农田灌溉系统尾水处理及循环利用技术研究

农田灌溉系统尾水处理及循环利用技术研究

蒋轮

陕西水务发展环保集团有限公司   陕西 西安  710000

摘要：本文介绍了农田灌溉系统尾水处理及循环利用技术研究。随着全球水资源日益紧张，农田灌溉系统尾水的处理和循环利用技术成为了研究的热点。本文深入探讨了尾水处理技术，包括物理处理、化学处理和生物处理等多种方法。在尾水循环利用技术方面，本文详细讨论了尾水净化与再利用技术、循环灌溉系统设计以及尾水循环利用的环境效益与社会影响。最后，本文对未来技术的发展方向和面临的挑战进行了展望。

关键词：农田灌溉系统；尾水处理技术；循环利用技术

随着农业生产的不断发展，农田灌溉系统尾水的处理和循环利用问题日益凸显。尾水中含有的营养物质和污染物若未经处理直接排放，将对环境和生态系统造成严重影响。因此，研究农田灌溉系统尾水的处理及循环利用技术，对于实现水资源的可持续利用、保护生态环境和促进农业可持续发展具有重要意义[1]。本文将探讨尾水的处理技术以及循环利用技术，以期为相关领域的实践提供理论支持和技术指导。

一、农田灌溉系统尾水处理技术

（一）物理处理技术

沉淀技术在农田灌溉系统尾水处理中发挥着至关重要的作用，它基于重力作用的原理，通过尾水在静止容器内的长时间静置，使水中的悬浮物、泥沙等杂质逐渐沉积到底部。这个过程虽然看似简单，但实则是大自然赋予人类的一种高效、环保的分离手段。沉淀技术的耗时性虽然较长，但它不需要额外的能源和化学药剂，因此运行成本较低，且对尾水的水质影响极小。过滤技术则是利用特定孔径的多孔介质，如砂石、滤布等，对尾水进行过滤处理。这些介质如同一张巨大的筛网，能够有效拦截水中的悬浮颗粒和微生物，确保出水的水质达到预定标准。过滤技术的操作非常灵活，可以根据尾水的实际情况选择合适的过滤介质和过滤精度，以满足不同的处理需求。离心分离技术则是一种更为高效的处理方法。它通过离心机的高速旋转产生强大的离心力，使尾水中的杂质与水迅速分离。在离心力的作用下，杂质被甩向离心机的边缘，而清洁水则从中心流出。离心分离技术能够在短时间内去除大量的杂质，提高处理效率。

（二）化学处理技术

化学处理技术通过投加特定的化学药剂，与尾水中的污染物发生化学反应，从而高效去除或降低污染物的含量。这种技术广泛应用于处理各种复杂的尾水问题，尤其是当物理处理技术无法满足需求时。在混凝处理中，通过向尾水中投加混凝剂，如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等，能够使水中的悬浮物、胶体等污染物迅速聚集成较大的颗粒。这些大颗粒由于重力作用而迅速沉淀，进而通过沉淀池或过滤设备去除，有效改善尾水的水质。氧化处理则是利用氧化剂如高锰酸钾、臭氧等，对尾水中的有机物、色度等污染物进行氧化降解。这些氧化剂具有强氧化性，能够将有机物彻底氧化为二氧化碳和水，使尾水变得清澈透明。还原处理则是针对某些特定污染物，如重金属离子，通过投加还原剂如亚硫酸钠、硫酸亚铁等，使其还原为低毒或无毒的物质。这种技术对于处理含有重金属的尾水特别有效，能够降低尾水的毒性，保护生态环境。

（三）生物处理技术

生物处理技术依赖于微生物的自然代谢活动，将尾水中的有机物和营养物质转化为无害物质，实现尾水的净化。活性污泥法是生物处理技术中的一种重要方法。它通过向尾水中投加活性污泥，其中的微生物群体能够迅速适应并分解尾水中的有机物。这些微生物在适宜的环境下进行生物降解，将有机物转化为二氧化碳和水，从而显著降低尾水的污染程度。生物膜法则利用特定载体培养微生物群体，形成一层生物膜。当尾水流经这些载体时，污染物会与生物膜上的微生物接触并被其吸附和降解。这种方法不仅能够去除尾水中的有机物，还能有效去除一些难以通过其他方法去除的污染物。生物滤池则是通过构建一个适合微生物生长的环境，让尾水在其中自然流过，与微生物进行充分接触。在这个过程中，微生物会利用尾水中的有机物和营养物质进行生长和代谢，从而去除尾水中的污染物[2]。此外，尾水的温度和pH值等条件也会影响生物处理的效果，因此在实际应用中需要综合考虑各种因素，进行优化和调整。

