原 野
中水回用技術在農村給排水建設中的應用
原野
(太原學院環工系山西太原030032)
隨著新農村建設步伐逐漸加快,我國不斷出臺相關政策來推進新農村建設,農村基礎設施日益完善,中水回用技術成為許多農村地區緩解水資源短缺的重要途徑。文章以農村給排水系統的現狀為基礎,探討中水回用技術相關概念與具體用途,并分析其在農村給排水建設中的應用優勢。
農村給排水;中水回用;應用優勢
水是人們賴以生存的基礎與核心,隨著水資源需求的逐漸增加,全球水資源匱乏現象日益嚴重。面對這樣的現狀,許多地區都開始應用中水回用技術,以此緩解水資源缺乏造成的危機。許多基礎設施較為落后的農村地區在建設、發展的過程中勢必會造成資源的消耗,水資源的供需缺口逐漸增大,水利設施又較為落后,隨著農村生活污水排放量的增多,許多村莊的水污染問題逐漸加重,加之人們對水資源的不合理利用,引發水資源嚴重缺乏,最終給工農業與人們的生活帶來不利影響[1]。因此,在建設新農村給排水過程中應不斷地利用相關技術開源節流,提高水資源的利用率,減少水資源匱乏帶來的負面影響。
我國農村地區絕大多數依靠水井或水塔供水,水資源供日常生活與農作使用。化工等工業類企業的崛起對農村周邊的水體造成了不同程度的污染,加之各村莊缺乏統籌規劃管理,導致水質無法達到飲用水標準,水資源供給失衡[2]。中水回用目前在城鎮較為普及,農村在農田灌溉、沖洗等方面均使用的是略微處理就可達到飲用標準的水,并未實現水資源的二次利用,從本質上講其屬于一種鋪張浪費的行為。根據調查統計,在水資源充足的農村地區,存在大量水資源浪費的現象,這些現象無疑會加劇水資源匱乏的緊張感,這是目前急需解決的問題。根據上述分析可以看出,許多農村地區的給水或水資源二次利用方面整體水平較低。
農村與城市不同,建筑物排列較為分散,又受到地理環境與居住習慣的影響,日常生活產生的污水較為分散,難以實現集中處理,多數農村不具備專業的排水設施,主要以排水溝等為主。部分農戶會將生活污水通過自家修的排水溝直接排放至村莊道路上,不僅影響人們的出行,還會污染環境,只有個別經濟較為富裕的村莊修建有污水集中處理池,將所有農戶日常產生的污水通過處理池進行簡單處理后用于農田灌溉,實現污廢水的二次有效利用。盡管如此,這些排水設施仍無法滿足新農村建設的要求。排水設施的缺乏導致大量農村水資源供需失衡,污廢水直接排入農田又會危害農田的土壤質量,影響農作物的產量與質量。在夏季較為悶熱的天氣,隨意排放污廢水易滋生蚊蟲和傳播病菌。所以總體而言,大多數農村的排水設施較為缺乏,對污廢水的利用率較低[3]。
綜上所述,新農村建設中給排水設施逐漸落后,加之水資源缺乏引發了緊迫感,農村給排水工程無法滿足新農村建設的需求,通過使用一定的技術將村民生活污水進行高效處理實現二次水源的有效供給迫在眉睫。
水資源供需矛盾引發的“水危機”極大地推動了許多國家和地區的污水再生利用進程,污水的處理和回用主要有兩點:一是經處理后各項指標均能達到飲用水標準,對技術、材料和設備要求較高,實現起來較為困難;二是污水經處理后不能達到標準,只能滿足工業用水、灌溉、綠化、沖洗等日常雜用水的要求,這種方法技術要求低,花費成本也較少,是目前污水再處理應用較廣泛的方法。
“中水”主要是針對給水與排水而言的,中水回用技術指的是將人們生活產生的廢水與工業廢水等多種廢水水源進行集中處理,將經過處理的水用于綠化灌溉、道路沖洗等,以此達到節水的目的[4]。中水處理技術分為很多種,應根據中水的水源水質、中水的不同用途,選擇合適的中水處理方法。目前常用的中水處理技術主要分為物理法、化學法、物化法、生物法、膜生物反應器工藝等。當前,中水回用主要出現在城鎮中,通過對城鎮污水的收集和處理,以中水的形式供給工業或居民生活,這樣不僅可以減少水資源的浪費,緩解水資源匱乏對人們帶來的緊張感,提高水資源的利用率,還可以減少污水排放造成的污染。
中水在農村地區給排水建設中重要的用途之一是滿足農田灌溉需求。眾所周知,農作物的耕種等需要進行大量灌溉。在我國許多城市發展較快與工業較為發達的北方地區,城市污水與工業廢水已成為周邊諸多郊區稻田、麥田、蔬菜田等多種農田灌溉用水的主要水源之一。經過一系列處理后的中水在調蓄、灌溉工程與水利灌排設施的支撐下,通過化學反應、土壤過濾、農作物根系吸收與吸附、土壤微生物代謝等機理,進一步凈化水質,改善土壤質地與結構,解決農業農田的灌溉問題,保障農作物的產量與質量[5]。因此,中水回用在農村中既可以滿足農田灌溉的給水需求,又可以滿足農村污廢水的排水與處理需求。
