城市污水用于农田灌溉的研究
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2021我国农田污水灌溉的效益、问题及解决措施范文 污水灌溉是指对城市生活污水和工业废水进行无害化处理后,直接或间接地用于农田灌溉、园林灌溉和地下水库回灌。
我国是全球水资源最紧缺的国家之一,每年有360多亿吨城市污水排入河流,造成巨大的水资源浪费和环境污染。
用污水灌溉农田,作物在利用水资源的同时,还能吸收利用污水中含的有机物、氮、磷、钾等物质,将产生巨大的经济、社会效益。
近年来,随着我国的农业种植面积不断扩大,农业用水量也一直在增加,特别是在一些缺水地区,污水资源化的问题显得越来越迫切,也越来越为政府、专家和学者所关注。
1国内外污水灌溉现状 在污水灌溉方面,西方国家起步较早,技术也较为成熟,代表国家有美国、日本、澳大利亚和以色列。
以色列的污水资源化利用率高,工业和生活污水的收集率达91%,57%的污水经过净化处理后仍用于农业灌溉和园林草地灌溉,每年约有3亿立方米。
为了改进农村生活环境和水源水质,日本从1997年开始实行农村污水处理计划,到目前为止,已建成约2000个污水处理厂,而且多数采用日本农村污水处理协会研制的JARUS小型污水处理系统,处理过的废污水各项指标都达到污水处理水质标准。
处理后的污水水质稳定,多数是引入农田进行灌溉水稻或果园。
我国从20世纪50年代就开始引用污水进行农田灌溉,60年代初,全国污灌面积有4.2万公顷。
近些年来,随着水资源的短缺和污水排放量的增加,污灌面积也迅速增加,至目前为止,污灌面积300万公顷,90%分布在北方地区,污水已成为许多城郊农田不可缺少的灌溉水源。
我国污灌技术的研究重点还在于污灌对作物与土壤的影响方面。
2我国农田污水灌溉的效益 我国污水灌溉的效益主要综合体现在节水、节肥、增收、环保四个方面。
根据我国1976—1982年污水灌区环境质量普查总结(全国污水灌区农业环境质量普查协作组,1984),被普查的37个不同类型污水灌区,占有污水排放总量747256万吨/年,灌溉用量143517万吨/年,污水总灌用率19.2%,灌溉总面积37.99万公顷。
污水处理案例分析引言概述:污水处理是一项重要的环保工作,它涉及到保护水资源、维护生态平衡和人类健康。
本文将通过分析五个污水处理案例,探讨不同地区的处理方案和效果,以及相关技术的应用。
正文内容:1. 案例一:城市污水处理厂1.1 收集和预处理1.1.1 建立下水道系统,收集城市污水1.1.2 预处理过程中去除大颗粒杂质和沉淀物1.1.3 使用化学物质去除有机物和重金属1.2 生物处理1.2.1 利用好氧菌分解有机物1.2.2 利用厌氧菌去除硝酸盐和硫酸盐1.2.3 通过植物处理污水中的氮和磷1.3 深度处理和消毒1.3.1 使用活性炭吸附残余有机物1.3.2 采用紫外线或氯消毒杀灭细菌和病毒1.3.3 对处理后的水进行再次过滤,以确保水质符合标准2. 案例二:农村污水处理示范项目2.1 家庭污水处理系统2.1.1 安装沉淀池和格栅,去除大颗粒杂质2.1.2 利用好氧菌和厌氧菌分解有机物2.1.3 使用植物过滤污水中的氮和磷2.2 农田灌溉利用2.2.1 将处理后的污水用于农田灌溉2.2.2 污水中的养分可以作为植物的肥料2.2.3 灌溉后的水通过土壤过滤,净化再次利用2.3 社区合作与宣传2.3.1 建立污水处理合作社,共同维护处理系统2.3.2 宣传污水处理的重要性和方法2.3.3 增加居民对污水处理的认识和参与度3. 案例三:工业污水处理厂3.1 预处理和调节3.1.1 去除工业污水中的大颗粒杂质和油脂3.1.2 调节污水的pH值和温度3.1.3 添加化学物质去除有机物和重金属3.2 生物处理3.2.1 利用好氧菌和厌氧菌分解有机物3.2.2 利用微生物去除氮和磷3.2.3 通过生物膜技术提高处理效果3.3 深度处理和回用3.3.1 使用活性炭吸附残余有机物和重金属3.3.2 采用反渗透技术去除溶解物质3.3.3 将处理后的水回用于工艺生产或冷却系统4. 