農(nóng)村面源污染綜合污水治理研究
時(shí)間:2022-11-08 08:29:19
導(dǎo)語(yǔ):農(nóng)村面源污染綜合污水治理研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
摘要:農(nóng)村面源污染是指農(nóng)村生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中大量污染物進(jìn)入受納水體所引起的污染。在降水和徑流沖刷作用下,溶解的或固體狀的污染物從非特定的地域通過(guò)農(nóng)田地表徑流、農(nóng)田排水和地下滲漏等方式進(jìn)入受納水體中。當(dāng)前,有必要采取合理措施,對(duì)農(nóng)村面源污染進(jìn)行綜合防治。一是通過(guò)農(nóng)田生態(tài)塘改造,對(duì)農(nóng)田退水中的N、P等元素進(jìn)行有效攔截與凈化利用;二是通過(guò)生活污水治理和畜禽養(yǎng)殖廢棄物減量化等措施,從源頭上減少地表徑流污染負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用。以上污染治理技術(shù)在湖南省農(nóng)村環(huán)境綜合整治及農(nóng)業(yè)面源污染治理中廣泛使用,效果較好。
關(guān)鍵詞:農(nóng)村面源污染;生態(tài)塘;三格式化糞池;沼氣池
農(nóng)村面源污染主要指農(nóng)村生產(chǎn)生活中所產(chǎn)生的污染,污染類型較多,面源較為復(fù)雜,主要來(lái)自農(nóng)村生活源、養(yǎng)殖業(yè)及種植業(yè)。
1農(nóng)村面源污染現(xiàn)狀
1.1農(nóng)村生活污染
農(nóng)村生活污染主要來(lái)源于三個(gè)方面:一是廁所污水,即人體的糞尿排泄物;二是生活洗滌污水;三是廚房污水。污水中主要是人體排泄和生活中排放的有機(jī)物,一般不含有毒物質(zhì),但含有氮、磷等水體富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),還有大量的細(xì)菌、病毒和寄生蟲(chóng)卵。
1.2養(yǎng)殖污染
農(nóng)村小戶養(yǎng)殖較多,畜禽糞便多以干清糞方式收集,絕大多數(shù)的畜禽糞尿經(jīng)沼氣池處理,部分畜禽養(yǎng)殖糞便沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理肆意堆放,導(dǎo)致氮、磷、化學(xué)需氧量(CODCr)等富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)直接或間接排入水體,造成水質(zhì)污染。
1.3農(nóng)田徑流
農(nóng)業(yè)面源污染主要源自區(qū)域內(nèi)化肥的施用,肥料的利用率低,極易造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化、土壤的酸化和次生鹽漬化。相應(yīng)地,用氮、磷污染的富營(yíng)養(yǎng)化水灌溉農(nóng)田,使得農(nóng)田中的氮、磷大量剩余,除對(duì)河流的富營(yíng)養(yǎng)化做出貢獻(xiàn)外,還可能影響農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),農(nóng)田養(yǎng)分被植物利用的部分很少,氮肥的利用率僅為30%~35%,磷肥為10%~20%,鉀肥為35%~50%[1],剩余的養(yǎng)分通過(guò)各種途徑,如徑流、淋溶、反硝化、吸附和侵蝕等進(jìn)入環(huán)境,改變?cè)型寥赖慕Y(jié)構(gòu)和特性,造成土壤酸化、土壤板結(jié)、有機(jī)質(zhì)減少等后果。
2農(nóng)村面源污染治理難的原因
一是相對(duì)于工業(yè)點(diǎn)狀源污染,農(nóng)業(yè)污染是面狀源污染,這使之更難監(jiān)測(cè)和控制,其治理難度比工業(yè)更大;二是農(nóng)村建設(shè)缺乏監(jiān)管和設(shè)計(jì)規(guī)劃,農(nóng)村面源污染的成因和防治方法宣傳不夠,大多數(shù)農(nóng)村居民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)較為淡??;三是由于技術(shù)、經(jīng)費(fèi)、人才等方面的原因,治理的手段和技術(shù)相對(duì)滯后,一些科技成果的轉(zhuǎn)化、見(jiàn)效還不快。
3農(nóng)村面源污染治理案例分析
