范彬等：探索基于田园循环的农村人居环境治理新路径

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范彬 王波（中国科学院生态环境研究中心研究员；生态环境部环境规划院副研究员）
当前治理农村人居环境的主流技术路径是达标排放模式，主要标志是安装常规水冲厕所，在排污管末端对污水进行处理，达到一定技术标准后再排放到自然环境中。
然而，达标排放模式有两个缺陷。一是建设和运行直接经济成本高，尤其是在居住相对分散的农村地区。建设成本至少要降低至现有水平的1/3，运行成本降至1/5甚至1/10，才能符合当前我国大多数农村的经济承受力。二是资源环境成本高，主要表现在水、物资和能源消耗大，污染物去除不彻底，碳排放量高，资源难以回用。而导致上述缺陷的原因并不是目前工艺、设施和设备技术不够先进，而是治污思想的差异。
西方人发明了用水冲洗并通过管道进行排污的厕所，最终都将自身排泄物丢弃给了大自然。为了消除由此造成的卫生和环境公害，才逐步形成如今的达标处理后再排放的模式。与其他文明不同的是，以我国为代表的东方文明很早就认识到粪尿等有机生活废物的肥料利用价值，由此产生了绵延数千年的田园循环模式。
笔者梳理田园循环模式的发展历程认为，这一模式可以为当下的农村改厕以及污水、垃圾治理提供新思路、新路径。


我国在历史上是一个对有机废物进行闭环管理的田园循环社会。在化肥可以廉价获取之前，我国农民视有机生活废物为具备重要经济价值的资源，催生了相关产业，客观上提升了市政卫生水平。在传统生活方式下，不仅是人体排泄物，人们将几乎所有的有机生活垃圾、草木灰和清扫的灰尘都通过自然积肥的方式回归农田。人们的生活用水量也比较有限，少量用过的水就近泼洒，通过大地的自然循环完成净化。
但传统田园循环的主要缺点是粪污未经无害化处理，存在疾病传染风险。针对这一问题，我国卫生部门在20世纪80年代之前组织开发了多级储存式厕所技术，主要有三格式厕所、双瓮式厕所、双坑交替式厕所等，并在全国推广，极大地降低了肠道传染病的发病率。目前，多级储存式厕所在我国农村的安装数量至少有8000万户，服务人口超过3亿。
多级储存式厕所仍然属于旱厕，便器必须架设在储存容器的上方，因此不适宜安装在房间之内。这一技术的创新在于将下方的单孔储存容器改造为多级储存容器。粪污在长期储存的过程中发生复杂的物化与生化反应，使有机质发酵腐熟，同时对病原生物进行消杀。分级储存的方式可以防止新鲜粪污混入已经熟化的肥料之中，确保最终的粪肥都经过无害化处理。这种方式在如厕及用肥环节与传统田园循环的实践相似，因此属于改良型的传统田园循环模式。


随着社会经济发展，农村家庭对安装有水冲洗+管道排污的现代化厕所产生强烈需求。常规的技术方案是安装重力式的水冲厕所。由于完全依靠水的自身重力提供冲刷力和管道输送动力，重力式水冲厕所必须使用足够的冲洗水量。我国节水型便器的技术标准是坐便器≤5升/次、蹲便器≤6升/次，而成年人一次排便的体积大约是400毫升，这意味着粪尿要被稀释10倍以上，不仅失去肥料利用价值，而且直接用于灌溉对地下水有污染风险，必须通过污水处理才能达标排放。
对改良的传统田园循环模式进行现代化改造，关键的技术问题是重新发明可以用少量水清洁并能通过管道进行排污的厕所。综合考虑肥效、粪污无害化处理以及施肥对环境的二次污染风险等因素，少水型厕所用水量不宜超过1.5升/次。目前我国市场上已经出现多种形式的少水冲厕所技术，在如厕体验、使用成本以及使用简便性方面可与重力式水冲厕所媲美。最常见的少水冲厕所技术主要基于真空管道排污的原理，另有一种是由我国科研人员研发的拔风抽吸管道排污技术，将少水冲的管道排污技术与粉碎技术集成，还可以用于收集厨余垃圾，进一步改善家庭生活卫生条件，突破垃圾分类难题。
现代田园循环系统工艺将生活排放划分为有机废液（包括粪尿和厨余垃圾）、生活杂排水和无机废物。高浓度的有机废液通过化粪池技术再生为液肥和渣肥。其他生活杂排水所含污染物质的浓度较低，在乡村地区推荐采用生态净化的方式进行处理，达标后排放。


现代田园循环模式所涉及的处理过程不需要依赖大面积铺设的下水道，适宜在农村地区应用。最简单的方式是一家一个小的系统，农户自行管理和用肥，可最大限度地降低安装和运行成本。除了在各家各户应用，也可开展有组织的集中运行和用肥服务，以适应不同居住场景和用户需求。
与达标排放模式相比，现代田园循环模式可降低50%以上的建设成本和60%以上的运维成本，每人每年减排二氧化碳160公斤；通过回收有机肥替代化肥，还可增加土壤碳汇，减轻农业面源污染，提升农产品价值。
展望未来，基于中华田园循环的传统，运用少水型管道排污技术构建现代田园循环模式，可以降低人居环境治理成本，且具有节水、节能、降耗、减排和资源循环等优势，在提升我国农村生活污染控制水平的同时，还有望为人居环境可持续发展贡献中国方案，值得扶持推广。（来源：中国环境报）