农业面源污染治理技术(自编)

农业面源污染治理技术一、农业面源污染概述二、农业面源污染来源三、农业面源污染控制技术四、农业面源污染预测模型五、我国农业面源存在的问题报告提纲一、农业面源污染概述农业面源污染是指不合理使用化肥、农药、过度的禽畜水产养殖以及农膜残留、农作物秸秆、农村生活污水、垃圾等废弃物造成的水体、土壤、生物和大气污染。一、农业面源污染概述与农业面源污染相关的文献总量年度变化规律图一、农业面源污染概述农业面源污染特点分散性和隐蔽性随机性和不确定性不易监测性一、农业面源污染概述二、农业面源污染来源增加农业产量过量使用化肥、农药、饲料添加剂二、农业面源污染来源1983-2005年我国化肥施用量（折纯万吨）与单位农作物播种面积施肥量（公斤/亩）2006年我国农用化肥施用量(折纯)4766万吨我国单位播种面积化肥用量为400kghm-2，是世界平均水平3倍，发达国家防止水体污染安全上限值225kghm-2氮肥当季利用率仅为30%左右，磷肥20%二、农业面源污染来源氮的去向比例环境影响径流5%→133.2万吨地表水富营养化淋洗2%→53.3万吨地下水硝酸盐污染表观硝化-反硝化N2O-N1.1%→29.3万吨酸雨、破坏臭氧层、温室气体氨挥发11%（旱地9%，稻田18%）→293.1万吨大气污染、酸雨我国农田化肥氮在当季作物收获时的去向及其对环境的影响2006年我国农田化肥氮通过损失进入环境的数量达到508.9万吨二、农业面源污染来源2006年我国农药使用量达146万吨，其中高毒农药占70％我国农药单位面积用量为世界平均水平的2倍，有效利用率只有30％左右，比发达国家低20个百分点大部分农药在土壤、流水、空气中流失二、农业面源污染来源2006年我国出栏猪6.8亿头，牛0.6亿头，羊3.3亿只，家禽101.8亿只目前全国畜禽粪便年排放量超过40亿吨，是工业有机污染物的4.1倍畜禽粪便进入水体的流失率为2-8%，液体排泄物则可能达到50%畜禽粪便发酵产生大量有害气体污染大气，畜禽养殖场中检测出的有害气体有近200种饲料添加剂导致畜禽粪便中Cu、Zn普遍较高，进而通过有机肥进入食物链二、农业面源污染来源2006年我国农用塑料薄膜用量176.2万吨，其中地膜95.9万吨，农膜年残留量高达45万吨二、农业面源污染来源我国每年秸秆产量7亿吨左右目前每年约有30%的农作物秸秆被废弃二、农业面源污染来源全国农村每年产生生活污水约80多亿吨，生活垃圾约1.2亿吨二、农业面源污染来源二、农业面源污染来源农业部：2007年我国投入2.3亿元全面启动农业污染普查全面摸清种植业、畜禽养殖业、水产养殖业和农村生活产生的主要污染物种类、产生量、排放量及去向三、农业面源污染控制技术农田面源污染防治工程畜禽养殖污染治理工程水产养殖污染减排工程地表径流污水净化利用工程农业面源污染治理总体思路强化顶层设计，优化调整农业结构和布局，坚持“以地定养、种养结合、资源节约、循环利用、生态净化、协调发展”的基本原则；源头预防与过程防治相结合、工程措施与生态补偿相结合、工程建设与技术集成相结合、重点治理与综合防治相结合的方式；转变农业发展方式，促进农业面源污染减排，探索高效治理模式，推动资源节约型、环境友好型、生态保育型可持续农业发展。1、农田面源污染防治工程坡耕地建设生物拦截带，并配套建设集水窖、导流渠（管）、灌溉管带等坡耕地径流集蓄与再利用设施；平原水网区域，建设生态沟渠和多塘系统。因地制宜配套农业废弃物田间处理池、化学品包装物田间收集池等田间暂存利用设施。农田面源污染防治工程技术路线坡耕地经流拦截再利用秸秆腐熟还田‹1）植物篱技术。植物篱为无间断式或接近连续的狭窄带状植物群，由木本植物或一些茎干坚挺、直立的草本植物组成。它具有一定的密集度，在地面或接近地面处是密闭的。一般是在土埂或坡地上种植多年生且有一定经济效益的木本或草本植物。