污水资源化生态工程

污水土地处理资源化生态工程

姓名: 班级：环工08-1 学号：

摘要：以土地净化处理为基础的污水资源化生态工程，对水体的COD和氨氮等的处理效果明显，达到既保护生态环境，又降低污水处理费用的目的。20世纪70年代，由于人口、资源和环境的挑战，给土地处理技术带来新的机遇，污水资源化生态工程、土壤净化技术已发展成为可替代二级处理甚至三级深度处理的重要水处理途径之一。

关键字：污水土地处理

正文:

污水资源化就是将工业废水和生活废水经过一定的处理后加以利用，把污水转化为有用的水资源。我国城市废水一般都是工业废水和生活废水混合在一起的混合污水。城市污水中除含有各种有机污染物外，一般都含有丰富反而氮、磷等生物营养物质，经过污水处理厂或氧化塘处理后的污水中，有毒有机物得到降解，毒性下降；另一方面，污水中氮、磷等营养物质仍然比较丰富。充分利用这些净化后的污水，不仅补充了水源，而且可能回收污水中的生物营养物质，既保护环境又促进生物生长。因此，污水资源化有重要的经济、社会和环境意义。[1] 污水资源化有多种途径，包括工业回用、农业灌溉、林地草地灌溉、清洁厕所等。我国许多地方尤其是干旱、半干旱的北方地区，淡水资源不足，；利用污水进行农业灌溉和水产养殖已有多年历史，许多城市郊区污水已成为农业灌溉的重要水源，是增加农业产量的重要措施之一。

1.以土地净化处理为基础的污水资源化生态工程的基本原理

以土地净化处理的污水资源化生态工程是将污水有计划地投配到具有良好渗滤性能的土壤表面，污水在向下渗透过程中，由于生物氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀、氧化和还原等一系列作用而形成净化污水的土地处置系统。[2] 土地处理方法是近几年来受到普遍重视而快速发展起来的一类污水处理技术。它是充分利用农田、草地、森林等所组成的多种类型的土壤系统，不仅可以降解和净化污水中的污染物，而且可以利用这些污染物，生成许多有用的产品。其基本机理是，土壤中的多种微生物可以分解废水中的许多有机物；植物吸收废水中从有机物分解来的无机盐，特别是营养盐，转化生成有用的农产品、饲料和林产品；土壤本身还是天然过滤器，有效地过滤许多污染物，如悬浮固体、可分

解的有机污染物。营养盐和某些致病菌。土壤系统对某些污水中物质的清除率和迁移率为：BOD、总N、悬浮固体和克氏芽孢菌为90%以上，总P，50%~80%。因而，该自然净化系统具有投资少、运转费用少、运行管理较简单的优点。[3]

2.污染物去除机理分析

污水中的污染物经过表土层及下包气带时产生一系列的物理、化学和生物作用，许多微生物和化学物质通过吸附、分解、沉积、离子交换、氧化、还原及其他化学反应(在土壤表层)被去除，这些过程使一些污染物降解为无毒无害的成分，还有一些被植物吸收或合成到微生物里，使污染物浓度降低。

3.污水土地处理生态工程的研究现状

污水土地处理是在人们早已熟知的传统污水灌溉基础上发展起来的污水深度处理新技术。污水土地处理净化原理主要是利用土壤截滤吸附、生物降解和植物吸收。这是一种经济高效的深度处理方法。污水既能在肥田过程中得到净化和再利用，同时又可补充地下水或取出再用[4]。与污水人工处理相比，传统的污水土地处理系统具有建设运行费用低、节省能源、有较好的经济可行性等特点。但该方法同时也存在着很多缺点：要求在污水水源附近有可以利用的土地资源，并且这种处理系统处理能力低，需要的土地面积大。对土地资源较为紧张的大型城市，这是一个不容忽视的限制条件。另外，污水土地处理系统在雨雪等复杂气候条件下无法运行，需要对污水作特殊处理，这就增加了投资，使这种系统的经济可行性大打折扣。上述问题都限制了污水土地处理系统的广泛应用。针对传统污水土地处理方法存在的问题，澳大利亚联邦科学院科学家提出了一种改进的污水土地处理方法。它是根据当地水文气象等条件，建立的一种优化生态工程水肥资源综合利用模式，对我国中小城镇尤为适用，为我国中小城镇的污水资源化开辟了一条新途径。[5]

改进的污水土地处理方法，其主要目的是利用污水进行灌溉，一方面满足作物对水分的需求，并满足或补充作物对养分的需求，同时降低污水中的氮磷含量，使之达到环保部门要求的排放标准。该技术使用高污染物含量的生活污水进行作物灌溉，通过土壤过滤汇集到密集的地下排水系统，然后排放到地面沟渠或其他地表水体，或者二次利用。

4.污水土地处理技术的缺点及解决方法

该技术已经在国内外得到了较为广泛的应用,但其大面积推广仍然面临着渗滤系统易堵塞、磷穿透和温室气体排放等诸多问题。

渗滤系统堵塞的发生及解决方法

堵塞问题是污水土地渗滤处理中最经常发生的问题,也是阻碍土地处理技术推广的最重要原因之一。堵塞不仅影响系统水力负荷,也影响系统寿命,一个良好的土地处理系统可以稳定运行十数年甚至二十多年[6]。据研究报道,土壤堵塞过程可描述为以下三个阶段 : (1)渗滤速率接近开始运行水平,但呈现下

降趋势; (2)渗滤速率缓慢稳定下降; ( 3)填料表面间歇到持续积水。一般来说,堵塞问题主要是由物理、化学和生物三个方面因素造成的,主要包括悬浮物截留、吸附堵塞,化学沉淀堵塞,土壤颗粒遇水膨胀崩解堵塞以及微生物生长造成的堵塞[7]。

针对物理因素引起的堵塞问题,宜选用团粒结构良好、孔隙率较大的土壤作为填充介质,能够较好地防止悬浮物截留、吸附引起的堵塞。同时还应该对进水通过化粪池和沉淀池进行预处理,尽量减少进水中悬浮物和有机污染物的含量。对于化学反应生成难溶物导致的堵塞问题, 应尽量避免使用SO2 -4 、CO2 -3 等易形成难溶物的离子含量高的土壤;含有铅、铬、汞等易于沉淀的有毒重金属离子的污水一般不采用土地处理工艺[8]。针对微生物因素的土壤堵塞主要有三种措施:间歇进水、直接充氧、施放微生物抑制剂或溶菌剂[8]。间歇进水对于渗滤系统表层的供氧相当有效,系统长期进水会造成内部缺氧而处于还原状态,胞外多聚糖类大量积聚堵塞土壤孔隙。间歇进水能使系统在落干期间缓慢复氧,污染物及胞外多聚糖类得到有效降解,渗滤系统的渗滤速率和处理能力都得到恢复。

渗滤系统的磷穿透及预防措施

磷是造成水体富营养化的关键元素,因此必须严格关注土地处理系统的长期除磷效果以及渗滤系统造成地下水磷污染的可能性。土地渗滤系统存在除磷长期效果不佳的问题,即渗滤系统对磷的吸附饱和以及截留能力问题:土地渗滤系统除磷机理表明被去除的磷绝大部分都残留在渗滤系统内部,数年至十数年的长期运行使磷在系统内部大量积累,当土壤对磷的吸附达到饱和之后便会导致出水磷含量超标;另外土壤对磷的截留能力也会达到极限,大量累积的磷也可能通过