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                  中國農村廁所改造及糞污處理標準體系研究

                  摘 要:農村無害化衛生廁所改造可以有效地減少農村地區糞-口傳播疾病的發病率,保障人民群眾身體健康和生活品質。2018年以來,農業農村部會同有關部門積極行動,大力推進農村廁所革命,取得了積極成效。然而,一些地方農村廁所“建不好、用不好、不好用”等情況仍有發生,究其根源,農村廁所改造及糞污處理標準規范缺失是重要原因。農村廁所改造及糞污處理標準體系是科學指導農村改廁和糞污資源化利用、規范行業進步和產業發展的重要手段。該研究從基礎、通用、專用標準3個層次,系統梳理了中國農村廁所改造及糞污處理現行國家和行業標準,分析了存在的問題,明確了標準體系構建原則和目標,研究構建了標準體系結構和框架,提出了標準體系重點內容和制修訂建議,以期為推動中國農村廁所革命提供支撐。

                  0 引言

                  廁所雖小,卻是重大民生工程,體現了一個國家和地區的發展水準和文明程度,關系到人民群眾身體健康和生活品質。通過開展農村改廁及糞污無害化處理,可以有效殺滅糞便中的細菌和寄生蟲卵,減少蚊蠅孳生,從源頭上預防控制疾病[1]。原國家衛計委評估顯示,農村改廁項目地區糞-口傳播疾病的發病率明顯下降,在血吸蟲流行地區,血吸蟲感染率、腸道傳染病發病率均明顯降低[2,3,4]。另一方面,廁所糞污對環境污染也不容忽視。據統計,廁所污水中總氮、總磷的貢獻率占農村生活污水污染物總負荷的84%。全國約有50%行政村的飲用水源被污染。人類糞便中含有的大量有機物及營養元素,如氮、磷、鉀等,不經處理直接排放不但會污染環境,還會造成嚴重的資源浪費[5,6,7]。

                  2018年以來,農業農村部會同有關部門積極行動,大力推進農村廁所革命。通過兩年的努力,取得了積極成效,農村無害化衛生廁所普及率超過60%[8,9]。然而,一些地方農村廁所“建不好、用不好、不好用”等情況仍有發生,存在技術選擇不科學、產品質量參差不齊、建設施工不規范、運行維護水平低等問題,究其根源,農村廁所改造及糞污處理標準規范缺失是重要原因,這在一定程度上影響了農村廁所革命實效[10]。

                  標準體系作為規范產業發展、推動行業進步的綱領,是標準制定和修訂的基本依據[11]。隨著中國農村改廁的快速推動,亟需構建農村廁所改造及糞污處理標準體系,加快推進標準制修訂工作,推動農村改廁規范化發展。本文從基礎、通用、專用標準3個層次,系統梳理了中國農村廁所改造及糞污處理現行國家和行業標準,分析了存在的問題,明確了標準體系構建原則和目標,構建了標準體系結構和框架,提出了標準體系重點內容和制修訂建議,以期為中國農村廁所革命提供支撐。

                  1 國內外農村廁所及糞污處理標準現狀

                  1.1 國外研究現狀

                  國際標準化組織(ISO)在生活污水、糞便污泥、廢水和飲用水相關標準中對廁所改造及糞污處理做了相關規定。其中,《糞便污泥處理裝置》(ISO IWA 28:2018(E))對糞便污泥處理裝置的適用范圍、安全性指標以及工作性能指標進行了規定[12]!端w質量》(ISO 9308-2:2012)標準對污水中大腸桿菌的統計方法進行了規定,可為糞污處理以及污水排放要求相關標準的制定提供參考依據[13,14,15]。歐盟對包含廁所糞污處理在內的廢水處理系統制定了相關標準,其中《50PT小型廢水處理系統》(EN12566:2016)標準針對民用50PT污水處理系統的預制化糞池、土壤滲透系統、生活廢水處理系統、預制現場組裝化糞池、預處理廢水過濾系統、化糞池廢水預處理系統和污水前處理裝置進行了規定,該標準涵蓋了污水處理系統的通用技術產品、施工建設、衛生安全、運行維護、檢測評價和糞污貯存處理等全鏈條環節,覆蓋面廣,專業性強,可以為農村改廁各環節標準的制定提供借鑒[16,17,18]。

