第1章 绪 论
1.1 研究背景
近几年，很多专家、企业及相关部门将“水处理”研究与发展的焦点转向农村，如国内彭举威、王洪臣、吕锡武、曹群、刘俊新、廖日红等及大量的国外学者。以德国FESTOLL 公司为代表的企业也投入了大量资金用于对农村污水处理设备的研发。国家对于农村污水处理的问题也更加重视，加强示范工程进一步开展的同时，出台了大量扶持政策，十八届三中全会后，环保部在中央精神的支持下发布了《农村生活污水处理项目建设与投资指南》。时下，研究与发展农村污水的治理事宜是有其多重必然性地，“水资源概况”、“新城镇化发展”、“农村污水及其治理概况”及“水处理研究与发展”等因素的特殊性使然。如表 1-1 所示，城镇化过程中，以上四个内涵相互联系、不可分割，其中，劳动力转型是前提；人口转型是核心；城镇发展是重要保障；城市文明与生活方式的传播是主要目标，同时也是社会进步的重要标志。城镇化发展有其社会必然性、发展阶段性、空间整体性及地域差异性，追溯“城镇化”的起源，学术界存在多种见解[2]，见表 1-2。对于“城镇化”起源的鉴定是“仁者见仁，智者见智”，从可视化的角度讲，按照工业化进程对应城镇化的不同发展阶段，据发达国家经验，城镇化的阶段包括：初期、中期、后期，各阶段的城镇化率依次为10%~30%、、30%~70%、65%~90%。对于城镇化的进程会于何时终结，尚未定论，也鲜有论及。至 2012 年，我国常住人口与户籍人口城镇化率分别为 52.6%、35.3%[3]，城镇化硕果累累的阶段离我国还很遥远。
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第2章 评价方法研究
2.1 评价方法概述
农村污水处理工程的开展是否真的有利于资源与环境问题的改善需要我们去深入探讨，农村污水处理项目的可持续性值得我们去评价。特别地，目前农村污水治理项目投资高、回报低，很多政府工作人员及大部分群众与企业看不到农村污水治理的未来与收益，量化地评价农村污水处理系统有助于提高农村污水处理工程的说服力。另外，污水处理工艺可持续性评价方法的研究还有助于不同污水处理工艺的适用性研究。污水处理系统集经济与环境双重影响于一体，常用的可持续性评价方法有能量分析、有效能分析、货币经济分析、生命周期分析及能值分析，见表 2-1。特别是生命周期评价和能值分析法能够将经济与环境影响统筹考虑，可综合评价污水处理系统的可持续性。
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2.2 生命周期分析
生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA），通过分析产品全生命周期过程中的输入输出清单，评价其环境消耗与资源利用情况；始于 20 世纪 60 年代末美国环保部在能源使用过程中的环境影响研究；70 年代中前期，形成资源环境状况分析（Resource and Environmental Profile Analysis, REPA）和 LCA 概念，相关影响框架成型，研究集中于工业和企业在包装和废弃物的能源消耗方面；至 80 年代后期，主要侧重于 REPA/LCA 的方法发展；20 世纪 80 年代末 90 年代初，随石油短缺引发能源危机，REPA/LAC 应用越来越广，各国开始关注 REPA/LCA 的统一性。ISO 于 1991 年提出了生命周期评价的技术框架[43]，并于 1997 年出台 ISO14040 明确规定了生命周期评价的技术框架[44]（图 2-1），将LCA评价过程分为4个部分。21世纪初美国在其环保局的支持下研发了LCAACCESS数据库，日本、韩国、印度相继建立 LCA 学会。我国在北京工业大学、科学院生态环境中心及中国环境科学研究院等科研机构的带领下开展 LAC 研究，建立了中国生命周期评价数据库，于 1999 年和 2002 年相继推出了 GB/T240-1999、GB/T24041-2000、GB/T24042、GB/T24043 四个规定生命周期评价 4 部分内容的标准，生命周期评价在我国逐步规范和完善。
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第 3 章 农村污水处理典型工艺可持续性分析.....23
3.1 典型工艺选择 ......... 23
3.2 研究内容 ..... 28