案例四:海水淡化厂4.1 预处理和除盐4.1.1 去除海水中的悬浮物和颗粒物4.1.2 采用反渗透膜技术去除盐分4.1.3 控制水质以适应后续处理工艺4.2 深度处理和消毒4.2.1 使用活性炭吸附有机物和重金属4.2.2 采用紫外线或氯消毒杀灭细菌和病毒4.2.3 对处理后的水进行再次过滤,以确保水质符合标准4.3 废弃物处理4.3.1 处理反渗透膜的废水4.3.2 利用浓缩废水进行能源回收4.3.3 安全处理废弃物,以减少对环境的影响5. 案例五:农业污水处理与资源回收5.1 污水分流和预处理5.1.1 将农业污水与生活污水分开收集5.1.2 利用格栅和沉淀池去除大颗粒杂质5.1.3 采用化学物质去除农药和重金属5.2 生物处理和沼气回收5.2.1 利用好氧菌和厌氧菌分解有机物5.2.2 通过沼气池回收沼气5.2.3 利用沼渣作为有机肥料5.3 农田灌溉利用5.3.1 将处理后的污水用于农田灌溉5.3.2 污水中的养分可以作为植物的肥料5.3.3 灌溉后的水通过土壤过滤,净化再次利用总结:通过以上五个污水处理案例的分析,我们可以看到不同地区在污水处理方面采用了不同的技术和方法。
城市污水再生利用近年来,随着城市人口的不断增加和经济的快速发展,城市污水问题日益突出。
传统的污水处理技术已经无法满足日益增长的需求,城市污水再生利用正成为解决这一问题的重要途径。
城市污水再生利用是将经过初步处理的污水进行进一步处理,使其达到可以安全再利用的水质标准的过程。
本文将从城市污水再生利用的概念、技术、应用及挑战等方面进行介绍。
一、城市污水再生利用的概念城市污水再生利用是指将城市污水经过一系列处理工艺后,使其达到国家规定的可再生利用标准,用于农业灌溉、景观水景、工业用水、城市绿化以及公共景观等方面。
通过适当的处理和控制,城市污水再生利用可以将原本是废物的污水转化为有价值的资源,同时减少对地下水和表面水的依赖。
二、城市污水再生利用的技术城市污水再生利用的技术主要包括初级处理、生物处理和高级处理等多个环节。
其中,初级处理主要是去除悬浮物和颗粒污染物,常见的方法包括格栅过滤、沉淀、气浮等。
生物处理是通过微生物的作用分解有机物质,去除水中的COD和氨氮等物质,常见的方法有活性污泥法、固定化床反应器等。
高级处理主要是对经过生物处理的污水进行进一步处理,以去除其中的微量有机物、微生物和一些难降解的物质,常见的方法包括纳滤、反渗透、紫外线消毒等。
三、城市污水再生利用的应用城市污水再生利用可以广泛应用于农业灌溉、工业用水、景观水景等领域。
在农业灌溉方面,通过合理利用再生水,可以实现减少用于农业的淡水资源的消耗,提高农田的灌溉效果,提高作物的产量和质量。
在工业用水方面,再生水可以用于工业生产过程中的冷却和清洗等用途,降低工业用水的成本。
在景观水景方面,再生水可以用于城市公园、游乐场所的人工湖泊、喷泉等,营造出优美舒适的环境。
四、城市污水再生利用面临的挑战尽管城市污水再生利用具有许多优点,但在实际应用中仍面临一些挑战。
首先,再生水的品质控制是一个关键问题。
虽然再生水经过处理可以达到一定的水质标准,但与传统淡水相比,其水质仍然存在一定差距,因此如何保证再生水的卫生安全性是一个亟待解决的问题。
污水土地处理引言概述污水土地处理是指将含有污染物的污水经过处理后,再利用其处理后的水资源和土壤资源。
这种处理方式不仅可以减少对环境的污染,还可以实现资源的再利用,有利于可持续发展。
本文将从污水土地处理的概念、原理、技术、优势和应用等方面进行详细介绍。
一、概念1.1 污水土地处理是指将含有各种有机物、无机物和微生物等污染物的污水通过土壤介质进行处理的一种技术。