                  日本于1985年成立了“日本公廁協會”,并在全國范圍內開始了“廁所革命”,主導建立了一套不同于城市的農村污水治理法規體系:城市(人口數量>5萬或人口密度>40人/hm2的集中居住地)適用《下水道法》,農村地區主要適用于《凈化槽法》[19]。其中,《凈化槽法》涵蓋了凈化槽設計與制造、安裝維護、運行管理、達標要求、性能評價等全過程的法規和標準,可以為廁污污水一體化生物處理技術工藝的規范化以及中國農村廁所改造標準體系框架的建立提供參考。澳大利亞現行標準《生活污水現場處理單元》(AS/NZS 1546-2008)以農村廁所化糞池、堆肥廁所為規范主體,規定了施工建設、技術工藝、排放和產物等方面的要求,可為化糞池類廁所和堆肥式廁所標準的編制提供參考;《生活污水現場管理》(AS/NZS 1547-2000)標準,從生活污水處理設施的運行管理和監測評價提出規范性要求。加拿大更加注重廁所及糞污的服務和評價標準的規定,《飲用水和廢水的處理》(CAN/CSA-Z24511-10)系列標準重點對服務評價提出規范性要求,以上運行和管理方面的標準,可為農村廁所的運行維護提供借鑒。

                  1.2 國內研究現狀

                  1987年,國家衛計委發布實施了《糞便無害化衛生標準》(GB7959)[20],這是中國第一個與農村廁所有關的國家標準,首次確定溫度和持續時間、糞大腸菌群、蛔蟲卵死亡率、沙門氏菌等作為糞便無害化衛生學主要指標,并規定了衛生要求限值和監測檢驗方法,該標準于2012年修訂并沿用至今,已成為糞污無害化的基本遵循[21]。2003年,國家衛計委組織制定了《農村戶廁衛生標準》(GB 19379),首次提出了三格化糞池廁所、雙甕漏斗式廁所、三聯通沼氣池式廁所、糞尿分集式生態廁所、雙坑交替式廁所、節水高壓水沖式廁所等6項主推改廁技術,從建筑設計和衛生管理方面進行了規定,該標準于2012年修訂,為中國農村改廁技術模式選擇提供了依據。隨著農村環境污染治理工作的推進,相關部門圍繞農村生活污水治理、便器、化糞池、糞便處理廠等方面,編制了相關標準,為農村改廁及糞污處理提供了借鑒。2020年,農業農村部組織制定了《農村三格式戶廁建設技術規范》(GB 38836)、《農村三格式戶廁運行維護規范》(GB 38837)、《農村集中下水道收集戶廁建設技術規范》(GB 38838),首次針對全國廣泛使用的三格式戶廁和農村集中下水道收集戶廁,制定了專用標準,從設計、安裝與施工、工程質量驗收等環節進行了詳細規定,并對三格式戶廁的日常使用、糞污管理、維護、應急處置等提出了具體措施,這是當前農村改廁最亟需的標準,標準的實施可為農村廁所革命提供指導[22,23,24]。

                  截至當前,中國農村廁所改造及糞污處理現行國家標準和行業標準共22項(表1),為農村改廁工作發揮了積極作用。但隨著農村人居環境整治工作深入推進,中國農村改廁工作全面鋪開,市場主體異;钴S,兩年時間內(2018—2019年)農村改廁企業從幾百家增加到2萬多家,農村改廁市場魚龍混雜、產品質量參差不齊,農村改廁標準體系不健全不完善等問題日益凸顯。

                  表1 中國農村廁所改造及糞污處理現行國家標準和行業標準 

                  中國農村廁所改造及糞污處理標準體系研究

                  1)基礎標準空白。目前,中國農村廁所改造及糞污處理尚無基礎標準。由于缺乏術語標準,凈化槽和一體化生物處理設備、源分離資源型廁所和糞尿分集式廁所、一體化方便器和生物降解式廁所等概念模糊交叉,缺乏統一的規范表述。分類標準的缺乏,導致少水與節水廁所、生物與非生物廁所等界限劃分不清。同時標準圖集的短缺,使廁所產品規格選擇、設計施工等非標化問題突出。

                  2)通用標準缺乏。包括產品設備、工程設計、技術方法、建設驗收、運行管理與安全衛生環保等要求。目前,中國農村廁所改造及糞污處理現行通用標準共7項。在工程建設方面,發布實施了《農村生活污水處理工程技術標準》《污水自然處理工程技術規程》《坐便器安裝規范》3項標準,但農村廁所和糞污處理設施相關建設標準缺乏。在技術方法方面,農村廁所及糞污處理應涵蓋產品生產、設計施工、運行維護等全鏈條的技術方法,而目前僅有《下水道化糞池氣體監測技術要求》、《農村生活污水處理導則》2項。在安全衛生環保方面,發布實施了《農村戶廁衛生規范》和《糞便無害化衛生要求》,僅針對6種常用改廁技術提出了衛生要求,隨著農村改廁新技術的不斷涌現,現有標準已不能滿足需求。此外,產品設備標準和運行管理標準仍是空白[25,26,27]。

