農(nóng)村污水處理技術(shù)研究-以云南省為例,農(nóng)村研究論文

農(nóng)村污水處理技術(shù)研究--以云南省為例,農(nóng)村研究論文云南省是一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)人口超過(guò)全省總?cè)丝诘?0%,全省超過(guò)一半的國(guó)民收入、財(cái)政收入、創(chuàng)匯收入和輕工業(yè)原料直接或間接來(lái)自農(nóng)業(yè)。村莊與人口特征如下：〔1〕村莊分布不均，規(guī)模大小不一2020年全省共有1348個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，13431個(gè)建制村和124206個(gè)自然村，平均每100km2內(nèi)分布3個(gè)建制村和30個(gè)自然村，不到全國(guó)平均水平的一半。華而不實(shí)，壩區(qū)往往是建制村村委會(huì)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在地，村莊密度較高，規(guī)模較大，一般有上百到幾百戶。河流兩岸、湖泊四周也是村莊比擬密集的地方，如九湖流域1377個(gè)建制村中有近70%的村莊沿河圍湖分布。山區(qū)、半山區(qū)村莊則依山而建，小且散，稀疏分布，村莊規(guī)模由幾戶到幾十戶不等。除此之外，自然保衛(wèi)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、城市集中式飲用水水源地等保衛(wèi)地內(nèi)也有少量村莊分布?！?〕農(nóng)村人口比重大，壩區(qū)較集中截止2020年底，云南省總?cè)丝谟?686.6萬(wàn)人，華而不實(shí)農(nóng)業(yè)人口3909.0萬(wàn)人，超過(guò)全省總?cè)丝跀?shù)的80%.全省農(nóng)業(yè)人口主要集中分布在昆明市、曲靖市、昭通市、紅河州、文山州和大理州，六州市農(nóng)業(yè)人口數(shù)量超過(guò)全省農(nóng)業(yè)總?cè)丝诘?0%.全省農(nóng)業(yè)人口平均99.0人/km2,華而不實(shí)人口密度超過(guò)250人/km2的縣〔市、區(qū)〕主要集中在昆明、玉溪、通海、曲靖、陸良、昭魯、大理等壩子?！?〕少數(shù)民族多，局部集中云南省是全國(guó)分布少數(shù)民族最多的省份，分布有彝族、白族、哈尼族、壯族、傣族、苗族、傈僳族和回族等25個(gè)少數(shù)民族，分散在全省各地。全省16個(gè)州市中一半屬于民族自治州，129個(gè)縣〔市、區(qū)〕中29個(gè)是民族自治縣，1247個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中89個(gè)是民族鄉(xiāng)。2020年，全省民族自治地區(qū)土地面積為27.67km2,占全省土地面積的70.2%.2020年，全省少數(shù)民族人口1277.76萬(wàn)人，占全省總?cè)丝诘?7%.1.2經(jīng)濟(jì)社會(huì)特征〔1〕農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，地區(qū)發(fā)展不平衡十二五期間，云南省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。2020年，云南省實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值3056.04元，比上年增加14%.但是，全省農(nóng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展地區(qū)不平衡。2020年，曲靖市農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值最高，達(dá)到492.93億元，怒江州、迪慶州農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值最低，不到40億元，兩者相差12倍?！?〕云南省農(nóng)業(yè)產(chǎn)值比重大，產(chǎn)業(yè)構(gòu)造以種植業(yè)和牧業(yè)為主2020年，云南省實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值為3056.04億元，占全省生產(chǎn)總值26.07%,遠(yuǎn)高于全國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值比重。