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摘 要：我国农村面源污染治理的重要性逐渐得到重视，而农业废水处理是其中重要的一个环节，农业生产生活、农村经济发展离不开农村废水的妥善处理。本文综合现在已有的农业废水处理技术，对其方法流程、优缺点展开分析，加深对水处理技术的重要性的认识。
关键词：农业废水；水处理；生态；面源污染
自古以来，我国就是一个农业大国，现今国家不断加大农业的投入，我国农业不断朝着现代化、集约化的方向加速发展。随着粮食的需求增大，农药和化肥也在全国广泛地使用，这在提升产量、增长经济的同时也带了一定危害，如河流富营养化、农田土壤污染等问题。另一方面，管理不力和相关法律法规的缺失，也导致农村污水和畜禽养殖业污水没有得到有效控制，影响了农村水源安全，不利于农业生产和人民生活。
近年来，水环境污染问题越发严峻，农村面源污染控制成为了水环境污染控制的难点。随着人们环境意识的不断加强，面源污染控制成为了可持续发展的热门话题以及现代农业重要的研究方向，而农业面源污染治理的一个重要部分就是农业废水处理。因此，研究农业废水处理技术在减少农村面源污染、治理农村环境、保证居民用水安全和粮食安全方面起到了重要的作用。
1 农业废水概念
农业废水包括了农村生活污水、规模化畜禽养殖废水和农田径流水。其中，农村废水的定义是：农村地区居民在生活和生产过程中产成的污水[1]。污水主要涵盖了生产污水和生活污水两个类别。居民生活过程中排放的污水，如家庭清洁、个人洗漱、和厨房用水等，都可归为农村生活污水。而农村生产污水狭义上为农村畜禽养殖业、水产养殖业、农产品加工业等产生的有机废水，广义上还包括了农田径流污水和地表径流水。
典型的农村面源污染有以下几种：农田径流（含有化肥、农药）、农村地表径流、未处理的农村生活污水、农村固体废弃物及小型分散的畜禽养殖废水和池塘水产养殖水等等[2]。可以得出，农业废水是农村面源污染水的主要组成部分，做好农业废水处理是农村面源污染治理中的关键。
2 现有农业废水处理技术
根据国内农业废水处理现状，对应农田径流水和农村生活污水两大类废水有不同处理方式，措施上有化学方法和物理方法，原理上有沉淀、吸附、拦截等等，通过生物或非生物方法将污染物去除。其中，生态修复技术是近年来的热门研究方向，也取得了不少成果。
2.1 化学电解法
农田径流水中因含有化肥、农药等化学残留，具有大量无机盐、氮磷元素，成分较为复杂，较难降解。因为废水中含有许多带电基团，使用化学电解法处理农田径流水成效较为明显。化学电解法作用原理是在氧化还原过程中降低水体pH值，改变水体的电导率，利用化学反应消耗废水中的农药残留。
例如，化学电解法中的铁碳法，基本原理是铁、铝等金属材料具有的腐蚀电化学作用。具体操作时先将两种不同电极电位的金属或金属与非金属直接接触在一起，再浸于电解质溶液中，利用这些材料发生电池效应，形成宏观电池与微观电池，并去除污染物。光催化氧化法的原理类似，主要利用二氧化钛与污染物的氧化还原反应讲解污染物。研究验结果表明，铁碳法和光催化氧化法对富含农药农业废水中石油类物质和TOC的去除是有效的[3]。
化学电解法的缺点在于，电解法所使用的原料需求量大，处理工艺复杂，处理成本较高，不适合大规模的废水处理。也有研究提出，可以综合利用工业排污口中的废弃材料作为原料对农田径流水进行处理。
2.2 生物净化塘
生物净化塘主要由汇水沟渠、沉淀池、三级净化池、植草过滤带等组成，主要利用生物和植物的吸附和净化功能，有多个净化层次，将污水逐层过滤净化[4]。生物净化塘的每个净化层次对应有不同的植物和生物，植物大多选取吸收污染物效果好的种类，如水葫芦、海菜等。与其原理相似的还有高效藻物塘、生物净化公厕等。
农田径流水通过集水管道，经过排水渠进入沉淀池，然后依次经过一级净化池、二级净化池、三级净化池，每级净化池都相对地种植不同种类的植物，养殖生态鱼用于净化水质。最后一步经过植草过滤带，经水质检测，水质达标后才可排放。