2）降雨径流控制净化技术‹径流水拦蓄技术：①蓄水工程：蓄水池、旱井、小水窖、反坡梯田，水平沟、水平阶、鱼鳞坑、穴状。②拦挡工程：拦挡工程是为固定沟床，拦蓄泥沙，防止或减轻山洪及泥石流灾害而在山区沟道中修筑的各种工程措施。主要有谷坊、拦沙坝、淤地坝等。•谷坊：山区沟道内拦截泥沙的小坝。水土流失地区的山沟治理工程之一。3）生态沟渠技术◆生态拦截沟：利用田块边缘排水沟渠，建设氮磷的生物拦截设施：延长流水停留时间，促进流水携带颗粒物质的沉淀；沟内种植高效富集氮磷植物，吸纳氮磷以及水体中残留农药，改善净化水质，促其循环再利用。生态拦截沟生态拦截型沟渠系统主要由工程部分和植物部分组成，它的两侧沟壁和沟底均由蜂窝状水泥板组成，两侧沟壁具有一定坡度，沟体较深，沟体内相隔一定距离构建小坝减缓水速、延长水力停留时间，使流水携带的颗粒物质和养分等得以沉淀和去除。生态拦截沟渠生态拦截净化拦截沟渠配置的部分植物◆排灌沟渠设计•设计原则：在每个山头第二台地或第三台地布设地背沟，或规范建设原有引水沟渠，拦截坡面径流，规范水系建设，做到高水高排或高用、中水中排或中用、低水低排或低用，防止坡面水对坡耕地的直接冲刷。•排灌沟渠工程应与梯田、耕作道路、蓄水池、沉沙池等工程同时规划，合理布设，形成完整的防御和利用体系。•4）集水窖技术•集流工程由集流面、汇流沟、输水渠组成。集流面主要选择为自然集雨面。自然集雨坪：利用自然草地或山坡集水，在集雨坪下侧设汇水沟，经拦污栅及过滤池后进入蓄水池。•5）生态水塘整治与建设技术•建设原则：对与群众生产、生活密切相关的现有病险塘堰进行整治，整治的内容主要包括清淤、防渗漏处理、放水涵管的疏通和整修等。6）等高耕作技术•技术简介：等高耕作也叫横坡耕作。即沿等高方向用犁开沟播种。利用犁沟、耧沟、锄沟阻滞径流，增大拦蓄和入渗能力。可以减少约30%的土壤流失量，一定程度上降低了农田土壤养分的流失，能够实现对农田面源污染的控制。7）梯田技术•将坡地改造成台阶式或波浪式断面的田地。按田面坡度不同而有水平梯田、坡式梯田、复式梯田等。7）秸秆粉碎还田覆盖技术•技术简介：玉米秸秆量过大或地表不平时，粉碎还田后可以用圆盘耙进行碎土作业；春季低温太低时，可采用浅松作业。还田方式可采用联合收割机自带粉碎装置和秸秆机作业两种。2、畜禽养殖污染治理工程对于规模化养殖场，可因地制宜地采用污水减量、厌氧发酵、粪便堆肥等单项技术，按照种养一体化、三改两分再利用等模式处理畜禽粪污。对于分散畜禽养殖密集区，因地制宜建设粪污集中处理设施，鼓励转变养殖方式，发展适度规模化养殖。畜禽养殖废弃物处理的思路养殖粪便经过沼气处理或氧化塘处理后的肥水浇灌农田，同时开展利用过剩废弃物生产有机肥，配套污水处理设施等，通过畜禽粪便和废弃物的资源化利用，实现畜禽废弃物资源化利用和达标排放。一是种养一体化模式。针对周边配套农田、山地、果林或茶园充足的养殖场，养殖粪便经过沼气处理或氧化塘处理后的肥水浇灌农田，通过畜禽粪便和废弃物的资源化利用，实现粪便污水“零”排放。建设内容主要包括粪水贮存处理相结合的氧化塘或沼液贮存池、肥水或沼液输送设备、田间贮存池、配水池、肥水田间利用管网与配套设施，配置提升泵、流量计等根据养殖场的清粪工艺、配套农田面积等，因地制宜选择一种或几种循环利用模式。二是三改两分再利用模式。采用“三改两分再利用”技术，即改水冲清粪或人工干清粪为漏缝地板下刮粪板清粪、改无限用水为控制用水、改明沟排污为暗道排污，固液分离、雨污分离。畜禽粪便经过高温堆肥无害化处理后生产有机肥、养殖废水经过氧化塘等处理后为肥水浇灌农田，建设内容主要包括改造雨污分离管道系统，购置粪便机械清粪设备、固液分离设备、固体粪便强制通风好氧堆肥系统、氧化塘处理贮存一体化设施、肥水输送设备，建设肥水田间贮存池、管网等农田利用配套设施。三是污水深度处理模式。采用污水深度处理技术，通过高效厌氧和好氧相结合的工艺，提高养殖废水处理效果，实现污水达标排放。