污水土地处理技术简介
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废水土地处理技术是在废水灌溉基础上发展起来的, 二者既有密切的联系,又有显著的差别
污水土地处理 (Land Treatment of Wastewater) 1、以控制水污染、净化污水为目标 ; 2、以土地处理构筑物,利用土壤— 植物系统净化废水,达到一定的水 质目标,实质上是生态工程系统; 3、对进水的水量、水质有较严格要 求,需要一定的预处理; 4、 通过试验研究确定设计运行参 数,采用适宜负荷与运行条件; 5、 对系统进行有效管理与维护保 证处理效果; 6、 能终年稳定运行; 7、 有收集系统,对出水进行有控 的排放与利用; 8、 对周围环境设有监测系统 污水灌溉农田 (Wastewater Irrigation) 1、以作物对水肥资源的利用为 目标; 2、以灌水定额、灌溉制度及废 水农田排放标准来控制灌溉水的 水量与水质; 3、无专门的设计运行参数,一 般无完整科学的设计; 4、不能终年运行; 5、出水不加收集,不能进行有 控排放与利用; 6、无专门的环境监测系
磷和氮的去除 在废水中以正磷酸盐形式存在的磷,通过同土壤中 的钙、铝、铁等离子发生沉淀反应,被铁、铝氧化物吸附和农作物 吸收而有效地除去。因此废水土地处理系统的地下水或地下排水系 统的水中含磷浓度一般为 0.01~0.1毫克/升。磷在酸性条件下生成 磷酸铝和磷酸铁沉淀,而在碱性条件下则主要生成磷酸钙或羟基磷 灰石沉淀。除了纯砂土以外,大多数土壤中的磷在0.3~0.6米厚的上 层便几乎被全部除去。 废水中的氮在土地上有四种形式:有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮 和硝酸盐氮。亚硝酸盐氮在氧气存在的条件下易被氧化为硝酸盐氮。 土地上的氮不管呈何种形态,如不挥发,最后都会矿化为硝酸盐氮。 硝酸盐氮可通过作物的根部吸收和反硝化(脱硝)作用去除,在深 入到根区以下的土层中,由于缺氧条件,部分硝态氮(10~80%) 发生脱硝反应;最后总有一部分硝态氮进入地下水中。
灌溉 通过喷洒或自流将污水有控制地排放到土地上以促进植物 的生长。污水被植物摄取,并被蒸发和渗滤。灌溉负荷量每年约 为0.3~1.5米。灌溉方法取决于土壤的类型、作物的种类、气候和 地理条件。通用的方法有 喷灌、漫灌和垄沟灌溉。 喷灌:采用由泵、干渠、支渠、升降器、喷水器等组成的喷 洒系统将污水喷洒在土地上。这种灌溉方法适用于各种地形的 土地,布水均匀,水损耗少,但是费用昂贵,而且对水质要求较 严,必须是经过二级处理的。 漫灌:土地间歇地被一定深度的污水淹没,水深取决于作物 和土壤的类型。漫灌的土地要求平坦或比较平坦,以使地面的水 深保持均匀,地上的作物必须能够经受得住周期性的淹没。 垄沟灌溉:靠重力流来完成。采用这种灌溉方式的土地必须 相当平坦。将土地犁成交替排列的垄和沟。污水流入沟中并渗入 土壤,垄上种植作物。垄和沟的宽度和深度取决于排放的污水 量、土壤的类型和作物的种类。 上述三种灌溉方式都是间歇性的,可使土壤中充满空气,以 便对污水中的污染物进行需氧生物降解。
污水土地处理系统
1:在人工调控和系统自我调控的条件下, 利用土壤——微生物——植物组成的生态系统对 废水中的污染物进行一系列物理的、化学的和生物的净化过程, 使废水水质得到净化和改善; 并通过系统内营养物质和水分的循环利用,使绿色植物生长繁殖, 从而实现废水的资源化、无害化和稳定化的生态系统工程, 称为污水(废水)土地处理工程。 2:利用土地以及其中的微生物和植物根系对污染物的净化能力 来处理污水或废水,同时利用其中的水分和肥分促进农作物、 牧草或树木生长的工程设施。
二、历史和现状:
l 历史悠久; l 功用:土地处理系统是常年性的污水处理工程。随着 工业化和城市化的迅速发展,废水中污染物的种类日渐增多, 即使经过污水二级处理,仍有一些污染物如氮、磷等营养物质 和难以生物降解的物质未被去除,需要进行高级处理(如污水 三级处理)。而正规的污水高级处理费用很高,难以普遍实施, 因此土地处理系统便作为污水高级处理的代用方法被推广开来, 特别适于处理中小城市的污水。 l 发展迅速:1987年美国有4000多座土地处理系统; 原苏联3.6%的城市废水处理系统是土地处理系统; 澳大利亚5%的城市废水处理系统是土地处理系统; 等。