1.2 污水土地处理利用土壤的吸附、分解、转化等作用,将污水中的有害物质降解或吸附到土壤中,最终实现水的净化和土壤的修复。
1.3 污水土地处理是一种低成本、高效率的处理方式,能够有效减少对环境的污染,并且可以实现资源的再利用。
二、原理2.1 吸附作用:土壤中的有机质和矿物质可以吸附污水中的有机物和无机物,从而净化水质。
2.2 分解作用:土壤中的微生物可以分解污水中的有机物,将其转化为无害物质。
2.3 转化作用:土壤中的微生物还可以将污水中的氨氮、硝酸盐等有机物转化为植物可吸收的养分,促进土壤生态系统的平衡。
三、技术3.1 人工湿地处理技术:利用湿地植物和土壤介质共同作用,将污水中的有机物和无机物降解。
3.2 土壤过滤技术:通过将污水通过土壤层进行过滤,去除其中的悬浮物和有机物。
3.3 土壤修复技术:利用土壤中的微生物和植物对污水进行处理和修复,实现土壤的再生。
四、优势4.1 低成本:污水土地处理技术相对于传统的处理方式成本更低,且不需要大量的设备和能源。
4.2 高效率:土壤具有较强的吸附和分解能力,可以有效去除污水中的有害物质。
4.3 可持续:污水土地处理不仅可以减少对环境的污染,还可以实现资源的再利用,符合可持续发展的理念。
五、应用5.1 农田灌溉:将经过土壤处理的污水用于农田灌溉,既可以减少用水量,又可以为农作物提供养分。
5.2 城市绿化:利用污水土地处理技术处理城市污水,再将处理后的水资源用于城市绿化,实现资源的循环利用。
5.3 工业园区治理:在工业园区中采用污水土地处理技术,可以有效减少工业废水对土壤和地下水的污染,保护环境。
污水处理厂再生水回用于农田灌溉的影响与效果污水处理厂再生水回用于农田灌溉的影响与效果一、引言近年来,随着城市化进程的不断加快和人口的快速增长,污水处理成为城市管理的一大难题。
污水处理厂再生水回用于农田灌溉成为解决这一难题的有效途径之一。
本文将探讨这种回用模式对农田灌溉的影响与效果,并对其可持续发展进行讨论。
二、再生水回用的潜力与挑战再生水回用在解决城市排水和水资源短缺问题上具有巨大的潜力。
然而,由于回用水质量的要求较高,处理技术和设备的完善需要长期努力,其应用受到技术、经济、环境等多方面的制约。
同时,公众对再生水回用的质疑也是一个挑战,对于食品安全的担忧可能会影响农产品的销售。
三、再生水回用对土壤的影响1. 营养元素的补充:再生水中含有大量的营养元素,如氮、磷、钾等,可以为土壤提供丰富的养分,促进农作物的生长。
2. 土壤结构改善:再生水中的有机物可以改善土壤结构,增加土壤保水能力,提高抗旱能力。
3. 长期使用对土壤质量的影响:长期使用再生水回灌,可能导致土壤中盐分和重金属积累,影响土壤质量和农作物的品质。
四、再生水回用对农作物的影响1. 生长和产量:再生水中富含养分,适度的灌溉可以促进农作物的生长和增加产量。
2. 农产品质量:再生水中可能含有微量的有机物和重金属,对农产品的质量可能存在潜在风险。
3. 农药残留:再生水中微量的农药残留可能对农作物产生不良影响,需要加强监测和管理。
五、再生水回用对环境的影响1. 地下水保护:再生水回用减轻了对地下水的开采压力,有助于地下水资源的保护。
2. 水体污染防治:再生水回用减少了排放到水体中的废水量,降低了水体污染的风险。
3. 生态环境改善:适度的灌溉有助于提高农田生态环境质量,促进生物多样性。
六、再生水回用的可持续发展为了保证再生水回用的可持续发展,应加强相关政策法规的制定和执行,并提高公众对再生水回用的认知和接受度。
同时,需要加强对再生水处理技术和设备的研发,不断提高再生水的质量。
污水灌溉中环境保护问题的研究作者:孙少军来源:《城市建设理论研究》2013年第20期摘要:我国是一个水资源严重缺乏的国家,使用处理后的城市污水进行农田灌溉是一个缓和用水紧张局面的可行方法。