二、农田灌溉系统尾水循环利用技术

（一）尾水净化与再利用技术

尾水净化与再利用技术，作为农田灌溉系统尾水循环利用的基石，融合了物理、化学和生物三大处理方法，确保尾水得以有效净化并再次利用。物理处理技术，如沉淀、过滤和离心分离，能够高效地剔除尾水中的悬浮颗粒和沉淀物，为后续处理提供清澈的水源。化学处理技术则通过添加特定的化学药剂，如混凝剂和氧化剂，与尾水中的污染物发生反应，进一步降解或去除有害物质，确保水质安全。而生物处理技术则巧妙地利用微生物的天然代谢能力，通过生物降解、吸附与转化，将有机物和营养盐转化为对环境无害的物质。这三大技术的综合运用，不仅提高了尾水的净化效果，更为农田灌溉、养殖业和其他农业活动提供了可靠且持续的水源。经过这一系列精心设计的处理流程，尾水得以焕发新生，成为农业生产的宝贵资源，从而实现了水资源的循环利用，助力农业可持续发展。

（二）循环灌溉系统设计

在设计循环灌溉系统时，需要精心规划水源的收集与储存环节；通过在农田和养殖场周边合理布局收集管道和储水设施，能够有效地将尾水集中起来，为后续处理提供稳定可靠的水源。接下来，净化处理系统的设计是确保尾水质量的关键。根据尾水的具体污染情况和再利用的具体要求，需要选择适合的净化技术，如物理、化学或生物处理，以确保尾水经过处理后能够达到再利用的标准。灌溉系统的设计则需要根据农田的灌溉需求和地形条件进行。滴灌、喷灌等先进的灌溉技术可以根据农作物的需求精准供水，提高水资源的利用效率。最后，监测与管理系统的建立对于整个循环灌溉系统的稳定运行至关重要。通过实时监测系统的运行情况和尾水的利用情况，能够及时发现问题并采取相应的管理措施，确保系统的长期稳定运行和尾水的有效利用[3]。这样的设计不仅有助于实现水资源的循环利用，还有助于提升农业生产的可持续性和环境友好性。

（三）尾水循环利用的环境效益与社会影响

尾水循环利用技术的实施，显著地节约了宝贵的水资源，降低了对地下水、河流等自然水体的开采压力，有效缓解了全球水资源短缺的严峻问题。同时，尾水经过净化处理后再利用，减少了直接向自然水体排放的污染物，保护了水生态环境的健康与稳定。在农业生产方面，尾水循环利用技术也展现出了其独特的优势。经过处理的尾水富含养分和有机物质，为农作物提供了更加优质的灌溉水源，不仅促进了农作物的生长，还提高了农作物的产量和品质，进一步推动了农业生产的繁荣发展。更为重要的是，尾水循环利用技术符合可持续发展的理念，有助于推动农业的可持续发展和生态文明建设的进程。这一技术的应用，不仅减少了水资源的浪费和污染，还促进了资源的循环利用和生态系统的保护，为实现人与自然和谐共生提供了有力的技术支持。

三、结论

通过对农田灌溉系统尾水处理及循环利用技术的研究，可以发现这些技术不仅能够有效去除尾水中的污染物，降低其对环境的危害，还能实现水资源的循环利用，提高水资源的利用效率。随着技术的不断发展和完善，未来农田灌溉系统尾水的处理和循环利用将更加高效、环保和经济。这将有助于推动农业的可持续发展，保护生态环境，实现人与自然的和谐共生。

参考文献

[1]王爱苹.农田高效节水灌溉技术及推广[J].农村实用技术,2024,(04):85-86.

[2]张金云.浅谈农田灌溉工程尾水整治设计思路[J].内蒙古水利,2020,(06):32-33.

[3]王沛芳,钱进,胡斌,王洵,金秋彤,胡诗瑶,邱卫国.农田灌溉水循环利用系统构建方法[J].河海大学学报(自然科学版),2022,50(04):7-12.

作者简介：

蒋轮，1993.04.07，男，汉族，陕西安康人，大学本科。主要研究方向：机械自动化