3.3 讨论 ....... 40
3.4 本章小结 ..... 41
第 4 章 典型处理工艺适应性研究.......43
4.1 地区特性分析 ......... 43
4.2 地区工艺适应性分析 ......... 44
4.3 工艺地区适应性分析 ......... 52
4.4 本章小结 ..... 57
第 5 章 农村污水治理机制研究.....58
5.1 国外治理机制现状与分析 ....... 58
5.2 国内概要分析 ......... 62
5.3 我国农村污水治理的几点思考 ..... 63
5.4 本章小结 ..... 66
第5章 农村污水治理机制研究
5.1 国外治理机制现状与分析
美国的农村污水治理经历了从单一的集中治理到分散治理与集中治理并存的发展过程。20 世纪初期，基于当时对污水处理的理念的限制，美国对农村污水采用的主要方法是参照城市设立污水处理厂，导致由于受到管网建设成本的巨大压力，农村污水处理设施的建设比较缓慢，农村污水造成的环境问题逐步凸显出来[96]。20 世纪后期到 21 世纪初期，分散式处理方法在美国开始发展，制定相关的技术方法[32]。“多级管理”是美国农村污水运营管理的典型特点，按处理系统的复杂性及其对周边环境的敏感程度分为五种管理模式[96]：①户主自觉制：户主为执行主体，各有关部门起配合维护，给予保养或注意事项提示，多用于对环境较低敏感的传统的分散式污水治理需求地区。②保养合约制：专业技工为执行主体，以合约制管理，户主为签约另一方，多在环境敏感中等强度地区，如低土壤渗透性地区。③操作准许制：户主为执行主体，以限期的操作准许证进行制约，适用于类似于水源保护区的中等环境敏感区域。④管理实体操作与保养制：执行主体不定，也以操作准许证进行制约，但准许证必须签于管理实体，适用于类饮用水源地的高度环境敏感区。⑤管理实体所有制：系统的拥有着、管理者、保养者为同一实体，用于环境敏感度极高度的地区。美国在农村污水治理环节上取得成功，在很大程度上依赖于美国完善的分散型污水处理政府作为体系、分层多级管理、全方位运作运营和强有力的资金保障[97]。
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结论
课题以农村污水治理工艺可持续评价与适应性研究和相关机制分析为重点，开展研究工作，包括评价方法的确定、案例可持续性评价、典型工艺适应性研究及农村污水治理机制讨论。分别得如下结论：
一、分析国内外可持续评价方法，重点对比分析生命周期评价与能值分析，生命周期评价方法虽能够评价系统的全周期过程，可持续性评价尚处于研究阶段，加之农村发展特殊性限制，将 LCA 用于农村污水可持续化治理研究难度较大。能值分析法以能值为统一衡量基准，能够对系统内不同形式的能量进行综合分析，简单、直观、易实现，更适合农村污水治理可持续性研究。
二、污水处理系统有废物的输入和输出，在应用能值分析法进行分析过程中考虑其特殊性。在传统能值流中增加了废物流的分析，在已有研究的基础上，将废物流概念进一步扩展为包括系统运行过程中输入或输出的废水流和排放的固体、液体、气体废物。以 SEYR、SELR、SESI、SEBR、ECPT、EPI、EEF、EAP 评价系统性能，特别地，基于 SESI、SEBR、EAP 三个指标评价系统的环境可持续、生态经济效益及发展可持续性。其中，气体、液体污染物对环境的影响以其稀释到环境安全浓度所需气体或液体的能值计，固体污染物以其占用土地面积能值计。
三、为分析示范工程的可持续性，对各系统进行可持续性评价得：1#人工湿地（常州）系统的环境可持续性能、生态经济效益及发展可持续性均最强；4#MBR（常熟）系统不具备发展可持续性，环境可持续性与生态环境效益均最弱。对比分析人工湿地在不同地区的可持续性发现，在常州的 1#人工湿地处理系统可持续性最强，广州的 3#系统次之，北京的 2#系统可持续性最弱。分析不同工艺在同一地区的可持续性显示：人工湿地处理系统可持续性最强， SBR 处理系统次之，MBR 处理系统的可持续性最弱，农村污水治理可持续发展应优先考虑人工湿地处理技术的推广与应用。另外，对比 2#系统在有处理水回用和没有处理水回用时可持续性变化情况得：增加处理系统“产品”（如处理水）回用有利于提高系统可持续性。
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参考文献(略)