水环境治理技术大盘点（二）：面源污染治理
慧聪水工业网 引言：面源污染是指没有固定污染排放点，以面积形式分布、排放污染物造成水体污染，也即非点源污染。点源污染可以得到比较好的控制和治理，但面源污染涉及范围广、不确定性大，防治非常困难，已成为影响水环境治理质量的重要污染源。本文根据面源污染主要形成原因，即雨水污染与农业污染两方面，对面源污染控制技术做梳理分析。
面源污染一
雨水污染
雨水污染主要有两种方式，初期雨水径流污染与合流制排水系统溢流污染。
1.初期雨水径流污染
降雨初期，雨水溶解了空气中大量酸性气体、汽车尾气、工业废气等污染气体，雨水降落地面冲刷屋顶、沥青道路等建筑物和生产生活垃圾，又带走了大量污染物质，如氮、磷、有机物、油脂类、盐分、重金属、有毒物质、杂物等，若直接排入自然水体，将造成地表水和地下水严重污染。
针对雨水径流污染，非常有效的方法是植被控制，通过种植草皮沉淀、过滤污染物质，费用很低，并且能提高地表渗透能力。
在不适宜种植草皮的区域，可建造滞留池调节水量和沉淀。其中，湿式滞留池应用更为普遍，去除TSS（TotalSuspendedSolid总悬浮固体）效果明显，能有效去除SS（SuspendedSolid悬浮物）、TN（氨氮、有机氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮合称总氮）、TP（无机态和有机态存在的磷合称总磷）、BOD（BiochemicalOxygenDemand生化需氧量）、重金属等污染物。
渗滤系统可用于处理暴雨径流，将地表径流雨水暂时存储，并渗透到地下。渗透系统包括敞开式渗坑、渗渠和渗井等，适用于具有渗透性较好的土壤、地下水位低于渗透滤系统最低点至少3米、雨水中悬浮固体含量较少且渗滤过程中有足够的存储空间储存地表径流的区域。须注意渗滤系统易被悬浮物堵塞，一般不独立使用。
湿地也是一种高效控制地表径流污染的措施，主要是沉淀截留和植物吸附。湿地分为人工湿地（特指径流处理人工湿地而非普遍意义的污水处理人工湿地）和天然湿地，适用于水层浅、水流缓慢的区域，去除效率受地理位置、气候、水力参数、湿地类型等多种因素影响，因而在很多地方可能不可行。
以上措施可结合使用，提高污染物去除效率，如植被控制作为径流的收集和输送系统，与渗滤系统结合，可在径流进入渗滤系统前滤除悬浮物，与滞留池或湿地结合，可在径流进入时减少对地表的侵蚀和冲刷。
2.合流制排水系统溢流污染
合流制排水系统溢流（CombinedSewerOverflows以下简称CSO）是指在暴雨或融雪期，由于大量雨水流入排水系统，使得水流量超出了污水处理厂或污水收集系统的设计能力，超出部分以溢流方式直接排出。CSO主要包括生活污水、工业废水和雨水，也包括雨水冲刷出的管道沉积污染物，随着雨水流量变化，污染物的浓度也可能大幅增加。可借鉴海绵城市“渗、滞、蓄、净、用、排”的思路治理溢流污染。
CSO污染控制技术一般流程是在截留式合流制基础上，当降雨量超出污水处理负荷时，通过在合流干管与截留干管交接处前设置溢流井，夹带大量污染物的溢流，一部分排入贮水池中，待晴天进入污水处理系统处理，另一部分溢流经旋流分离器+沉淀池+消毒系统，再排入自然水体。
旋流分离器原理是离心力作用使水中悬浮固体颗粒向流水较缓的中心部分运动，从而分离出SS。在沉淀池里投放混凝剂能增强SS沉淀效果，再经消毒如含氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒、过氧乙酸消毒、电子束辐射消毒等方式，去除污水中的病原体和有毒微生物。
面源污染二
农业污染
农业污染主要也有两种方式，农业生产污染和农村生活污染。
1.农业生产污染
农业生产污染主要来源于农田耕种施肥、畜禽及水产养殖形成泥沙、氮磷营养物、农药及其他有机无机污染物，在降水或灌溉过程中，通过农田地表径流、壤中流、农田排水和地下渗漏，进入水体而形成面源污染。
为从源头减少控制农田径流污染物，首先须推广科学施肥技术，发展生态农业。科学生态施肥技术主要包括：
测土配方施肥
测土配方施肥是指以土壤测试和肥料田间试验为基础，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用数量、施肥时期和施用方法，科学施用配方肥。测土配方施肥可以有针对性地补充作物所需营养元素，平衡各养分供应，减少肥料用量、提高肥料利用率并提高作物产量，节支增收。
