
摘要:我國東北地區氣候寒冷、人口分布分散、經濟發展不均衡,使得當地農村生活污水處理面臨特殊挑戰。本文主要探討東北地區農村生活污水處理的現況,探尋合理的環境污染管控與治理舉措,具體包括人工濕地、氧化塘以及發展生態農業等方法。
關鍵詞:農村污水;水污染;生態治理
DOI:10.12433/zgkjtz.20250109
一、農村水環境污染現狀及治理必要性
農村水環境指的是遍布于農村的湖泊、水利樞紐、江河、水塘等的地下水與地表水。相較于城區,農村地區人口分布較為分散,導致生活污水難以集中處理。同時,廢水收集與處理系統等基礎設施建設存在不足。此外,經濟條件的限制以及居民環保意識的相對薄弱,共同導致了農村廢水處理率顯著低于城鎮水平。我國農村廢水大部分即時排進水渠或水塘,排出方法籠統、管控不足、廢水處理設備貧乏是造成農村廢水處理困難的關鍵要素[1]。農村廢水室外徑流、地下排出,不但會影響身心健康,還會導致地表水和地下水污染,對農村生態環境造成破壞。環境惡化必定阻礙社會經濟發展,我國自始至終堅持走可持續發展道路,在當前建設美麗鄉村的要求下,農村廢水處理成為一道亟待解決的難題。
二、農村水環境污染影響因素分析
(一)生活污水隨意排放
生活污水處理的是居民日常生活中產生的各種廢水,包含各種洗滌用水和人畜排泄物是鄉村水污染的主要污染源。由于農村排水管道系統和廢水管網不健全,日常生活廢水處理系統基本建設落后,生活污水處理沒法得到妥善處理,影響了農村可持續發展[2]。
(二)畜禽養殖污染
因為農村經濟相對不發達,農村種植業治污設備不健全,畜禽養殖糞污隨便傾倒狀況屢見不鮮。大量畜禽養殖廢水立即滲透到土壤層或沒經處理就直接排進附近江河或湖泊中,致使水體富營養化。
(三)農村工業污染
近些年,農村城鎮化發展顯著,城區工業逐漸向農村遷移,每年都有大量工業污染物沒經處理立即排出,導致比較嚴重的環境污染。而且隨著工業的發展,廢水處理配套設施機器設備并沒有配套相應的設施,對農村水環境構成威脅。
(四)農業面源污染
隨著農業科技持續廣泛應用,大量有機化學農藥和化肥被運用到農業生產中。但據國家統計數據分析,有機化學農藥和化肥的消化吸收運用率僅占30%左右,其余殘留成分隨降水或灌溉水下滲導致嚴重的水污染。
三、農村水環境污染治理技術分析
當前主要的農村污水處理技術包括人工濕地法、生態過濾法、厭氧處理法和氧化塘法等[3]。人工濕地法利用植物、微生物和基質共同作用處理污水,具有生態友好和維護成本低的特點。生態過濾法通過自然或人工過濾系統去除污水中的污染物,適用于水量較小的農村污水處理。厭氧處理法通過厭氧微生物降解有機污染物,產生的沼氣可作為能源使用,適合集中處理。氧化塘法利用自然塘地進行污水處理,操作簡單,但占地面積較大。
(一)厭氧水解技術
厭氧水解技術目前在污水處理中應用較為普遍,這種技術采用一系列水解反應、醇酸化等化學反應實現水質凈化。該技術懸浮物除去率較高,并能將大量可微生物溶解的大分子結構物質溶解成小分子結構有機物,降低后面模塊廢水處理耗能,減少處理時間,并可節約大量成本。目前,在一些經濟比較發達的農村地區,早已使用了基于微驅動力乃至無驅動力的一體化低耗能廢水處理設備,工藝簡單,全過程基本上不耗電,適用于不同規模和地域的廢水分散化處理。
(二)人工濕地技術
人工濕地技術是一種結合了水生植物、微生物菌群以及填料,共同作用于廢水處理的技術,其基本原理是人工濕地系統完善后,大量微生物菌種在水生植物和填料中累積繁育,具有阻隔效果。水中的有機物,經過生物膜的吸附同化作用后,對環境污染物具有較好的去除效果。在此過程中,好氧、厭氧以及缺氧三種條件并存,共同促進了污水中植物和微生物對氮、磷的吸收。與此同時,通過硝化—反硝化效果間接性除去污水中多余的氮和磷。這種工藝具備投資少、運作管理簡易、運作維護保養便捷等特征,但占地面積大,易受季節和氣溫的影響。
(三)生物濾池法
生物濾池法的關鍵是填料和石子,通常借助人工構建微生物處理系統,利用廢水與填料之間的空隙,達到凈化處理廢水的目的。大顆粒物環境污染物通過人工填料除去,高溶解性環境污染物通過微生物膜空隙溶解。系統管理簡易便捷,不受溫度影響,占地面積小,可實現全自動操作,可靠性強,能在我國北方普遍運用[4]。
(四)氧化塘法
氧化塘法是通過人工修補和復建土壤層,修建含有防滲層的廢水池,利用其自然凈化處理能力處理環境污染物的技術。在廢水處理池中,污水中的有機物通過有機沉降吸附,再通過微生物菌種的溶解和過濾,最后經由藻類的新陳代謝除去。該處理技術能去除污水中80%以上的BOD;而水體中的氮則通過硝化效應、揮發和水生植物消化吸收三種方式除去。這種方法資金成本低,而且可立即回收利用污水,提高水資源利用率,可用于缺水、土地總面積大但技術水準相對落后的農村。
