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农村水环境污染控制及治理技术探析

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农村水环境污染控制及治理技术探析

摘要:近年来,国家和社会愈发重视环境保护,以往因工业发展和不良生活习惯所导致的环境污染现象得到了广泛且快速的抑制。而在农村,禽畜养殖和农作物种植过程中产生的水污染现象仍旧存在,给环境治理与保护造成了一定的阻碍。如何在不影响农村合理发展的前提下控制好水环境污染问题,是当前社会各界关注的重点。鉴于此,本文紧密围绕农村水环境污染控制治理技术展开详细分析。

关键词:农村;水环境污染;控制;治理技术

农村水环境主要指的是分布于农村的湖泊、水库、河流、池塘等地表水与地下水。相较于城市,农村的水环境治理难度大,农村人口居住分散,产生的生活污水难以被集中、高效地管控[1-2],久而久之演变成一个棘手的环境治理难题。据统计,我国农村全年生活污水产生量已经超过80亿t,这对当地水体环境造成了严重的影响,并且对当地居民的正常生活和身体健康也带来了威胁。不同农村生活污水的污染物分析结果如表1所示。放量及处理比例来看,我国水环境污染控制及治理才刚刚开始,对于环保理念与治污技术相对落后的农村而言,尚有很长一段路要走。

1农村水环境污染控制和治理的指导理念

1.1加强宣传和教育,树立环保意识

农村居民环境保护意识普遍较为薄弱,当务之急是加强宣传和教育,普及环境保护知识,从观念上提升农村居民的环境保护意识,使其关注水环境污染问题,唤起他们的环保自觉性。具体来说,可以采取环保文艺汇演、漫画宣讲、专题知识讲解、垃圾分类动画演示等方法,逐步引导农村居民改变以往的生活生产方式,增强垃圾分类和节水意识,主动参与农村水环境污染控制及治理行动。

1.2制定规划方针,启动科学防治

农村水环境污染控制及治理应当长期落实,方能取得成效,这就需要制定科学的防治规划,一方面把握当前情况,另一方面考虑长远利益。具体来说,基于各地水资源承载能力的不同,对农业结构与布局进行全方位调整,最大限度减少环境风险。例如,为污水管网的铺设预留合理的空间,完善排水机制,探索小规模养殖场污染治理模式。

1.3加大环保投入,确保资金支持到位

农村水环境污染控制及治理需要切实的资金保障,以便开展基础设施建设、环保宣传教育、核心技术推广等。而资金来源不仅依靠当地政府的财政支持,还可以借助民间资本。如此一来,既减轻了农村水环境污染控制及治理的资金压力,也解决了农村环保型企业资金流通不畅的难题,实现真正的可持续发展。

1.4尊重因地制宜,实施技术推广

农村水环境污染控制及治理必须始终坚持因地制宜的思想,通过一系列技术推广来解决污染源头性问题。在此过程中,要极力避免“一刀切”的管理模式,秉承实事求是的思想对农村的经济承受能力和管理水平展开分析,推广低成本、低能耗、更便捷的污水处理技术。比如,针对污水富含营养物的问题,推行氮磷资源化与尾水利用技术;针对粪便污染水环境的问题,推行农村旱厕改造,引入微生物将粪便转化为有机肥。

2农村水环境污染控制及治理的实施策略

2.1人口聚集乡镇

相比一般村落,乡镇地区人口活动量大且较为聚集,生活污水是主要的水环境污染物,因此相应的防治举措应坚持系统规划、雨污分流、因地制宜、综合流域治理等方针,基于可持续发展理念落实化粪池、沼气池、人工湿地等重要设施的建设,实现对生活污水的有效处理。更进一步,可以对排污管网进行完善,走污水再生利用之路。为此,可以选择高效节能氧化沟技术,并在使用中根据水质的差异设置不同的参数组合,有针对性地处理污水中的有机物。

2.2偏远山区

偏远山区水污染防治应把握小流域治理这一核心,实现涵养水源的目的。具体而言,基于山区地质条件的差异,实施宜林则林、宜果则果,并以小流域为单元进行连片式与集中式治理。相应地,可选择的技术推荐生态土地处理技术,即强化脱氮的地下渗透技术。该技术运行成本较低,便于管理维护,且更适用于原生土壤,保护自然环境。

2.3人口分散地区

针对农村人口分散的情况,在处理生活污水时可以选择分散式污水处理技术,其优势在于能耗低、运行成本低、便于管理。如表3所示,分散式污水处理技术种类众多,各有特色,要根据当地实际情况选用最适宜的技术[3-5]。主要评价指标有化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)、总悬浮物(TSS)、病原体、总氮(TN)、总磷(TP)和氨氮(NH3-N)、

2.4经济发达地区

一些农村地区毗邻城市,经济较为发达,各类产业均有所涉及,其中养殖业因分布广而产生了粪便污染水环境的现象。针对此类污水防治,可以采用固体废弃物循环利用技术,对有机固体废弃物进行能源化和资源化处理,从而实现循环利用。比如,固体污染物制取活性炭技术可以将废弃物转化成活性炭,用来吸附废水中的污染物;重金属钝化技术可以对畜禽粪便中的重金属进行钝化处理,减少金属物质对水环境的污染。

