土地處理系統(tǒng)

1、土地處理系統(tǒng) CONTENTS01概念目錄02作用機(jī)理03基本類型04案例分析05結(jié)論06展望概念 土地處理系統(tǒng)就是利用土壤微生物植物系統(tǒng)的陸地生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)控機(jī)制和對污染物的綜合凈化功能處理城市污水及一些工業(yè)廢水，使水質(zhì)得到不同程度改善，同時通過營養(yǎng)物質(zhì)和水分的生物地球化學(xué)循環(huán)，促進(jìn)綠色植物生長并使其增產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)廢水資源化與無害化的常年性生態(tài)系統(tǒng)工程。 土地處理系統(tǒng)的簡單工藝流程 其中，預(yù)處理和水量調(diào)節(jié)與儲存是保證土地處理系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必不可少的環(huán)節(jié)，可以保證污水可控制的投配到土地處理系統(tǒng)中。作用機(jī)理物理作用：主要有土壤的過濾 、截留和物理吸附作用 。土壤固相部分實(shí)際為一復(fù)雜的疏松多孔體，而

2、且較理想的土壤孔隙度高達(dá)50%左右，當(dāng)污水通過土壤時，土壤猶如一個過濾器，可以阻滯截留、保持污水中大于其孔隙孔徑的懸浮物質(zhì)，使污水得以凈化。懸浮固體物的去除主要是土壤的過濾及截留作用 ，部分 BOD 也能由物理作用去除 ?；瘜W(xué)作用：主要包括化學(xué)吸收作用，膠體吸收作用以及代換性吸收作用3類。a、化學(xué)吸收作用 污水中的可溶性物質(zhì)與土壤膠體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),可使易溶性的物質(zhì)變?yōu)殡y溶性的,從而被固定在土體中與污水分離,達(dá)到凈化目的。如對磷的固定，F(xiàn)e(OH)3 + H3PO4 FePO4+3H2O 3Ca(OH)2+2H3PO4Ca3(PO4)2+6H2O 在酸性土壤中存在著大量的鐵鋁化合物 ,在中性和堿

3、性土壤中則存在著大量的鈣鎂化合物 。這些化合物可以和磷酸鹽產(chǎn)生溶解度非常小的化合物，因此磷酸根離子在土地處理系統(tǒng)中極易產(chǎn)生化學(xué)沉淀而被固定。因此，在我國南方如廣東，江西等地區(qū)，土壤以紅壤為主，含有大量的鐵元素，在開展土地處理系統(tǒng)對污染水體進(jìn)行修復(fù)時對磷的去除效果很好。b、土壤膠體的吸收作用 土壤膠體微粒作為分散相分散于微粒間的土壤膠體溶液中，成為土壤膠體系統(tǒng)。土壤膠體具有多種特性，對整個土壤的性質(zhì)影響極大。由于土壤膠體的粒徑非常細(xì)小，具有很大的表面能并帶有電荷，因此能夠?qū)ξ鬯械碾x子產(chǎn)生吸收、絡(luò)合和沉淀作用。其凈化能力與土壤膠體的種類、數(shù)量和性質(zhì)有關(guān)。土壤中所含膠體物質(zhì)越多,其凈化能力越強(qiáng)；含

4、有機(jī)膠體越多,其凈化能力越強(qiáng)。c、代換性吸收作用 土壤膠體吸收離子態(tài)的物質(zhì)并與溶液中的離子進(jìn)行交換,這種作用就是土壤膠體的代換性吸收作用，其中主要以陽離子的交換作用為主。當(dāng)污水流經(jīng)土壤時,污水中的離子就可被代換吸附在土壤膠體上,起到凈化作用。凈化能力與土壤中土壤膠體的種類、數(shù)量、污水中所含離子的濃度、原子序數(shù)、離子價等有關(guān)。如對NH4+的吸附，(膠粒)Ca2+2NH4Cl(膠粒)2NH4+CaCl2生物作用：土壤中含有大量的微生物 ，包括各種好氧菌 、兼氧菌 、厭氧菌 ，土地處理系統(tǒng)中的植物根系和微生物能選擇吸收污水中的有效態(tài)養(yǎng)分,使之與污水分離。主要是通過其吸收、轉(zhuǎn)化、降解和生物的合成作用來