主要建设内容包括：集水池、预处理池、高效厌氧发酵池、好氧处理池、多级生物净化塘、消毒池、膜生物反应池等基础设施，污水泵、固液分离机、曝气装置和自控装置等配套设备。四是养殖密集区废弃物集中处理模式。采用粪车转运—机械搅拌堆肥—堆制腐熟—粉碎—有机肥的固体粪便处理工艺，提高肥料附加值；采用养殖场户污水暂存—吸粪车收集转运—固液分离—高效生物处理—肥水贮存—农田综合利用的污水处理工艺，提高处理效率、实现污水资源化利用。建设内容主要包括：养殖场粪污原地收集贮存设施、固体粪便集中堆肥车间及加工设施、污水高效生物处理设施和肥水利用设施等，以及粪污转运、粪便处理和污水处理等配套设备。畜禽粪便干湿分离堆沤池单户污水处理设施发酵床生态养殖沼气工程处理畜禽粪便收集站畜禽粪便集中处理•畜禽养殖业废水处理的基本方法与步骤国内外所用的工艺流程大致相同，即固液分离-厌氧消化-好氧处理。1、固液分离通过固液分离可使液体部分的污染物负荷量大大降低；其次，通过固液分离可防止较大的固体物进入后续处理环节，防止设备的堵塞损坏等。固液分离技术一般包括：筛滤、离心、过滤、浮除、沉降、沉淀、絮凝等工序。2、厌氧处理养殖场高浓度的有机废水，采用厌氧消化工艺可在较低的运行成本下有效地去除大量的可溶性有机物，COD去除率达85%～90%，而且能杀死传染病菌，有利于养殖场的防疫。较为常用的有以下几种：厌氧滤器（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）、复合厌氧反应器（UASB＋AF）、两段厌氧消化法和升流式污泥床反应器（USR）等。厌氧消化即沼气发酵技术已被广泛地应用于养殖场废物处理中。3、好氧处理是指利用好氧微生物处理养殖废水的一种工艺。好氧生物处理法可分为天然好氧处理和人工好氧处理两大类。天然好氧生物处理法（自然生物处理法）水体净化氧化塘好氧塘、兼性塘、厌氧塘养殖塘土壤净化土地处理慢速渗滤、快速法滤、地面漫流人工湿地人工好氧生物处理活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、序批式活性污泥法（SBR）、厌氧/好氧（A/O）、氧化沟法自然生物处理法优点：基建费用低，动力消耗少，该法对难生化降解的有机物、氮磷等营养物和细菌的去除率也高于常规的二级处理。缺点主要是占地面积大和处理效果易受季节影响等。畜禽养殖废水处理技术畜禽养殖粪便处理技术畜禽养殖污染系统控制理念与原则畜禽养殖污染防治现状畜禽养殖废水处理技术的应用示范CompanyLogo畜禽养殖污染现状畜禽养殖污染排放量大第一次污染源普查资料显示，我国主要污染物排放量中，农业源占大部分，其中COD排放量占总量的46%以上，达到1300万吨，氮占50%以上，磷占60%以上，而畜禽养殖污染物排放量占整个农业源的95%以上。危及全国饮用水源畜禽养殖业已使我国水环境污染呈现全面漫延势态。农业污染已成为影响我国水环境，尤其是威胁饮用水源安全的首要因素。1、畜禽养殖污染防治现状CompanyLogo•1.2传统畜禽养殖污染防治传统畜禽养殖以生产为主导，污染控制技术大部分仅指产后治理，主要方法有:物理法（沉淀、脱水、干燥）化学法（混凝、氧化、消毒）生物法（厌氧、好氧、兼氧）生态法（氧化塘、湿地、生态沟渠）资源化利用（堆肥、有机肥、饲料化）CompanyLogo•1.3畜禽养殖污染防治现状•现有技术对COD处理达到国标不存在技术问题；•对氮、磷的处理仍存在技术和经济上的问题；•现有技术处理成本与养殖低利润、高风险之间矛盾突出；•运行管理与操作人员素质低、已有设施没有正常运行；•生物有机肥推广应用力度不够，导致粪便肥料化循环利用不畅。CompanyLogo畜禽养殖污染系统控制理念源头控制过程控制循环利用末端治理优良品种合理的饲料供应量合理的营养配比干清粪优势菌解决种植业营养需求与养殖业废物产生在时空上的不协调水气渣CompanyLogo畜禽养殖废弃物处理的原则综合利用