（环境工程专业论文）丹江口库区代表性水源地农村水污染控制措施的研究.pdf

y 18 0 5 4 6 1 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 是否保密 丞 如需保密，解密时间年月日 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名： 五佯验 时间：渺年6 月 节日 黼张互绎硷 锄娩芽施 签名日期： 舢年占月罩日签名日期：沙桫年6 月夕 日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 丹江口库区代表性水源地农村水污染控制措施的研究 目录 摘要i a b s t r a c t i i 1l 者论1 1 1 农村水源污染现状1 1 2 农村水源污染的成因分析1 1 2 1 农村工业污染l 1 2 2 生活废弃物污染2 1 2 3 畜禽集中养殖污染2 1 2 4 化肥农药等引起的农业面源污染2 1 3 农村水源污染的治理技术3 1 3 1 农村工业污染的治理方法3 1 3 2 生活污水的处理技术4 1 3 3 畜禽养殖污水处理技术4 1 3 4 化肥农药等引起的农业面源污染生态治理技术5 1 3 5 农村水源污染的生物防控技术8 1 4 研究目的意义和研究内容1 5 1 4 1 研究目的意义1 5 1 4 2 研究内容16 2 氧化沟工艺处理养殖场污水的研究1 7 2 1 工程概况17 2 1 1 主要设计参数l7 2 1 2 工艺流程1 8 2 1 3 养殖场污水处理工艺实际运行情况l8 2 2 试验材料及方法l8 2 2 1 试验用水l8 2 2 2 养殖场所用消毒剂名称及主要成分1 9 2 2 3 试验主要仪器设备1 9 2 2 4 检测指标及方法19 2 2 4 试验方法2 0 2 3 结果与分析。2l 2 3 1 氧化沟内m l s s 浓度变化21 2 3 2 氧化沟进出水中c o d 变化一2 2 2 3 3 氧化沟对n 的去除效果2 3 2 3 4 氧化沟对p 的去除效果。2 5 2 4 结论与讨论2 6 3 植被缓冲带控制坡耕地地表径流污染研究2 7 3 1 坡耕地试验区概况2 7 3 2 试验设计2 7 3 2 1 各小区不同拦截措施设置2 8 3 2 2 作物种植及其施肥试验设计2 8 3 3 分析项目及测定方法2 9 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 3 3 1 土样基本化学性状的测定2 9 3 3 2 径流量和土壤侵蚀量的测定一3 0 3 3 3 地表径流化学性质测定3 0 3 - 3 4 统计分析方法3 0 3 4 结果与分析一3 0 3 4 1 试验期间的降雨情况3 0 3 4 2 植被缓冲带和作物不同施肥条件下径流污染物的去除效果3 1 3 4 3 不同植被缓冲带和作物不同施肥条件下径流污染物的流失特征3 5 3 5 小结3 9 3 5 1 植被缓冲带对径流污染物的去除效果3 9 3 5 2 不同植被缓冲带径流污染物的流失特征3 9 4 脱氮沟工艺处理地下水污染试验研究4 l 4 1 试验区概况4 1 4 2 试验设计41 4 3 研究项目及测定方法4 3 4 4 结果与分析4 3 4 4 12 0 0 8 年脱氮沟运行结果4 3 4 4 22 0 0 9 年脱氮沟运行结果4 6 4 4 32 0 0 8 年与2 0 0 9 年脱氮沟运行结果比较5 0 4 5 小结5 0 5 结论5l 参考文献5 3 至l 【谢6 0 攻读硕士期间发表文章6 1 附录6 2 丹江口库区代表性水源地农村水污染控制措施的研究 摘要 丹江口水库是南水北调中线工程水源地，直接担负为京、津、冀等省市提供饮 用水的任务，其水质受到广泛关注。近年来库区水质检测结果表明丹江口水质总体 是优良的，但部分指标超标。湖北省十堰市属我国中部欠发达的山区，8 5 的国土 面积属于丹江口水库的集水区，是中线水源保护最为敏感的地区。本研究针对农村 典型水源污染的特点，在十堰市茅箭区廖家村选择了一个小型养猪场及一处坡耕地 和张湾区石桥村蔬菜基地作为农村代表性水源试验区。针对各类污染源采用不同的 生态防控措施进行研究，探讨各种措施对农业水污染源的防治效果。 ( 1 ) 采取氧化沟工艺对养猪场高浓度污水进行了强化处理，综合4 次污泥培 养结果得出：本实验条件下，污水闷曝3 5 天后，氧化沟内即可出现污泥絮凝体， l o 天左右其s v 3 0 即可达到5 ；根据氧化沟在不同时间段对污染物的去除效果，推 测出消毒液对沟内的细菌产生毒害作用，导致活性污泥活性降低或失去活性；沟内 混合液悬浮固体浓度( m l s s ) 随着进水变化出现急剧波动，且系统对c o d 及n 、 p 去除率未达到设计值。 ( 2 ) 三种植被缓冲带对径流污染物治理效果的研究结果如下：相对于等高 植物篱，植被缓冲带对径流量和侵蚀量的拦截效果都极显著( p o 0 1 ) ，其径流量和 侵蚀量分别减少了9 7 2 和9 7 5 ；悬浮固体( s s ) 最小平均去除率超过6 5 ；植 被缓冲带整体对n i - i , + - n 和t p 的平均去除率分别为7 7 1 7 、3 6 8 9 。不同植被 缓冲带径流污染物的流失特征得出：在小麦生长期，各小区泥沙侵蚀量都比较大， 而在玉米生长期，侵蚀量呈现减少趋势；不同缓冲带拦截下，各小区径流水溶性氮 的流失形态以n 0 3 n 为主，紫穗槐缓冲带对其表现出较好的拦截效果；径流中磷 的流失以颗粒态磷为主，灌草缓冲带及紫穗槐缓冲带对其拦截率较高；各小区径流 水溶性氮磷流失量差异显著，在降雨持续时间长且降雨量大于1 0 0r a i n 的条件下， 灌草缓冲带对侵蚀量及氮磷的拦截效果优于单种植三叶草和紫穗槐的缓冲带。 ( 3 ) 2 0 0 8 年地下水进入脱氮沟前、中、后氨氮的平均浓度分别为o 4 3m g l ， 2 8 6m g l ，0 3 7m g l ，说明脱氮沟的脱氮过程伴随着硝氮和氨氮的相互转化机制， 说明氮的反硝化理论也适用于脱氮沟过程；脱氮沟中锯屑与香菇袋填料均可较好地 去除地下水中的硝酸盐，平均去除率分别为8 3 8 6 、8 3 7 4 ，且不同填料情况下， l m 宽度脱氮沟对地下水硝酸盐的去除效果优于1 5 m 和2 m 设置。 关键词：氧化沟，坡耕地，地表径流，植被缓冲带，养分流失，地下水，脱氮沟 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 a b s t r a c t t h ed a n j i a n g k o ur e s e r v o i ri st h ew a t e r h e a do fm i d l i n ep r o j e c to ft h ef a m o u s s o u t h t o n o r t hw a t e rd i v e r s i o np r o j e c t a n di tt a k e st h ei m p o r t a n tt a s ko fp r o v i d i n g d r i n k i n gw a t e rf o rb e i j i n g ，t i a n j i n ，h e b e ia n do t h e rp r o v i n c e s s ot h ew a t e rq u a l i t yh a s a t t r a c t e daw i d es p r e a da t t e n t i o n i nr e c e n ty e a r s ，t h et e s tr e s u l t ss h o w e dt h a tt h ew a t e r q u a l i t yo ft h ed a n j i a n g k o ur e s e r v o i rw a sg o o do v e r a l l h o w e v e r ，p a r t so ft h ei n d e xw e r e m o r et h a nt h ew a t e rq u a l i t ys t a n d a r d s h i y a nc i t yb e l o n g st ot h eu n d e r d e v e l o p e d m o u n t a i n o u sa r e a so ft h ec e n t r a lo fc h i n a s h i y a nc i t y ，8 5 o fw h o s el a n da r e ai si nt h e d a n ji a n g k o ur e s e r v i o rw a t e r s h e d ，i st h em o s ts e n s i t i v ea r e ao ft h ew a t e r h e a do ft h e m i d l i n ep r o j e c t i nt h i ss t u d y ，w ec h o s eah o g g e r ya n dap i e c eo fs l o p i n gl a n di nt h e v i l l a g eo fl i a o ，t h er e g i o no fm a o j i a na n dap i e c eo fv e g e t a b l eb a s ei ns h i q i a ov i l l a g e ， t h er e g i