農(nóng)田生態(tài)修復(fù)投資等問題，政府在此方面應(yīng)給予財政支持和政策扶持，以解除農(nóng)民擔(dān)心有機種植產(chǎn)量低、存在銷路風(fēng)險的后顧之憂。
06結(jié)語
農(nóng)村污水處置過度強調(diào)激進(jìn)旱廁在衛(wèi)生方面的負(fù)面作用，完全漠視糞尿作為“肥水”生態(tài)價值。既有農(nóng)村污水處置設(shè)施大都“曬太陽”躲陰涼”事實說明，處置并不太適合于農(nóng)村，純水設(shè)備特別是移植鄉(xiāng)村的處置技術(shù)。如果能重新認(rèn)識糞尿“肥水”生態(tài)價值并維系和恢復(fù)原生態(tài)文明下的糞尿返田習(xí)慣，不只可以發(fā)展目前趨之若鶩的有機農(nóng)業(yè)，亦可防患于未然地從根本上解決污水發(fā)生現(xiàn)象，從而最大水平防止農(nóng)村污水處置怪象。
源糞尿返田是發(fā)展有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綠色食物的最佳養(yǎng)分；糞尿返田有助于緩解磷危機現(xiàn)象；有機種植不只可以大大減少因化肥生產(chǎn)耗能排放的CO2溫室氣體，土壤還可減少CH4和N2O等溫室氣體排放并封存大量CO2有機種植亦可協(xié)助困難地區(qū)農(nóng)民脫貧，甚至致富。因此，糞尿“肥水”返田有著明顯的環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)效益。前提是政府部門應(yīng)該首先轉(zhuǎn)變觀念，出臺鼓勵和扶持政策，變投資污水處置設(shè)施為補貼糞尿返田，以“四兩撥千斤”杠桿調(diào)節(jié)方式驅(qū)動和協(xié)助農(nóng)民衛(wèi)生返田和有機種植。
藍(lán)色經(jīng)濟(jì)已成為國際開始倡議的未來發(fā)展模式，其核心內(nèi)容就是發(fā)展納入生態(tài)體系的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。這與中華文明五千年歷史創(chuàng)造的糞尿返田原生態(tài)習(xí)慣殊途同歸，或者說糞尿返田就是最樸素的藍(lán)色經(jīng)濟(jì)。國農(nóng)村污水治理基本上還是一張白紙之時，絕不是聚焦選擇所謂“適宜”處置技術(shù)的最佳時候，而是應(yīng)停下來看看國際、反思自己的關(guān)鍵時刻。不然，走錯路、投錯資的生態(tài)環(huán)境代價日后將難以彌補。
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