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BOD的去除 废水中的BOD(生化需氧量)大部分是在10~15厘 米厚的表层土中去除的。BOD、COD(化学需氧量)和 TOC(总有机 碳)的物理(过滤)去除率为30~40%。废水中的大多数有机物都能被 土壤中的需氧微生物氧化降解,但所需的时间相差很大,从几分钟(如 葡萄糖)到数百年(如称为腐殖土的络合聚结体)。废水中的单糖、淀 粉、半纤维、纤维、蛋白质等有机物在土壤中分解较快,而木质素、蜡、 单宁、角质和脂肪等有机物则分解缓慢。如果水力负荷或 BOD负荷超 过了土壤的处理能力,这些难分解的有机化合物便会积累下来,使土壤 孔隙堵塞,发生厌氧过程。如发生这种情况,应减少灌溉负荷,使土壤 表层恢复富氧的状况,逐渐将积累的污泥和多糖氧化降解掉。在厌氧过 程中形成的硫化亚铁沉淀,也会被氧化成溶解性的硫酸铁,从而使堵塞 得到消除。
组成 :由废水的预处理设施、贮水湖、灌溉系统、地下排水系统等部分组成。 在这个系统中,大都使用生物氧化塘或曝气湖进行二级处理,废水在曝气湖 一般停留3天,然后进入沉淀塘和贮水湖,后者在非灌溉期贮存污水,容积按 非灌溉期的总污水量确定。
处理方式
地表漫流 :用喷洒或其他方式将废水有控制地排放到土地上。 土地的水力负荷每年为1.5~7.5米。适于地表漫流的土壤为 透水性差的粘土和粘质土壤。地表漫流处理场的土地应平坦并有 均匀而适宜的坡度(2~6%),使污水能顺坡度成片地流动。 地面上通常播种青草以供微生物栖息和防止土壤被冲刷流失。 污水顺坡流下,一部分渗入土壤中,有少量蒸发掉,其余流入 汇集沟。污水在流动过程中,悬浮固体被滤掉,有机物被草上和 土壤表层中的微生物氧化降解。这种方法主要用于处理高浓度的 有机废水,如罐头厂的废水和城市污水。
病原微生物的去除 废水中的病原微生物进入土壤,便 面临竞争环境,例如遇到由其他微生物产生的抗生物质 和较大微生物的捕食等。在表层土壤中竞争尤其剧烈, 这里氧气充足,需氧微生物活跃,在其氧化降解过程中 要捕食病原菌、病毒。一般地说,病原菌和病毒在肥沃 土壤中以及在干燥和富氧的条件下,比在贫瘠土壤中以 及在潮湿和缺氧的条件下,生存期短,残留率小。废水 经过一米至几米厚的土壤过滤,其中的细菌和病毒几乎 可以全部去除掉,仅在地表上层1厘米的土壤中微生物的去 除率就高达92~97%。
处理效率
土地处理系统处理效率取决于废水负荷、土 壤、作物、气候,以及运行状况等许多因素。 根据土地处理系统的实际运行经验,设计运 行良好的处理方式。
感谢
感谢CCTV,MTV,SUNSHINE-TV 感谢爹地,妈咪 感谢我亲爱的同学及尊敬的老师 感谢大家给我上台演讲的机会, 尤其感谢老毕的技术支持, 谢谢
有机毒物的去除 二级处理出水中含的微量有机毒物,如卤 代烃类、多氯联苯、酚化物以及有机氯、有机磷和有机汞农药 等。它们的浓度一般远低于 1毫克/升,在土壤中通过土壤胶 体吸附,植物摄取,微生物降解,化学破坏挥发等途径而被有效 地去除。
微量金属的去除 一般认为粘土矿、铁、铝和锰的水合氧化 物这四种土壤组分以及有机物和生物是控制土壤溶液中微量金 属的重要因素。它们去除微量金属的方式有:①层状硅酸盐以 表面吸附或以形成表面络合离子穿入晶格和离子交换等方式吸 附;②不溶性铁、铝和锰的水合氧化物对金属离子的吸附;③ 有机物如腐植酸对镉、汞等重金属的吸附;④形成金属氧化物 或氢氧化物沉淀;⑤植物的摄取和固定。微量重金属的去除以 吸附作用为主;常量重金属的去除往往以沉淀作用为主。 在废水所含的金属中,镉、锌、镍和铜在作物中的浓缩系 数最高,因而对作物以及通过食物链对动物和人的危害也最大。
渗滤 这种方法类似间歇性的砂滤,水力负荷每 年约为3.3~150米。废水大部分进入地下水,小 部分被蒸发掉。渗水池一般是间歇地接受废水, 以保持高渗透率。适于渗滤的土壤通常为粗砂、 壤土砂或砂壤土。渗滤法是补充地下水的处理方 法,并不利用废水中的肥料,这是与灌溉法不同
的。
净化效能
废水中的污染物在土地处理系统中是通过许多 种过程去除的,包括土壤的过滤截留,物理和 化学的吸附,化学分解和沉淀,植物和微生物 的摄取,微生物氧化降解以及蒸发等。