農業廢水處理技術綜述

柳真揚

摘 要：我國農村面源污染治理的重要性逐漸得到重視，而農業廢水處理是其中重要的一個環節，農業生產生活、農村經濟發展離不開農村廢水的妥善處理。本文綜合現在已有的農業廢水處理技術，對其方法流程、優缺點展開分析，加深對水處理技術的重要性的認識。

關鍵詞：農業廢水；水處理；生態；面源污染

自古以來，我國就是一個農業大國，現今國家不斷加大農業的投入，我國農業不斷朝著現代化、集約化的方向加速發展。隨著糧食的需求增大，農藥和化肥也在全國廣泛地使用，這在提升產量、增長經濟的同時也帶了一定危害，如河流富營養化、農田土壤污染等問題。另一方面，管理不力和相關法律法規的缺失，也導致農村污水和畜禽養殖業污水沒有得到有效控制，影響了農村水源安全，不利于農業生產和人民生活。

近年來，水環境污染問題越發嚴峻，農村面源污染控制成為了水環境污染控制的難點。隨著人們環境意識的不斷加強，面源污染控制成為了可持續發展的熱門話題以及現代農業重要的研究方向，而農業面源污染治理的一個重要部分就是農業廢水處理。因此，研究農業廢水處理技術在減少農村面源污染、治理農村環境、保證居民用水安全和糧食安全方面起到了重要的作用。

1 農業廢水概念

農業廢水包括了農村生活污水、規模化畜禽養殖廢水和農田徑流水。其中，農村廢水的定義是：農村地區居民在生活和生產過程中產成的污水[1]。污水主要涵蓋了生產污水和生活污水兩個類別。居民生活過程中排放的污水，如家庭清潔、個人洗漱、和廚房用水等，都可歸為農村生活污水。而農村生產污水狹義上為農村畜禽養殖業、水產養殖業、農產品加工業等產生的有機廢水，廣義上還包括了農田徑流污水和地表徑流水。

典型的農村面源污染有以下幾種：農田徑流（含有化肥、農藥）、農村地表徑流、未處理的農村生活污水、農村固體廢棄物及小型分散的畜禽養殖廢水和池塘水產養殖水等等[2]。可以得出，農業廢水是農村面源污染水的主要組成部分，做好農業廢水處理是農村面源污染治理中的關鍵。

2 現有農業廢水處理技術

根據國內農業廢水處理現狀，對應農田徑流水和農村生活污水兩大類廢水有不同處理方式，措施上有化學方法和物理方法，原理上有沉淀、吸附、攔截等等，通過生物或非生物方法將污染物去除。其中，生態修復技術是近年來的熱門研究方向，也取得了不少成果。

2.1 化學電解法

農田徑流水中因含有化肥、農藥等化學殘留，具有大量無機鹽、氮磷元素，成分較為復雜，較難降解。因為廢水中含有許多帶電基團，使用化學電解法處理農田徑流水成效較為明顯。化學電解法作用原理是在氧化還原過程中降低水體pH值，改變水體的電導率，利用化學反應消耗廢水中的農藥殘留。

例如，化學電解法中的鐵碳法，基本原理是鐵、鋁等金屬材料具有的腐蝕電化學作用。具體操作時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，再浸于電解質溶液中，利用這些材料發生電池效應，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講解污染物。研究驗結果表明，鐵碳法和光催化氧化法對富含農藥農業廢水中石油類物質和TOC的去除是有效的[3]。

化學電解法的缺點在于，電解法所使用的原料需求量大，處理工藝復雜，處理成本較高，不適合大規模的廢水處理。也有研究提出，可以綜合利用工業排污口中的廢棄材料作為原料對農田徑流水進行處理。

2.2 生物凈化塘

生物凈化塘主要由匯水溝渠、沉淀池、三級凈化池、植草過濾帶等組成，主要利用生物和植物的吸附和凈化功能，有多個凈化層次，將污水逐層過濾凈化[4]。生物凈化塘的每個凈化層次對應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。

