土地处理系统

1、土地处理系统 CONTENTS01概念目录02作用机理03基本类型04案例分析05结论06展望概念 土地处理系统就是利用土壤微生物植物系统的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理城市污水及一些工业废水，使水质得到不同程度改善，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水资源化与无害化的常年性生态系统工程。 土地处理系统的简单工艺流程 其中，预处理和水量调节与储存是保证土地处理系统正常运转的必不可少的环节，可以保证污水可控制的投配到土地处理系统中。作用机理物理作用：主要有土壤的过滤 、截留和物理吸附作用 。土壤固相部分实际为一复杂的疏松多孔体，而

2、且较理想的土壤孔隙度高达50%左右，当污水通过土壤时，土壤犹如一个过滤器，可以阻滞截留、保持污水中大于其孔隙孔径的悬浮物质，使污水得以净化。悬浮固体物的去除主要是土壤的过滤及截留作用 ，部分 BOD 也能由物理作用去除 。化学作用：主要包括化学吸收作用，胶体吸收作用以及代换性吸收作用3类。a、化学吸收作用 污水中的可溶性物质与土壤胶体发生化学反应,可使易溶性的物质变为难溶性的,从而被固定在土体中与污水分离,达到净化目的。如对磷的固定，Fe(OH)3 + H3PO4 FePO4+3H2O 3Ca(OH)2+2H3PO4Ca3(PO4)2+6H2O 在酸性土壤中存在着大量的铁铝化合物 ,在中性和碱

3、性土壤中则存在着大量的钙镁化合物 。这些化合物可以和磷酸盐产生溶解度非常小的化合物，因此磷酸根离子在土地处理系统中极易产生化学沉淀而被固定。因此，在我国南方如广东，江西等地区，土壤以红壤为主，含有大量的铁元素，在开展土地处理系统对污染水体进行修复时对磷的去除效果很好。b、土壤胶体的吸收作用 土壤胶体微粒作为分散相分散于微粒间的土壤胶体溶液中，成为土壤胶体系统。土壤胶体具有多种特性，对整个土壤的性质影响极大。由于土壤胶体的粒径非常细小，具有很大的表面能并带有电荷，因此能够对污水中的离子产生吸收、络合和沉淀作用。其净化能力与土壤胶体的种类、数量和性质有关。土壤中所含胶体物质越多,其净化能力越强；含

4、有机胶体越多,其净化能力越强。c、代换性吸收作用 土壤胶体吸收离子态的物质并与溶液中的离子进行交换,这种作用就是土壤胶体的代换性吸收作用，其中主要以阳离子的交换作用为主。当污水流经土壤时,污水中的离子就可被代换吸附在土壤胶体上,起到净化作用。净化能力与土壤中土壤胶体的种类、数量、污水中所含离子的浓度、原子序数、离子价等有关。如对NH4+的吸附，(胶粒)Ca2+2NH4Cl(胶粒)2NH4+CaCl2生物作用：土壤中含有大量的微生物 ，包括各种好氧菌 、兼氧菌 、厌氧菌 ，土地处理系统中的植物根系和微生物能选择吸收污水中的有效态养分,使之与污水分离。主要是通过其吸收、转化、降解和生物的合成作用来

5、实现的,并最终把这些养分集中在土壤表层。土壤生物首先是微生物分解废水中的有机物,使之矿化为无机营养物质,供给植物生长、发育的需要,这是土壤形成的基础,也是土壤能够净化污水的主要原因。例如，土地处理系统中微生物对单糖的分解在通气良好的情况下， C6H12O6 + 5O22HCOO.COOH + 2CO2 + 4H2O +Q 4COOH + O24CO2 + 2H2O在通气情况较差的条件下， C6H12O6CH3CH2CH2COOH + 2CO2+2H2 + Q 4H2+CO2CH4 + 2H2O在两种情况下有机物都可以被矿化为小分子无机物。基本类型 根据处理目标、处理对象的不同,将污水土地处理系

6、统分为慢速渗滤系统(Slow Rate Land Treatment System，简称SR)；快速渗滤系统(Rapid Infiltration Land Treatment System，简称RI)；地表漫流(Over land Flow Treatment System，简称OF)；湿地处理系流(Wetland Treatment System，简称WL)；地下渗滤系统(suburface Infiltration Land Treatment System，简称SI或UG)等五种主要工艺类型。慢速渗滤系统（SR） SR系统主要适用于土壤渗水性较好的土壤，如壤土和亚砂土，且蒸发量较小的地

7、区。污水经布水后垂直向下缓慢渗滤，土壤一微生物一植物系统对污水进行净化。部分水经蒸发或蒸腾散逸走，大部分渗入地下，且系统中的植物为农作物，可以创造一定的经济价值。SR系统的污水净化效率高，出水水质好，是土地处理技术中经济效益最大、对水和营养成分利用率最高的一种类型。 慢速渗滤土地处理系统快速渗滤系统（ RI） 快速渗滤土地处理系统是一种高效、低耗、经济的污水处理与再 生方法， RI系统适用于透水性能特别良好的土壤如砂土。共作用机理类似间歇“生物砂滤器”。污水投配到渗滤系统后大部分快速下渗，并最终进入地下水层。灌水与休灌反复循环进行，使表面土壤处于厌氧-好氧交替运行状态，依靠土壤微生物将土壤截留

