農村污水處理技術研究--以云南省為例,農村研究論文云南省是一個農業大省，農業人口超過全省總人口的80%,全省超過一半的國民收入、財政收入、創匯收入和輕工業原料直接或間接來自農業。村莊與人口特征如下：〔1〕村莊分布不均，規模大小不一2020年全省共有1348個鄉鎮，13431個建制村和124206個自然村，平均每100km2內分布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，壩區往往是建制村村委會和鄉鎮所在地，村莊密度較高，規模較大，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、半山區村莊則依山而建，小且散，稀疏分布，村莊規模由幾戶到幾十戶不等。除此之外，自然保衛區、風景名勝區、城市集中式飲用水水源地等保衛地內也有少量村莊分布?！?〕農村人口比重大，壩區較集中截止2020年底，云南省總人口有4686.6萬人，華而不實農業人口3909.0萬人，超過全省總人口數的80%.全省農業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，六州市農業人口數量超過全省農業總人口的60%.全省農業人口平均99.0人/km2,華而不實人口密度超過250人/km2的縣〔市、區〕主要集中在昆明、玉溪、通海、曲靖、陸良、昭魯、大理等壩子?！?〕少數民族多，局部集中云南省是全國分布少數民族最多的省份，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〕中29個是民族自治縣，1247個鄉鎮中89個是民族鄉。2020年，全省民族自治地區土地面積為27.67km2,占全省土地面積的70.2%.2020年，全省少數民族人口1277.76萬人，占全省總人口的27%.1.2經濟社會特征〔1〕農業經濟發展較快，地區發展不平衡十二五期間，云南省農村經濟快速發展。2020年，云南省實現農業總產值3056.04元，比上年增加14%.但是，全省農產業發展地區不平衡。2020年，曲靖市農業總產值最高，達到492.93億元，怒江州、迪慶州農業總產值最低，不到40億元，兩者相差12倍。〔2〕云南省農業產值比重大，產業構造以種植業和牧業為主2020年，云南省實現農業總產值為3056.04億元，占全省生產總值26.07%,遠高于全國農業產值比重。全省農業總產值中，種植業奉獻最大，占農業總產值的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，占農業總產值的31.50%,主要是牛、羊、生豬、家禽等；其他林業、漁業和農業服務業產值奉獻較小，只占農業總產值的15%.〔3〕生態農業具有一定基礎，農產業當代化水平不高據最新資料，云南省共有3551家企業，華而不實無公害農產品、綠色食品和有機食品認證累計到達972家企業2160個品種。4家申報國家級有機食品生產基地的生產企業通過環保部審查和挑選。但全省農業還處于當代化初級階段，仍以傳統家庭經營為主，規?；潭群驮O施農業水平不高，農業發展仍主要依靠資源投入?！?〕農民收入增長較快，貧困面仍然較大2020年，云南省農民人均純收入6141元，扣除價格上漲因素，比上年實際增長13.37%,與城鎮居民可支配收入增速相比，高出三個百分點。但云南省農民年人均純收入僅有全國農民人均收入水平的2/3.截止2020年底，全省有73個國家扶貧開發工作重點縣，7個省級扶貧開發工作重點縣。主要分布在烏蒙山區、石漠化地區、滇西邊境山區、藏區四大連片特殊困難地區，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，自我發展能力弱?！?〕農村基礎設施有較大改善，環境設施相對滯后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，農村用電量為82.37億kWh.但是，農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的鎮建有垃圾處理站；生活污水處理設施普及率更低；衛生廁所普及率缺乏60%.2云南省農村污水處理現在狀況隨著農村人口增加和生活水平提高，農村生活污水產生量大幅增加。根據(2020年云南省水資源公報〕，全省農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，全省農村年產生生活污水8.0億t,相當于城市生活污水產生量的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不完善，生活污水隨意排放，大多經簡易溝渠或自然溝渠直接排入附近河道、坑塘和農田，還有的自然蒸發或土壤滲濾，污染周圍環境。同時，由于管理跟不上，村莊排污溝渠經常出現堵塞，致使溝渠污水發黑發臭，極大影響村莊人居環境。根據衛生廳2020年抽樣調查結果，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，農村環境綜合整治項目共建設接入城市污水處理廠管網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云南省農村污水處理技術形式農村生活污水排放分散、水質和水量波動大，農村污水處理形式主要遵循因地制宜、生態處理技術為主、污水資源化利用的原則。云南省農村生活污水處理常用工藝根據技術原理、特點以及耗能形式劃分成四個類別：〔1〕氧化塘處理系統。〔2〕濕地處理系統：外表流人工濕地工藝?！?〕土壤處理系統：土壤滲濾工藝；生態溝污水處理工藝?！?〕生物處理系統：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，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，異養微生物，即好氧細菌和真菌，將有機物氧化降解而產生能量，合成新的細胞，藻類通過光合作用固定二氧化碳并攝取氮、磷等營養物質和有機物，以合成新的細胞并釋放出氧。3.1.2適用地區如有可利用的天然養魚塘、天然廢塘等條件，且地處排放標準不是很嚴格的地區，可優先考慮采用該工藝。氧化塘處理合適云南省山區、半山區及干旱地區，能夠單獨使用，并聯使用，可以多塘串聯使用。在滇東北〔迪慶州〕和滇西北〔昭通市〕海拔高、氣溫低的地區不宜采用。3.1.3適用進出水水質條件適用于收集系統為雨污合流制，進水濃度不是1一定的污染物去除效果，出水可用于農田灌溉。3.1.4工藝優缺點優點：〔1〕適用不同的處理規模，基建費用低。處理構筑物由各種天然塘系統或經簡單修建而成，沒有復雜的機械設備，工程特別簡易?！?〕運行費用低，系統基本不耗能。塘系統依地勢而建，污水可自流。〔3〕管理特別簡單，維護容易?！?〕可實現污水資源化利用。缺點：〔1〕占地大：有機負荷低，占地面積大?！?〕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，鳳眼蓮慎用。3.1.8工藝應用可單獨使用，可以多塘串聯，或者用在表流濕地的前端或后端，可以根據實際情況與其他工藝組合應用。3.2濕地系統濕地系統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范〕、(DB53/T306-2018高原湖泊區域人工濕地技術規范〕來進行。應根據當地的地質、地貌、氣候等自然條件選擇適宜的人工濕地類型及參數進行設計。設計內容主要包括污染負荷、濕地面積、濕地床構造、基質材料選擇、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過中主要通過植物莖葉的攔截、土壤的吸附過濾和污