o no fz h a n g w a n ，s h i y a nc i t yo fh u b e ia st h ep i l o ta r e ao fr e p r e s e n t a t i v e c a t c h m e n t w ec h o s ed i f f e r e n te c o l o g i c a lm e a s u r e st oc o n t r o ld i f f e r e n ts o u r c e so f p o l l u t i o na n ds t u d yt h ee f f e c t so ft h e s em e a s u r e sf o ra g n c u l t u r a lw a s t e w a t e rp o l l u t i o n ( 1 ) w ea d o p t e dt h eo x i d a t i o nd i t c hp r o c e s sf o rp i g g yw a s t e w a t e rs t r e n g t h e n i n g t r e a t m e n tf r o mt h ec h a r a c t e r i s t i c so fh i g hp o l l u t a n tc o n c e n t r a t i o n i n t e g r a t i n gt h er e s u l t s o ft h ef o u ra c t i v a t e ds l u d g ec u l t u r e ，w ec a nc o n c l u d et h a ts l u d g ef l o ca l r e a d yo c c u r e di n t h eo x i d a t i o nd i t c ha f t e r3 - 5d a y se x p o s u r en a u s e a a n di t ss v 3 0c a l lr e a c h5 i n10d a y s b a s e do nt h ep o l l u t a n t sr e m o v a lr a t e so ft h ed i t c h ，w ep r e s u m e dt h a td i s i n f e c t i o ns o l u t i o n w a st o x i ct ot h eb a c t e r i a t h et r e n do fm i x e dl i q u o rs u s p e n d e ds o l i d s ( m 也s s ) c h a n g e d w i t ht h ei n f l u e n t b u tt h ec o n c e n t r a t i o n so fc o d ，n i t r o g e na n dp h o s p h o r u sw e r ea l l h i g h e rt h a nt h e i rs e tv a l u e s ( 2 ) w er a i s e dv e g e t a t i v eb u f f e rs t r i p s ( v b s ) t oc o n t r o la g r i c u l t u r a ln o n p o i n ts o u r c e p o l l u t i o n t ot e s tt h ee f f e c t so fd i f f e r e n tp l a n t sc o m p r i s i n gav b s o f2m e t e r sw i d t h ，w e c o n d u c t e das e r i e so ft e s t so ns u r f a c er u n o f fc h a r a c t e r i s t i c s t h er e s u l ts h o w e dt h a t ： r e l a t i v et ot h em i d d l eo fa m o r p h af r u a c o s a ，t h ev b sh a ds i g n i f i c a n te f f e c t si n i n t e r c e p t i n gb o t hr u n o f fa n de r o s i o n a n dt h ea v e r a g er e m o v a lr a t e sw e r e9 7 2 f o r r u n o f fa n d9 7 5 f o re r o s i o n u n d