柳真揚(yáng)

摘 要：我國(guó)農(nóng)村面源污染治理的重要性逐漸得到重視，而農(nóng)業(yè)廢水處理是其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開農(nóng)村廢水的妥善處理。本文綜合現(xiàn)在已有的農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù)，對(duì)其方法流程、優(yōu)缺點(diǎn)展開分析，加深對(duì)水處理技術(shù)的重要性的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)廢水；水處理；生態(tài)；面源污染

自古以來(lái)，我國(guó)就是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，現(xiàn)今國(guó)家不斷加大農(nóng)業(yè)的投入，我國(guó)農(nóng)業(yè)不斷朝著現(xiàn)代化、集約化的方向加速發(fā)展。隨著糧食的需求增大，農(nóng)藥和化肥也在全國(guó)廣泛地使用，這在提升產(chǎn)量、增長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)的同時(shí)也帶了一定危害，如河流富營(yíng)養(yǎng)化、農(nóng)田土壤污染等問(wèn)題。另一方面，管理不力和相關(guān)法律法規(guī)的缺失，也導(dǎo)致農(nóng)村污水和畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水沒(méi)有得到有效控制，影響了農(nóng)村水源安全，不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。

近年來(lái)，水環(huán)境污染問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)峻，農(nóng)村面源污染控制成為了水環(huán)境污染控制的難點(diǎn)。隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷加強(qiáng)，面源污染控制成為了可持續(xù)發(fā)展的熱門話題以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重要的研究方向，而農(nóng)業(yè)面源污染治理的一個(gè)重要部分就是農(nóng)業(yè)廢水處理。因此，研究農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù)在減少農(nóng)村面源污染、治理農(nóng)村環(huán)境、保證居民用水安全和糧食安全方面起到了重要的作用。

1 農(nóng)業(yè)廢水概念

農(nóng)業(yè)廢水包括了農(nóng)村生活污水、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖廢水和農(nóng)田徑流水。其中，農(nóng)村廢水的定義是：農(nóng)村地區(qū)居民在生活和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)成的污水[1]。污水主要涵蓋了生產(chǎn)污水和生活污水兩個(gè)類別。居民生活過(guò)程中排放的污水，如家庭清潔、個(gè)人洗漱、和廚房用水等，都可歸為農(nóng)村生活污水。而農(nóng)村生產(chǎn)污水狹義上為農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)等產(chǎn)生的有機(jī)廢水，廣義上還包括了農(nóng)田徑流污水和地表徑流水。

典型的農(nóng)村面源污染有以下幾種：農(nóng)田徑流（含有化肥、農(nóng)藥）、農(nóng)村地表徑流、未處理的農(nóng)村生活污水、農(nóng)村固體廢棄物及小型分散的畜禽養(yǎng)殖廢水和池塘水產(chǎn)養(yǎng)殖水等等[2]?？梢缘贸觯r(nóng)業(yè)廢水是農(nóng)村面源污染水的主要組成部分，做好農(nóng)業(yè)廢水處理是農(nóng)村面源污染治理中的關(guān)鍵。

2 現(xiàn)有農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù)

根據(jù)國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)廢水處理現(xiàn)狀，對(duì)應(yīng)農(nóng)田徑流水和農(nóng)村生活污水兩大類廢水有不同處理方式，措施上有化學(xué)方法和物理方法，原理上有沉淀、吸附、攔截等等，通過(guò)生物或非生物方法將污染物去除。其中，生態(tài)修復(fù)技術(shù)是近年來(lái)的熱門研究方向，也取得了不少成果。

2.1 化學(xué)電解法

農(nóng)田徑流水中因含有化肥、農(nóng)藥等化學(xué)殘留，具有大量無(wú)機(jī)鹽、氮磷元素，成分較為復(fù)雜，較難降解。因?yàn)閺U水中含有許多帶電基團(tuán)，使用化學(xué)電解法處理農(nóng)田徑流水成效較為明顯?；瘜W(xué)電解法作用原理是在氧化還原過(guò)程中降低水體pH值，改變水體的電導(dǎo)率，利用化學(xué)反應(yīng)消耗廢水中的農(nóng)藥殘留。

例如，化學(xué)電解法中的鐵碳法，基本原理是鐵、鋁等金屬材料具有的腐蝕電化學(xué)作用。具體操作時(shí)先將兩種不同電極電位的金屬或金屬與非金屬直接接觸在一起，再浸于電解質(zhì)溶液中，利用這些材料發(fā)生電池效應(yīng)，形成宏觀電池與微觀電池，并去除污染物。光催化氧化法的原理類似，主要利用二氧化鈦與污染物的氧化還原反應(yīng)講解污染物。研究驗(yàn)結(jié)果表明，鐵碳法和光催化氧化法對(duì)富含農(nóng)藥農(nóng)業(yè)廢水中石油類物質(zhì)和TOC的去除是有效的[3]。

化學(xué)電解法的缺點(diǎn)在于，電解法所使用的原料需求量大，處理工藝復(fù)雜，處理成本較高，不適合大規(guī)模的廢水處理。也有研究提出，可以綜合利用工業(yè)排污口中的廢棄材料作為原料對(duì)農(nóng)田徑流水進(jìn)行處理。