5、實(shí)現(xiàn)的,并最終把這些養(yǎng)分集中在土壤表層。土壤生物首先是微生物分解廢水中的有機(jī)物,使之礦化為無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì),供給植物生長、發(fā)育的需要,這是土壤形成的基礎(chǔ),也是土壤能夠凈化污水的主要原因。例如，土地處理系統(tǒng)中微生物對單糖的分解在通氣良好的情況下， C6H12O6 + 5O22HCOO.COOH + 2CO2 + 4H2O +Q 4COOH + O24CO2 + 2H2O在通氣情況較差的條件下， C6H12O6CH3CH2CH2COOH + 2CO2+2H2 + Q 4H2+CO2CH4 + 2H2O在兩種情況下有機(jī)物都可以被礦化為小分子無機(jī)物。基本類型 根據(jù)處理目標(biāo)、處理對象的不同,將污水土地處理系

6、統(tǒng)分為慢速滲濾系統(tǒng)(Slow Rate Land Treatment System，簡稱SR)；快速滲濾系統(tǒng)(Rapid Infiltration Land Treatment System，簡稱RI)；地表漫流(Over land Flow Treatment System，簡稱OF)；濕地處理系流(Wetland Treatment System，簡稱WL)；地下滲濾系統(tǒng)(suburface Infiltration Land Treatment System，簡稱SI或UG)等五種主要工藝類型。慢速滲濾系統(tǒng)（SR） SR系統(tǒng)主要適用于土壤滲水性較好的土壤，如壤土和亞砂土，且蒸發(fā)量較小的地

7、區(qū)。污水經(jīng)布水后垂直向下緩慢滲濾，土壤一微生物一植物系統(tǒng)對污水進(jìn)行凈化。部分水經(jīng)蒸發(fā)或蒸騰散逸走，大部分滲入地下，且系統(tǒng)中的植物為農(nóng)作物，可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)價值。SR系統(tǒng)的污水凈化效率高，出水水質(zhì)好，是土地處理技術(shù)中經(jīng)濟(jì)效益最大、對水和營養(yǎng)成分利用率最高的一種類型。 慢速滲濾土地處理系統(tǒng)快速滲濾系統(tǒng)（ RI） 快速滲濾土地處理系統(tǒng)是一種高效、低耗、經(jīng)濟(jì)的污水處理與再 生方法， RI系統(tǒng)適用于透水性能特別良好的土壤如砂土。共作用機(jī)理類似間歇“生物砂濾器”。污水投配到滲濾系統(tǒng)后大部分快速下滲，并最終進(jìn)入地下水層。灌水與休灌反復(fù)循環(huán)進(jìn)行，使表面土壤處于厭氧-好氧交替運(yùn)行狀態(tài)，依靠土壤微生物將土壤截留

8、的溶解性和懸浮有機(jī)物進(jìn)行分解，使污水水質(zhì)得以凈化。 快速滲濾土地處理系統(tǒng)地表漫流處理系統(tǒng)（OF） OF系統(tǒng)是將廢水有控制地投配到有植物覆蓋，坡度和緩，土壤滲透性較差的粘土和亞粘土的坡面上，地面最佳坡度為2%8%，廢水在地表以薄層沿坡面緩慢流動過程中得到凈化。投配到系統(tǒng)中的廢水大部分以地表經(jīng)流收集，少部分經(jīng)土層滲濾和蒸發(fā)蒸騰而損失。地面上種植牧草或其它作物供微生物棲息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水體。 地表漫流土地處理系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)（WL） 濕地處理系統(tǒng)，是一種利用低洼濕地和沼澤地處理廢水的方法，即將廢水有控制地投配到天然濕地、沼澤地或人工構(gòu)造濕地，土壤經(jīng)常處于飽和狀態(tài)，生長有像蘆葦

9、、香蒲等植物，廢水沿一定方向流動過程中在耐水植物和土壤聯(lián)合作用下得到凈化。濕地處理可直接對污水進(jìn)行處理或用于對污水進(jìn)行深度處理。 污水濕地處理系統(tǒng)機(jī)理地下滲濾處理系統(tǒng)（UG） 地下滲濾處理系統(tǒng)是將污水投配到距地面約0.5m深、有良好滲透性的底層中，由于毛管浸潤和土壤滲透作用，是污水向四周擴(kuò)散，通過過濾、沉淀、吸附和生物降解作用等過程是污水得到凈化。地下滲濾系統(tǒng)適用于無法接入城市排水管網(wǎng)的小水量污水處理。 地下滲濾污水處理系統(tǒng)污水土地處理系統(tǒng)的工藝類型比較案例分析案例一 云南省楚雄市污水慢速滲濾土地處理系統(tǒng) ( 即 SR 系統(tǒng))始建于1994年, 1997年投入試運(yùn)行。在三年多的調(diào)試運(yùn)行過程中，

