第四章污水的土地处理

1、第四章第四章 污水土地处理污水土地处理 污水土地处理是指利用农田、林地等土壤-微生物-植物构成的陆地生态系统对污染物进行综合净化处理的生态工程。4.1 概念概念 污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。4.2 工艺形式工艺形式 土 地 处 理 基 本 工 艺 地表漫流地表漫流系统系统快速渗滤快速渗滤系统系统湿地处理湿地处理系统系统慢速渗滤慢速渗滤系统系统地下渗滤地下渗滤处理系统处理系统慢速渗滤慢速渗滤系统系统 u慢速渗滤系统土壤类型为沙壤土和黏壤土

2、。u慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，渗流速度慢，故污水净化效率高，出水水质优良。u慢速渗滤系统污水投配方式为洼灌、沟灌或可移动喷灌系统。快速渗滤快速渗滤系统系统u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。适用于渗透性能良好的土壤，如砂土、砾石性适用于渗透性能良好的土壤，如砂土、砾石性砂土、砂质垆坶等砂土、砂质垆坶等。u污水灌至快速滤渗田表面后很快下渗进入地下，并最终进入地下水层。灌水与休灌反复循环进行，使滤田表面土壤处于灌水与休灌反复循环进行，使滤田表面土壤处于厌氧厌氧- -好氧交替运行状态，依靠土壤微生物将被土壤截留的溶好氧交替运行状态，依靠土壤微生物将被土壤截留的

3、溶解性和悬浮有机物进行分解，使污水得以净化解性和悬浮有机物进行分解，使污水得以净化。u快速渗滤法的主要目的是补给地下水补给地下水。进入快速渗滤系统的污水应进行适当预处理，以保证有较大的渗滤速率和硝化速率。 补给地下水需要较高出水水质。若达不到地下水水质要求，可回收废水做再生利用。地表漫流地表漫流系统系统u 地表漫流系统适用于渗透性的黏土或亚黏土，地面的最佳坡度为 2 8。u废水以喷灌法或漫灌法有控制地在地面上均匀地漫流，流向设在坡脚的集水渠，在流动过程中少量废水被植物摄取、蒸发和渗入地下。u地面上种牧草或其他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。 地下渗滤地下渗滤处理系统

4、处理系统u 地下污水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，藉毛管浸润和土壤渗透作用，使污水向四周扩散，通过过滤、沉淀、吸附和生物降解作用等过程使污水得到净化。u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。u污水进入处理系统前需经化粪池或酸化池预处理。湿地处理系统湿地处理系统u 湿地是指长久或暂时性的沼泽、泥炭地或水域地带，静止或流动，淡水，半咸水，咸水体，包括低潮时水深不超过6m的水域。u 湿地包括多种类型：珊瑚礁、滩涂、红树林、湖泊、河流、河口、沼泽、水库、池塘、水稻田等。它们的共同特点：其表面常年或经常覆盖着水或充满了水，是介于陆地和水体之间的过渡带。

5、u 蓄水涵养水源；调节气候；蓄洪防洪；促淤造陆；降解污染等 人工湿地是人工建造和管理控制的、工程化的湿地，是由水、滤料以及水生生物所组成，具有较高生产力和较天然湿地有更好的污染物去除效果的生态系统。 填料、植物、微生物是构成人工湿地生态系统的主要组成部分。填料一般由土壤、细沙、粗沙、砾石、碎填料一般由土壤、细沙、粗沙、砾石、碎瓦片或灰渣等构成。瓦片或灰渣等构成。填料填料植物植物微生物微生物湿地植物包括挺水植物、沉水植物、浮水湿地植物包括挺水植物、沉水植物、浮水植物。植物。人工湿地中的优势菌属有假单胞杆菌属、人工湿地中的优势菌属有假单胞杆菌属、产碱杆菌属和黄杆菌属。产碱杆菌属和黄杆菌属。芦苇芦苇

