污水灌溉技术发展概况

应用污水进行农业灌溉在世界各地已有百余年的历史，美国、澳大利亚、日本和以色列等国家污水灌溉技术比较成熟。美国是污水回用最早的国家之一，20世纪70年代初，美国开始建设大规模的污水处理厂，随即开始进行回用污水。2005年，美国62%的再生水回用于农业灌溉。由于水资源的严重不足，以色列的城市和所有的定居点还建成了较健全的排污系统，并因地制宜地建立了相应的污水处理工程，几乎所有排出的污水都进行了二级处理，约有60%以上的污水用于农业灌溉。为便于污水的农业利用，以色列将全国按自然流域划分为7个大的区域，每个区域内按污水产生数量都制定出了利用计划。在以色列的一些地区，几乎所有的污水都得到了处理和利用，其中42%用于农业灌溉。以色列还通过使用微、喷灌技术提高污水利用率，以达到节水和防治污染的双重目的。

日本是在20世纪60年代开始回用污水，70年代初见规模。随着污水回用技术的不断更新和发展，再生成本不断下降，水质不断提高，污水逐渐成为日本缓解水资源短缺的重要措施之一。日本从1977年开始还实行了农村污水处理计划，建成约2000个污水处理厂，而且多数采用日本农村污水处理协会研制的JARUS小型污水处理系统，处理过的废污水各项指标都达到污水处理水质标准。处理后的污水水质稳定，多是引入农田进行灌溉水稻或果园，也有的将处理后的污水排入灌溉渠道，稀释后再灌溉农作物。

美国、以色列、日本等国家的污灌水基本是以处理后的再生水为主，水中的有害物质含量低。美国污水回用工艺有活性炭吸附，微滤、超滤、反渗透;希腊的V.Mavrova采用合成沸石铅，能在10 min内捕捉城市污水中70%的重金属;意大利分别用臭氧、活性炭、反渗透工艺与超滤处理市政污水处理厂出水。20世纪70年代末，美国已建成城镇污水处理厂18 000座，英国、德国也各兴建了7 000～8 000座，到90年代，美国的污水二级处理普及率已达到71%，深度处理普及率达到了30%，德国的污水二级处理普及率已达到90%，深度处理普及率达到了48%。污水灌溉存在着潜在的健康风险和环境影响，因此，在一些发达国家，成立专门的政府公共部门制定相应的污水回用标准、制定完善的制度和政策，监督和提高灌溉污水水质。美国加利福尼亚州率先实施污水回用，首个污水回用法规在1918年颁布。为了能安全、高效地将污水回用于农业灌溉，美国研究了通过地下滴灌回用污水，该方法同喷灌、地面滴灌、漫灌等相比，可减少对健康危害的风险、恶臭、径流等。澳大利亚开发了污水灌溉与处理相结合的污水利用系统，具有污水灌溉和污水处理的双重功能。在欧洲国家，市政污水处理必须按91/271/CEE的要求，污水预处理环节在污水灌溉管理系统中占据非常重要的地位。

我国污水灌溉大致经历了4个发展阶段。1957年以前是自发使用污水灌溉时期:从20世纪40年代起，在北京附近开始利用工业和生活废水进行农田灌溉，但并未形成规模和对环境产生明显的影响;1957～1972年为初步发展时期:为给农业发展提供水肥，并为城市污水寻找出路，污水灌溉得以发展，1957年当时的建工部联合农业部、卫生部把污水灌溉列入国家科研计划，从此开始兴建污水农业灌溉工程，污水灌溉得到了初步发展;1972年至20世纪末期为污水灌溉迅速发展时期，污水灌溉面积增长较快;21世纪以来，随着中国城市污水处理率的不断提高，城市再生水的回用得到了加强，极大地推动了中国城市再生水回用农业的步伐，再生水灌溉技术发展较快。据统计，1957年，我国污水灌溉刚起步时，污水灌溉面积为1.15万hm2，20世纪70年代末至90年代中期，污水灌溉发展迅速，污水灌溉面积由33.33万hm2猛增到333.33万hm2，2000年我国的污水灌溉面积已达到430多万hm2。我国大型的污水灌溉区主要分布在我国北方大中城市的近郊区，如北京污水灌溉区、天津武宝宁污水灌溉区、辽宁沈抚污水灌溉区、山西整明污水灌溉区和新疆石河子污水灌溉区。从污水农业利用特点来看，这些地区属于水肥并重的污水灌溉区。此外，秦岭、淮河以南和青藏高原以东为我国污水灌溉中的重污水灌溉区。从污水灌溉利用特点考虑，我国污水灌溉可分为两类。①北方水肥并重污灌区:沿大兴安岭西侧，内蒙古高原东部和南部边缘，黄土高原西部边缘直至祁连山东缘，在这条线以东以南，秦岭、淮河以北地区为北方水肥并重污灌区，污灌面积达76.2万hm2，占全国污灌面积的86.6%，是全国污灌面积最集中的地区;②南方重肥污灌区:秦岭、淮河以南，青藏高原以东，为南方重肥污灌区，污灌面积为9.27万hm2，台藏高原以北的广大地区。污灌面积为2.59万hm2，占全国污灌面积的2.94%。目前，我国污水灌溉面积还在不断扩大，污水正成为一些地区农业灌溉用水的重要水源之一。