10、楚雄市污水處理廠對整個處理系統(tǒng)進(jìn)行了全面監(jiān)測，以期對系統(tǒng)的污水處理效果進(jìn)行分析，不斷改善土地處理系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制，使SR土地處理系統(tǒng)的各項功能得到充分發(fā)揮。1、對有機(jī)物的去除效果 楚雄污水土地處理系統(tǒng)對 BOD5 、 COD 的去除效果2、對固體懸浮物的去除效果 SR系統(tǒng)對固體懸浮物（SS）的去除效果3、對氮的去除效果 SR系統(tǒng)去除氮的效果4、對磷的去除效果 SR系統(tǒng)除磷效果案例二 四川省成都市龍泉驛區(qū)某鎮(zhèn)污水處理工程采用人工快滲污水處理技術(shù)，即用滲透性能良好的CRI（人工快速滲濾）介質(zhì)代替原土壤介質(zhì)而進(jìn)行改進(jìn)后的快速滲濾系統(tǒng)。該鎮(zhèn)地處山區(qū)，具有一定的地勢落差，通過對污水處理設(shè)施各單元的合理布局

11、，使污水在廠區(qū)依靠重力流動，結(jié)合土地處理法沒有曝氣能耗的特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了整個污水處理過程的微動力甚至無動力運(yùn)行。1. 污水處理工藝流程2. 該鎮(zhèn)污水處理工程原貌3.污水處理后的效果 進(jìn)出水水質(zhì)情況表結(jié)論優(yōu)勢：土地處理系統(tǒng)已成為我國污水處理的重要組成部分，對于我國面臨的水資源危機(jī)問題有一定緩解。它與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)相比，具有投資少、建設(shè)運(yùn)營成本低、出水水質(zhì)好等無可比擬的優(yōu)勢，適用于零散居民區(qū)、風(fēng)景旅游區(qū)等需要就地處理污水的地區(qū)，具有廣闊的應(yīng)用前景。不足：選址不當(dāng)會造成工程性土壤、農(nóng)作物甚至地下水的嚴(yán)重污染，而且土地處理系統(tǒng)水力負(fù)荷很小，限制了它的大規(guī)模推廣。展望 土地處理系統(tǒng)由于其投資少、建設(shè)

12、運(yùn)營成本低、出水水質(zhì)好等優(yōu)勢受到世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。今后，土地處理系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合自身優(yōu)勢與其它技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，提高處理效率，減少土地的使用量。而且，在有條件的地區(qū)和城市應(yīng)充分考慮該地區(qū)及城市發(fā)展的長遠(yuǎn)利益 ，以經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益“雙贏”為目標(biāo) ，建立和完善城市污水資源化生態(tài)工程配套設(shè)施 ,提高污水回用再生率。如與生態(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)景觀相聯(lián)系等。參考文獻(xiàn) 1 黃瑋， 汪翙 . 淺議城市污水資源化生態(tài)工程中的土地處理系統(tǒng) J . 水電站設(shè)計 ，2004，20( 1) ：81-83. 2 羅仙平，謝明輝，楊坤 . 采用土地處理系統(tǒng)處理城市生活污水的實(shí)驗(yàn)室模擬研究 J .江蘇環(huán)境科技 ，2006，19( 2): 14 -16. 3 彭燕梅，王雪波 . 楚雄市污水土地處理系統(tǒng)的處理效果分析 J . 楚雄師范學(xué)院 學(xué)報 ，2002，17(3):77-80 . 4 楊文濤，劉春平，文紅艷 . 淺談污水土地處理系統(tǒng) J . 土壤通報 ，2007， 38(2):394-398 . 5 丁兆運(yùn) . 土地處理系統(tǒng)治理城市污水的機(jī)理 J .棗莊師專學(xué)報，2001， 18(5):101-103. 6 郭篤發(fā)，姜愛霞 . 污水土地處理系統(tǒng)的應(yīng)用分析 J . 環(huán)境科學(xué)與進(jìn)展，1995，3(6):64-