湖南省益陽(yáng)市桃江縣高橋鎮(zhèn)橫馬塘村屬于典型的農(nóng)業(yè)村,境內(nèi)農(nóng)田面積為412hm2,果園面積為13.87hm2,旱地面積為43.87hm2,以農(nóng)業(yè)種植與養(yǎng)殖為主,農(nóng)業(yè)種植作物主要為水稻,養(yǎng)殖對(duì)象多為牛、豬、雞、鴨等家禽。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果,橫馬塘村共有1425戶,農(nóng)村人口有5489人,目前,農(nóng)戶建有三格化糞池245個(gè),改廁完成率為17.2%。橫馬塘村水系較為發(fā)育,水體兩側(cè)分散著很多大大小小的村落。由于農(nóng)村市政設(shè)施極為落后,衛(wèi)生環(huán)境狀況極差,目前,橫馬塘村無(wú)下水道系統(tǒng)和集中式污水處理設(shè)施。近年來(lái),隨著農(nóng)村居住條件的改善,大量水沖廁所建設(shè)和使用,農(nóng)村生活污水量增大,大部分獨(dú)立收集。農(nóng)村排水基本為合流制,未鋪設(shè)管網(wǎng),屋前多明溝排水,屋后多自然散排。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,橫馬塘村完成改廁農(nóng)戶的沖廁水、洗浴水均經(jīng)三級(jí)化糞池處理后用于房前屋后小菜園、小花園等,實(shí)現(xiàn)就地消納,未完成改廁農(nóng)戶生活污水直接外排,且農(nóng)戶的廚房廢水、洗衣廢水未能收集直接排入附近的溝渠,與雨水合流排放至附近地表水體。
3.1橫馬塘村農(nóng)村面源污染治理設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行情況
目前,橫馬塘村農(nóng)村面源污染治理設(shè)施主要有兩種。一是生活污水三級(jí)化糞池。當(dāng)前,橫馬塘村正在進(jìn)行改廁工作,完成改廁戶數(shù)245戶,污水經(jīng)三級(jí)化糞池處理后用于房前屋后小菜園、小花園等,實(shí)現(xiàn)就地消納。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘,設(shè)施運(yùn)行良好。二是畜禽養(yǎng)殖沼氣池。橫馬塘村畜禽養(yǎng)殖戶共計(jì)13戶,完成沼氣池建設(shè)5戶,現(xiàn)場(chǎng)踏勘可知,糞污經(jīng)管道進(jìn)入沼氣池處理后,定期清掏作為農(nóng)肥,目前運(yùn)行正常。
3.2治理目標(biāo)
農(nóng)村居民生活污水治理水平明顯提高,新增三格化糞池20套,示范村組橫馬塘村5組、14組改廁工作完成率達(dá)到100%,生活污水分散治理率為100%;畜禽養(yǎng)殖污染得到嚴(yán)格控制,畜禽養(yǎng)殖戶糞污處理設(shè)施配套率提高到100%;建設(shè)村域地表徑流污水凈化示范工程一處。效益分析表明,預(yù)計(jì)減排COD36.37t/a,減排NH3-N3.8t/a。
3.3面源污染治理
3.3.1農(nóng)村生活污染治理近年來(lái),農(nóng)村生活日漸城市化,生活污水主要來(lái)自農(nóng)家的廁所沖洗水、廚房洗滌水、洗衣機(jī)排水、淋浴排水、餐飲廢水及其他排水等[2]。參考《湖南省農(nóng)村生活污水治理技術(shù)指南》(試行),湖南省農(nóng)村生活污水水質(zhì)情況如表1所示[3]。主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)有pH、懸浮物(SS)、化學(xué)需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH4+-N)、總氮(TN)和總磷(TP).根據(jù)《湖南省農(nóng)村生活污水治理專項(xiàng)規(guī)劃指導(dǎo)意見(jiàn)》,采用分散處理與資源化利用模式的農(nóng)戶必須嚴(yán)格做到“黑灰”分離,堅(jiān)持“黑灰分離、資源化利用、就近就地分散治理優(yōu)先”的原則[3]。因此,本案例生活污水處理工藝的設(shè)計(jì)流程如圖1所示。廁所污水采用三格化糞池進(jìn)行無(wú)害化預(yù)處理,經(jīng)無(wú)害化處理后優(yōu)先就近就地資源化利用。洗浴水排入儲(chǔ)液池。廚房污水?dāng)?shù)量較少,污染物濃度較低,含有少量的油。黑灰分離措施主要是將農(nóng)村廁所臺(tái)面增高10~15cm,使洗浴等其他廢水無(wú)法進(jìn)入廁所管道,分別接管道將沖廁水和洗浴等廢水分開(kāi)處理。3.3.2畜禽養(yǎng)殖污染治理根據(jù)養(yǎng)殖種類、養(yǎng)殖規(guī)模、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境條件以及排水去向等因素,合理確定畜禽養(yǎng)殖污染的治理工藝路線及處理目標(biāo)。橫馬塘村地形較為平坦,種植面積大,按每667m2農(nóng)田可消納5頭豬產(chǎn)生的養(yǎng)殖廢棄物計(jì),可消納35230頭豬產(chǎn)生的糞便。據(jù)統(tǒng)計(jì),橫馬塘村目前養(yǎng)殖量約為1640頭豬(雞、鴨、牛按標(biāo)準(zhǔn)折算)[4],村內(nèi)土地完全可消納目前養(yǎng)殖糞污,故采用種養(yǎng)平衡(沼氣池+種養(yǎng)平衡)的模式對(duì)村內(nèi)8個(gè)養(yǎng)殖戶排放的糞污進(jìn)行治理。