我國農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，從事市政與環境工程專業教學與科研工作，主要研究方向為污水生物脫氮除磷技術、污水處置數學模擬技術、可繼續環境生物技術。現為國際水協期刊《WaterResearch區域主編（Editor
01糞尿“肥水”中養分價值
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分別占污水中相應含量的97%90%66%和59%尿液作為糞、尿中養分的主要“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業生產中非常理想的農家肥，也是綠色食品的養分來源。糞便中所含的P和碳（C對改良土壤結構、增肥保濕具有很好的促進作用。
每人每年排泄物中所含NPK養分分別為4.4kgN/a1.5kgP2O5/a和1.4kgK2O/a研究標明，每人每年發生的尿液可供約0.5畝農作物生長對養分的需求；每人每年糞、尿中所含養分與生產250kg谷物所需化肥相當，剛好是一個人1年所需谷物消耗量。目前我國農村實際常住人口約為5.7億人，每年糞、尿中養分含量達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，每年僅農村常住人口糞、尿中的養分就可供836萬hm2小麥-玉米輪作種植。
02糞尿源分離與衛生回田
如果不將體積<2%糞、尿混入灰水，使之以衛生方式返田農用，不只其中養分可就近利用，純水設備而且污水也沒有了發生的根源，生活灰水只需進行簡單處置或用于“干地”處置（如，旱作灌溉）激進農村旱廁糞尿回田方式盡管生態，但不太衛生。為此，歐洲一些國家（瑞典、德國等）針對發展中國家設計了基于源分離理念的生態衛生排水系統，并在一些國家獲得應用和推廣。從如廁源頭將糞便和尿液衛生分離，不只如同水廁一樣解決了旱廁不衛生的問題，而且又保留了糞尿中的養分，也就最大水平上避免了農村污水發生問題。
尿液是人體排泄物中所有養分濃縮液。新鮮尿液相對不含病原體，尿液傳播疾病的風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，并達到農業平安使用的要求。糞便不同于尿液，自身帶有多種病原微生物，需經過堆肥發酵（激進農業中的漚肥池即此功效）達到無害化后方可使用。
其實，現代糞尿中藥物、激素和重金屬殘留才是反對糞尿返田時最常見的說辭。關于尿液中藥物和激素等潛在污染物的負面影響目前尚不清楚，即使現有污水處置技術也很難有效去除這樣的污染物，污水處置后出水灌溉農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低于灰水中重金屬含量。水環境中高含量的重金屬主要來自化工、礦業等行業排放的廢水，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，過度強調糞尿中存在藥物殘留和激素成分存在污染風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、臭氧等技術來應對藥物殘留和激素成分，那么，這些技術應用于農村糞尿相同成分處置，源頭豈不顯得更加經濟、有效？
目前中國農村正在進行廁所革命，但“革命的對象”目前似乎并沒有找準目標。顯然，革命的對象應該是針對其衛生方面的負面作用，而不應否定其在生態方面的正面作用，更不應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習慣，而且政府投資/補貼建設的污水處置設施很可能“曬太陽”地上式）或者“躲陰涼”地下式）目前國際上發展“藍色經濟”思潮與行動正在悄然興起，而糞尿返田這一極為樸素的藍色經濟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、水污染等現象，也很少聽說因糞尿傳達疾病而導致人口銳減、消亡現象。正是化肥使用才導致大多數農民開始撇棄糞尿種田的習慣，再加上政府部門片面將糞尿返田定義為“陋習”這才導致“肥水”變成“廢水”
03糞尿返田與有機農業
糞尿與灰水混合便產生污水，一旦不經處置進入水體則有可能導致營養物大量累積而造成水體富營養化和黑臭水體等現象。目前我國農村普遍存在著一種矛盾現象：一方面是肥水”外流水體，另一方面是種田再施用化肥。農村出現污水并需要處理的原因在于農民棄用昔日“肥水”像鄉村人一樣切斷了食物（營養源）與土地（營養匯）之間的循環，實際走上一條不可持續的工業”農業，而不是祖先發明的生態農業。
現代農業中大量化學制品（化肥、農藥）應用雖使糧食產量短期獲得增產，純水設備但長期潛在隱患已初露端倪，環境污染、生態破壞、資源耗竭、食品平安等問題不時呈現，對人類生存環境和健康已構成極大威脅。事實上，糞尿“肥水”一種優質的有機肥，發展和維系平安無污染的有機農業方面優勢明顯。將糞尿中的養分納入自然界物質循環系統是生態文明的基礎，不只可以減少農業對化肥的需求，更為重要的可以最大水平減少農村污水的發生和處理，防止水環境污染。糞尿返田用于有機農業生產是原生態文明下的產物，即使在現代農業的今天也具有相當的經濟、環境與社會效益。
3.1經濟效益
有機肥是緩釋肥，其中營養成分釋放與作物吸收往往不能同步，這便產生了有機農業“利息高、產量低、效益低”誤區。事實并非如此，同等施用氮肥的情況下，有機種植產量并不比化肥種植產量低，個別作物產量甚至可達化肥種植的2~3倍；有機作物產量主要與有機種植年限長短有關。有機肥作為緩釋肥其養分釋放確實比化肥顯得緩慢，導致有機種植前期產量往往較低，但隨著種植年限延長，有機種植產量將會逐漸接近化肥種植。此外，由于有機作物在生產過程中沒有受到污染，與環境更為友善、產品更加平安，其市場銷售價格往往是化肥產品的2~3倍、甚至有些會達到10倍以上，利潤空間很大。