3农村水环境污染控制及治理的方法

上文分析了农村水环境污染控制及治理的现状、指导理念和对策,接下来探究农村水环境污染控制及治理的具体方法。

3.1源头控制

首先,虽然利用动物粪尿代替化肥来改善土壤性能,能够减轻对土壤的危害,但农村对动物粪尿的利用还停留在传统方法上,比如将没有做清洁处理的粪便直接进行农用,利用效率极低。为了改善这一现象,应大力倡导建设生态厕所,通过更加安全卫生的方式对废弃资源进行高效利用。其次,随着现代养殖场所环境的不断优化以及养殖技术的提升,养殖污水排放是重点要解决的问题。对此,最有效的方式是建立少污水排放的禽畜圈舍,即在养殖圈舍内部安装较厚的有机垫料,在源头上吸附污水,并把废弃物由液体转变为固体。这种模式所消耗的能源和资金较少,可使用秸秆、稻草等常见易得的废弃农作物作为垫料,如此一来有效地保护了农村生态环境,一举减少了废弃农作物燃烧污染以及养殖污水问题。再者,对于农业生产的氮磷污染问题,要从源头上进行控制。在施肥过程中,要控制氮、磷、钾的比例,做到科学合理,并控制好绿色肥料和化肥的使用比例,减少对化肥的使用,最大限度发挥化肥的潜力,以提升农业生产效率。目前广泛采用的大水漫灌模式存在显著的水资源浪费和氮磷等营养物质的浪费,对农村生态环境产生了不小的危害。因此,要推广节水灌溉技术,如喷灌、滴灌等,或者修建回流沟渠收集富含氮磷元素的渗回液,从而在减少环境污染的基础上提高氮磷的利用效率。

3.2过程处理

针对农村生活污水及养殖废水的处理,目前应用比较成熟的是生态循环技术。例如,日本推行的水生植物滤床有效实现了对资源的重复利用。该模式主要构建了一种新型人工湿地,床体无任何填料,而污水中的各类有机物负责供给水生植物和微生物所需要的营养成分。该技术以生物堆肥发酵为媒介,将底泥中富含的有机物转变成高效有机肥。再如,我国南方农村地区可以实行生态综合系统塘模式,它将多种生态塘融合,通过对其中的生物种类进行合理配置,构建“藻—贝、螺、水草—鹅、鸭”或者“菌、藻—浮游动植物—鱼—鸭”等食物链,将污水资源以另一种形式进行高效利用,促进了绿色安全的生态农业发展。为了更好地处理农业生产过程中的面源污染,表3分散式污水处理技术分类与比较方法处理效果单位水量建设费用(元/m3)运行费用(元/m3)占地适用范围其他限制因素人工湿地COD>80%,BOD5、TSS、病原体>80%,TN约60%,TP>80%600~8000.05~0.10较大地势平坦、坡地、居住相对集中的中、小村庄土地面积稳定塘COD>70%,BOD5、TSS、病原体、NH3-N去除效果较好,脱N除P差5000.05较大经济欠发达、水资源短缺、规模较小且拥有自然池塘或闲置沟渠地形的村庄温度沼气净化池COD、BOD5达标,脱N除P效果差200—很小分散式生活污水处理设施温度地埋式污水装置COD、BOD550%~70%,NH3-N10%~20%,TSS60%~70%,出水只能达到二级排放标准350~4000.10很小适合经济基础较好、人口相对集中的中、小农村和分散饭馆、酒店等技术要求高接触氧化池BOD5、TSS、病原体去除效果好,可除NH3-N5000.05—般—稳定曝气生物滤池BOD5、TSS、病原体、脱N除P效果好1000—一般—曝气量氧化沟COD、NH3-N、TP达标排放——一般有水塘可利用的地方一膜反应器出水达国家一级排放标准,BOD5>90%,污泥产量低——很小分散式生活污水处理设施—净化槽COD、BOD5达标,NH3-N、TP去除效果好——很小排放量较小的污染源—注:人工湿地、稳定塘、沼气净化池和地埋式污水装置属于自然处理系统;接触氧化池、曝气生物滤池、氧化沟、膜反应器和净化槽属于人工处理系统。可以采用人工湿地技术对农田的地表径流实施生态拦截。比如,将低洼废弃耕地转化成人工湿地,有效截留氮磷化合物,在维持种植经济效益的同时实现对水质的净化,从而促进农村生态系统的全面发展。

3.3终端生物-生态修复

针对水体严重污染或者富营养化现象,应当采取有效的补救措施,如生物-生态修复技术。这种技术主要用在自然湿地、天然滩涂和人工湿地等环境,借助水生生物的新陈代谢以及生命活动实现对污水中营养物质的分解,从而以自然的方式净化水质。该技术的应用目前已经较为普遍,比如,日本在人工湿地构建由茭白、荇菜、芦苇和香蒲等组成的生态链条,即维护了当地鸟类的生存环境,又保证了水源的纯净,芦苇荡所形成的风景还带来了额外的旅游经济收入。这对于我国农村有极好的借鉴价值,因此生物-生态修复技术在水环境污染控制与治理方面具有广泛的应用前景。

4结语

农村水环境污染已经成为当前急需攻克的环保难题,各地应当根据农村环境与条件的差异,采取最佳的治理措施。当然,无论是观念上的扭转还是技术上的试运行和大力推广,都需要时间来沉淀。随着科学的进一步发展以及各地的取长补短,我国农村水环境污染防治一定能取得良好的成效。

作者:贾倩 朱梦洁 胡亚伟 宋常吉 靳晓辉 李志豪 单位:黄河水利委员会黄河水利科学研究院 黄河水利委员会河南黄河河务局