e rt h ec o n d i t i o no ft h i ss t u d y ，t h em i n i m u ms u s p e n d e d s o l i d ( s s ) a v e r a g er e m o v a lr a t eo ft h ev b sw a sm o r et h a n6 5 t h ea m m o n i u m n a v e r a g er e m o v a lr a t eo ft h ew h o l ev b s w a s7 7 2 o nc o n t r a s t , t h ea v e r a g er e m o v a l r a t ef o rt o t a lp h o s p h o r u sw a s3 6 8 9 ( 蓼b yc o m p a r i n gt h ed i f f e r e n tt r e a t m e n to f 山e v b s ，w ec a nc o n c l u d e 也a t ：u n d e rd i f f e r e n t st r e a t m e n t s ，t h ee r o s i o nw a sm o r e n 丹江口库区代表性水源地农村水污染控制措施的研究 d u r i n gt h ew i n t e rw h e a tg r o w i n gs e a s o n a n di ts h o w e dad e c r e a s i n gt r e n dd u r i n gt h e s u l t f f n e rc o r ng r o w i n gs e a s o n t h e r ea r ea m m o n i u m - na n dn i t r a t e - nt w of o r m s w a t e r - s o l u b i l i t yni nr u n o f f t h er e s u l ts h o w e dt h a tn i t r a t e - nw a st h em a i nf o r m a n d a m o r p h af r u t i c o s av b ss h o w e db e t t e ri n t e r c e p t i o ne f f e c t t e s tp r o v e dt h a tp a r t i c u l a t e p h o s p h o r u sw a s t h em a j o rf o r mo fp h o s p h o r u si nr u n o f f s h r u b g r a s sv b sa n d a m o r p h a f r u t i c o s av b s h a db e t t e ri n t e r c e p t i o nr a t ea n dn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c eb e t w e e nt h et w o u n d e rd i f f e r e n tv b s ，w a t e r - s o l u b i l i t yna n dt o t a lp h o s p h o r u sl o s si ne a c hp i l o tr u n o f f w e r es i g n i f i c a n td i f f e r e n t i nt h ec o n d i t i o no fl o n gd u r a t i o na n dg r e a t e rt h a n10 0 m i l l i m e t e rr a i n f a l l ，t h es h r u b g r a s sv b sr e m o v a le f f e c t sw a sb e t t e rt h a na m o r p h a f r u t i c o s aa n dt r i f o l i u mv b so n l yf o r e r o s i o na n dn i t r o g e na n dp h o s p h o r u s ( 3 ) w et o o kd e n i t r i f i c a t i o nw a l lt oc o n t r o la n ds t u d yt h en i t r a t e nr e m o v a le f f e c to f t h i st e c h n o l o g yo ft h es e t t i n