废水生态处理技术及方法

一 ８— １９
பைடு நூலகம்
不 同地理 区域 ， 由于气温 、 地质 、 土壤类 型、 微生物种群及水文条件差异很大 ， 导致废水 中污 染 物质在转化 、 降解等生态行为上具 有明显 的区 域分异。在废水的生态处理系统设汁时， 必须有 区别地进行布水工艺与修复植物的选择、 结构配 置和运行管理。 ２废水生态处理技术体系 废水生态处理技术 以土地处理方法为基础 ， 是废水 土地处理 系统的进一 步演化和发展 ， 以土 壤介质的净化功能为核心 ， 在技术上特别强 调在 废水污染成分处理过程中修复植物— 微生物体系 与处理环境或介 质（ 如土壤） 的相互关系 ， 特别注
摘 要： 近些年来， 随着Ａ＿ 对环境质量的 高标准要求 ， ． ４ ｆ ｌ 废水的生态处理技 术及方法越 来越受到人们 的关注。 对废水的生态处理原理进行扼要 论 述 ： 生态处理 系统、 慢渗 快渗生态处理 系统 、 漫流 生态处理 系 、 地表 统 废水湿地 生态处理 系统 、 下渗 滤生态处理 系 等技术方 法进行 了论述与概 地 统 括 ， 用生态学的原理阐述其处理机理 、 并应 影响 因素、 注意事项及运行措施 。以推进 废水 生态处理 系统的技术创新和在我 国各地区的广泛应用。 关键 词： 水； 废 生态处理技 术 ； 生物 ； 微 土壤 ； 植物 系统 随着我 国人 民生活水平 的不断提高 ， 对环境 质量的高标准要求 ， 对淡水资源的需求和取用量 正在大 幅度上升 ； 另一方面 ， 由于对淡水 资源取 用量的迅速增加 ， 废水的产出量也 随之大幅度增 加 。废水生态处 理技术的发展 ， 为废水资源化和 回用提供 了广阔的前景 ， 有助于缓和 缺水地 区水 资源的紧张局面 ， 对减轻 、 消除富水地 区水环境 的污染具有重要意义。 ｌ废水生态处理原理 废水 生态处理技术是指运用生态学 原理 ． 采 用工程学方法 ， 使废水无 害化 、 资源化 ， 是废水 中 污染物治理与水 资源利用相结合的方法 ， 是生态 学 四大基本原理在水资源领域的具体运用。 １ 循环再生原理 ． １ 生态系统通过生物成分 ， 面利用非生物 一方 成 分不断地合成新物质 ， 面又把合成物质降 一方 解为ｆ ｌ ｉｅ ｎ 的简单物质 ，并归还 到非生物组分 中。 ａ 如此循环往复 ， 进行不停顿 的新陈代谢作用 。这 样， 生态系统 中的物质和能量就进行着循环和再 生 的过程。 １ ２和谐共存原理 在废水的生态处理 系统 中， 由于循环和再生 的需要 ， 各种修复植物与微生物种群之 间 、 各种 修 复植物之间 、 各种微生物之间和生物与处理系 统 环境之 间相互作用 ， 和谐共存 ， 修复植 物 ， 给根 系微生物提供生态位 和适宜的营养条件 ， 促进微 生物的生 长和繁殖 ， 促使废水中植物不能直接利 用 的那 部分污染物转化或降解为植物 可利用 的 成分 ， 反过来又促进植物的生长和发育。 １ ． ３整体优化原理 意对环境 因子的优化与调控。 ２ １慢渗生态处理系统 慢 渗生态处理系统是 以表 面布水或 高压喷 洒方式将废水投 配到修复植物的土壤 表面， 废水 在流经地 表土壤一 植物系统时得到充分净化 的处 理工艺类型。在该处理系统中 ， 的废水一部 投配 分被修复植物吸收 ， 一部分在渗人底 土的过程 中 其中的污染物被土壤介质截获 ， 或被修复植物根 系吸收、 利用或 固定 ， 或被土壤 中的微生物转化 、 降解为无毒或低毒的成分 。 