6、香蒲香蒲蒲草蒲草水芹水芹挺挺水水植植物物沉沉水水植植物物苦草苦草金鱼藻金鱼藻黑狐藻黑狐藻黑藻黑藻浮浮水水植植物物浮萍浮萍凤眼莲凤眼莲睡莲睡莲槐叶萍槐叶萍人工湿地污水处理系统植物的选用原则 u 植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能。 u 植物具有很强的生命力和旺盛的生长势 。 抗冻、抗热能力 抗病虫害能力 对周围环境的适应能力 u所引种的植物必须具有较强的耐污染能力 。u植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物。 u所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性。 u具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。 人工湿地是人工建造和管理控制的、工程化的湿地，是

7、由水、滤料以及水生生物所组成，具有较高生产力和较天然湿地有更好的污染物去除效果的生态系统。 填料、植物、微生物是构成人工湿地生态系统的主要组成部分。填料一般由土壤、细沙、粗沙、砾石、碎瓦片或灰渣等构成。填料植物微生物湿地植物包括挺水植物、沉水植物、浮水植物。人工湿地中的优势菌属有假单胞杆菌属、产碱杆菌属和黄杆菌属。人工湿地工艺流程人工湿地工艺流程人工湿地的类型向湿地表面布水，维持一定的水层厚度，水流呈推流式前进，形成一层地表水流，流至终端出流，完成整个净化过程。表面流湿地污水沿介质下部潜流呈水平渗滤前进，从出水沟流出。水平潜流湿地和渗滤型土地处理系统相结合。水平潜流湿地垂直流湿地表面流湿地u向

8、湿地表面布水，维持一定的水层厚度，一般为10-30cm。u水流呈推流式前进，整个湿地表面形成一层地表水流，流至终端而出流，完成整个净化过程。湿地纵向有坡度，底部不封底。u湿地中的O2来源于水面扩散与植物根系传输，系统受气候影响大，夏季易滋生蚊蝇。水平潜流湿地u进水端沿床宽构筑有布水沟，内置填料。u污水从布水沟投入床内，沿介质下部潜流呈水平渗流前进，从另端出水沟流出。u在出水端砾石层底部设置多孔集水管，可与能调节床内水位的出水管连接，调节水位。u水平潜流湿地可由一个或多个填料床组成，床体填充基质，床底设隔水层。O2源于植物根系传输。垂直流湿地u垂直流湿地是水平潜流湿地和土地渗滤系统的结合。u垂直

9、流湿地采用地表布水，污水经水平渗滤，汇入集水管或集水沟排出。u垂直流湿地污水不仅呈垂直向流动，而且向水平方向流动，土壤的垂直渗透系数高于水平渗透系数，床体处于不饱和状态，氧通过大气扩散与植物根系传输进入湿地。垂直流湿地4.3 污染物去除机理污染物去除机理（1）有机物）有机物 u可溶性有机物通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被去除。不溶性有机物经过沉淀、过滤作用，被基质或填料截留后最终被微生物利用。u人工湿地对BOD5的去除率在85-95%之间，对COD去除率可达80%以上。u随着处理过程不断进行，新增微生物体及其代谢产物会引起土壤堵塞，需要定期更换基质填料。 （2）氮磷）氮磷

10、氮脱除机理主要包括植物吸附吸收、生物脱氮以及挥发。具体过程包括：阳离子交换作用、微生物代谢合成新细胞、生物硝化反硝化反应、植物吸收、氨的挥发等。 此外，还有一部分氮随净化水流出，渗入地下水。 磷的脱除机理主要包括植物吸收、生物除磷以及磷在介质中的物化存储。 磷在基质填料中的物化存储作用包括四种机制：u 化学沉淀作用：在酸性土壤中，磷与铁、铝等作用，生成不溶性磷酸盐。u 表面反应：土壤胶体和H2PO4-在土壤表面发生交换反应和吸附反应。u 闭蓄反应：土壤中的Fe（OH）3和其他不溶性铝质和钙质胶膜将含磷矿物包裹起来，使其丧失流动性。u 生物固定作用：无机磷被微生物合成有机磷。（3）其他）其他 重金属主要是通过物理化学吸附、化学反应与沉淀等途径被去除的。重金属离子在土壤胶体表面进行阳离子交换而被置换、吸附，并生成难溶性化合物被固定于矿物晶格中；重金属与