四、厭氧處理法和氧化塘法綜合應用效果——以東北地區某污水處理廠為例
在東北地區的農村污水處理項目中,科學的方法選擇及管理措施至關重要。以東北地區某污水處理廠為例,該項目結合厭氧處理法和氧化塘法進行綜合處理,厭氧處理產生的沼氣用于村內能源供應,氧化塘進一步處理污水。調研顯示,厭氧處理法對有機污染物和營養鹽的去除效果良好,氧化塘法通過自然降解和光合作用進一步凈化污水,出水水質達到國家二級排放標準,如表1所示。
如表2所示,該綜合處理方法節能、經濟環保,出水BOD(生化需氧量)和COD(化學需氧量)逐年降低。但該方法占地面積較大,適用于土地資源豐富的農村。
五、加強農村污水治理的建議
(一)強化源頭控制
源頭治理是農村水治理中最重要的方式,也是優化農村水環境的關鍵。一是要持續推廣標準農村畜牧養殖,引入專業的環境污染治理及畜禽養殖排泄物處理設備,實現畜禽養殖排泄物收集與處理,以畜禽養殖糞尿替代化肥,改良土壤。與此同時,還要提升養殖技術,盡量避免養殖全過程中廢水隨便排放。養殖場內可安裝有機墊料,從根源消化吸收排泄物,控制禽畜大小便隨便排出。二是從管理視角來看,工業廢水對水環境的污染是可以應對和防止的,但務必從根源上開展合理管控。涉水市政工程公司要擔負生態環境保護的主體責任,不能只追求經濟效益而忽略對水環境的保護,要高度重視水環境保護,提升自身的污染治理能力。
(二)因地制宜推廣污水處理技術
在農村水環境污染治理的過程中,我們必須堅持因地制宜的原則,不斷優化農村污水處理技術推廣策略,以有效應對農村水環境污染的根本問題。要實事求是地分析農村經濟承擔能力和管理水平,加速營銷推廣低成本低耗能、高性價比的節能減排技術,尤其是廢水處理技術。與城鎮相比,農村人口相對較少,污水的流量和質量有著時間上的不勻稱性和水質不平穩的特征,在選擇廢水處理技術時,要遵循經濟、高效的原則,選用簡單易操作的方法。
對于距市政工程廢水管網較近的村莊,生活污水處理就近連接市政工程廢水管網,運輸至市政工程污水處理廠處理。對不能列入市政工程管網的村莊,可以建設小型廢水處理站集中化處理。對于人口分散化的偏僻鄉村和山區地帶,選用分散式農村生活污水處理技術。對于旅游景區、生態景區等溫差較小的平坦寬闊地區,可建設小型人工濕地開展廢水處理,并在人工濕地內栽種荷花、蘆葦等水生植物,使其具備一定的經濟收益和觀賞價值。與此同時,還可開展雨污分離更新改造,走污水循環應用之路,凈化后的水可就近用作農業灌溉。除此之外,為解決排泄物環境污染水環境的難題,可全力推動農村旱廁更新改造,以綠色洗手間替代旱廁,運用微生物菌種將排泄物轉換為有機肥。
(三)發展生態農業
要想解決農藥、化肥環境污染難題,首先要改革創新理念,全力推動生態農業發展。發展生態農業,不但需要改造自然環境,還要保護環境,有效控制水污染。在農業生產過程中,盡可能使用復合肥,減少氮肥的使用,避免氮、磷污染。與此同時,要全面管控農藥的使用。相關部門要正確引導農戶使用高效、低毒、低殘留的農藥。此外,目前我國很多農村地區仍選用大水漫灌的方式灌溉,這些狀況不但會導致水資源的巨大消耗,還會造成氮、磷等營養物質的流失,破壞農村自然環境。因此,有必要加強科學宣傳,推廣節能灌溉技術,如滴灌、噴灌、回水溝等。
六、結束語
農村水環境治理不僅具有現實的緊迫性,而且是鄉村振興戰略中一個關鍵的實施點,關系到農村生態建設、社會經濟發展和農民的安居樂業。東北地區農村生活污水處理需要綜合運用人工濕地法、生態過濾法、厭氧處理法和氧化塘法等多種技術方法,同時加強管理,才能達到預期效果。
未來的研究和實踐應進一步優化現有技術,探索新型處理方法,提高污水處理的效率和經濟性。具體建議如下:第一,繼續研發和推廣適應寒冷氣候的新型污水處理技術,特別是能夠處理難降解污染物和有毒有害物質的技術;第二,加強農村污水處理設施的管理體系建設,提升管理人員的專業技能,確保污水處理設施的正常運行;第三,政府應加大對農村污水處理設施建設和運行的資金投入,制定和完善相關政策法規,推動農村污水處理水平的整體提升;第四,提高農村居民對污水處理重要性的認識,鼓勵居民參與污水處理的監督和管理,共同維護農村水環境。
參考文獻:
[1]賈倩,朱夢潔,胡亞偉,宋常吉,靳曉輝,李志豪.農村水環境污染控制及治理技術分析[J].中國資源綜合利用,2021(4):39.
[2]王恒華.農村水環境污染成因及綜合治理對策分析[J].上海環境科學,2022(2):102-104.
[3]蔡蕊.農村水環境現狀與治理技術分析[J]. 北方環境, 2019(7):31.
(作者單位:通遼市住房和城鄉建設局)