河南開封某自然村進行有機作物種植，其經濟利益可觀，利潤分析見表2可見，盡管有機農業人工利息高于化肥農業，但最終兩種種植方式下總投入利息并沒有明顯的差別。有機農業雖短期內在產量上處于劣勢，但由于有機農產品的價格遠高于化肥農產品，這就使得有機種植最終往往有具有遠超化肥種植的利潤空間。
3.2環境效益
糞尿返田的環境影響遠不止最大水平減少農村污水發生而維護水體環境、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過度耗能而產生的溫室氣體排放。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村糞尿返田對溫室氣體減排的潛力（數據詳見表3分析證實了這一點。
由此可見，利用糞尿返田發展有機農業能夠減少化肥和農業生產兩個領域的雙重溫室氣體排放，總減排量可達3844萬 tCO2/a占我國農業溫室氣體排放量（10億萬 tCO2/a4%這種低耗能、低排放、高碳匯的有機農業模式對我國實現溫室氣體減排目標的貢獻不容小覷。
3.3社會效益
有機農業作為一種生態健康產業，生產的綠色產品更加平安、健康，因此也大大提升了農產品的附加值，可為農戶發明更多的經濟利益，也是農戶脫貧致富的有效途徑之一。農村，如果糞尿通過返田發展有機農業被重新看作“肥水”而不再混入灰水，這對農村環境的恢復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動農民恢復昔日糞尿返田習慣，讓農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，衛生返田將會在收集、利用、種植、銷售等各個環節為農民帶來就業崗位。同時，也可以通過培訓、教育等方式來提高農村勞動力素質，并逐漸協助農民培育出各自綠色農副產品品牌，純水設備建立起良好的社會信譽和穩定的銷售體系。
04農村污水處置現狀
由于多數農戶不再把糞尿看作“肥水”加之一些政府部門亦片面強調農村旱廁為陋習，導致農民將糞尿與灰水混合而形成污水，結果導致目前農村環境臟亂差的現象。為應對農村污水問題，呈現了眾多污水處置技術，但歸類發現，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疑的MBR技術也早在北京很多區縣農村得以裝置。農村污水具有分散、量小的特點，集中處置首先要具備完善的收集、輸送系統，即，下水道系統。德國20世紀八十年代市政污水處置率達96%時，下水道與污水處置設施投資比為7:3即，排水處置系統投資70%用于下水道建設，此比值對低密度的農村來說則顯更大。可見，只強調污水處置而忽視下水管網建設的結果會普遍存在遠水解不了近渴”問題，導致即使建成也會出現“曬太陽”躲陰涼”現象。國已建農村污水處置設施情況標明，曬太陽”躲陰涼”現象確實十分普遍；官方此類報道已不勝枚舉。加之農村污水處置設施規模小，運行利息普遍高于市政污水處置，甚至高達3元/m3以上，這對難以征收污水處置費的農村來說亦很難維系正常運行。此外，技術管理也是農村污水處置的短板，將MBR等高技術引入農村就好比讓農民放衛星一樣，簡直就是天方夜譚。
05轉變政府投資方式
每年我國農村污水治理工程政府投資高達上百億元，且逐年增加。面對農村污水處置設施“建而不用、建而不管”普遍現象，足以引起反思。因此，政府首先需要轉變觀念，打開“官智”相應轉變投資、補貼方式。觀念轉變需要重新審視糞尿返田之原生態文明習慣，肯定“肥水”生態價值和將之返田的環境效應。只有這樣，才可能將用于污水處置的巨額投資“縮水”以少量經濟補貼方式協助和鼓勵農民恢復糞尿返田習慣，直接促進農民發展全生態有機農業。為此，政府應建立相應生態彌補機制，全面調動財政、稅收、行政等政策資源以及社會資源，積極引導農民利用糞尿進行有機種植。政府亦可通過征收化肥稅的方式來補貼糞尿返田。
糞尿衛生返田中病原菌控制最為關鍵。對此，政府應免費向農戶提供科學漚肥、滅菌技術，改變激進簡單、粗放的漚肥方式，實現漚肥科學化、規范化。糞尿返田發展有機農業往往在初期存在作物產量低、有機認證門檻高和農田生態修復投資等問題，政府在此方面應給予財政支持和政策扶持，以解除農民擔心有機種植產量低、存在銷路風險的后顧之憂。
06結語
農村污水處置過度強調激進旱廁在衛生方面的負面作用，完全漠視糞尿作為“肥水”生態價值。既有農村污水處置設施大都“曬太陽”躲陰涼”事實說明，處置并不太適合于農村，純水設備特別是移植鄉村的處置技術。如果能重新認識糞尿“肥水”生態價值并維系和恢復原生態文明下的糞尿返田習慣，不只可以發展目前趨之若鶩的有機農業，亦可防患于未然地從根本上解決污水發生現象，從而最大水平防止農村污水處置怪象。
源糞尿返田是發展有機農業生產綠色食物的最佳養分；糞尿返田有助于緩解磷危機現象；有機種植不只可以大大減少因化肥生產耗能排放的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有機種植亦可協助困難地區農民脫貧，甚至致富。因此，糞尿“肥水”返田有著明顯的環境、社會和經濟效益。前提是政府部門應該首先轉變觀念，出臺鼓勵和扶持政策，變投資污水處置設施為補貼糞尿返田，以“四兩撥千斤”杠桿調節方式驅動和協助農民衛生返田和有機種植。
藍色經濟已成為國際開始倡議的未來發展模式，其核心內容就是發展納入生態體系的循環經濟。這與中華文明五千年歷史創造的糞尿返田原生態習慣殊途同歸，或者說糞尿返田就是最樸素的藍色經濟。國農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”處置技術的最佳時候，而是應停下來看看國際、反思自己的關鍵時刻。不然，走錯路、投錯資的生態環境代價日后將難以彌補。
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