農(nóng)業(yè)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)廢水如何處理

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的快速增長(zhǎng)，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)的農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，造成農(nóng)業(yè)面源污染的因素也很復(fù)雜。云南省大理州某農(nóng)村生活、畜禽養(yǎng)殖與大田種植混合區(qū)，采用三級(jí)凈化塘生態(tài)修復(fù)工藝，對(duì)農(nóng)業(yè)種養(yǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的水體有機(jī)污染物進(jìn)行了生態(tài)攔截與修復(fù)處理，有效地保護(hù)了大理母親湖——洱海。

1 廢水處理工藝

1. 1 廢水來(lái)源

本工藝所處理廢水中融合了上游農(nóng)村生活污水、規(guī)模化奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)和養(yǎng)豬場(chǎng)產(chǎn)生的養(yǎng)殖廢水、挾帶有一定量化肥和農(nóng)家肥的農(nóng)田徑流水、混有其他地表有機(jī)污染物的地表徑流水等，隨著蒼山水一同流向洱海。

示范工程建在多水匯合處，將農(nóng)業(yè)生活和生產(chǎn)過(guò)程中的點(diǎn)源和非點(diǎn)源污染進(jìn)行集中處理，既減少了農(nóng)業(yè)廢棄物分散處理所帶來(lái)的巨大工程和大量占地，又美化了流域的生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化循環(huán)利用。

1. 2 廢水水質(zhì)、水量及工藝流程

示范工程采用無(wú)動(dòng)力自流設(shè)計(jì)，處理規(guī)模為250 m3 /d，24 h 運(yùn)行，出水水質(zhì)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002) Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。工藝流程如圖1 所示。

1. 3 主要構(gòu)筑物及相關(guān)參數(shù)

主要構(gòu)筑物及相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如表2 所示。

1. 4 工藝特點(diǎn)

①格柵池。由上游各收集溝渠匯集而來(lái)的廢水，經(jīng)過(guò)格柵池的水渣分離處理，水體中的雜草、塑料袋等固形物通過(guò)人工清雜集中處理，液體則進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉降處理。

②沉淀池。沉淀池主要用于截留和沉降廢水中的污泥，同時(shí)起到一定的厭氧發(fā)酵效果。沉淀池中培植了生長(zhǎng)較快且抗污染負(fù)荷能力較強(qiáng)的淡水藻——水綿，這是一種極好的懸浮物過(guò)濾體，抗水流沖擊能力也較強(qiáng)，可以將水體中挾帶的泥沙、毛發(fā)、浮游物等進(jìn)行攔截，有效地強(qiáng)化了沉淀池的攔截能力。

③一級(jí)凈化塘。一級(jí)凈化塘的塘內(nèi)生物量較大，水生植物以覆蓋全塘種植的茭白為主，主要利用茭白的強(qiáng)耐污性和植株分蘗快的特點(diǎn)，以茭白作為氮磷的主要吸納體。茭白根系連片生長(zhǎng)，在塘體較深處和泥土中構(gòu)成了良好的底層微厭氧環(huán)境，在植物呼吸作用過(guò)程中將一定量的氧輸送到了根部，這樣就為硝化與反硝化提供了適宜的反應(yīng)條件，從而起到一定的脫氮效果。一級(jí)塘內(nèi)還安裝有一種微生物覆膜載體——人工凈水草，該材料憑借其極高的孔隙率和比表面積而直立懸浮于水體中，為微生物的生長(zhǎng)提供了很好的附著載體。當(dāng)微生物富集到一定程度，在重力和水流推力的作用下，還可以自動(dòng)剝落，并以污泥的形態(tài)沉積于塘底。塘內(nèi)水生動(dòng)物以放養(yǎng)的白鰱、草魚(yú)等以水生植物和浮游微生物為食的生態(tài)魚(yú)類為主，由于塘內(nèi)禁止投加任何餌料人工養(yǎng)殖，所以生態(tài)魚(yú)大量進(jìn)食水生植物莖葉和浮游微生物，對(duì)搭建生物鏈、平衡水生態(tài)環(huán)境、凈化水質(zhì)起到了積極的促進(jìn)作用。

④二級(jí)凈化塘。一、二級(jí)塘有一定高差，在進(jìn)、出水口處設(shè)有跌水曝氣臺(tái)階，為下一級(jí)處理進(jìn)行了無(wú)動(dòng)力增氧處理。二級(jí)塘較一級(jí)塘淺，主要以兼性處理和好氧處理為主。塘內(nèi)水生植物以蓮藕、洱海海菜、浮萍和鳳眼蓮浮床為主，蓮藕和洱海海菜都是當(dāng)?shù)睾苁軞g迎的水生蔬菜，在吸納水體污染物生長(zhǎng)繁殖的同時(shí)，也能創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值; 浮萍和鳳眼蓮是草食性魚(yú)類最喜歡的食物，也是應(yīng)用最多最廣泛的凈水植物，以其生長(zhǎng)繁殖快、攝取有機(jī)污染物能力強(qiáng)而被廣泛應(yīng)用; 鳳眼蓮因?yàn)楸辉O(shè)計(jì)在一種框式浮床中生長(zhǎng)，不會(huì)長(zhǎng)到浮床之外，植物本身也容易收獲，因此消除了泛濫傳播的隱患。塘內(nèi)水生動(dòng)物以洱海鯽魚(yú)、草魚(yú)和白鰱為主，在凈化水質(zhì)、構(gòu)建水生態(tài)平衡和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益方面作出了貢獻(xiàn)。