養(yǎng)殖糞、尿全部進(jìn)入沼氣池/化糞池,經(jīng)發(fā)酵后變成液態(tài)肥,糞便經(jīng)堆肥后成為腐熟堆肥,液態(tài)肥和堆肥施用于果園、茶園、稻田、菜地等地方,使糞、尿變廢為寶,減少化肥的施用量,產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的環(huán)境效益。3.3.3農(nóng)村地表徑流污染治理根據(jù)項(xiàng)目區(qū)水塘污染現(xiàn)狀,對(duì)現(xiàn)有村域內(nèi)1口池塘進(jìn)行生態(tài)化改造,改造池塘擬選址橫馬塘村18組,池塘面積約為8616m2,上游匯水面積約為0.2km2。采用生態(tài)浮床,結(jié)合懸掛式生物填料技術(shù),減少氮磷流失,實(shí)現(xiàn)廢水治理后進(jìn)行農(nóng)田利用,減少地表徑流污染。地表徑流污水通過(guò)溝渠接入生態(tài)塘,通過(guò)植物攔截吸收,進(jìn)一步去除水中的有機(jī)物,將上游雨污水通過(guò)溝渠接入生態(tài)塘。生態(tài)塘采用生態(tài)浮床結(jié)合懸掛式生物填料技術(shù)的方式,利用生態(tài)浮床作為固定基點(diǎn),浮床之間懸掛與水密度相近的軟性填料,形成浮島式生態(tài)凈化帶。生態(tài)浮床采用強(qiáng)化塑料作為框架結(jié)構(gòu),采用發(fā)泡聚苯乙烯作為浮力材料,浮床尺寸為5m×5m,浮床上種植美人蕉、鳶尾等觀賞性植物。生態(tài)浮床8個(gè)為一組,相互間隔一定距離,之間連接懸掛式軟性填料,形成一個(gè)大的浮島式生態(tài)凈化系統(tǒng)。項(xiàng)目的實(shí)施解決了橫馬塘村農(nóng)村面源污染問(wèn)題,并將該村建設(shè)成為農(nóng)村面源污染治理項(xiàng)目示范村,為湖南省農(nóng)村面源污染整治提供了樣板和經(jīng)驗(yàn)。
4農(nóng)村面源污染防治的建議
一是加大宣傳力度,提高農(nóng)村面源污染治理意識(shí)。建議政府部門充分利用電視、廣播、自媒體、宣傳欄等農(nóng)民喜聞樂(lè)見(jiàn)的形式,加強(qiáng)農(nóng)村面源污染的危害宣傳,加強(qiáng)農(nóng)民生態(tài)環(huán)境保護(hù)和參與意識(shí),充分調(diào)動(dòng)農(nóng)民參與農(nóng)業(yè)面源污染防治的積極性和主動(dòng)性。二是落實(shí)責(zé)任,建立分工協(xié)助齊抓共管工作機(jī)制。將農(nóng)村面源污染防治納入政府重點(diǎn)工作,建立政府統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、各部門分工協(xié)助、全社會(huì)共同參與的工作機(jī)制。建議各級(jí)政府加強(qiáng)農(nóng)村面源污染防治監(jiān)管能力建設(shè),有選擇地在鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)成立專門機(jī)構(gòu),落實(shí)職能、編制、經(jīng)費(fèi),配備專職人員,加強(qiáng)農(nóng)村面源污染監(jiān)管能力。三是促轉(zhuǎn)型,大力開(kāi)發(fā)和推廣新型農(nóng)業(yè)。根據(jù)水環(huán)境容量和國(guó)內(nèi)外農(nóng)村面源污染控制的規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn),制定合理的農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃;通過(guò)激勵(lì)機(jī)制,加強(qiáng)新型高效肥料、高效低毒農(nóng)藥、生物防控技術(shù)以及農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用技術(shù)的研發(fā)和推廣應(yīng)用,并引導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施肥用藥。
參考文獻(xiàn)
1張曉楠,邱國(guó)玉.化肥對(duì)我國(guó)水環(huán)境安全的影響及過(guò)量施用的成因分析[J].南水北調(diào)與水利科技,2019(6):104-114.
2林喜芳.南方農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的探討[J].技術(shù)創(chuàng)新,2010(12):54-56.
3湖南省生態(tài)環(huán)境廳.湖南省生態(tài)環(huán)境廳辦公室關(guān)于印發(fā)《湖南省農(nóng)村生活污水治理專項(xiàng)規(guī)劃指導(dǎo)意見(jiàn)》《湖南省農(nóng)村生活污水治理技術(shù)指南(試行)》的通知[EB/OL].(2020-08-31)[2021-08-02].
4熊昭昭,王書(shū)月,童雨,等.江西省農(nóng)業(yè)面源污染時(shí)空特征及污染風(fēng)險(xiǎn)分析[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2018(12):2821-2828.
作者:寧輝龍 單位:湖南德邦環(huán)保科技有限公司