go ft w od i f f e r e n ts u b s t r a t e sa n dw i d t h e s a n dt h er e s u l t s h o w e d 也a tt h ea m m o n i u m - na v e r a g ec o n c e n t r a t i o nw e r eo 4 3m e c l ，2 8 6 m g l ， 0 3 7 m g lb e f o r e ，d u r i n ga n da f t e rt h ed e n i t r i f i c a t i o n w ec a nc o n c l u d et h a ta l t h o u g ht h e a m m o n i u m - np r o d u c e di nt h ew a l lf r o mt i m et ot i m e ，t h ea m m o n i u m - nw a sn o t s i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n ti ne f f l u e n tf r o mi ni n f l u e n t i tp r o v e dt h a tt h ed e n i t r i f i c a t i o na n d a m m o n i a t i o nt h e o r yw a sa l s os u i t a b l ef o rt h ep r o c e s so fd e n i t r i f i c a t i o nw a l l t h er e s u l t s o f2 0 0 9s h o w e dt h a tt h en i t r a t e - nr e m o v a le f f e c t so ft h ep i n es a w d u s ta n dm u s h r o o m c u l t u r ew o o d c h i pw a s l i t t l ed i f f e r e n to ft h es a m ew i d t h ，a n dt h ea v e r a g er e m o v a lr a t e so f t h et w os u b s t r a t e sw e r e8 3 8 6 a n d8 3 7 4 t h er e m o v a lr a t e so ft h et w os u b s t r a t e si n t h es e t t i n go flmw i d t hw e r eh i g h e rt h a no ft h eo t h e rt w ow i d t h e s k e yw o r d s ：o x i d a t i o nd i t c h ；s l o p i n gl a n d ；s u r f a c er u n o f f ；v e g e t a t i v eb u f f e rs t r i p ； n u t r i e n tl o s s ；g r o u n d w a t e r ；d e n i t r i f i c a t i o nw a l l n l 丹江口库区代表性水源地农村水污染挖制措施的研究 1 绪论 1 1 农村水源污染现状 随着农业集约化程度和农民生活水平的提高、城镇化和工业化发展以及农村生 活方式的改变，大量的工业废弃物、生活垃圾、畜禽养殖排放废物和农业面源污染 等造成了农村水环境的严重污染。虽然环境问题已成为公众关注的焦点，加大各大 城市的治污力度，加强环境管理，但是，占全国面积9 0 以上的广大农村的环境问 题却长期被忽视，大部分农村的污水得不到治理。特别是近年来，城市环境污染的 治理力度加大，许多污染严重的企业向农村转移，导致农村水环境污染加剧( 国家 环境保护总局，2 0 0 0 ) 。2 0 0 6 年，全国农村乡镇工业废水排放量达8 9 5 亿吨( 陈歆 夏，2 0 0 8 ) 。有报道表明量大而面广的农村生活污水成为加速太湖富营养化进程的 主要原因( 沈东升等，2 0 0 5 ) ，农业区排水和农田径流水是滇池氮磷污染的重要来 源( 刘忠翰等，1 9 9 7 ) 。在农业生产中，化肥有5 0 7 0 随农田地表径流和地下径 流进入水体，农药的流失率则达到8 0 - 9 0 ( 杨国丽，2 0 0 6 ) 。畜禽养殖场大量废 弃物、食物残渣以及清洁饲养圈所产生的污水，未经处理直接排放至池塘、农田、 溪流中。1 9 9 9 年，我国畜禽养殖的废水c o d 排放量超过全国工业废水和生活废水 中c o d 的排放量( 郑玉琪等，2 0 0 3 ) 。 