                  3)專用標準不足。中國現行專用標準15項,包括化糞池、活動廁所、免水沖廁所等產品設備標準,《農村三格式戶廁建設技術規范》《生活污水凈化沼氣池施工規程》《農村集中下水道集中收集戶廁建設技術規范》《糞便處理廠設計規范》等工程建設標準,以及《農村三格式戶廁運行維護規范》《糞便處理廠評價標準》等運行管理標準。針對廣泛應用的雙甕式戶廁、糞尿分集式戶廁、衛生旱廁等,以及新興改廁技術類型仍缺乏專用標準規范[28]。

                  綜上所述,現階段中國亟需對照國內外先進成熟的農村廁所改造及糞污處理相關標準建立符合中國改廁實際情況的農村廁所改造及糞污處理標準體系,加強標準制定的基礎研究工作,補齊標準缺失短板,加快推進農村廁所改造及糞污處理向標準化、規范化、產業化發展。

                  2 農村廁所改造及糞污處理標準體系構建原則與目標

                  依據《標準體系構建原則及要求》(GB/T13016-2018),結合中國農村改廁和糞污處理產業和行業的實際需求和發展方向,標準體系構建應遵循以下原則[29,30]:

                  1)系統設計,協調配套。充分考慮農村廁所革命的長期性和復雜性,立足當前、著眼長遠,做好標準體系的頂層設計和系統謀劃,并及時調整優化。標準體系應層次分明,標準間相互銜接協調,確保農村改廁及糞污處理全鏈條有標可依。

                  2)結合實際,科學構建。統籌考慮不同地區的地理、氣候、民俗、經濟發展階段、產業發展需求和農民期盼,對標先進技術成果和國際標準,兼顧實用性和先進性,采用科學方法和手段構建標準體系。

                  3)先急后緩,逐步推進。針對當前農村改廁工作的主要問題和薄弱環節,聚焦重點難點,抓緊編制急需的有關標準。充分反映產業和行業的發展趨勢,立足實際,循序漸進,逐步完善標準體系。

                  通過標準體系的構建,為標準制定提供頂層設計和基本依據,促進農村改廁標準制定走上規范軌道。

                  3 標準體系構建

                  3.1 結構框架

                  標準體系的分類可以從若干不同緯度進行劃分,如序列維、門類維、層次維、專業維、生命周期維等。對標準體系結構框架進行表達時,可將眾多維度中的一項作為已知項,其他項目作為可變項,進行多維度的分析和研究[31]。本標準體系框架按照農村廁所改造及糞污處理標準體系構建原則,參照美國學者霍爾(Hall)提出的系統工程方法論三維結構體系[32],構建了農村廁所改造及糞污處理三維結構圖(圖1),主要包含層次、序列和門類3個維度,層次劃分為基礎標準、通用標準和專用標準,序列劃分為產品設備、工程建設、技術方法、運行管理、安全衛生等,門類劃分為農村戶廁、糞污處理中心和其他等;诨A標準、通用標準、專用標準3個層次,構建了標準體系框架圖(圖2)并結合農村改廁現狀對專用標準層次進行了細化(圖3)。

                  中國農村廁所改造及糞污處理標準體系研究

                  圖1 農村廁所改造及糞污處理三維結構圖

                  中國農村廁所改造及糞污處理標準體系研究

                  圖2 農村廁所改造及糞污處理標準體系框架圖

                  中國農村廁所改造及糞污處理標準體系研究

                  圖3 農村廁所改造及糞污處理專用標準體系框架圖

                  3.2 重點內容

                  3.2.1 填補基礎標準空白

                  盡快編制農村廁所改造及糞污處理相關術語、分類、圖集等基礎標準!掇r村廁所基礎術語》標準應對現有廁所主要類型、關鍵部件、處理工藝等方面的專有名詞內涵及適用范圍進行規范,特別是對凈化槽和一體化生物處理設備、源分離資源型廁所和糞尿分集式廁所、一體化方便器和生物降解式廁所等容易混淆的概念進行明確!掇r村廁所分類》標準應依據資源投入、糞污處理利用方式等不同分類方法,對廁所進行詳細分類,特別是明確水沖式、少水沖式、微水沖式、循環水沖式和無水沖式廁所的分類標準,明確生物式廁所、非生物式廁所的分類標準!掇r村廁所圖集》標準應對現有廁所的設計、施工、結構等繪制標準化圖紙。