工程设计时主要影响因素为： （ 土壤渗透 Ｉ ） 系 数为 ０ ３ － ． ０ ／ ｆ 年水 力 负荷 为 Ｑ ～ ． ６－３ ｍｄ ２ ０ ０６ ；） ６ ６ ｎａ年有机负荷 为 ２ ｘ ０ ｇ Ｏ ／ｍ ＂ ｃ其 ． ／， ０ ． １ ３ｋ Ｂ Ｄ（ ２ ） ０ ｈ ａ 它需要 考虑的场地工艺参数有： 面坡度娼０ 地 ％， 土层厚 ６ 地 下水位＞ ． ｍ， Ｏ６ ｍ。 ２ ． ２快渗生态处理系统 快 渗生态处理系统是将废水有 控制地投配 到具有 良 好渗滤性能 的土壤表面 ， 废水在重力作 用下向下渗滤 过程中通过生物氧化 、 化、 硝 反硝 化、 、 过滤 沉淀 、 还原等一 系列作用而得到净化的 废水处理 工艺类型。其工艺 目 主要包括： 标 ①废 对 于典型的城市废水 ，水力 负荷率通 常为 ２ ４ ｎｄ ；废水投 配速率常采用 ０ ３ ０ ５ ３ ・ ．ｃｉ － － ． － ２ ｍ／ ０ （ ｈ ｍ ；废水投配频率 ， 碉 ；废水投配时间 ， ’ ５ ５
２ 。 ４ｈ
废水的生态处理技术涉及点源控制、 废水传 输、 预处理工程 、 布水工艺 、 修复植物选择和再生 水 的利用等基本过程 ， 它们环环相扣 ， 互不可 相 缺少 。 因此 ， 把废水的处理系统看成是一个整体 ， 对这些基本过程进行优化 ， 从而达 到充分 发挥处 理 系统对 污染物的净化功能和对水、 肥资源 的有 效利用 。 ｌ 区域分异原理 ４
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废水 生态 处理 技术 及 方法
王 辉
（ 山环 境 监 测 中心 站 ， 北 唐 山 ０ ３ ０ ） 唐 河 ６ ００
２ ． ４废水 湿地生态处理系统 废水 湿地 生态处理 系统 是将 废水有 控制地 投配到土壤— 植物 — 微生物复合生态系统， 并使土 壤经常处 于饱 和状态 ， 废水在沿一定方向流动过 程 中在耐湿植 物和土壤相互联合作用下得到充 分 净化的处理工 艺类型 。 该处理系统的工艺 目 标 包摇 ①直接处理废水 ；②对经 ＾ 、 工或其它工艺 处理后 的废水进行再处置或深度处理 ； ③利用废 水 营造湿地 自 然保护 区， 为野生群落提供有价值 的生态栖息地 ， 为生物多样性研究提供场地。 工程设计 时主要影 响因素为： 土壤渗透系 （ １ ） 数 ￣ ． ｔｄ 年水力 负荷为 ３ ／年有机 ＜ １ｒ ； ０ ２ｄ Ｏｍａ ， 负荷 为 １ ｘ ０ ｇ Ｏ ／ ｍ ． ； ． １４ ｋ Ｂ Ｄ ｈ ２ ） ８ （ ａ 地面坡度也％， 土层厚度＞ ３ （ 最 常用的修复植物有芦苇属 、 ｏ ｍ； ） ４ 灯芯草属 、 香蒲属和簏草属植物。 ２ ’ 下渗滤生态处理 系统 ５地 地下 渗滤 生态处理系统是将废水投配到具 废水 水处理与再生 水补给地下水 ； ②用地下暗管或竖 有一定构造和 良好扩散性能的地下土层 中， 井收集再生水以供回用 ；③通过拦截工程措施 ， 在经毛管浸润 和土壤渗滤作用 向周 围和 向下运 使再生水从地下进 ＾ ； 地表 ④再生水 季节性地贮 动过程 中达到处理 、 利用要求的废水处理工艺类 存在具有 回收系统的处理场之下 ， 在作物生长季 型 。 节用于灌溉 。 该处 理系统主要应用 于分散 的小规模废水 工程设计时主要影 响因素为：１ （土壤渗透系 处理 ， ） 其工艺 目标主要包括＝ ①直接处理废水 ； ② 数为 ０ ６ ０ ｎｄ ｆ 年水力负荷 为 ６ １０ ／ 年 在 地下处理废 水的同时为上层覆盖绿地提供水 ． －． ｇ ：２ ３ ６ １ －５ ｍａ ， 有机负荷 为 ３ ｘ０ ｇ Ｏ ／ｍ． 。 ． １４ｋＢ Ｄ（ ２１ 此外 ， ６ ｈ ａ 场地 分与营养 ，使处理 场地有 良好的绿化带镶嵌其 工艺参数 的选择也是重要 的，包括： 地面坡 度＜ 中 ； 产生优质再 生水以供 回用 ； ③ ④节约废水集 １％， ５ 土层厚＞ ． 地下水位＞． 。 １ ｍ， Ｓ １ ｍ Ｏ 中处理 的输送费用。 Ｚ ３地表漫流生态处理系统 工程设计 时主要影响因素为：１ 水力负荷 （ 庠 地表漫流生态处理 系统 是以表面布水或低 为 ０ ￣３ ｍ ／， ． ． ａ 散水管最大埋深 １ ； 需要 ４ ０ ５ ｍ 压、 高压喷洒形式将废水有控制地 投配到生长多 有 专 门配制 的特 殊土 壤 ，土壤 渗透率 为 ０ ５ ． １ 年生牧草 、 和缓 、 坡度 土地渗透性 能低 的坡面上 ， ５ ｃ ｄ ， ． ｒ ａ 地表植 物为绿 化植物 ； ） ０ｒ （ 土层厚大 于 ３ 使废水 在地表沿坡面缓慢 流动过程 中得以充分 ０ ｎ ，地面坡 度小于 １％，地下水埋深大于 １ ．ｌ ６ ５ ＿ ０ 净化的陂水处理工艺类型 。 该系统 的工艺 目 标是： ｍ； ） 预处理要求低 ， 化粪池出水 即可 ；） （对 ４ 一般 ‘ ５ ①在低 预处 理水平达到相 当于二级处理 出水水 再生水 回收 ， 回收率在 ７ ￣ ０ｏ以上 。 ／ 质； ②结合其 他强化手段 ， 对有机污染及 营养物 ３结 语 负荷的处理 可达到较 高水平 ； ③再生水收集与 回 研究表明 ， 上述 ５ 个类型之一或相互之间形 用。 成的串联 系统可有效地提高处理系统 的有效性 ， 工程设 计时主要影响因素为：） （地面最佳坡 即构成了联 合式生态处 理系统 。总之 ， １ 随着生态 度 为 ２ ％； １ ％ （ 土壤类型选择渗透性能低 的土 处理技术 的不 断改进和新 型生态处 理技术 的研 ２ 壤， 以黏土 、 土最为适宜 ， 亚黏 或在 ０ －． ．－６ ３ ｍ处 以 制 ， ０ 对进水水质将进 一步放宽。 下有不透水层 ；侔 水力负荷 为 ３２ｍａ年有机 （ ３ － １／， 参 考 文献 负荷为 １ ５ １４ ｇ Ｏ ／ ｍ ・ ； ） ． ｘ ０ ｋ Ｂ Ｄ（ ）４ ｈ ａ （植物类型选择 【剥 珩 ， １缺 ］ 周启星． 污染生态学研 究的回顾 与展望 是保持 系统有效运行 的最 基本条件 ，以根系 发 口应用生态学报 ， ０ ，２２ １２３ ］ ． ２ ２３ ）２－２． ０ （： 达、 对污染物耐性强且具有一定吸收固定能力 的 【孙铁珩 ， 自清 ， ２ １ 区 李培 军． 市废水土地处理 系 城 植 物为主 ， 避免作物作为处理组分进人系统 ，因 统研究［】 Ｍ． 科 学出 北京： 版社 ，９ ７ １９． 此常常采用不同类型的草类进行混合种植。
建设期 主要对 其中的土壤 流失控制 比及拦 渣率 两项指标 进行计算 ，并与方案报告书 目标值进 行对 比评价 。 自 目 项 监测工作开展 以来 ，北盘江光 照水 电站工程 已完成 ２０ 年至 ２０ 年各年度监 测 ０４ ０７ 报告编制工作 ， 主要的监 测成果数据见表 １ 。
中 国新技术新产品
５结语 推广应用 。 从光照水 电站水土保 持监测来看 ， 水土保 参 考 文 献 持监测对水土保持 及水土流失综合 防治起 了很 【 震等． １ 例 水土保持监测技术【 ． Ｍ】 水利部水土保 大作用 。说 明原设 计的水土保持监测 内容 和方 持 监测 中・ ０ ３ ￣２ ０． 法是恰当的。 通过 监测 ， 积累更丰富的经验 与教 作者简介 ： 曹宏， １８ 年 ｌ 月生 ， ， 男，９３ １ 汉族 训 ， 在水利水 电工程或其它工程领域 中更好地 工学学士， 工， 助 主要从 事水 土保持监测工作 。