据水利部、卫生部和国家发展改革委2 0 0 5 年组织专家进行现状调查的结果， 到2 0 0 4 年底，按照水利部、卫生部制订的农村饮用水安全卫生评价指标体系， 全国还有3 2 3 亿农村人口饮水不安全，占农村人口的3 4 ( 李代鑫等，2 0 0 6 ) 。农 村约有1 9 亿人饮用水有害物质含量超标，易导致疾病流行，有的地方还因此暴发 伤寒、副伤寒以及霍乱等重大传染病，个别地区癌症发病率居高不下( 李贵宝等， 2 0 0 3 ) 。我国农村水源环境已严重污染，不仅造成了粮食减产，而且直接威胁着农 民的饮水安全和身体健康，也直接影响着农村经济的发展、农村社会的稳定及农村 可持续发展。 1 2 农村水源污染的成因分析 造成我国农村水源污染现状的原因是多方面的，除了人们的环保意识薄弱，农 村基础设施匮乏，产业结构不合理等原因外，直接原因在于农村工业污染、面源污 染、生活垃圾污染等。 1 2 1 农村工业污染 农村工业化是中国改革开放3 0 年间经济增长的主要推动力，然而乡镇企业蓬 勃发展的同时，也给农村水源环境带来了巨大的危害。乡镇企业数量众多、布局分 华中农业人学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 散、工艺落后和经营粗放，许多乡镇企业每年产生的大量废水未经处理直接排放到 河沟、水库和农田，严重污染了周边地区的水环境( 陈歆夏，2 0 0 8 ) ；大量的工业 固体废物对地表水和地下水产生了二次污染；同时工矿企业排放的废气、粉尘、烟 尘对水源也造成污染( 李仰斌，2 0 0 7 ) 。 1 2 2 生活废弃物污染 农村居民生活污水和废弃物的污染是农村水源污染的又一个重要原因。人类生 活过程中会产生大量的废弃物，如粪便、含磷洗衣粉及生活垃圾等，由于农村生活 污水设施欠缺，排放散乱，不仅严重污染地表水，而且通过入渗影响地下水水质。 1 2 3 畜禽集中养殖污染 由于畜禽养殖业集约化程度越来越高，养殖规模越来越大，畜禽养殖占农业产 值的比例己经从1 9 7 0 年的1 4 增加到1 9 9 9 年的3 0 左右。与此同时，畜禽养殖也 己经成为我国农村环境污染的主要来源。许多畜禽养殖密度高的地区，动物排泄物 成为土壤、水源、空气等环境污染的重要来源。西欧许多地区由于畜牧密集度高， 产生了严重的污染问题，致使供水水源中的硝酸盐含量严重超标。根据国家环保总 局2 0 0 0 年对全国2 3 个省、自治区、直辖市规模化畜禽养殖业的调查，2 0 0 0 年，畜 禽粪便的产生量2 0 1 亿吨( 郑玉琪等，2 0 0 3 ) ，是当年工业固体废水排放量之和。 据调查，全国9 0 的规模化畜禽养殖场未经过环境影响评价，8 0 的规模化养 殖场缺乏必要的污染治理设施，畜禽粪污一般未经任何处理就地排放( 金冬霞等， 2 0 0 2 ) 。畜禽粪便长期堆置或排放到附近水沟，堵塞了河道，污染了水体和空气， 造成蚊蝇滋生。而富含大量有机物和n 、p 营养元素的污水，流入河流和湖泊，造 成水体富营养化；渗入地下，使地下水中硝态氮、硬度和细菌总数超标。长期下去， 不仅严重污染地下水和地表水环境，影响畜禽质量，而且将制约整个畜禽养殖业的 健康发展。 1 2 4 化肥农药等引起的农业面源污染 我国是一个农业大国，由于人多地少，土地资源的开发已接近极限，化肥农药 的使用成为提高单位土地产出水平的重要途径。而这种农业生产是农业面源污染最 主要的来源。根据中国国家环保局在太湖、巢湖、滇池、三峡库区等流域的调查， 工业废水对总氮、总磷的贡献率仅占l o 1 6 ，而农业面源污染是其主要原因( 李 贵宝，2 0 0 1 ) 。 农田化肥的大量使用和大面积流失，对流域水质影响最大。太湖、三峡库区、 杭州湾等的监测资料都表明，悬浮物和大部分的氮、磷来源于农田径流。据有关资 2 丹江口库区代表性水源地农村水污染控制措施的研究 料统计，农田径流带入地表水体的n 占人类活动排入水体氮素的5 1 ，全国5 3 2 条河流中，8 2 受到不同程度的污染。据统计，2 0 0 4 年我国化肥施用量4 4 1 2 万吨， 居世界第1 位。同时由于施肥结构不合理，氮磷钾施用比例不平衡( 李庆逵等，1 9 9 8 ) ， 过量施用氮肥和磷肥，钾肥施用不足，致使我国2 0 3 0 的耕地氮养分过量( 国家 环境保护总局，2 0 0 1 ) 成为水体面源污染的主要来源( 黄现民等，2 0 0 8 ) 。另一方 面，由农药造成的污染也非常严重。我国单位面积农药用量为世界平均水平的3 倍， 其中大多数是难降解的有机磷农药和剧毒农药。一般农药只有1 0 2 0 附着在农 作物上，其余的8 0 - 9 0 流失在土壤、水体和空气中。 土壤中施用的化肥、农药和粪便中的有机物和无机盐类经过淋溶作用，进入地 下水体，可造成饮用水源的污染。