全省農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值中，種植業(yè)奉獻(xiàn)最大，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的53.64%,主要種植谷物、薯類、油料、豆類、糧料、蔬菜園藝作物、煙草等作物；其次是牧業(yè)，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的31.50%,主要是牛、羊、生豬、家禽等；其他林業(yè)、漁業(yè)和農(nóng)業(yè)服務(wù)業(yè)產(chǎn)值奉獻(xiàn)較小，只占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的15%.〔3〕生態(tài)農(nóng)業(yè)具有一定基礎(chǔ)，農(nóng)產(chǎn)業(yè)當(dāng)代化水平不高據(jù)最新資料，云南省共有3551家企業(yè)，華而不實(shí)無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品、綠色食品和有機(jī)食品認(rèn)證累計(jì)到達(dá)972家企業(yè)2160個(gè)品種。4家申報(bào)國(guó)家級(jí)有機(jī)食品生產(chǎn)基地的生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)環(huán)保部審查和挑選。但全省農(nóng)業(yè)還處于當(dāng)代化初級(jí)階段，仍以傳統(tǒng)家庭經(jīng)營(yíng)為主，規(guī)?；潭群驮O(shè)施農(nóng)業(yè)水平不高，農(nóng)業(yè)發(fā)展仍主要依靠資源投入。〔4〕農(nóng)民收入增長(zhǎng)較快，貧困面仍然較大2020年，云南省農(nóng)民人均純收入6141元，扣除價(jià)格上漲因素，比上年實(shí)際增長(zhǎng)13.37%,與城鎮(zhèn)居民可支配收入增速相比，高出三個(gè)百分點(diǎn)。但云南省農(nóng)民年人均純收入僅有全國(guó)農(nóng)民人均收入水平的2/3.截止2020年底，全省有73個(gè)國(guó)家扶貧開(kāi)發(fā)工作重點(diǎn)縣，7個(gè)省級(jí)扶貧開(kāi)發(fā)工作重點(diǎn)縣。主要分布在烏蒙山區(qū)、石漠化地區(qū)、滇西邊境山區(qū)、藏區(qū)四大連片特殊困難地區(qū)，貧困人口占全省貧困人口的80%以上，深度貧困人口占90%以上，自我發(fā)展能力弱?！?〕農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施有較大改善，環(huán)境設(shè)施相對(duì)滯后2020年底，全省99.56%的建制村通汽車(chē)，96.02%的村通自來(lái)水，98.76%的村通，農(nóng)村用電量為82.37億kWh.但是，農(nóng)村生活垃圾和生活污水收集處理設(shè)施普及率不高，華而不實(shí)僅約1/3的鎮(zhèn)建有垃圾處理站；生活污水處理設(shè)施普及率更低；衛(wèi)生廁所普及率缺乏60%.2云南省農(nóng)村污水處理現(xiàn)在狀況隨著農(nóng)村人口增加和生活水平提高，農(nóng)村生活污水產(chǎn)生量大幅增加。根據(jù)(2020年云南省水資源公報(bào)〕，全省農(nóng)村人均生活用水量為73L/d,比2020年人均用水量增加1.4%.以人均生活用水量的80%估算，全省農(nóng)村年產(chǎn)生生活污水8.0億t,相當(dāng)于城市生活污水產(chǎn)生量的79.8%.華而不實(shí)，紅河、昆明、曲靖、大理等州市生活污水排放量較大。當(dāng)前，大部分村莊污水收集處理系統(tǒng)不完善，生活污水隨意排放，大多經(jīng)簡(jiǎn)易溝渠或自然溝渠直接排入附近河道、坑塘和農(nóng)田，還有的自然蒸發(fā)或土壤滲濾，污染周?chē)h(huán)境。同時(shí)，由于管理跟不上，村莊排污溝渠經(jīng)常出現(xiàn)堵塞，致使溝渠污水發(fā)黑發(fā)臭，極大影響村莊人居環(huán)境。根據(jù)衛(wèi)生廳2020年抽樣調(diào)查結(jié)果，900個(gè)抽查村莊中，一半以上村莊的生活污水隨意排放或進(jìn)入明溝，超過(guò)60%的農(nóng)村污水最終匯入河流和坑塘，僅有2%的村莊污水最終進(jìn)入污水處理廠。自2008年以來(lái)，農(nóng)村環(huán)境綜合整治項(xiàng)目共建設(shè)接入城市污水處理廠管網(wǎng)31.3km,分散式處理設(shè)施272套，集中式處理設(shè)施92套，配套污水收集管網(wǎng)209.56km,運(yùn)行設(shè)施330套，設(shè)施運(yùn)行率為90.6%.