毛管渗滤土地处理技术

1、土壤毛管渗滤系统在浙江湖州某区新农村示范工程中的应用（图）文章来源：蓝白蓝网2010-03-05 11:061、污水水量水质分析污水主要来源为中心村域内的生活污水和丝绸工业园区内的工业废水两大 部分，总排放量约为546 t/d （表1）。表1污水水量衡算项目计算单位计算依据污水讨（t d1）生活污水3 000 人ILOLHd，人）330学校等人神聚集区1河人40 L d ,人）6。大型丝织企业7家6 t/d42中型丝织企业1S家4 t/d60小型丝织企业口家1 T/d24其他生产型企业3家10 t/d30污水排放总植合计546考虑到项目所在地的实际情况，地下管路具体分布情况不明，雨污分流改造

2、难度较大，并且投资大，道路和其他设施开挖破坏的不可预计投资也很难估算。 故对污水处理系统适当加大处理能力，这样既可在近期内接纳小流量的雨水，远 期还可适应村镇快速发展的需要，因此系统污水处理能力设计为1000 t/d。处理系统的设计，全关重要的是对污水的水质分析，因此，对进水取样后 严格分析了 CODcr与BOD5。数据见表2。表2污水水质的分析数据水样来源 COD，BCD；/ ung f1) SS/tog-L-1)生活污水1420223165生活污水2405241173工业溶水63033395混合污水525287125迎宾河水1267155说明：因排口低于河水水面，所以工业污水样品取自于排口

3、附近的河水； 混合污水是由生活污水1、生活污水2和工业污水按1 ： 1 ： 2比例，在实验室 均匀混合而得。当污水混合雨水后，污水得到稀释，较上述“混合污水”水质指 标会有所降低，水质指标理论上可降低50%。2、污水处理设计2. 1工艺流程分析国内外农村污水处理技术，结合建设地的现实情况，以先进的SCW ISS 为主，结合能耗很低的微动力生化预处理和人工生态塘处理技术(Constructed Wetlands Sewage Treatment Systems)。整套污水处理模式在达到污水处理目的的 同时，着重加强对景观水体的生态修复和再生水资源的重复利用，同时最大限度 地降低系统建成后的能耗和

4、运行管理费用。SCW ISS是人工土地污水处理系统中的一种，目前在国外应用日益引起环 境保护工作者的重视。SCW ISS是指利用土壤及其毛管的渗滤作用处理污水的 系统，并通过土壤中所含的各类微生物和植物等构成的生态系统，来降解水中有 机物等污染物。该系统在国外已经大量应用，国内的研究和应用正处于初始发展 阶段，具有投资省、运行费用低、处理效果好等突出的优势。微动力生化预处理工艺具有低水平的系统能耗、稳定的A /O工艺等特点。人工生态塘污水处理系统是指利用天然水域，采用先进的人工悬浮生物填 料，结合景观用途的表面曝气系统来构建人工生态系统，达到水质净化的效果。具体如图1所示。图1污水处理与资源化

5、利用系统工艺流程2污水管网与排放口位置设计区域内有较为完善的污水管网，而且管网走向基本清楚。管网属于雨污 合流形式，排放口分别位于迎宾河和村内小河。据调查，共有七个排放口 （不包 括拟新建的新村生活小区），具体分布如图2所示。图2污水管网及排放点示意2. 3污水处理系统设计污水经过微动力生化处理工艺预处理后，进入采用 土壤毛管渗滤技术的人工土地污水处理系统，渗滤场拟建设于污水处理站南部的 污水处理站区入口，占地面积约为1500 m2。土壤毛管渗滤场由总长约960 m的人工土壤渗滤沟组成。渗滤沟是系统的关 键设施，设计采用英国PPL Globe渗滤沟技术，渗滤沟的简单结构示意于图3。图3人工渗滤

6、沟结构示意如图3所示：渗滤沟主要由五部份组成。“底层”：又称布水层或垫层，由 直径为2040 mm的砾石和粒径为0. 251. 00 mm的粗砂组成，起承托渗滤层 和使污水均匀分布的作用，内设埋深0. 6 m的布水管。“渗滤层”：是污水净 化的主要作用层，根据PPL Globe技术设计要求，采用当地土壤搀和一定比例的 特殊材料配制而成，此特殊土壤层厚度为40 cm左右。“表层”：由较肥沃的耕 作土壤组成，是草坪植物的生长层，其上种植绿色期长的草坪植物“马尼拉”、 “翦股颖”和“早熟禾”，实现污水绿地利用。“防渗层”：位于沟床最底层， 采用特定材料防渗，其作用是防止污水直接下渗，使砾石层经常处于