8、的溶解性和悬浮有机物进行分解，使污水水质得以净化。 快速渗滤土地处理系统地表漫流处理系统（OF） OF系统是将废水有控制地投配到有植物覆盖，坡度和缓，土壤渗透性较差的粘土和亚粘土的坡面上，地面最佳坡度为2%8%，废水在地表以薄层沿坡面缓慢流动过程中得到净化。投配到系统中的废水大部分以地表经流收集，少部分经土层渗滤和蒸发蒸腾而损失。地面上种植牧草或其它作物供微生物栖息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水体。 地表漫流土地处理系统湿地处理系统（WL） 湿地处理系统，是一种利用低洼湿地和沼泽地处理废水的方法，即将废水有控制地投配到天然湿地、沼泽地或人工构造湿地，土壤经常处于饱和状态，生长有像芦苇

9、、香蒲等植物，废水沿一定方向流动过程中在耐水植物和土壤联合作用下得到净化。湿地处理可直接对污水进行处理或用于对污水进行深度处理。 污水湿地处理系统机理地下渗滤处理系统（UG） 地下渗滤处理系统是将污水投配到距地面约0.5m深、有良好渗透性的底层中，由于毛管浸润和土壤渗透作用，是污水向四周扩散，通过过滤、沉淀、吸附和生物降解作用等过程是污水得到净化。地下渗滤系统适用于无法接入城市排水管网的小水量污水处理。 地下渗滤污水处理系统污水土地处理系统的工艺类型比较案例分析案例一 云南省楚雄市污水慢速渗滤土地处理系统 ( 即 SR 系统)始建于1994年, 1997年投入试运行。在三年多的调试运行过程中，

10、楚雄市污水处理厂对整个处理系统进行了全面监测，以期对系统的污水处理效果进行分析，不断改善土地处理系统的运行机制，使SR土地处理系统的各项功能得到充分发挥。1、对有机物的去除效果 楚雄污水土地处理系统对 BOD5 、 COD 的去除效果2、对固体悬浮物的去除效果 SR系统对固体悬浮物（SS）的去除效果3、对氮的去除效果 SR系统去除氮的效果4、对磷的去除效果 SR系统除磷效果案例二 四川省成都市龙泉驿区某镇污水处理工程采用人工快渗污水处理技术，即用渗透性能良好的CRI（人工快速渗滤）介质代替原土壤介质而进行改进后的快速渗滤系统。该镇地处山区，具有一定的地势落差，通过对污水处理设施各单元的合理布局

11、，使污水在厂区依靠重力流动，结合土地处理法没有曝气能耗的特点，从而实现了整个污水处理过程的微动力甚至无动力运行。1. 污水处理工艺流程2. 该镇污水处理工程原貌3.污水处理后的效果 进出水水质情况表结论优势：土地处理系统已成为我国污水处理的重要组成部分，对于我国面临的水资源危机问题有一定缓解。它与传统的污水处理技术相比，具有投资少、建设运营成本低、出水水质好等无可比拟的优势，适用于零散居民区、风景旅游区等需要就地处理污水的地区，具有广阔的应用前景。不足：选址不当会造成工程性土壤、农作物甚至地下水的严重污染，而且土地处理系统水力负荷很小，限制了它的大规模推广。展望 土地处理系统由于其投资少、建设

12、运营成本低、出水水质好等优势受到世界范围内的广泛关注。今后，土地处理系统应结合自身优势与其它技术联合应用，提高处理效率，减少土地的使用量。而且，在有条件的地区和城市应充分考虑该地区及城市发展的长远利益 ，以经济和环境效益“双赢”为目标 ，建立和完善城市污水资源化生态工程配套设施 ,提高污水回用再生率。如与生态农业和生态景观相联系等。参考文献 1 黄玮， 汪翙 . 浅议城市污水资源化生态工程中的土地处理系统 J . 水电站设计 ，2004，20( 1) ：81-83. 2 罗仙平，谢明辉，杨坤 . 采用土地处理系统处理城市生活污水的实验室模拟研究 J .江苏环境科技 ，2006，19( 2): 14 -16. 3 彭燕梅，王雪波 . 楚雄市污水土地处理系统的处理效果分析 J . 楚雄师范学院 学报 ，2002，17(3):77-80 . 4 杨文涛，刘春平，文红艳 . 浅谈污水土地处理系统 J . 土壤通报 ，2007， 38(2):394-398 . 5 丁兆运 . 土地处理系统治理城市污水的机理 J .枣庄师专学报，2001， 18(5):101-103. 6 郭笃发，姜爱霞 . 污水土地处理系统的应用分析 J . 环境科学与进展，1995，3(6):64-