農(nóng)村污水處理技術研究-以云南省為例,農(nóng)村研究論文

農(nóng)村污水處理技術研究--以云南省為例,農(nóng)村研究論文云南省是一個農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)人口超過全省總?cè)丝诘?0%,全省超過一半的國民收入、財政收入、創(chuàng)匯收入和輕工業(yè)原料直接或間接來自農(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個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，13431個建制村和124206個自然村，平均每100km2內(nèi)分布3個建制村和30個自然村，不到全國平均水平的一半。華而不實，壩區(qū)往往是建制村村委會和鄉(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?686.6萬人，華而不實農(nóng)業(yè)人口3909.0萬人，超過全省總?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,華而不實人口密度超過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個少數(shù)民族，分散在全省各地。全省16個州市中一半屬于民族自治州，129個縣〔市、區(qū)〕中29個是民族自治縣，1247個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中89個是民族鄉(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1277.76萬人，占全省總?cè)丝诘?7%.1.2經(jīng)濟社會特征〔1〕農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(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)濟快速發(fā)展。2020年，云南省實現(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)構造以種植業(yè)和牧業(yè)為主2020年，云南省實現(xiàn)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值為3056.04億元，占全省生產(chǎn)總值26.07%,遠高于全國農(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)服務業(yè)產(chǎn)值奉獻較小，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，農(nóng)產(chǎn)業(yè)當代化水平不高據(jù)最新資料，云南省共有3551家企業(yè)，華而不實無公害農(nóng)產(chǎn)品、綠色食品和有機食品認證累計到達972家企業(yè)2160個品種。4家申報國家級有機食品生產(chǎn)基地的生產(chǎn)企業(yè)通過環(huán)保部審查和挑選。但全省農(nóng)業(yè)還處于當代化初級階段，仍以傳統(tǒng)家庭經(jīng)營為主，規(guī)?；潭群驮O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?！?〕農(nóng)民收入增長較快，貧困面仍然較大2020年，云南省農(nóng)民人均純收入6141元，扣除價格上漲因素，比上年實際增長13.37%,與城鎮(zhèn)居民可支配收入增速相比，高出三個百分點。但云南省農(nóng)民年人均純收入僅有全國農(nóng)民人均收入水平的2/3.截止2020年底，全省有73個國家扶貧開發(fā)工作重點縣，7個省級扶貧開發(fā)工作重點縣。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)村基礎設施有較大改善，環(huán)境設施相對滯后2020年底，全省99.56%的建制村通汽車，96.02%的村通自來水，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施普及率不高，華而不實僅約1/3的鎮(zhèn)建有垃圾處理站；生活污水處理設施普及率更低；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〕，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,相當于城市生活污水產(chǎn)生量的79.8%.華而不實，紅河、昆明、曲靖、大理等州市生活污水排放量較大。當前，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，污染周圍環(huán)境。同時，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個抽查村莊中，一半以上村莊的生活污水隨意排放或進入明溝，超過60%的農(nóng)村污水最終匯入河流和坑塘，僅有2%的村莊污水最終進入污水處理廠。自2008年以來，農(nóng)村環(huán)境綜合整治項目共建設接入城市污水處理廠管網(wǎng)31.3km,分散式處理設施272套，集中式處理設施92套，配套污水收集管網(wǎng)209.56km,運行設施330套，設施運行率為90.6%.一些已建村莊污水處理設施由于設計不合理、運行維護費用不到位等原因，沒有能到達治污減排的預期效果。3云南省農(nóng)村污水處理技術形式農(nóng)村生活污水排放分散、水質(zhì)和水量波動大，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)技術原理、特點以及耗能形式劃分成四個類別：〔1〕氧化塘處理系統(tǒng)。〔2〕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工藝簡介氧化塘法是利用水塘中的微生物和藻類對污水和有機廢水進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，廢水中有機物主要是通過菌藻共生作用去除的，異養(yǎng)微生物，即好氧細菌和真菌，將有機物氧化降解而產(chǎn)生能量，合成新的細胞，藻類通過光合作用固定二氧化碳并攝取氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)和有機物，以合成新的細胞并釋放出氧。3.1.2適用地區(qū)如有可利用的天然養(yǎng)魚塘、天然廢塘等條件，且地處排放標準不是很嚴格的地區(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適用進出水水質(zhì)條件適用于收集系統(tǒng)為雨污合流制，進水濃度不是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)缺點優(yōu)點：〔1〕適用不同的處理規(guī)模，基建費用低。處理構筑物由各種天然塘系統(tǒng)或經(jīng)簡單修建而成，沒有復雜的機械設備，工程特別簡易。〔2〕運行費用低，系統(tǒng)基本不耗能。塘系統(tǒng)依地勢而建，污水可自流?！?〕管理特別簡單，維護容易。〔4〕可實現(xiàn)污水資源化利用。缺點：〔1〕占地大：有機負荷低，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管理與維護冬季對植物進行收割，一定時期清理塘內(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。對于鄰近湖泊地區(qū)，鳳眼蓮慎用。3.1.8工藝應用可單獨使用，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)實際情況與其他工藝組合應用。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用為主。人工濕地的設計可參考(HJ2005-2018人工濕地污水處理技術規(guī)范〕、(DB53/T306-2018高原湖泊區(qū)域人工濕地技術規(guī)范〕來進行。應根據(jù)當?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)進行設計。設計內(nèi)容主要包括污染負荷、濕地面積、濕地床構造、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簡介外表流人工濕地在處理經(jīng)過中主要通過植物莖葉的攔截、土壤的吸附過濾和污