7、水饱和状态， 促使水分的毛细上升。“隔离层”：设置在特殊土壤层下，由可透水的无纺布构 成，以防止上层土壤下落填入砾石层，破坏均匀布水。人工土壤渗滤沟基本构造为上宽1 m、下宽0. 6 m、高0. 65 m的梯形人工构 造沟。渗滤沟内设置按照PPL Globe技术设计的布水管路，管径根据水力负荷设 计。英国PPL Globe技术强调布水的均匀，所以每条渗滤沟的长度以20 m为适 中。因此，本设计将整个渗滤场分成4单元，每个单元由平行设12条20 m长的 渗滤沟组成，渗滤沟沟间距为1. 5 m。渗滤场总占地面积约为1600 m2。污水经人工土地处理系统，不但使污水中污染物(有机物)得到削减，同时实

8、 现了污水的减量化和资源化。污水通过地表植物的吸收和蒸发，不但实现了减量 化，还给地表植物提供了生长所需的营养(有机物、N、P等)和水份，实现了污 水处理的资源化利用。污水经过生化预处理、人工土地处理和人工生态塘处理后，水质可达到绿化 用水和景观回用水水质标准。3、主要构筑物设计3. 1调节池功能说明：均衡污水水质、水量。设计参数：总容积518 m3,设计停留时 间8h，有效容积350 m3 ；建筑结构：地下式，块石砌筑；设备设置：污水提升 泵2台(1用1备)，配套格栅2台。2微动力生化处理池功能说明：生化分解有机物。设计参数：厌氧池 停留时间16 h，有效池容为666 m3,总池容768 m

9、3，设计尺寸 16 m (L)X4 m(B)X4 m (H)X3 格；缺氧池 停留时间8 h，有效池容336 m3,总池容512 m3,设计尺寸16 m(L)X4 m (B)X4 m(H)X2 格;(3)好氧池 停留时间4 h,有效池容168 m3,总池容256 m3,设计尺寸16 m (L)X4 m (B)X4 m(H) X 1 格；微动力生化处理池总容积1536 m3。建筑结构：地下式，钢砼。设备设置：组合填料1160 m3,成套填料支架12套，水下曝气机3台。3. 3沉淀池功能说明：固液分离，污泥沉降。设计参数：总容积230. 4 m3，停留时间5 h,有效容积320 m3，设计尺寸16

10、 m (L)X2. 5 m (B)X4 m (H)X2 格。建筑结构：地下式，钢砼。设备配置：污泥泵3台。3. 4控制和管理用房功能说明：控制和管理用房。设计参数：建筑面积81 m2。建筑结构：地上砖混。3. 5人工土地处理场功能说明：土壤净化作用处理污水。设计参数：总面积1500 m2。建筑结构：人工防渗构造沟。设备配置：PPL Globe特殊土壤层和布水系统。3. 6人工生态塘功能说明：人工生态系统净化作用处理污水。设计参数：总水域面积650 m2。设备配置：景观喷泉式表面曝气设备5套，悬浮人工生物填料780 m3。3. 7主要设备污水提升泵。功能说明：提升污水到生化预处理站；设计参数：流

11、量42 m3/h,扬程 10 m,功率 4 kW。格栅。功能说明：拦截较大的固体悬浮物；设计参数：栅间距5mm和 10mm。水下曝气机。功能说明：为好氧处理池提供溶解氧；设计参数：潜水深 度4 m,进气量40 m3 /h，功率2. 2 kW。污泥泵。功能说明：抽取沉淀池污泥；设计参数流量8 m3 /h,扬程10 m,功率 0. 75 kW。自动化控制系统。功能说明：设备运行自动化控制；设计参数：总成配 套供应。人工悬浮生物填料。功能说明:污水处理微生物载体;设计参数:特别定制。喷泉景观式表面曝气设备。功能说明:设备运行自动化控制；设计参数： 总成配套供应。4、运行效果该系统经过1个多月的系统调

12、试运行，由SCW ISS处理后的水质指标，根 据环保部门连续两天的不间断监测采样分析，各生产工段设备均处于正常运行状 态，生产负荷达到要求，污水处理后的水质见表3。从结果数据看，各项出水水 质指标均达到国家回用标准，证明该系统适合在农村推广。表3进水和出水水质指标取水占* hTtOTD/(ing L1)BOD/ fnag *L*!)ss/丘理-L 1)色度 佶PH进水2479276100S 2出水256$106 4注：进水与出水水质均是连续监测两天数据的平均值毛管渗滤土地处理技术2008-11-20 |作者：|来源：863建筑工程资讯网|【大中小】【打印】【关闭】1.毛管渗滤土地处理技术及其工