本文阐述了我国污水灌溉的现状及出现的问题,并提出了一些相应的对策。
通过污水水质的严格控制来实现安全灌溉,从而缓解我国水资源紧缺现状。
关键词:污水灌溉环境保护研究中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:前言随着工农业的快速发展和人民生活水平的提高,工业及城市生活污水排放量逐年增加,如何将污水资源化一直是人们关注的问题。
工业及城市污水具有量大、集中、水质较稳定等特点,是一种潜在资源。
将处理过的污水一定程度回用于农田灌溉是污水资源化的有效途径,既减少了污水对环境的污染,又促进了农业生产,是实施可持续发展战略,促进水资源和生态环境、社会经济协调发展的重要举措。
一、我国污水灌溉的现状我国是一个水资源十分短缺的国家,被联合国列为世界13个贫水国之一。
尽管水资源总量居世界第六位,但人均年占有水资源量仅2154m3,为世界人均水平的1/4,居世界第109位。
在此背景下,作为用水大户的农业生产的缺水问题就更显得突出、紧迫。
我国总体水资源不足且污染日益严重,随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高,农业灌溉用水又不断被工业和城市生活用水所挤占,农业缺水日趋严重,特别是北方地区,由于水资源开发几乎达到了临界状态,农业灌溉用水的不足只能通过节水灌溉、污水灌溉甚至超采地下水来弥补。
农民、农村、农业问题是关于国家长治久安、和谐发展的根本问题,而解决农业问题,保证粮食安全,没有水,一切都无从谈起。
目前水资源短缺和水环境恶化是我国经济社会发展的重要制约因素,在节水的同时,开发利用非传统水资源,是解决缺水的重要途径,其中污水是水量稳定、供给可靠的水源,将其用于农田灌溉,既可以在一定程度上缓解农业水资源紧缺的局面,又可以利用土壤微生物和农作物的净化能力,消除污水中的污染物,因此,污水资源利用具有双重作用,同时污水含有丰富的作物生长必需的养分,合理用于灌溉,可以节省大量化肥,增加作物产量。
生活污水灌溉
生活污水灌溉是指将城市居民生活用水中的污水用于农田灌溉的一种方式。
这
种做法在一些地区已经成为了一种常见的现象,然而,它也引发了一些争议和问题。
首先,生活污水灌溉对农田和农作物的影响是不可忽视的。
尽管经过处理的生
活污水可以被用于灌溉,但其中仍然含有大量的有害物质和微生物,这些物质可能对农作物和土壤产生负面影响。
此外,生活污水中的化学物质和重金属对于农作物的生长和人体健康也存在一定的风险。
其次,生活污水灌溉也可能导致水资源的浪费和污染。
由于生活污水的处理成
本较高,一些地区为了降低成本,可能会采用粗糙的处理方式,导致灌溉用水中的污染物质无法完全去除。
这不仅会对土壤和农作物造成危害,还可能对地下水和河流造成污染,影响周边环境的健康。
然而,尽管生活污水灌溉存在一些问题,但它也有一些优点。
比如,它可以减
少城市污水的排放,减轻了污水处理厂的负担,同时也为农田提供了一定的水资源。
此外,在一些水资源匮乏的地区,生活污水灌溉也可以起到一定的节水效果。
因此,对于生活污水灌溉,我们需要在充分利用水资源的同时,也要保证农作
物和土壤的健康。
在实施生活污水灌溉时,应该采用科学的处理技术,确保灌溉用水中的有害物质得到有效去除,同时也要加强监管和管理,避免对环境和人体健康造成危害。
只有这样,生活污水灌溉才能成为一种可持续的水资源利用方式。
污水处理中的再生水利用技术研究在现代社会中,水资源的短缺成为了一个严重的问题。
为了解决这个问题,污水处理中的再生水利用技术应运而生。
本文将探讨污水处理中的再生水利用技术,并介绍其在解决水资源短缺问题方面的潜力。
一、再生水利用技术的定义与意义再生水利用技术是指将经过污水处理后的水进行再处理,使得其达到可再利用的标准,用于农业灌溉、城市绿化、工业用水等领域。