⑤三級(jí)凈化塘。三級(jí)凈化塘為好氧塘，塘內(nèi)水生植物以蓮藕、茭白、洱海海菜、浮萍、鳳眼蓮和水生美人蕉為主，魚(yú)類以草魚(yú)、鯽魚(yú)為主，對(duì)前兩級(jí)塘處理過(guò)的水體進(jìn)行強(qiáng)化處理，在實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的同時(shí)，以其豐富的生物多樣性而創(chuàng)造了極好的景觀價(jià)值。

⑥植草過(guò)濾帶。植草過(guò)濾帶上種植的是黑麥草，它是當(dāng)?shù)刂饕�的牧草作物，同時(shí)其生長(zhǎng)快、分蘗多、營(yíng)養(yǎng)豐富，粗蛋白和粗脂肪比雜草高出3 倍，耐水性好，對(duì)水體的凈化效果明顯，是一種兼具經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值的植物品種。

⑦生態(tài)溝渠。生態(tài)溝渠主要起到水流疏導(dǎo)和強(qiáng)化凈化的目的。一方面將處理后的水流疏導(dǎo)引入泄洪干渠，另一方面進(jìn)一步截留凈化水體污染物，保障處理出水在枯水期和雨季不變質(zhì)、不反彈。

2 工程運(yùn)行效果分析

2. 1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況

課題組于2010 年6 月中旬以來(lái)，定期對(duì)系統(tǒng)各階段的進(jìn)、出水水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

由進(jìn)水和最終出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，經(jīng)過(guò)該處理工藝的凈化處理，出水水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002) 的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

主要處理單元的實(shí)景圖分別見(jiàn)圖2 ～ 6。

2. 2 指標(biāo)分析

由表3 可知，隨著水體流經(jīng)各處理階段，污染物的累計(jì)去除率呈現(xiàn)明顯的遞增趨勢(shì)，區(qū)段貢獻(xiàn)率則呈現(xiàn)放緩的趨勢(shì)，系統(tǒng)對(duì)總氮和總磷的去除能力要優(yōu)于對(duì)COD 的，尤其是在二級(jí)凈化塘之后。經(jīng)計(jì)算，一級(jí)凈化塘、二級(jí)凈化塘、三級(jí)凈化塘、植草過(guò)濾帶和生態(tài)溝渠的總氮去除貢獻(xiàn)率分別為46．91%、29．05%、18．17%、2．28%、0．35%，累計(jì)去除率為96．76%; 總磷去除貢獻(xiàn)率分別為34．38%、33．52%、15．43%、11．73%、0．03%，累計(jì)去除率為95．08%; COD 去除貢獻(xiàn)率分別為48．60%、24．79%、5．45%、3．95%、1．11%，累計(jì)去除率為83．90%。由此表明，隨著TN、TP、COD 在水體中含量的下降，系統(tǒng)對(duì)其處理能力均呈下降趨勢(shì)。

3 工程成本與效益

本工程的經(jīng)濟(jì)收益分析見(jiàn)表4。

本工程的總投資為38 萬(wàn)元，系統(tǒng)為無(wú)動(dòng)力運(yùn)行，僅需要雇傭2 人定期查看和檢修系統(tǒng)運(yùn)行情況，及時(shí)采挖蔬菜和捕撈，支付勞務(wù)費(fèi)按照800 元/(月·人) ，則年勞務(wù)投入為1．92 萬(wàn)元。

直接經(jīng)濟(jì)效益包括茭白、蓮藕、海菜和生態(tài)魚(yú)的銷售收入，合計(jì)7．88 萬(wàn)元，年純收益為5．96 萬(wàn)元。具體參見(jiàn)http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

4 結(jié)論與建議

①該處理工藝將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活過(guò)程中產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢水進(jìn)行了集中處理，克服了一般農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù)只能有針對(duì)性地處理某種點(diǎn)源污染的缺陷，大大降低了農(nóng)業(yè)廢水的處理成本，出水水質(zhì)能夠達(dá)到地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)的指標(biāo)要求，為農(nóng)業(yè)面源污染防治提供了有力的技術(shù)支撐。

②該處理工藝不但將污染水體進(jìn)行了有效修復(fù)，而且還創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)收益，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收提供了新思路。

③該處理工藝適宜于我國(guó)南方各類農(nóng)業(yè)生活與生產(chǎn)交匯區(qū)的復(fù)合有機(jī)廢水處理，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值，建議政府加大技術(shù)扶持與推廣力度，及早解決我國(guó)類似區(qū)域的農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題。