水肥一体化
水肥一体化是指将灌溉与施肥融为一体，借助地形自然落差或压力系统，将可溶性固体或液体肥料，按照土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，把肥液和灌溉水配兑到一起，使水肥相融后，通过管道、喷枪或喷头，均匀、定时、定量喷灌在作物生长发育区域，使区域内土壤始终保持疏松、适宜的含水量和养分。
该技术解决肥料施在较干的表土层引起的溶解慢和挥发损失的问题，灌溉施肥的肥效快、养分利用率高，且节约肥料利于环境保护，避免过度施肥导致水体污染。适用于有井、水库、蓄水池等固定水源、水质符合微灌（在末级管道安装灌水器，将水和作物生长所需养分较小流量、均匀准确地直接输送到作物根部附近土壤）要求的微灌设施推广应用区域，用于经济作物及经济效益较好的作物栽培。
秸秆还田
秸秆还田作为一种增肥增产措施，是指把秸秆（包括麦秸、玉米秸、水稻秸等）直接或堆积腐熟后施入土壤，转化成有机质和速效养分，改善土壤结构，使土壤疏松，促进微生物活力和作物根系发育等，促进农业节水、节成本及增产增效5%~10%。
秸秆还田养分释放较慢，一般用作基肥，秸秆还田量在每亩折干草150~250公斤，数量较多时须配合增施氮肥。
2.农村生活污染
由于村镇居民居住分散，生活污水不能定点排放，应鼓励农户自行建造低能耗小型分散式污水处理设施，庭院式小型湿地、沼气净化池和小型净化槽等。对于人口相对密集的村落，可采用以下生活污水处理技术：
氧化塘技术
氧化塘也称生物塘技术，是建造池塘，并设置围堤、防渗层，依靠塘内微生物处理生活污水。氧化塘基建投资和运营费用较低、维修维护简单，能有效去除污水中的有机物和病原体，基本不产生污泥。污水也可实现资源化回收利用，用于农业灌溉和水产养殖。
但是氧化塘的缺陷在于污水处理效果受气候影响较大，易产生臭味、滋生蚊蝇、可能造成二次污染等。
活性污泥法
活性污泥法由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排查系统组成，生活污水和回流的活性污泥进入曝气池形成混合液，通过在曝气池底部设置空气扩散装置，使空气进入污水，增加污水的溶解氧含量，并使活性污泥处于悬浮状态，促进活性污泥反应。经一定时间后，好氧微生物繁殖形成污泥状絮凝物，并栖息以菌胶团为主的微生物群，有效吸附与氧化有机物。
污泥与水分离后，大部分污泥回流到曝气池，其余部分排出活性污泥系统。
生物膜法
生物膜法也称固定膜法，是与活性污泥法并列的废水好氧生物处理技术，用于去除废水中溶解性和胶体状的有机污染物。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物、藻类等组成的生态系统，附着于固体介质（称作滤料或载体）。生物膜自滤料向外依次分为厌氧层、好气层、附着水层和运动水层，生物膜首先吸附附着水层的有机物，由好气层的好气菌进行分解，再进入厌氧层进行厌氧分解，流动水层可以将老化的生物膜冲掉再长出新的生物膜，如此往复达到净化污水的目的。
生物膜法对水量、水质和水温的变化适应能力较强，比活性污泥法的污泥量小且容易固液分离，污水处理效果好。
人工湿地法
人工湿地是一个生态系统，人工建造与沼泽地类似的地面，将污水、污泥投配到湿地上，运用土壤、人工介质、植物和微生物作用，对污水污泥进行处理，包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分、养分吸收、各类动物作用等。
湿地中的微生物可以降解水体污染物，原生动物、昆虫、鸟类等可以吞食污水沉积的有机颗粒，水生植物能为水体输送氧气、增加水体活性，植物的根茎叶也能吸附和富集重金属和有毒有害物质。
在人口密度较低的农村地区，人工湿地比传统污水处理厂更加经济环保，运行管理更加简单方便，也能通过种植水生、经济植物增加景观美感的同时获得可持续的经济效益。
结语
目前很多地区的黑臭水体治理，常常“黑了治、治了又黑”，水质反复恶化，其中一个关键因素是面源污染缺乏有效控制，导致截污不力，浪费资金人力资源。为解决雨水冲刷与农村生产生活带来的污染物不确定性排放问题，应根据当地气候条件、经济发展水平等选择合适、经济的面源污染治理技术，将治理技术与当地环境特色相结合，因地制宜，达到节省投资并提高治理效率的目的。
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