再生水利用技术的出现填补了传统水资源利用的不足,有效缓解了水资源短缺问题。
二、再生水利用技术的分类1. 二级处理技术:通过传统的物理-化学处理方法,去除水中的颗粒物、悬浮物、有机物等,使得水质达到一定的标准。
2. 高级处理技术:包括超滤、反渗透等膜技术,可以进一步去除细菌、病毒、重金属等有害物质,提高水质的再生利用效果。
3. 混凝沉淀技术:通过添加混凝剂,使得水中的悬浮颗粒物凝集沉淀,进而实现水质的净化与再生利用。
三、再生水利用技术的应用领域1. 农业灌溉:将再生水用于农田灌溉,可以有效减少淡水资源的消耗,提高农作物产量。
2. 城市绿化:再生水可用于城市公园、花坛、草坪等的浇灌,实现城市环境的美化与生态保护。
3. 工业用水:在一些工业领域,如冶金、制药等,再生水可用于冷却、清洗等过程,减少对淡水的需求,降低用水成本。
四、再生水利用技术的优势与挑战1. 优势:a. 解决水资源短缺问题,减轻了对传统水资源的依赖。
b. 节约了淡水资源,降低了用水成本。
c. 促进了水资源的可持续利用,保护了环境生态。
2. 挑战:a. 技术成本较高,需要建设相应的设施和配套设备。
b. 对再生水的监测和管理要求严格,需要建立完善的管理机制。
c. 社会认可度较低,公众对再生水的认知和接受度有限。
五、再生水利用技术的发展前景随着社会对水资源保护的重视程度逐渐提高,再生水利用技术将会得到更广泛的应用。
未来,可以通过技术创新和政策支持,进一步提高再生水利用技术的效率和安全性,使其成为解决水资源短缺问题的重要手段。
城市污水处理中的水资源化利用方式有哪些在现代城市的发展进程中,水资源的合理利用和保护至关重要。
随着城市规模的不断扩大和人口的持续增长,城市污水的产生量也日益增加。
如何有效地处理城市污水,并将其转化为可利用的水资源,成为了一个亟待解决的重要问题。
城市污水处理中的水资源化利用方式多种多样,以下将为您详细介绍几种常见的方式。
首先是污水回用。
这是将处理达标的污水直接用于城市的各种用途,比如城市景观用水、工业用水、农业灌溉等。
城市景观用水包括公园湖泊、喷泉、河道补水等。
经过处理的污水可以为城市景观增添生机,同时减少对新鲜水资源的依赖。
在工业方面,一些对水质要求不高的工业生产过程,如冷却用水、冲洗用水等,都可以使用处理后的污水,从而降低企业的用水成本,提高水资源的利用效率。
农业灌溉也是污水回用的一个重要领域,处理后的污水可以用于农田灌溉,但需要注意其中的污染物含量,以免对土壤和农作物造成不良影响。
其次是地下水回灌。
通过一定的技术手段,将处理后的污水注入地下含水层,以补充地下水资源。
这种方式不仅可以增加地下水资源量,还能起到防止地面沉降、改善地下水水质等作用。
但在实施地下水回灌时,必须严格控制回灌水质,确保不会对地下水环境造成污染。
再者是再生水的生产。
经过深度处理的城市污水可以达到更高的水质标准,成为再生水。
再生水可广泛应用于城市的多个领域,如居民生活中的冲厕用水、洗车用水等。
在一些对水质要求较高的场所,如学校、医院等,也可以使用再生水来满足非饮用的用水需求。
另外,还有一种方式是构建人工湿地。
通过模拟自然湿地的生态环境,利用湿地植物、微生物和土壤等的协同作用,对污水进行进一步的净化处理。
经过人工湿地处理后的水,可以用于补充周边的水体或者用于灌溉等用途。
同时,人工湿地还能增加城市的绿地面积,改善生态环境,具有多重生态效益。
除了以上几种方式,城市污水处理后的水资源化利用还可以与雨水收集利用相结合。
在雨季,通过收集雨水并与处理后的污水进行合理调配,可以更好地满足城市的用水需求。
污水处理技术在农田灌溉中的应用研究随着城市化进程的加速和人口的增长,城市污水排放量呈现快速增长的趋势。
如何合理处理和利用这些废水成为了一个重要的问题。