日常生活雜用水的水質標準低于飲用水的水質標準,在一些較為缺水的地區,將高質量的自來水作為日常生活雜用水的水源,從客觀角度來說其屬于一種浪費行為。中水的水質完全可以滿足村民日常生活中對生活雜用水的要求,比如沖洗廁所、清洗載具、清洗農村道路等。具體而言,比如在新農村建設中,各村莊對于居住環境、道路環境等也有了新的標準,中水應用于道路沖洗方面,既可以有效利用水資源,降低浪費率,又可以實現村內環境的凈化,改善村民的居住環境,抑或在新農村建設進程中,村民普遍物質文化水平提高,村莊經濟環境良好,許多村莊把增加綠化面積納入新農村建設規劃中,增加小型噴泉、人工湖等。這些利用中水都可以實現,不僅可以提高水資源的二次利用率,還不會造成水資源的浪費。
中水是實現水資源有效利用的一種形式,生活污水經過深度凈化處理后一般都可以稱為中水,比如洗浴水、洗菜水等經過處理后都在其范疇內。中水除了上述較為明顯的兩點優勢外,還可以用于補充地下水,提高村莊一定范圍內的防洪蓄水能力,在這一方面使用中水可以節省大量的高質量自來水,但也存在弊端,不恰當的中水回用進行地下水回灌很有可能造成地下水出現難以清除的短期或長期污染。人工回灌地下水的水質要求主要以地下水的實際用途、含水層對水質的影響、經濟技術條件等作為依據。
國內外大量廢水再生利用工程的成功實例表明,廢水再生回用于工農業生產、生活雜用、地下水回灌、園林綠化等方面都不存在使用問題與技術難題。國家也出臺了許多污水再生利用方面的政策與標準,為污水資源的有效利用與污水處理質量安全保障都提供了強有力的技術支持。由此可見,在新農村給排水建設中實現中水回用的普及不存在技術難題,通過合理使用可以為新農村給排水的建設帶來巨大的效益[6]。
中水回用可以降低地表水、地下水等水資源開發的強度,從而緩解天然河流干涸速度與斷流速度,緩解地下水超采引起的地面沉降等問題,對調節氣候、保護生態環境有很好的作用;污廢水進行中水回用,降低了污染物的影響,也減少了直接排放流入江河湖泊的污染物總量;中水用于農田灌溉有利于滿足農作物灌溉對水資源的需求,發展生態綠色農業。根據上述分析可以看出,對村莊污廢水進行處理,一方面可以實現農村生活污廢水的高效排放,減輕直接排放對村民居住環境造成的污染,改善村民居住環境;另一方面可以滿足村莊農田灌溉、生活雜用、道路沖洗等方面的需求,對農村給排水的建設產生極大的積極影響,提升農村環境建設效益。
多數農村采用的排水方式均為直接排放,通過村民自己建造的排水暗溝排放,污水未經處理直接排放,會造成環境污染,浪費日益寶貴的水資源。通過構建實施中水回用工程,可以提升農村給排水建設中的排水效率,目前經過中水處理技術處理后的水質能夠達到多數工業用水、生活雜用水的水質標準,在許多用水方面提供了有效的第二水源,緩解了水資源緊缺的現狀。此外,村民因受到居住環境與傳統觀念的影響,在日常生活中會產生大量的污水量,并且不對其進行二次利用,通過利用中水回用可以減少村莊污水的排放量,降低村莊在排水管網建設與后期污水管網維護方面的經濟壓力等。
隨著社會經濟與工業建設的高速發展,水資源短缺與環境污染之間的矛盾日益突出,中水回用技術在城鄉建設中應用更加廣泛,但在農村的應用與研究少之又少。中水回用作為緩解全球水資源緊缺危機的重要途徑,不應只在城市推廣普及,也應不斷融入社會主義新農村的建設中,構建中水處理回用系統,減少水資源的浪費及污水直接排放造成的環境污染,提升農村的整體居住環境,緩解農村給排水設施的建設壓力與管網維護壓力,提升新農村建設的綜合效益。
[1]張偉,賈光業.農村給排水系統規劃及其生活污水處理技術研究[J].農業開發與裝備,2019(3):82,88.
[2]馬松.新農村建設中給排水系統存在的問題及對策[J].現代農村科技,2017(6):98.
[3]沙萌.中水回用技術在陜北地區農村給排水建設中的應用研究[D].西安:西安建筑科技大學,2014.
[4]劉俊潔.淺析中水回用技術處理國內高校生活污水現狀[J].內蒙古科技與經濟,2020(17):79,81.
[5]文云霞.芻議農田水利工程高效節水灌溉技術的發展思路與應用策略[J].農家參謀,2020(20):117,145.
[6]魏愛霞.節水灌溉技術在農田水利方面的作用[J].居舍,2020(28):73-74,4.
原野(1999- ),男,山西太原人,本科在讀,研究方向:給排水科學與工程。
10.3969/j.issn.2095-1205.2020.11.48
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2095-1205(2020)11-99-02