生物净化塘主要利用生物作用，具有成本低，生态效应好，管理方便的优点，对BOD、COD的去除效率高，但该种方法对植物生长、周边环境、降水条件要求较高，适合在南方多水地区使用。
2.3 人工湿地
人工湿地在我国已应用多年，是兴起于20世纪后叶的污水处理技术[5]。人工湿地的污水处理原理较为复杂，有多种因素的交叉作用。其主要原理是利用土壤、人工填料和湿地植物组成的生态系统，在物理、化学和生物的三重作用下，通过沉淀、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解协同作用的途径实现对污水的高效净化[6-7]。
农田径流水先通过集水管道流入人工湿地，在人工湿地中经过上述处理和转化，经检测后水质如达标，最后从排水管中排出。实验表明，湿地系统对硝态氮和亚硝态氮的去除效果明显[6]。
人工湿地作为一种成熟的污水处理技术，广泛应用于国内外。它能够存储一定量污水，并有助于污染物质的去除，具有成效快，消耗低，去除率高，运营和维护费用低，操作简单等优点。但人工湿地的建设也需要消耗土地资源，同时其成效受到气候、地形、温度、降水等地理因素以及植物种类等生物因素的影响较大[8]。
2.4 生态拦截技术
生态拦截技术主要作用在污染物源头，与过程阻断技术原理相关。过程阻断技术具体指在污染物向水體扩散的过程中，利用物理的、生物的以及工程的方法将污染物质拦截阻断，并净化污染物，目的是延长污染物在陆地的停留时间，最终在最大程度上减少进入水体的污染物量[2]。由农田径流被阻断的位置的不同可分为农田内阻断和农田外阻断，充分利用田埂、植物拦截带、生态沟渠等拦截污染物。
生态拦截技术依靠强化现有沟渠塘的功能，对其进行生态改造，或者配套建设生态工程以满足拦截技术要求。生态拦截技术利用物理、化学和生物的联合作用深度处理污染物，主要对氮、磷进行净化。这类技术不仅能有效拦截、净化农田污染物，还能汇集处理农村地表径流以及农村生活污水等农业废水，有效减少污染物中氮磷等的排放，并在最大程度上去除污染物。
3 结语
农业面源污染是改善我国农村生态环境急需解决的问题，这不仅限制了农业可持续发展和农村经济水平的提高，还将威胁到百姓的用水安全和食品安全。农业废水的处理与面源污染息息相关，研究农业废水处理技术对缓解主要流域农业面源污染有巨大的推动效果。其中，生态处理技术有效利用了动植物的净化作用，有利于可持续发展，同时拥有一定经济社会效益，对减轻农田的氮、磷流失，减少化肥和农药流失，防止水体富营养化，改善农业生态环境有明显作用，是当前的研究热点。
做好农业废水处理这一环节，对减少农业面源污染起着关键作用。现今所投入使用的农业废水处理技术各有优劣，应该因地制宜，综合利用，将对环境的伤害降到最低，同时也要加强后续的管理和维护，充分发挥工程治理的作用，为我国的新农村建设添砖加瓦。
参考文献
[1]曹群，佘佳荣.农村污水处理技术综述[J].环境科学与管理，2009，34（3）：118-119.
[2]杨林章，施卫明.农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——总体思路与“4R”治理技术[J].农业环境科学学报，2013，32（1）：1-8.
[3]蒋裕平，陈少宏.铁碳法和光催化氧化法处理富含农药农业废水的效果田[J].江苏农业科学，2013，41（5）：363-365.
[4]沈丰菊，张克强.农田径流水无害化处理技术评价方法及模式研究[J].农业工程技术：新能源产业，2011，（9）：29-35.
[5]李强，胡卓.人工湿地污水处理技术[J].湖南水利水电，2011，23（4）：124-125.
[6]范志锋，李平.复合型人工湿地系统在农业面源污染水处理上的应用[J].上海海洋大学学报，2010，19（3）：260-262.
[7]陈小玉，蒋群科.浅谈人工湿地在污水处理中的应用[J].资源节约与环保，2014，（4）：122.