污水处理技术在农田灌溉中的应用逐渐成为一种可行的解决方案。
本文将探讨污水处理技术在农田灌溉中的应用研究,并讨论其潜在的环境影响和可持续性。
随着全球水资源短缺问题的日益突出,农业灌溉对水资源的需求量也越来越大。
然而,传统的灌溉方式主要依赖于地下水和表面水源,容易造成水资源的过度开发和浪费,并引发土地盐碱化等环境问题。
与此同时,城市污水的处理也面临着压力,传统的污水处理工艺难以有效处理废水中的有机物、营养物和重金属等污染物。
因此,将污水处理技术与农田灌溉相结合,不仅可以解决城市污水的处理问题,还可以为农业提供水资源,减少地下水的开采,改善土地质量,实现循环利用和可持续发展。
在污水处理技术中,生物处理工艺是一种常用的方法。
其主要通过利用微生物群落降解有机物和去除营养物,从而达到净化水体的目的。
生物处理工艺的核心是活性污泥法,该方法通过微生物对有机物的降解将其转化为较为稳定的无机物,如二氧化碳、水和硝酸盐等。
然后,经过沉淀、过滤等工艺,即可获得高质量的处理水。
这种处理后的水可以被应用于农田灌溉中。
在农田灌溉中应用处理后的污水,其潜在环境影响是一个值得探讨的问题。
首先,需要解决的是污水处理后水质的监测和控制问题。
严密的监测和控制可以防止废水中的污染物对环境和农作物的影响。
其次,处理后的污水中可能含有一定量的营养物,如氮、磷等,对土壤肥力的影响需要进行合理的管理和利用,避免过度施肥导致环境问题。
此外,还需关注处理后水中的重金属等有害物质对土壤和作物的潜在影响,适当的监测和控制措施可以降低风险。
因此,科学、可持续地利用处理后的污水是农田灌溉中应用污水处理技术的关键。
污水处理技术在农田灌溉中的应用研究也需要关注社会和经济可行性。
首先,要考虑到农户的接受程度。
农户可能对使用污水进行灌溉有顾虑,需要通过教育和宣传鼓励他们理解和接受这种技术。
城市污水用于农田灌溉的可行性研究赵宏杰邯郸职业技术学院056001摘要:污水的土地处理系统是利用土壤-微生物-植物系统的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的总和净化功能处理城市污水及一些工业废水,使水质得到不同程度改善,实现废水资源化与无害化的常年性生态系统工程。
而污水是水量稳定、供给可靠的水源。
对污水进行适当处理,达到目标用途要求的水质标准,实现污水资源化,使之成为多种用途的水资源,可在很大程度上缓解水资源的紧缺状况。
将经过土地处理系统处理的污水用于灌溉是污水资源化的主要途径之一。
关键词:土地处理系统灌溉污水资源化1水资源现状众所周知,我国是一个贫水国家,淡水资源非常短缺,河川多年平均径流量为2.62亿m3,人均占有量2000m3/a左右,为世界人均占有量的1/5,居世界第110位。
水资源短缺和水污染是我国面临的两大水资源问题。
其中,水污染问题越来越突出,并且,水污染使得水资源短缺问题更加严重。
从河北省水资源现状来看,河北省人均水资源量为302立方米,单位面积水资源量为10.9万立方米/平方公里,单位耕地水资源量200立方米/亩,分别为全国水资源平均值的13.8%,36.5%和13.9%。
而且,河北省的水资源量正呈逐渐减少的趋势,河北省的地表水资源量从五十年代的304.7亿立方米减少到了2008年的128亿立方米,而其中有55%的水资源都用于农田灌溉2农田灌溉现状在我国,占全国用水总量80%左右的农田灌溉,存在着三大突出矛盾:一是水资源严重不足,制约着农业灌溉面积的进一步扩大和现有灌溉面积保证程度的提高。
近十多年来,我国每年受旱面积在2000万—2700万hm2,每年约有670万hm2灌溉面积得不到灌溉。
由于缺水,我国每年少产粮食700亿—800亿kg。
二是已经开发利用的水资源浪费严重。
加之不少地方由于灌溉工程老化失修、灌区灌溉用水管理不善和灌水技术落后等原因,灌溉水的利用率很低,平均只有40%左右,而发达国家的灌溉利用率可达80%—90%。
