科学家让乡村厕所大“变身”，这才是新农村该有的样子

科普中国-科普融合创作与传播 2018-07-24

　　乡村厕所对于在农村长大和生活的人们来说并不陌生，不过各个地方的乡村厕所虽然样子不同，简陋程度令人堪忧，其中存在许多环境卫生问题亟待治理。

　　坚持不懈推进农村“厕所革命”，是落实2018年中央"一号文件"的重要措施。大力开展农村户用卫生厕所建设和改造，同步实施粪污治理，加快实现农村无害化卫生厕所全覆盖，努力补齐影响农民生活品质的短板。　　

　　乡村厕所为什么要革命？

　　“一个土坑两块砖，三尺土墙围四边。”这曾是农村厕所留在人们脑海中的固有印象。而简陋的旱厕，不仅给农民生活带来不便，也严重影响了乡村的文明形象。简易旱厕不仅严重影响老百姓的健康，而且有碍于生活品质的提高。

　　经过我国30 年的城市化发展，乡村千百年来形成的传统生活方式和地区产业结构正面临着前所未有的挑战，原本乡村居民重视的“资源”（如粪便、厨余垃圾、秸秆）等逐渐变成了亟待治理的“污染物”（污水、垃圾、面源污染）。当前我国的乡村，特别是在东部发达地区和中心城市周边，其住房、道路、交通、供水、供电、通讯等基础设施以及教育、医疗等基本公共服务同步经济发展有了极大改善，但乡村生活污水、生活垃圾、畜禽养殖、农业面源污染等治理问题，人居卫生设施建设滞后的问题，与乡村居民对现代化美丽乡村的需求以及流域整体环境改善的需求尚有较大差距。　　

　　如何进行厕所革命？难点在哪儿？

　　当前要推行的乡村厕所革命，其目标是要实现乡村环境基础设施与服务的现代化,其重点任务不仅是修建厕所，而是为适应乡村居民对现代化厕所、厨房等卫生设施的需求，建设现代化的乡村排水和垃圾收运等的环境基础设施与服务的体系，并对污水和垃圾进行控污减排，保护全体社会成员赖以生存的生态环境。

　　（1）正确识别中国乡村污染排放特征和技术需求

　　乡村环境污染按性质可分为生活污染、生产污染和工业污染。乡村生活污染源包括乡村生活污水和乡村生活垃圾两方面，生产污染源包括畜禽粪污、化肥农药过量使用、农业废弃物等。

　　（2）如何选择适合中国乡村特点的污染治理模式

　　目前全世界广泛采用的常规卫生模式是基于“废弃物弃置”思维所发展起来的污水/垃圾收集-处理-排放/处置的技术模式。但这种末端治理的思想不符合可持续发展的要求，如在污水治理中出现：①大量的洁净水被浪费。②大量的资源被错配成为环境污染，且污染控制的成本很高。③由于人粪尿、厨余垃圾等生物性资源得不到利用，可回用于农田的粪肥减少，从而间接加剧了化肥污染的问题，导致更严重的生态环境问题和食品健康问题；在垃圾治理中出现：①垃圾不进行源头分类，大量可回收物质和生物性物质变成垃圾。②垃圾处置技术带来的二次污染（如垃圾渗滤液、二噁英等）以及“邻避效应”等问题。

　　（3）如何构建可持续发展的资源化污染综合处理模式

　　我国传统农业种植基础是“粪肥回田”，乡村聚落又紧邻农业生产，非常利于污水垃圾中生物质资源的再生回用，因此我国乡村地区正好有开展资源化污染综合治理模式研究的发展需求、历史背景和经济条件。　

　　废弃物资源化处理：中科院科学家给出“药方”

　　针对上述问题，中国科学院生态环境研究中心范彬研究组，提出了面向资源化的乡村污染统筹综合治理模式。该模式以负压源分离为主导技术，以末端处理为辅助技术，包含以下技术单元与配套平台：

　　（1）负压源分离卫生单元

　　该单元主要是收集居民家生活产生的厨余垃圾和粪尿资源。其工作原理是利用负压泵站产生的抽吸力将重污水与粉碎后的厨余垃圾通过负压管道收集到黑水储存箱中；系统控制柜可实时监控系统运行状况并支持远程操作。

　　（2）生物性废弃物资源化单元

　　该单元可以选择多种手段对负压收集系统所收集的重污水和厨余垃圾进行资源化处理，如将其和秸秆以合适配比混合进行好氧堆肥、厌氧发酵等。厌氧发酵处理技术不但节约资源能源、处理成本低，还能够开发新能源，是符合可持续发展理念的处理技术。

