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      污水在農業灌溉中的應用

      2017-03-09 10:40:03 xiaoyifan 2

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      ??? 隨著經濟社會的全面發展,水資源短期和水環境惡化已是我國面臨的重要問題,然而將生活污水經一級強化處理后用于農業灌溉,是一項技術上可行,經濟上合理的可實施方案,是今后解決干旱地區水資源短缺的重要措施,也是水資源可持續發展戰略的必然趨勢。
      我國是一個擁有13億人口的農業大國,農業人口占國家總人口的80%,同時又是一個水資源貧乏的國家,人均年占有水資源量僅2154m3,不足世界人均占有量的1/4,居世界109位,被聯合國列為世界13個貧水國之一。據統計,全國中等干旱年農業缺水300億m3,到本世紀末農業缺水量將達600億m3。2004年至2009年連續六年發布以“三農”(農業、農村、農民)為主題的中央一號文件,強調了三農問題在中國社會主義現代化建設時期“重中之重”的地位。由此可見,農民、農村、農業問題是關于國家長治久安,和諧發展的根本問題,而解決農業問題,保證糧食安全,沒有水,一切都無從談起。目前水資源短缺和水環境惡化是我國經濟社會發展的重要制約因素,在節水的同時,開發利用非傳統水資源,是解決缺水的重要途徑,其中污水是水量穩定、供給可靠的水源,將其用于農田灌溉,即可以在一定程度上緩解農業水資源緊缺的局面,又可以利用土壤微生物和農作物的凈化能力,消除污水中的污染物,因此,污水資源利用具有雙重作用,同時污水含有豐富的作物生長必須的養分,合理用于灌溉,可以節省大量化肥,增加作物產量。還可以改善土壤物理化學性質,提高土壤肥力,有利于農作物的生長。

        1.污水灌溉已成為國外解決農業灌溉的有效途徑

        缺水,已成為不爭的事實,預計在2010年遇到中等干旱年份,水資源供需缺口將達318億m3。缺水問題將嚴重制約地區和社會的發展。對沿海城市用水狀況調查表明,1998-2007年間用水遞增率4.3%-6.5%,到2010-2015年用水量將是1998年的1倍,進一步開發水資源的空間越來越小,提高水的重復利用率已成為水資源可持續發展的必然趨勢。中水回用于農業灌溉在世界各國已屢見不鮮,例如日本在鄉鎮有許多小型污水處理廠,利用處理過的生活污水灌溉經濟且實用,捷克不少城鎮的居民采用機械處理和生化曝氣池相結合的方法處理污水,然后再用于灌溉,既可以節約用水,又充分利用了廢水中的肥料。也降低了農業生產成本,尤其是缺水地區,污水已成為主要的灌溉資源,通過降低污水處理的級別,還可以充分保留污水中的養料,減少肥料的費用。在英國,用3級處理過的廢水灌溉農業是一種趨勢,英國政府明文規定,廢水在保證不造成對人、動物、土壤、地下水的危害的情況下可以適當用于農業灌溉。

        2. 污水灌溉的可行性分析

        2.1合理開展污水灌溉的重要意義

        第一,可以緩解水資源緊缺局面。污水是水量穩定、供給可靠的水源。對污水進行適當處理,達到目標用途要求的水質標準,使之成為多種用途的水資源,可在很大程度上緩解水資源的緊缺狀況,對于節約水資源具有重要意義。我國僅縣級以上城市污水年排放量已經超過400億m3,如果計入縣級以下城鎮和鄉村產生和排放的污水,全國污水年排放量超過600億m3,與黃河的年徑流量相當。另據預測,到2030年,我國污水排放量將為850億—1060億,充分利用這些污水資源灌溉農田,可以節約大量淡水資源。