三是可利用的水资源遭受严重污染,为进一步利用带来很大困难。
上述问题的存在,导致农业水土资源与生态环境的不断恶化。
以至于影响我国农业和整个国民经济的可持续发展。
3 污水用于农田灌溉的意义污水是水量稳定、供给可靠的水源。
对污水进行适当处理,达到目标用途要求的水质标准,使之成为多种用途的水资源,可在很大程度上缓解水资源的紧缺状况。
将经过适当处理的污水用于灌溉是污水资源的主要用途之一。
污水灌溉的作用主要表现在三个方面:节水、节肥、消除污染。
我国仅县级以上城市污水年排放量已经超过400亿立方米,如果计入县级以下城镇和乡村产生和排放的污水,全国污水年排放量超过600亿立方米,与黄河的年径流量相当。
充分利用这些污水资源灌溉农田,可以节约大量淡水资源。
城市污水不仅对缺水地区是宝贵的水资源,而且污水中含有氮、磷、钾三种肥料要素,和钙、镁、锰、铜等多种微量元素及丰富的有机质,这些都是作物生长所需的营养成分。
将污水适当处理并合理用于灌溉,可以节省大量化肥,提高作物产量,还可以改善土壤物理化学性质,提高土壤肥力,有利于农作物的生长。
据调查资料推算,全国每年排放的污水(按400亿吨计)中含有的营养物相当于45亿斤硫铵和17亿斤过磷酸钙,可见其可利用的价值。
据中科院林业土壤研究所等单位1980年调查,污灌后土壤中腐殖质和全氮量增加,氮化细菌、酚细菌、硫细菌和微生物总数都有所增加,土壤酶的活性也有所提高,尤其是活性胡敏酸含量增高,是污灌土壤肥力提高的重要标志。
污灌后,由于土壤理化性质改善,土壤肥力提高,因而促进粮食获得大幅度增产。
全国各地经验表明,合理污灌后一般增产显著。
可见,合理利用污水灌溉是促进农业生产发展、节约资金和能源的良好举措。
从污水处理(处置)的角度看,污水灌溉系统对污水中营养物的充分利用,就是对污水中污染物的去除。
土壤是一个巨大的天然细菌床。
污水灌入农田后,其中悬浮物质和胶体被土壤截留,在土粒表面形成薄膜,这层薄膜里充满了微生物,能吸附污水中的有机物质,再加上太阳曝晒、空气氧化、物理吸附、植物与微生物吸收、降解、化学分解等一系列物理化学和生物化学变化,使一些有毒有害物质失去原有活性或被降解,起到净化污水的作用。
4我国污水灌溉发展过程我国利用生活污水和人畜粪尿灌溉农田的历史悠久,有组织的领导和研究污水灌溉始于1957年,1958年召开全国第一次污水灌溉农田会议,1959年召开全国工业废水处理和污水综合治理会议,确定了“变有害为无害、充分利用”的原则。
之后,北京、天津、西安、抚顺、石家庄等城市开辟了大型污水灌区。
1961年我国第一个《污水灌溉农田卫生管理试行办法》颁布实施;1979年试行《农田灌溉水质标准》(TJ24—79),1992年正式颁布(GB 5084—92),进一步规范了污水灌溉的发展。
我国污水灌溉的发展过程,主要随着工业及城市费污水排放量的增加及农业水危机的加剧而变化,可划分为3个时期,即50年代的自发灌溉起步时期,60—70年代的迅速发展时期,80年代后的稳步发展时期。
第一个时期,当时国内对环境问题认识不深,普遍认为污水灌溉可为农业增加水肥资源,又可给工业废水找到出路,应当大力发展。
由于当时废污水排放量也不大,到1963污灌面积仅有4.2万hm2,污灌对农村水环境的影响不明显。
第二个时期,从60年代后期到70年代后期,由于废污水排放量的日益增多,以及农业用水的日见紧张,许多大、中城市近郊和工矿区附近的农田越来越多的利用污水灌溉。
1978年全国灌溉面积为33.3万hm2,到1980年猛增到133.3万hm2。
第三个时期,是从80年代开始,随着国民经济的快速增长,城市及工业废污水排放量迅猛增加,环境问题逐渐引起了社会的关注,人们普遍对污水灌溉造成的水、土、粮污染开始产生怀疑。