　　（3）轻污染水强化就地排水单元

　　轻污水生态处理技术是指运用生态学原理，采用生态工程与环境工程相结合的手段对轻污水进行治理与水资源利用的方法，生态处理技术所涉及的工艺类型主要有三种：稳定塘、湿地系统和地下渗滤系统。

　　（4）非生物废弃物分类管理单元

　　厨余垃圾和农业秸秆等生物性废弃物进入后续资源化利用系统，就地回用；其余类别的非生物性生活垃圾，按照“源头分离和3R（reduce、reuse、recycle）”的基本原则，分为可回收物、其它垃圾和有害垃圾三类分别进行收运处置，针对这三类垃圾建立乡村干垃圾分类管理与技术体系。

　　（5）环境动员技术单元

　　该单元提出“PPPP（Public-Private-Peasant-Partnership）”模式，动员当地居民、政府、企业积极支持配合，搭建各角色之间的沟通桥梁，重点强调当地居民的知情权、参与权与责任义务，公众参与和居民教育（“厕所革命大学堂”）是其中两项重要举措。

　　（6）户型一体化污水处理设备单元

　　对于独户或散户，负压管道无法收集的地方，可采取户型一体化污水处理设备的方式进行处理，达到污染物综合治理全覆盖的目标。

　　（7）综合监测平台

　　为充分地评估“面向资源化的乡村环境与污染综合治理项目”的实际效果，建立系统综合监测平台对项目实施全过程进行定期且长期地监测，以确定环境质量及污染源状况，同时评价控制措施的效果，衡量居民参与环境项目的程度。

　　（8）推广平台

　　基于此模式搭建了微信推广平台与社区微信交流群，设计多个模块来展示项目进展、追踪工程动态、普及技术基础、聚焦热点新闻，达到改善技术、推广模式理念的目的。同时也便于团队及时了解居民意愿，加强与居民合作，真正意义上地满足居民需求，提高全民环保意识。　　

　　厕所革命带来的效益和意义

　　1、经济效益

　　1）节水效果

　　一个500户居民的行政村，约2000人使用负压便器与使用传统节水型水冲便器相比，设定每人每天使用6次，每次冲洗消耗0.5升。则全村每年节约71547.3元，每户居民节省自来水费143元。

　　2）资源化效果

　　根据水量和水质数据，折合成化肥进行计量，本系统预计每年可回收氮肥8kg/(户•年)、磷肥0.5kg/(户•年)；而常规生物接触氧化污泥仅可回收氮肥1.6kg (户•年)；磷肥0.3kg/(户•年)。按照中国目前化肥市场的价格，氮肥价格约为4600元/吨（以氮计），磷肥价格约为15400元/吨（以磷计），则全村回收的营养物质价值22250元，即每年50元/户。同时，使用有机肥进行绿色农业生产可使农产品附加值上升，将会产生非常可观的收益。

　　3）建设费用

　　常规污水处理技术建设费用较高。以苏州市2012-2015期间建成的农村污水治理设施建设成本为例：纳入城镇处理的建设成本为2.469万元/户、村组处理总建设成本为2.437万元/户、就地处理建设成本为1.824万元/户。

　　4）运行与处理费用

　　负压便器每次用电量为0.004度，居民每年负压便器电费为30元，负压泵站平摊至每户居民电费为27元。对行政村负压收集系统进行统一运行维护，运行费用约每年350元/户；重污水与厨余垃圾统一收集后进行资源化处置，由于资源化过程相当于生产过程，因此资源化生产成本不计入污染治理成本中去。常规卫生模式（城市管网、净化槽）处理单价为1元/吨，则处理成本为每年200~400元/户。

　　乡村居民家中厨余垃圾产量占总垃圾量的60%~80%，由于负压收集系统将厨余垃圾从生活垃圾中分离，根据测算，在传统垃圾回收模式和垃圾分类回收模式下，如皋市垃圾回收处理的政府总投入分别为14552.6万元/年和5407.9万元/年，垃圾分类后政府总投入变为之前的37.16%，节约了62.84%的成本。而且垃圾分类处理后，垃圾的回收再利用可以带来3810.6万元/年的收益，那么垃圾分类后政府实际的成本变为1597.3万元/年，与之前的14552.6万元/年的成本相比较，成本降低了89.02%。