一些已建村莊污水處理設(shè)施由于設(shè)計(jì)不合理、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用不到位等原因，沒(méi)有能到達(dá)治污減排的預(yù)期效果。3云南省農(nóng)村污水處理技術(shù)形式農(nóng)村生活污水排放分散、水質(zhì)和水量波動(dòng)大，農(nóng)村污水處理形式主要遵循因地制宜、生態(tài)處理技術(shù)為主、污水資源化利用的原則。云南省農(nóng)村生活污水處理常用工藝根據(jù)技術(shù)原理、特點(diǎn)以及耗能形式劃分成四個(gè)類別：〔1〕氧化塘處理系統(tǒng)?！?〕濕地處理系統(tǒng)：外表流人工濕地工藝?！?〕土壤處理系統(tǒng)：土壤滲濾工藝；生態(tài)溝污水處理工藝?！?〕生物處理系統(tǒng)：庭院式一體化處理裝置，AO污水處理工藝。3.1氧化塘處理系統(tǒng)3.1.1工藝簡(jiǎn)介氧化塘法是利用水塘中的微生物和藻類對(duì)污水和有機(jī)廢水進(jìn)行需氧生物處理的方式方法。按其生物性質(zhì)，可分為好氧塘、厭氧塘和兼性塘。在氧化塘中，廢水中有機(jī)物主要是通過(guò)菌藻共生作用去除的，異養(yǎng)微生物，即好氧細(xì)菌和真菌，將有機(jī)物氧化降解而產(chǎn)生能量，合成新的細(xì)胞，藻類通過(guò)光合作用固定二氧化碳并攝取氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)物，以合成新的細(xì)胞并釋放出氧。3.1.2適用地區(qū)如有可利用的天然養(yǎng)魚(yú)塘、天然廢塘等條件，且地處排放標(biāo)準(zhǔn)不是很?chē)?yán)格的地區(qū)，可優(yōu)先考慮采用該工藝。氧化塘處理合適云南省山區(qū)、半山區(qū)及干旱地區(qū)，能夠單獨(dú)使用，并聯(lián)使用，可以多塘串聯(lián)使用。在滇東北〔迪慶州〕和滇西北〔昭通市〕海拔高、氣溫低的地區(qū)不宜采用。3.1.3適用進(jìn)出水水質(zhì)條件適用于收集系統(tǒng)為雨污合流制，進(jìn)水濃度不是1一定的污染物去除效果，出水可用于農(nóng)田灌溉。3.1.4工藝優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：〔1〕適用不同的處理規(guī)模，基建費(fèi)用低。處理構(gòu)筑物由各種天然塘系統(tǒng)或經(jīng)簡(jiǎn)單修建而成，沒(méi)有復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，工程特別簡(jiǎn)易?！?〕運(yùn)行費(fèi)用低，系統(tǒng)基本不耗能。塘系統(tǒng)依地勢(shì)而建，污水可自流?！?〕管理特別簡(jiǎn)單，維護(hù)容易?！?〕可實(shí)現(xiàn)污水資源化利用。缺點(diǎn)：〔1〕占地大：有機(jī)負(fù)荷低，占地面積大。〔2〕受溫度影響大：處理效果受氣候條件影響大，懸浮藻類使出水的COD高。3.1.5管理與維護(hù)冬季對(duì)植物進(jìn)行收割，一定時(shí)期清理塘內(nèi)淤泥，淤泥可墊田。3.1.6成本分析投資成本：800~1000元/m3.運(yùn)行成本：0.05~0.10元/m3d.3.1.7植物選擇以沉水植物或浮葉植物為主，沉水植物包括金魚(yú)藻、紅線草、苦草、眼子菜等；浮葉植物包括荷花、睡蓮、荇菜、菱角等；漂浮植物包括鳳眼蓮等。對(duì)于鄰近湖泊地區(qū)，鳳眼蓮慎用。3.1.8工藝應(yīng)用可單獨(dú)使用，可以多塘串聯(lián)，或者用在表流濕地的前端或后端，可以根據(jù)實(shí)際情況與其他工藝組合應(yīng)用。3.2濕地系統(tǒng)濕地系統(tǒng)可分為潛流濕地和外表流濕地，由于潛流濕地易堵塞，更換填料成本高，在云南農(nóng)村主要以外表流濕地應(yīng)用為主。人工濕地的設(shè)計(jì)可參考(HJ2005-2018人工濕地污水處理技術(shù)規(guī)范〕、(DB53/T306-2018高原湖泊區(qū)域人工濕地技術(shù)規(guī)范〕來(lái)進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、地貌、氣候等自然條件選擇適宜的人工濕地類型及參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括污染負(fù)荷、濕地面積、濕地床構(gòu)造、基質(zhì)材料選擇、植被選擇等。3.2.1外表流人工濕地工藝技術(shù)簡(jiǎn)介外表流人工濕地在處理經(jīng)過(guò)中主要通過(guò)植物莖葉的攔截、土壤的吸附過(guò)濾和污