调查表明，农业生产活动是地下水污染的主要原 因之一( 李庆成，1 9 9 2 ) 。1 9 9 9 年连云港市部分农田地下水4 7m 深水质监测结果 表明，n 0 2 盐的超标率为8 7 ，地下水质和施肥量呈极显著的正相关( 孙皓等， 2 0 0 0 ) 。施入土壤的氮肥在土壤微生物的作用下，先形成n 0 3 - - n ，因其不被土壤胶 体颗粒吸附，很容易随水淋失，进入地下水。磷肥在土壤中的迁移能力很弱，直接 对地下随造成污染的可能性很小，但是磷酸盐和过磷酸盐中常见添加料氟磷灰石中 的氟元素，却可以在水分的淋滤作用下进入土壤和地下水。钾肥中大部分钾离子与 土壤胶体结合，发生迁移的只有氯离子，所以造成地下水污染的主要是氮肥。当施 入的氮素大于作物所需吸收量时，就会出现氮素淋失现象。尤其是当大量硝态氮或 铵态氮肥施用于作物生长期，或降雨量大时，以及作物被过量灌溉时，氮的淋溶更 为严重。据张玉良估计，全世界施入土壤中的肥料大约有3 0 5 0 经土壤淋溶进入 地下水( 张玉良，1 9 7 9 ) 。大量氮肥的使用导致地下水中硝酸盐含量严重超标，某 些重金属离子浓度上升。地下水中n 0 3 - n 超标问题，普遍存在于全世界。近2 0 年 来，全世界各国地下水中硝酸盐浓度增高的速度大约是每年1 3m g l ，丹麦地下水 的硝酸盐浓度比2 0 - 3 0 年前平均增加3 倍( 张瑞芝，1 9 9 5 ) 。 1 3 农村水源污染的治理技术 农村水源环境污染来源复杂、分布面广、治理难度大。与城市污水处理相比， 农村水污染治理在经济和技术上都存在很大困难。农村生产生活造成的污水分散， 难于集中收集，不适合采用管网集中处理的模式。因此，农村水污染治理，必须从 源头上减少污染的产生量，吸收国外先进经验，将农村污水治理与循环化、资源化 利用相结合，发展适合当地的治理技术，切实改善农业水环境。 1 3 1 农村工业污染的治理方法 乡镇企业污染的防治，必须对乡镇企业建设统筹规划、合理布局，大力推广清 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 洁生产技术，把乡镇企业产业结构和布局结构调整与治理乡镇企业污染结合起来， 有效控制乡镇企业的污染，提高乡镇企业的污水治理水平。一方面引导乡镇企业向 工业园区集中，实行污染的集中控制；另一方面，按照小城镇环境保护规划的要求， 加快乡镇企业技术改造和生产技术升级换代，实行节能减排技术。因地制宜地建设 城镇污水和垃圾处理设施，减少企业污水对农村水环境的污染。 1 3 2 生活污水的处理技术 加强农村生活污水收集、处理与资源化设施建设，避免因生活污水直接排放而 引起的农村水体、土壤和农产品污染，确保农村水源安全和农民身心健康。农村生 活废水要先进行化粪处理，再利用土壤、湿地等生态技术脱氮、脱磷后排放，集镇 可集中纳入污水管道进行处理。生活污水处理技术主要有：厌氧沼气池处理技术， 稳定塘处理技术，人工湿地处理技术，土壤渗滤技术等。 1 3 3 畜禽养殖污水处理技术 养猪场废水主要来源于猪粪、猪尿和饲养场地冲洗水。污水中富含氮磷、有机 物、高悬浮物，是一种高浓度有机废水，如果处理不安全就会造成水环境严重污染， 而养殖场废水处理的最终目的是将这些废水处理达到排放标准和综合利用。目前， 国内外养殖场污水处理技术一般采取“固液分离一厌氧处理好氧处理”三段式处理 工艺。 1 3 3 1 固液分离 养殖废水中含有高浓度的有机物和固体悬浮物( s s ) ，尤其是采用水冲清粪方 式的污水，s s 含量高达1 6 0 0 0 0m g l ，即使采用干清粪工艺，s s 含量仍可达到7 0 0 0 m g l ，因此无论采用何种工艺措施处理此类污水，都必须先进行固液分离。固液分 离成为厌氧及整个工艺成功与否的关键步骤( 宋炜等，2 0 0 6 ；许振成等，2 0 0 4 ) 。 据研究，养猪场废水经固液分离后可去除3 0 o o 的s s 和2 5 3 0 的b o d 5 与 c o d c r ( 杨朝晖等，2 0 0 2 ) ，能减轻后期处理的负担，有利于后续生物处理。于金 莲等( 2 0 0 0 ) 提出了加石灰乳混凝一脱氨一好氧生化联合处理养猪场废水的工艺， 试验表明，在生化处理前进行混凝沉淀和脱氨预处理，一方面去除了大部分悬浮物 和部分难降解的有机物：另一方面提高了p h 值，脱除大部分氨氮，有利于后续生 化处理，降低能耗、容易达标。余华唐等( 2 0 0 6 ) 对广东省东莞市石马河流域规模 化养猪场现有的固液分离工艺进行改进，加入混凝系统，并进行现场试验，结果表 明：混凝固液分离设备运行良好改进后的固液分离工艺使总固体物质质量其去除率 达9 9 1 - - - 9 9 3 。