        第二,消除污染,為污水處理提供經濟有效的途徑。污水處理技術主要包括物理法、生化法和化學法等方法。單獨利用其中一種方法或綜合利用其中幾種方法的污水處理系統可以達到不同排放的要求。污水灌入農田后,其中懸浮物質和膠體被土壤截留,在土粒表面形成薄膜,這層薄膜里充滿了微生物,能吸附污水中的有機物質,再加上太陽曝曬、空氣氧化、物理吸附、植物和微生物吸收、降解、化學分解等一系列物理化學和生物化學變化。這一過程具有費用低廉,污染物零排放等優點,應用前景廣闊。污水經強化一級處理并過濾、消毒后,去除了污水中的有害污染物質,結合使用節水灌溉措施,灌溉水大部分都可以被作物吸收利用,過濾后出水中,加入消毒劑,能有效殺死污水中含有的病原微生物、如細菌、還原性物質等不會造成處理水的二次污染。另外,根據國內外對中水管道結垢情況的調查研究,中水回用對用水器具和管道為發生顯著的腐蝕、結垢、堵塞等不良情況。因此生活污水處理后應用于農田節水灌溉,從技術角度分析是安全、穩定、合理的。污水灌溉是解決灌溉水源不足的有效途徑,又是費用低廉的污水處理和處置手段。

        第三,充分利用養分,減少化肥的使用量,節約資金,減少面源污染。污水中含有大量的氮、磷等營養物,利用污水灌溉農田,可以充分利用污水中的這些營養物。通常情況下一級處理污水中氨氮、磷的平均濃度為15—59mg/l和30—34.6mg/l。按較低值15和30mg/l考慮,污水中的氨氮、磷完全可以滿足作物的需要。另據推算,全國每年排放的污水中含有的氮、磷相當于20億kg硫氨和8億kg過磷酸鈣,充分利用可以節約大量肥料。

        第四,提高水的重復利用率,降低農業灌溉成本。隨著經濟社會的發展,人類對生存環境的要求進一步提高,以前那種生活污水,工業廢水直接排放的錯誤做法將一去不復返。一方面,政府、企業不得不投巨資對污水、廢水進行凈化處理,若將處理后的水直接排掉,實在是一種浪費,也不符合資源可重復利用和可持續發展的根本趨勢,另一方面,根據用水的重要程度,在滿足人蓄飲水和生態生活用水的同時,農業灌溉用水的總量將不斷得到壓縮,水價必然提高,灌溉成本將不斷增大。根據前面分析,若將污水處理后用作農業灌溉,可適當減少污水處理級別,減少水處理成本,又可變廢為寶,降低農業灌溉用水成本,同時水中的有機成分又可提供作物生長必須的基本養料,間接降低農業的生產成本,真可謂一舉兩得。

        2.2污水水質狀況分析

        生活污水中主要污染物的含量。

        據《中華人民共和國環境保護法》,為了防止土壤、地下水和農產品污染,保障人體健康,維護生態平衡,農田灌溉用水必須滿足一定的要求。

        由生活污水的水質特征和節水灌溉對水質要求對比可知,沒有經過處理的污水,BOD、COD懸浮物、類大腸菌群數及蛔蟲卵數等均不滿足農田灌溉要求,因此要使用生活污水灌溉農田,必須對其加以處理,以滿足灌溉水質標準。

        3 污水處理方案

        現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級。一級處理主要去除污水中呈懸浮態的物質,懸浮物去除率達50%;二級處理主要去除污水中呈膠體和溶解狀態飛有機污染物質,BOD、COD去除率可達90%;三級處理是在一級、二級處理后,進一步處理難降解的有機物,磷、氮等可導致水體富營養化的可溶性無機物等。

        根據農業灌溉對水質的要求,污水以采用強化一級處理加過濾,消毒工藝為宜,其處理工藝流程。

        在上述工藝中,格柵的作用主要是攔截粗大的懸浮物或漂浮物質;沉砂池的作用主要是分離比較大的無機懸浮物;沉淀池的作用主要是分離有機懸浮物,投加混凝劑的目的主要是強化其作用效果,過濾的目的主要是滿足節水灌溉對懸浮物顆粒粒徑的要求,投加消毒劑則主要是滿足灌溉水質對生物學指標的要求。處理后水質各項指標。

        經過一級強化處理后,中水水質可完全滿足農業灌溉用水要求。

        4 結語

        污水采用前述工藝處理后,水質穩定,使用安全,經濟可行,該工藝可在我國北方及沿海城市等淡水資源嚴重短缺地區推廣應用,對節省優質天然淡水,緩解我國淡水資源短缺有著重要意義。

      公司簡介

      ■ 自1996年以來我們一直致力于這個領域的發展,建造高品質的水處理工程和研究前沿的水處理工藝是我們不斷的追求。

      ■ 近年來我們為國內外的市政、地產、工業等相關行業提供過多項優質工程。

       

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