[8]刘高燕，孙岩，王丽娟，等.对南四湖人工湿地生物降解能力的研究[J].广东化工，2006，33（2）：43-45.
（作者单位：河海大学水电院农业水利工程）
关键词：农业废水；水处理；生态；面源污染
自古以来，我国就是一个农业大国，现今国家不断加大农业的投入，我国农业不断朝着现代化、集约化的方向加速发展。随着粮食的需求增大，农药和化肥也在全国广泛地使用，这在提升产量、增长经济的同时也带了一定危害，如河流富营养化、农田土壤污染等问题。另一方面，管理不力和相关法律法规的缺失，也导致农村污水和畜禽养殖业污水没有得到有效控制，影响了农村水源安全，不利于农业生产和人民生活。
近年来，水环境污染问题越发严峻，农村面源污染控制成为了水环境污染控制的难点。随着人们环境意识的不断加强，面源污染控制成为了可持续发展的热门话题以及现代农业重要的研究方向，而农业面源污染治理的一个重要部分就是农业废水处理。因此，研究农业废水处理技术在减少农村面源污染、治理农村环境、保证居民用水安全和粮食安全方面起到了重要的作用。
1 农业废水概念
农业废水包括了农村生活污水、规模化畜禽养殖废水和农田径流水。其中，农村废水的定义是：农村地区居民在生活和生产过程中产成的污水[1]。污水主要涵盖了生产污水和生活污水两个类别。居民生活过程中排放的污水，如家庭清洁、个人洗漱、和厨房用水等，都可归为农村生活污水。而农村生产污水狭义上为农村畜禽养殖业、水产养殖业、农产品加工业等产生的有机废水，广义上还包括了农田径流污水和地表径流水。
典型的农村面源污染有以下几种：农田径流（含有化肥、农药）、农村地表径流、未处理的农村生活污水、农村固体废弃物及小型分散的畜禽养殖废水和池塘水产养殖水等等[2]。可以得出，农业废水是农村面源污染水的主要组成部分，做好农业废水处理是农村面源污染治理中的关键。
2 现有农业废水处理技术
根据国内农业废水处理现状，对应农田径流水和农村生活污水两大类废水有不同处理方式，措施上有化学方法和物理方法，原理上有沉淀、吸附、拦截等等，通过生物或非生物方法将污染物去除。其中，生态修复技术是近年来的热门研究方向，也取得了不少成果。
2.1 化学电解法
农田径流水中因含有化肥、农药等化学残留，具有大量无机盐、氮磷元素，成分较为复杂，较难降解。因为废水中含有许多带电基团，使用化学电解法处理农田径流水成效较为明显。化学电解法作用原理是在氧化还原过程中降低水体pH值，改变水体的电导率，利用化学反应消耗废水中的农药残留。
例如，化学电解法中的铁碳法，基本原理是铁、铝等金属材料具有的腐蚀电化学作用。具体操作时先将两种不同电极电位的金属或金属与非金属直接接触在一起，再浸于电解质溶液中，利用这些材料发生电池效应，形成宏观电池与微观电池，并去除污染物。光催化氧化法的原理类似，主要利用二氧化钛与污染物的氧化还原反应讲解污染物。研究验结果表明，铁碳法和光催化氧化法对富含农药农业废水中石油类物质和TOC的去除是有效的[3]。
化学电解法的缺点在于，电解法所使用的原料需求量大，处理工艺复杂，处理成本较高，不适合大规模的废水处理。也有研究提出，可以综合利用工业排污口中的废弃材料作为原料对农田径流水进行处理。
2.2 生物净化塘
生物净化塘主要由汇水沟渠、沉淀池、三级净化池、植草过滤带等组成，主要利用生物和植物的吸附和净化功能，有多个净化层次，将污水逐层过滤净化[4]。生物净化塘的每个净化层次对应有不同的植物和生物，植物大多选取吸收污染物效果好的种类，如水葫芦、海菜等。与其原理相似的还有高效藻物塘、生物净化公厕等。
农田径流水通过集水管道，经过排水渠进入沉淀池，然后依次经过一级净化池、二级净化池、三级净化池，每级净化池都相对地种植不同种类的植物，养殖生态鱼用于净化水质。最后一步经过植草过滤带，经水质检测，水质达标后才可排放。
生物净化塘主要利用生物作用，具有成本低，生态效应好，管理方便的优点，对BOD、COD的去除效率高，但该种方法对植物生长、周边环境、降水条件要求较高，适合在南方多水地区使用。