                  3.2.2 補齊通用標準短板

                  圍繞農村廁所改造及糞污處理相關產品設備、工程建設、技術方法、運行管理、安全衛生等方面標準存在的短板,盡快編制通用標準。在產品設備方面,編制廁具、廁屋、糞便收集排放系統、糞污貯存處理等相關產品設備標準,應與城市廁所有所區分,突出農村戶廁產品設備特點。在工程建設方面,應逐步完善戶廁和糞污集中處理中心工程設計、施工建設及工程驗收等方面的規范要求,加快編制關于農村戶廁建設技術規范、廁所糞污集中處理中心建設技術規范和中小型糞污分散處理設施技術規范等標準,保障農村廁所及糞污集中處理中心的工程建設質量。在技術方法方面,應重點對糞污好氧發酵、厭氧發酵、兼氧貯存等無害化處理技術進行規定,對無害化衛生廁所評價方法進行規范,確定新型病原體、抗生素、鹽分等指標檢測方法。在運行管理方面,應對戶廁和糞污無害化處理中心日常管護、服務維修、應急處置等方面進行規定。在安全衛生方面,盡快啟動《農村戶廁衛生規范》《糞便無害化衛生要求》修訂工作,將凈化槽式廁所、循環水沖式廁所、生物降解式廁所、生物堆肥式廁所等新興廁所類型納入標準范圍,提出安全衛生和糞便無害化要求。

                  3.2.3 及時補充專用標準

                  針對目前廣泛推廣應用以及逐漸興起的廁所類型,盡快編制關于“雙甕式廁所”“糞尿分集式廁所”“沼氣池式廁所”“雙坑交替式廁所”“生物堆肥式旱廁”“真空負壓式廁所”“凈化槽式廁所”“循環水沖式廁所”等標準,對產品設備、工程建設、技術方法、運行管理及安全衛生等方面提出具體要求。編制關于“廁所糞污堆肥集中處理中心”“廁所糞污沼氣工程集中處理中心”“廁所糞污與污水協同集中處理中心”等技術規范專用標準,完善廁所糞污集中處理和資源化利用的規范化要求,保障農村廁所的可持續運行。

                  4 結論與建議

                  農村廁所改造及糞污處理標準體系是科學指導農村廁所改造和糞污處理、推動行業進步和產業發展的重要手段,也是聯系政、產、學、研、用的重要紐帶。本文從農村“廁所革命”發展形勢對相關標準的要求出發,初步構建了農村廁所改造及糞污處理標準體系并得出如下結論:1)盡管已有部分農村改廁產品設備、施工建設和糞污處理的標準,但在系統性、適用性、前瞻性等方面存在不足,缺少標準體系的指導和整體規劃,無法滿足農村“廁所革命”長遠發展的需求。2)本文從基礎、通用、專用3個層次初步建立涵蓋現行標準22項的農村廁所及糞污處理標準體系和框架,提出了標準體系構建重點內容。并提出以下建議:

                  1)盡快組建專門的標準化工作組或專業委員會。建議由行業內有影響力的研究機構牽頭,組織農村廁所及糞污處理領域知名專家,組建標準委員會,負責構建與國際接軌的標準體系,組織開展標準制、修訂工作,盡快解決農村廁所及糞污處理標準缺失的問題。

                  2)加強標準前期基礎研究工作。建議設立研究課題,鼓勵科研機構開展農村廁所及糞污處理研究工作,重點開展產品設備主要參數、技術模式適用性、環境衛生評估指標及方法等方面的研究,為標準制修訂提供基本依據。

                  3)加快急需標準編制工作。建議盡快啟動關于“農村廁所基礎術語”“農村廁所分類”“廁所糞污集中處理中心建設技術規范”等3項國家標準和關于“廁所糞污處理利用導則”“衛生旱廁”“無害化衛生廁所評價標準”等3項行業標準編制工作,適時啟動《農村戶廁衛生規范》《糞便無害化衛生要求》的修訂工作。

                  4)鼓勵各地積極編制地方標準。中國幅員遼闊、區域差異大,農村廁所類型多樣、糞污處理途徑不同。建議盡快制定印發關于“完善農村廁所標準體系指導意見”,并鼓勵各地在國家和行業標準的基礎上,因地制宜,編制出臺地方標準。為縮短地方標準立項和發布時間,可鼓勵各地以政府文件的形式先行發布,并同步開展標準立項工作。

                  作者:張輝 趙立欣 孟海波 沈玉君 丁京濤 王惠惠 周海賓 范盛遠 農業農村部規劃設計研究院

                  作者簡介: 張輝,研究員,主要從事現代農業發展規劃、計劃及戰略研究、社會發展等方向研究。

                  基金: 農業農村部規劃設計研究院自主研發項目-2019年寒旱區生態旱廁及糞污農用技術研究(ZZYFXKFZ201901);

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