13、艺设计1.1毛管渗滤土地处理技术1.1.1基本原理毛管渗滤土地处理技术是基于生态原理基础上，揉进现代的厌氧、好氧的污水处理技术，而形成的 一种生态工程水处理技术。其基本原理是：利用专用塑料薄膜在地下围成一个生物滤池，利用配水系统 将生活污水引进草坪下，均匀地向厌氧滤层渗滤，再通过表面张力作用上升，越过厌氧滤层出口堰之后， 通过虹吸现象连续地向下层好氧滤层渗透并流出生物滤池。在上述过程中，水与污染物分离，水被渗滤 并通过集水系统收集被作为中水回用，污染物通过物化吸附被截留在土壤中，碳和氮由于厌氧及好氧过 程，一部分被分解成为无机碳、氮留在土壤中，一部分变成氮气和二氧化碳逸散在空气中，磷则被土壤物

14、理化学吸附，截留在土壤中，为草坪或者其他植物所利用。1.1.2基本构造由专用塑料薄膜在地下的冻土层以下向上方围成一个“生物滤池”，薄膜上方敷设由干管、支管、 生态碎石、专用尼龙网组成的集水系统。其上方是由好氧生物菌种、通气性材料、改良土壤组成的好氧 滤层。滤层上方为由专用塑料薄膜围成的，由生态砂、厌氧生物菌种组成的厌氧滤层。厌氧滤层之上为 由干管、支管、生态碎石、专用尼龙网组成的配水系统。其上方是通气性土壤，土壤表面可种植草坪、 蔬菜、花卉、树丛等植物，也可做停车场用。1.1.3污水净化的主要过程毛细管、虹吸及物理化学吸附过程：通过土壤的毛细管现象及表面张力原理，将水与污染物中的 胶体部分、溶

15、解部分分离开来。土壤颗粒间的空隙能截留、滤除污水中的悬浮物及胶体物质，起渗滤作 用；土壤中的粘土、砂粒等颗粒通过范德华力吸附溶解性污染物于土壤中。微生物代谢和有机物的分解过程：土壤中含有的好氧性、厌氧性微生物能对污水中的悬浮固体、 胶体性、溶解性污染物进行生物降解，并利用污水中有机物为营养物质，进行新陈代谢。植物的净化过程：种植在土壤中的草坪、花卉或树丛等植物能够吸收污水中的氮和磷；保持及增 加吸水率和土壤的透气性；减少水力冲刷；作为微生物栖息的介质之一。1.1.4工艺特点5-10不需复杂的构筑物，易于建设、便于维护、不堵塞、建设投资省、运行费用低；建筑物或小区室内外可污、废水合流排放，无须分

16、流排放，有利于管线综合，节省管线投资；无污泥排出，不产生二次污染；在去除生物需氧量的同时能去除氮、磷；整个处理系统都设于地下，不与人直接接触，无损地面景观，而且能够种植绿色植物，美化环境， 卫生安全；不受外界气温变化影响，或影响较小，如运行得当，处理水水质良好、稳定、可回用于浇灌绿地、 冲厕等；系统运行稳定、可靠，抗冲击负荷能力强；将污水处理同绿化和污1.1.5适用条件 没有市政污水管网的场合；需要对生活污水进行处理且需要中水回用的生态型居住小区、别墅等； 季节性、间断性使用的风景区饭店、大型体育设施、会场、高尔夫球场和公园等地；水源性水库区；河流的一、二级保护区。1.2毛管渗滤处理工艺设计1

17、.2.1工艺流程1.2.2工艺流程说明 化粪池或隔油池排出口的污水经格栅预处理后，用污水泵提升或自流进入毛管渗滤装置。毛管渗滤装置由配水系统、厌氧滤层、好氧滤层、集水系统组成，污水经截留、吸附过滤及生物 降解处理后，已基本达到中水用水的最高标准一一景观用水标准。中水经集水系统收集自流入集水井，再经消毒处理后，用泵提升或自流至各中水回用点使用。1.2.3基本设计参数表面负荷设计参数一般应根据施工地点的土质情况及生活污水水质现状确定。基本设计参数：每天处理1m3生活污水 需要8m2面积的土地，水力停留时间为5.6d. 高程设计参数在非冰冻地区，毛管渗滤装置配水管最小埋设深度为地表下200mm；在冰