2.2 生物凈化塘

生物凈化塘主要由匯水溝渠、沉淀池、三級(jí)凈化池、植草過(guò)濾帶等組成，主要利用生物和植物的吸附和凈化功能，有多個(gè)凈化層次，將污水逐層過(guò)濾凈化[4]。生物凈化塘的每個(gè)凈化層次對(duì)應(yīng)有不同的植物和生物，植物大多選取吸收污染物效果好的種類，如水葫蘆、海菜等。與其原理相似的還有高效藻物塘、生物凈化公廁等。

農(nóng)田徑流水通過(guò)集水管道，經(jīng)過(guò)排水渠進(jìn)入沉淀池，然后依次經(jīng)過(guò)一級(jí)凈化池、二級(jí)凈化池、三級(jí)凈化池，每級(jí)凈化池都相對(duì)地種植不同種類的植物，養(yǎng)殖生態(tài)魚用于凈化水質(zhì)。最后一步經(jīng)過(guò)植草過(guò)濾帶，經(jīng)水質(zhì)檢測(cè)，水質(zhì)達(dá)標(biāo)后才可排放。

生物凈化塘主要利用生物作用，具有成本低，生態(tài)效應(yīng)好，管理方便的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)BOD、COD的去除效率高，但該種方法對(duì)植物生長(zhǎng)、周邊環(huán)境、降水條件要求較高，適合在南方多水地區(qū)使用。

2.3 人工濕地

人工濕地在我國(guó)已應(yīng)用多年，是興起于20世紀(jì)后葉的污水處理技術(shù)[5]。人工濕地的污水處理原理較為復(fù)雜，有多種因素的交叉作用。其主要原理是利用土壤、人工填料和濕地植物組成的生態(tài)系統(tǒng)，在物理、化學(xué)和生物的三重作用下，通過(guò)沉淀、過(guò)濾、吸附、離子交換、植物吸收和微生物分解協(xié)同作用的途徑實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化[6-7]。

農(nóng)田徑流水先通過(guò)集水管道流入人工濕地，在人工濕地中經(jīng)過(guò)上述處理和轉(zhuǎn)化，經(jīng)檢測(cè)后水質(zhì)如達(dá)標(biāo)，最后從排水管中排出。實(shí)驗(yàn)表明，濕地系統(tǒng)對(duì)硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的去除效果明顯[6]。

人工濕地作為一種成熟的污水處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外。它能夠存儲(chǔ)一定量污水，并有助于污染物質(zhì)的去除，具有成效快，消耗低，去除率高，運(yùn)營(yíng)和維護(hù)費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但人工濕地的建設(shè)也需要消耗土地資源，同時(shí)其成效受到氣候、地形、溫度、降水等地理因素以及植物種類等生物因素的影響較大[8]。

2.4 生態(tài)攔截技術(shù)

生態(tài)攔截技術(shù)主要作用在污染物源頭，與過(guò)程阻斷技術(shù)原理相關(guān)。過(guò)程阻斷技術(shù)具體指在污染物向水體擴(kuò)散的過(guò)程中，利用物理的、生物的以及工程的方法將污染物質(zhì)攔截阻斷，并凈化污染物，目的是延長(zhǎng)污染物在陸地的停留時(shí)間，最終在最大程度上減少進(jìn)入水體的污染物量[2]。由農(nóng)田徑流被阻斷的位置的不同可分為農(nóng)田內(nèi)阻斷和農(nóng)田外阻斷，充分利用田埂、植物攔截帶、生態(tài)溝渠等攔截污染物。

生態(tài)攔截技術(shù)依靠強(qiáng)化現(xiàn)有溝渠塘的功能，對(duì)其進(jìn)行生態(tài)改造，或者配套建設(shè)生態(tài)工程以滿足攔截技術(shù)要求。生態(tài)攔截技術(shù)利用物理、化學(xué)和生物的聯(lián)合作用深度處理污染物，主要對(duì)氮、磷進(jìn)行凈化。這類技術(shù)不僅能有效攔截、凈化農(nóng)田污染物，還能匯集處理農(nóng)村地表徑流以及農(nóng)村生活污水等農(nóng)業(yè)廢水，有效減少污染物中氮磷等的排放，并在最大程度上去除污染物。

3 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)業(yè)面源污染是改善我國(guó)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境急需解決的問(wèn)題，這不僅限制了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平的提高，還將威脅到百姓的用水安全和食品安全。農(nóng)業(yè)廢水的處理與面源污染息息相關(guān)，研究農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù)對(duì)緩解主要流域農(nóng)業(yè)面源污染有巨大的推動(dòng)效果。其中，生態(tài)處理技術(shù)有效利用了動(dòng)植物的凈化作用，有利于可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)擁有一定經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，對(duì)減輕農(nóng)田的氮、磷流失，減少化肥和農(nóng)藥流失，防止水體富營(yíng)養(yǎng)化，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境有明顯作用，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

做好農(nóng)業(yè)廢水處理這一環(huán)節(jié)，對(duì)減少農(nóng)業(yè)面源污染起著關(guān)鍵作用?，F(xiàn)今所投入使用的農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù)各有優(yōu)劣，應(yīng)該因地制宜，綜合利用，將對(duì)環(huán)境的傷害降到最低，同時(shí)也要加強(qiáng)后續(xù)的管理和維護(hù)，充分發(fā)揮工程治理的作用，為我國(guó)的新農(nóng)村建設(shè)添磚加瓦。

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（作者單位：河海大學(xué)水電院農(nóng)業(yè)水利工程）