2.3 人工湿地
人工湿地在我国已应用多年，是兴起于20世纪后叶的污水处理技术[5]。人工湿地的污水处理原理较为复杂，有多种因素的交叉作用。其主要原理是利用土壤、人工填料和湿地植物组成的生态系统，在物理、化学和生物的三重作用下，通过沉淀、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解协同作用的途径实现对污水的高效净化[6-7]。
农田径流水先通过集水管道流入人工湿地，在人工湿地中经过上述处理和转化，经检测后水质如达标，最后从排水管中排出。实验表明，湿地系统对硝态氮和亚硝态氮的去除效果明显[6]。
人工湿地作为一种成熟的污水处理技术，广泛应用于国内外。它能够存储一定量污水，并有助于污染物质的去除，具有成效快，消耗低，去除率高，运营和维护费用低，操作简单等优点。但人工湿地的建设也需要消耗土地资源，同时其成效受到气候、地形、温度、降水等地理因素以及植物种类等生物因素的影响较大[8]。
2.4 生态拦截技术
生态拦截技术主要作用在污染物源头，与过程阻断技术原理相关。过程阻断技术具体指在污染物向水體扩散的过程中，利用物理的、生物的以及工程的方法将污染物质拦截阻断，并净化污染物，目的是延长污染物在陆地的停留时间，最终在最大程度上减少进入水体的污染物量[2]。由农田径流被阻断的位置的不同可分为农田内阻断和农田外阻断，充分利用田埂、植物拦截带、生态沟渠等拦截污染物。
生态拦截技术依靠强化现有沟渠塘的功能，对其进行生态改造，或者配套建设生态工程以满足拦截技术要求。生态拦截技术利用物理、化学和生物的联合作用深度处理污染物，主要对氮、磷进行净化。这类技术不仅能有效拦截、净化农田污染物，还能汇集处理农村地表径流以及农村生活污水等农业废水，有效减少污染物中氮磷等的排放，并在最大程度上去除污染物。
3 结语
农业面源污染是改善我国农村生态环境急需解决的问题，这不仅限制了农业可持续发展和农村经济水平的提高，还将威胁到百姓的用水安全和食品安全。农业废水的处理与面源污染息息相关，研究农业废水处理技术对缓解主要流域农业面源污染有巨大的推动效果。其中，生态处理技术有效利用了动植物的净化作用，有利于可持续发展，同时拥有一定经济社会效益，对减轻农田的氮、磷流失，减少化肥和农药流失，防止水体富营养化，改善农业生态环境有明显作用，是当前的研究热点。
做好农业废水处理这一环节，对减少农业面源污染起着关键作用。现今所投入使用的农业废水处理技术各有优劣，应该因地制宜，综合利用，将对环境的伤害降到最低，同时也要加强后续的管理和维护，充分发挥工程治理的作用，为我国的新农村建设添砖加瓦。
参考文献
[1]曹群，佘佳荣.农村污水处理技术综述[J].环境科学与管理，2009，34（3）：118-119.
[2]杨林章，施卫明.农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——总体思路与“4R”治理技术[J].农业环境科学学报，2013，32（1）：1-8.
[3]蒋裕平，陈少宏.铁碳法和光催化氧化法处理富含农药农业废水的效果田[J].江苏农业科学，2013，41（5）：363-365.
[4]沈丰菊，张克强.农田径流水无害化处理技术评价方法及模式研究[J].农业工程技术：新能源产业，2011，（9）：29-35.
[5]李强，胡卓.人工湿地污水处理技术[J].湖南水利水电，2011，23（4）：124-125.
[6]范志锋，李平.复合型人工湿地系统在农业面源污染水处理上的应用[J].上海海洋大学学报，2010，19（3）：260-262.
[7]陈小玉，蒋群科.浅谈人工湿地在污水处理中的应用[J].资源节约与环保，2014，（4）：122.
[8]刘高燕，孙岩，王丽娟，等.对南四湖人工湿地生物降解能力的研究[J].广东化工，2006，33（2）：43-45.
（作者单位：河海大学水电院农业水利工程）