18、冻地区，毛管渗滤装置配 水管最小埋设深度为当地冰冻深度以下。1.2.4进出水水质进水水质指标预测进水水质指标：BOD5W250mg/L,CODcrW500mg/L,SSW180mg/L.出水中水水质指标符合国家标准城市污水再生利用城市杂用水水质(GB/T18920-2002)和城市污水再生利用景 观环境用水水质(GB/T18921-2002)的要求。2毛管渗滤土地处理技术对住区水环境的保护2.1住区水环境保护的主要内容与要求4健康住宅建设技术要点在“居住环境的保护”方面对水环境的要求主要包括排水系统和中水系 统中的污废水的收集、处理及其达标排放或回用，具体内容与要求为：住区排水系统应实行雨污分

19、流，设有完善的污水收集、污水处理和污水排放等设施。住区污水排放水质应满足国家标准污水综合排放标准(GB8978-1996)或参照地面水环境 质量标准(GHZB1-1999)的有关规定。污水处理站产生的污泥，应具有配套的处理措施和综合利用能力。 建筑面积在50000m2以上的住宅小区应设置中水系统，中水可回用于冲厕、绿化浇灌、洗车和景 观用水等。中水水质控制指标应符合建筑中水设计规范的规定。中水系统应独立设置，严禁中水接入生活饮用水系统供水管道内。中水系统的建设应与住区的污水系统、雨水回用系统和景观水系统建设统一考虑，综合布置，统 一利用。2.2毛管渗滤土地处理技术对住区水环境的保护毛管渗滤土地

20、处理技术应用于住区生活污水的处理，能较好地满足健康住区对水环境保护的内容与 要求。生活污水就地处理，出水能够达到现行国家标准污水综合排放标准(GB8978-1996)或地 面水环境质量标准(GHZB1-1999)的有关规定，可直接排放。处理出水经消毒，即可作为中水进行回用。 不产生污泥，无需配套相关污泥处置措施。整个系统独立设在地下，卫生安全性好，与生活饮用水完全分开。 其上为绿地，能渗透、畜积雨水，且其出水经消毒即能满足景观环境用水水质要求，因而可与雨 水（间接）利用和景观环境水体进行有机融合。2.3毛管渗滤土地处理技术用于住区水环境的保护的优越性生态环保，符合健康住区对水环境保护的要求毛管

21、渗滤土地处理系统是一种利用了大自然的天然净化能力、处理分散排放污水的实用技术，它充 分利用了土壤一植物一微生物系统的净化能力，既可去除有机污染物，又可去除造成水体富营养化的氮、 磷等污染物，无污泥产生。同时由于该系统主要构筑物处于地表下，故还具有不产生臭味和不影响地表 景观的特点。符合健康住区对水环境保护的要求。卫生安全，对公众健康和环境无不良影响人们对水处理回用的卫生安全性一直非常关心。生活污水中含有许多影响公众健康和环境的污染物 质，这些成分会造成环境的生物性污染，去除污废水中主要污染物是减轻其对公众健康和环境影响的主 要措施。因此，毛管渗滤土地处理技术用于住区水处理排放或回用，在处理污水

22、和绿化美化环境的同时， 还要考虑其对公共健康的影响问题，即有关卫生学指标的问题。为此，北京环境保护科学研究院在试验 中5选取总大肠杆菌和粪大肠杆菌作为评价系统生物学污染净化指标，对毛管渗滤土地处理系统的进 水、出水和表层土壤（10cm）进行了取样分析。经济适用、高效灵活，综合效果好毛管渗滤系统具有建设费低、运行费低、操作简单和净化效率高，可分散、分期建设等优点，特别 适用于没有完善的城市污水管网系统居住小区的水处理排放和回用，将此项技术与住区绿地建设结合起 来，在有效处理污水的同时还可取得美化与改善环境和节约3、毛管渗滤土地处理技术应用实例及评析毛管渗滤处理技术比较适合用于生活污水的处理与回用，能够较好地满足健康住区对水环境保护的 要求，优越性明显，发展态势良好。目前，我国的北京、上海、辽宁、贵州、浙江、福建等地均已有成 功应用的实例5-9.表2是毛管渗滤土地处理系统部分实例的基本情况及简要评析。水源为水上运动中心的生活污水，处理水量30m3/d，回用于景观补水。贵州省环保局、上海交通 大学环境工程系2001年4