在对猪场污水进行好氧和厌氧处理之后，成文等( 2 0 0 0 ) 拟采用 4 丹江口库区代表性水源地农村水污染控制措施的研究 聚合氯化铝对废水进行混凝处理，结果表明在最佳p h 值6 5 以及最佳投药量2 0 0 m g l 时，废水经聚合氯化铝处理后c o d c ，降至1 0 0m g 1 , 、b o d 5 降至5 0m g l 以下， 出水各项指标均能稳定达污水综合排放标准( g b 8 9 7 8 8 8 ) 一级标准。 1 3 3 2 厌氧处理 对于高浓度有机废水的处理，厌氧技术是必然选择之一。目前较常用也比较有 效的处理方法是厌氧或厌氧+ 好氧后续处理工艺。 厌氧生物处理法是在无氧条件下，借助兼性菌和厌氧菌降解有机物，分解的主 要产物是以甲烷为主的沼气，厌氧过程需要多种不同微生物种群的作用。厌氧过程 包括水解、酸化、产氢产乙酸和产甲烷四个阶段，产甲烷阶段一般是厌氧消化总过 程中的限速阶段，在较低温度下水解也可能是限制阶段。此技术经历了一个漫长的 过程，从起初的化粪池、厌氧接触法的基础上发展了厌氧过滤器( 田宁宁等，2 0 0 2 ) 、 上流式厌氧污泥床反应器( 彭英霞等，2 0 0 6 ；杨朝晖等，2 0 0 2 ，2 0 0 5 ) 、折流式厌氧 反应器( w i l l i a m pe ta 1 ，1 9 9 9 ) 、内循环厌氧反应器( 邓良伟等，2 0 0 1 ) 、厌氧序批式 活性污泥法( 张文艺，2 0 0 2 ) 等。厌氧生物处理可大量除去可溶性有机物，去除率 可达7 0 8 5 ( 段妮娜等，2 0 0 8 ) 。 1 3 3 3 好氧处理 好氧生物处理方法是指利用微生物在有氧存在的条件下对猪粪水进行处理的一 种工艺，主要依靠好氧菌和厌氧菌的生化作用来完成废水的处理。好氧处理方法分 为自然和人工两类。 自然条件下的好氧处理一般不设曝气装置，主要利用自然生态系统的自净能力 进行污水的净化，如氧化塘( 余远松等，2 0 0 0 ) 、土地处理系统或人工湿地( 廖新 佛等，2 0 0 2 ) 等自然界处理系统。在一些国家，粪污一般不经过厌氧处理直接进人 氧化塘进行处理，往往采用多级厌氧塘( k a m e o k ae ta 1 ，1 9 8 8 ) 、兼性塘、好氧塘 与水生植物塘( 王树功，1 9 8 4 ) 。 人工条件下的好氧处理方法采取向装有好氧微生物的容器或构筑物中不断供给 充足氧的条件下，利用好氧微生物净化污水。好氧处理系统常采用的工艺有：普通 活性污泥法( 彭英霞等，2 0 0 6 ) 、序批式活性污泥法( 邓良伟，2 0 0 1 ：o b a j ae ta 1 ，2 0 0 3 ) 、 氧化沟( 华南农业大学等，1 9 9 9 ；刘建国，2 0 0 3 ) 、膜生物反应器( 孟海玲等，2 0 0 6 ； 豆小敏等，2 0 0 5 ) 等。 1 3 4 化肥农药等引起的农业面源污染生态治理技术 面源污染与区域的降水过程密切相关，表现为形成的随机性，影响的滞后性和 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 影响因子的复杂性。按照经济和环境的发展规律，今后的1 0 - - - 2 0 年是我国农村面源 污染的高速增长期。要治理水环境，控制面源污染是必要条件。而生态技术是解决 面源污染的根本途径之一( n o v o m ye ta 1 ，1 9 9 4 ) 。生态技术因其费用较低，可以多 方受益，适合多种条件等优点，是目前实用有效的面源污染控制方法。 1 3 4 1 坡耕地地表水处理生态控制技术 面源污染生态治理措施可分为控制源头污染和控制迁移途径两大类。源头污染 控制是指减少潜在运移的污染物数量；迁移途径控制是指在污染物的运移途径中通 过滞留径流、增加流动时间以减少进入水体的污染物量。 1 控制农业区径流污染的生态技术 污染物的迁移途径主要有以下两种。一是悬浮态流失。污染物结合在悬浮颗粒 上，随土壤流失进入水体。二是淋溶流失。水溶性较强的污染物，被淋溶而进入径 流。但是，大部分面源污染都是以水为载体由陆地向水体转移，因此要重点控制暴 雨径流时的危害( 郑涛等，2 0 0 5 ) 。径流污染控制技术的主要原理是在严重污染的 地段下方建造截留污染物和使污染物循环利用的设施。它针对面源污染突发性、大 流量、低浓度的特点，控制暴雨径流。对污染径流进行控制的生态技术主要有植被 缓冲带技术、植物篱技术、湿地系统等。 植被缓冲带是位于污染源与水体之间的植被( 乔木、灌木或草地) 区域，可有 效地拦截、滞留泥沙和减少氮、磷等污染物进入受纳水体的负荷量，显著降低面源 污染的影响( 李世锋，2 0 0 3 黄沈发等，2 0 0 8 ；吴建强等，2 0 0 8 ；m a u r i z i ob o r i ne t a 1 。2 0 1 0 ) 。缓冲带独特的物理和生物地球化学特性决定着陆地与水体间的水量、养 分的流动( l