污水灌溉面积增加速度没有70年代那么快,到1998年发展到361.8万hm2,占全国总灌溉面积的7.3%。
这个时期由于污水灌溉总的面积大,加之管理工作跟不上,大部分废污水未经过处理(特别是乡镇企业)直接用于灌溉,造成了部分农田严重污染,而且对农村水环境构成了威胁,特别是近年来水污染农田的事故不断发生。
我国污水灌溉的农田主要集中在北方水资源严重短缺的海、辽、黄、淮四大流域,约占全国污水灌溉面积的85%。
大型污灌区主要集中在北方大、中城市的近郊县,其中包括全国五大污水灌区的北京污灌区、天津武宝宁污灌区、辽宁沈抚灌区、山西惠明污灌区及新疆石河子污灌区。
这些污灌区存在的主要问题表现在:(1)污水处理跟不上,污灌水质超标、农田污染增多。
(2)污灌面积盲目发展,监控、管理体系不健全。
(3)河道灌溉功能退化,在城市郊区大都变成污水排放的河道。
(4)污水灌溉研究严重滞后。
5 土地处理系统土地处理系统是一种污水处理的生态工程技术。
它是利用土壤—微生物—植物系统的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理污水,使水质得到不同程度改善,同时通过对营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长并使其增产,实现污水资源化与无害化的技术,是生态学四大基本原理在水资源领域的具体应用。
其原理是通过农田、林地、芦苇地等土壤—微生物—植物系统的生物、化学、物理等固定、降解作用对污水中的污染物实现净化并对污水中氮、等资源加以利用。
同时由于土地处理系统从土表层到土壤内部形成了好氧、缺氧和厌氧的多项系统,有助于各种污染物质在不同的环境中发生作用,最终达到去除或消减污染物的目的。
6 土地处理系统在我国的应用前景土地处理系统具有一次性投资小(相当于二级生化处理的20%—30%)、运行费用低、操作管理方便、出水水质可以再生利用等优点,发达国家已经普遍采用。
由于我国发展水平不高对该项技术推广不够,制约了城市污水的处理及回收利用,只要予以重视,在技术可行的地区,生态处理工程一定能够加快城市污水资源化的进程。
土壤—微生物—植物系统是生物圈的基本单元,不仅是土地处理系统的主要组成部分,也是环境的主要组成部分。
无论采用五种类型中何种土地处理技术都包括植物,这些植物除了对系统中的污染物质进行生物、化学、物理等固定、降解作用外还兼有一定的经济效益,并能起到绿化环境、调节气候、防止水土流失等促进周围环境良性循环的作用。
总之,土地处理系统是一个完整的生态系统,他形成了内部闭合的良好性循环并具有较好的经济效益和生态效益,是正在不断得到研究应用和发展的污水处理使用新技术,具有投资低、操作简单、维护和运行费用低廉、出水水质好、增加绿地面积、改善和美化生态环境等优点。
因此,土地处理系统在我国有着极其广阔的应用前景。
在一定的污水处理条件下,针对不同的作物和土壤条件,采用适宜的灌溉技术和灌溉制度,已达到最大限度减少污水灌溉带来的各种环境问题。
如何合理有效的利用城市污水,真正发挥污水灌溉的效益,避免造成负面影响,关键是制定针对污水灌溉的合理的灌溉制度、研究污灌条件下的灌水方法以及能够兴利避害的适宜污灌灌水技术,在农田环境监测基础上建立污灌系统的运行管理模式,这些都是将污水灌溉纳入农业可持续发展的良性循环的重要基础和前提。
参考文献:1.沈振荣,苏人琼编著·中国农业水危机对策研究·北京:中国农业科技出版社,19982.王季震编著·水利水质学·郑州:中国水利水电出版社,19983.翁焕新编著·城市水资源控制与管理·杭州:浙江大学出版社,1998 4.张智,阳春.城镇污水资源化技术发展状况.重庆环境科学,19995.籍国东.我国污水资源化的现状分析与对策探讨.环境科学进展,1995 6.国家环境保护局.1999年中国环境状况公报.环境保护,2000。