農田徑流水通過集水管道，經過排水渠進入沉淀池，然后依次經過一級凈化池、二級凈化池、三級凈化池，每級凈化池都相對地種植不同種類的植物，養殖生態魚用于凈化水質。最后一步經過植草過濾帶，經水質檢測，水質達標后才可排放。

生物凈化塘主要利用生物作用，具有成本低，生態效應好，管理方便的優點，對BOD、COD的去除效率高，但該種方法對植物生長、周邊環境、降水條件要求較高，適合在南方多水地區使用。

2.3 人工濕地

人工濕地在我國已應用多年，是興起于20世紀后葉的污水處理技術[5]。人工濕地的污水處理原理較為復雜，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系統，在物理、化學和生物的三重作用下，通過沉淀、過濾、吸附、離子交換、植物吸收和微生物分解協同作用的途徑實現對污水的高效凈化[6-7]。

農田徑流水先通過集水管道流入人工濕地，在人工濕地中經過上述處理和轉化，經檢測后水質如達標，最后從排水管中排出。實驗表明，濕地系統對硝態氮和亞硝態氮的去除效果明顯[6]。

人工濕地作為一種成熟的污水處理技術，廣泛應用于國內外。它能夠存儲一定量污水，并有助于污染物質的去除，具有成效快，消耗低，去除率高，運營和維護費用低，操作簡單等優點。但人工濕地的建設也需要消耗土地資源，同時其成效受到氣候、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 生態攔截技術

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

生態攔截技術依靠強化現有溝渠塘的功能，對其進行生態改造，或者配套建設生態工程以滿足攔截技術要求。生態攔截技術利用物理、化學和生物的聯合作用深度處理污染物，主要對氮、磷進行凈化。這類技術不僅能有效攔截、凈化農田污染物，還能匯集處理農村地表徑流以及農村生活污水等農業廢水，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 結語

農業面源污染是改善我國農村生態環境急需解決的問題，這不僅限制了農業可持續發展和農村經濟水平的提高，還將威脅到百姓的用水安全和食品安全。農業廢水的處理與面源污染息息相關，研究農業廢水處理技術對緩解主要流域農業面源污染有巨大的推動效果。其中，生態處理技術有效利用了動植物的凈化作用，有利于可持續發展，同時擁有一定經濟社會效益，對減輕農田的氮、磷流失，減少化肥和農藥流失，防止水體富營養化，改善農業生態環境有明顯作用，是當前的研究熱點。

做好農業廢水處理這一環節，對減少農業面源污染起著關鍵作用。現今所投入使用的農業廢水處理技術各有優劣，應該因地制宜，綜合利用，將對環境的傷害降到最低，同時也要加強后續的管理和維護，充分發揮工程治理的作用，為我國的新農村建設添磚加瓦。

參考文獻

[1]曹群，佘佳榮.農村污水處理技術綜述[J].環境科學與管理，2009，34（3）：118-119.

[2]楊林章，施衛明.農村面源污染治理的“4R”理論與工程實踐——總體思路與“4R”治理技術[J].農業環境科學學報，2013，32（1）：1-8.

[3]蔣裕平，陳少宏.鐵碳法和光催化氧化法處理富含農藥農業廢水的效果田[J].江蘇農業科學，2013，41（5）：363-365.

[4]沈豐菊，張克強.農田徑流水無害化處理技術評價方法及模式研究[J].農業工程技術：新能源產業，2011，（9）：29-35.

[5]李強，胡卓.人工濕地污水處理技術[J].湖南水利水電，2011，23（4）：124-125.

[6]范志鋒，李平.復合型人工濕地系統在農業面源污染水處理上的應用[J].上海海洋大學學報，2010，19（3）：260-262.

[7]陳小玉，蔣群科.淺談人工濕地在污水處理中的應用[J].資源節約與環保，2014，（4）：122.

[8]劉高燕，孫巖，王麗娟，等.對南四湖人工濕地生物降解能力的研究[J].廣東化工，2006，33（2）：43-45.

（作者單位：河海大學水電院農業水利工程）