废水生化处理第五讲

土壤的组成
土壤是由矿物质、有机质、水分和空气四种 土壤是由矿物质、有机质、水分和空气四种 矿物质 物质组成的。 物质组成的。 土壤有机质多集中在表层， 土壤有机质多集中在表层，它是土壤的重要 成分，直接影响土壤肥力的形成和发展。 成分，直接影响土壤肥力的形成和发展。通常把 有机质的含量作为土壤肥力高低的一个重要标志。 有机质的含量作为土壤肥力高低的一个重要标志。 土壤中的水分空气有很大的流动性，它们的 土壤中的水分空气有很大的流动性， 运动和比例的变化对土壤肥力也起很大的作用。 运动和比例的变化对土壤肥力也起很大的作用。
杭州西溪国家湿地公园
扎龙湿地鹤舞翩翩
5.地下渗滤处理系统 5.地下渗滤处理系统
将污水投配到距地面0.5m深 将污水投配到距地面0.5m深，有良好渗透性的 地层中，藉毛管浸润和土壤渗透作用， 地层中，藉毛管浸润和土壤渗透作用，使污水向四 周扩散，通过过滤、沉淀、吸附和生物降解作用等 周扩散，通过过滤、沉淀、 过程是污水得到净化。 过程是污水得到净化。 适用于无法接人城市排水管网的小水量污水处 理，如分散的居民点住宅、度假村、疗养院等。污 如分散的居民点住宅、度假村、疗养院等。 水进入处理系统前需经化粪池或酸化(水解) 水进入处理系统前需经化粪池或酸化(水解)池预处 理。
（2）选择适当的植物类型，一般以树木、经济作物 选择适当的植物类型，一般以树木、 为主， 如选用农作物， 为主 ， 如选用农作物 ， 应注意在水质允许的情况 下 ， 还要保证农作物不被污染 ， 不减产 ， 而且不 还要保证农作物不被污染， 不减产， 要种植蔬菜、果品类植物； 要种植蔬菜、果品类植物； （3）做好防渗处理问题，避免污染地下水源； 做好防渗处理问题，避免污染地下水源； （4）控制进水水质，不能长期使用含盐量高的污水， 控制进水水质，不能长期使用含盐量高的污水， 防止土壤盐碱化； 防止土壤盐碱化； （5）注意防止生物污染（如医院废水不能进入系统） 注意防止生物污染（如医院废水不能进入系统） 防止传染疾病和对人畜产生危害； 防止传染疾病和对人畜产生危害；
3.地表漫流处理系统 3.地表漫流处理系统
将污水有控制的投配到多年生 牧草、 坡度较平缓、 牧草 、 坡度较平缓 、 土壤渗透性差 的土地上， 的土地上 ， 污水在流动过程中通过 植物和土壤的作用得到净化。 植物和土壤的作用得到净化。
运行数据：
BOD去除率达 去除率达90%左右， 左右， 去除率达 左右 总氮去除率达70~80% 总氮去除率达70~80% SS的去除率达 的去除率达90~95% 的去除率达 另一特点：可收获植物，牧草等。 另一特点：可收获植物，牧草等。
四、土地处理系统的工艺选择和工艺参数
土地处理系统工艺类型的选择，主要是 土地处理系统工艺类型的选择， 根据土壤性质 透水性、地形、作物种类、 土壤性质、 根据土壤性质、透水性、地形、作物种类、 气候条件和对废水处理程度的要求等来选择。 气候条件和对废水处理程度的要求等来选择。 根据需要有时采用复合土地处理系统， 根据需要有时采用复合土地处理系统，如地 表漫流与湿地处理相组合。 表漫流与湿地处理相组合。 土地处理系统的主要工艺参数为负荷率。 土地处理系统的主要工艺参数为负荷率。 常用的负荷率有水量负荷和有机负荷，有时 常用的负荷率有水量负荷和有机负荷， 还辅以氮负荷和磷负荷。 还辅以氮负荷和磷负荷。
湿地处理分为: 湿地处理分为: 天然湿地处理系统 天然湿地处理系统 人工湿地处理系统 人工湿地处理系统 该工艺即能处理污水， 该工艺即能处理污水 ， 又能改善环 境 。 我国于 “ 七五 ” 期间作为国家重点 我国于“ 七五” 科技攻关项目， 科技攻关项目 ， 广泛深入地进行了科学 研究， 在天津、 山东、 研究 ， 在天津 、 山东 、 邢台等地得到广 泛应用。 泛应用。
综合净化过程
BOD的去除 BOD的去除
BOD大部分是在土壤表层土中去除的。 BOD大部分是在土壤表层土中去除的。 大部分是在土壤表层土中去除的 土壤中含有大量的种类繁多的异养型微生 物，它们能对被过滤、截留在土壤颗粒空 它们能对被过滤、 隙间的悬浮有机物和溶解有机物进行生物 降解，并合成微生物新细胞。当处理水的 降解，并合成微生物新细胞。 BOD负荷超过土壤微生物分解 BOD负荷超过土壤微生物分解BOD的生物 负荷超过土壤微生物分解BOD的生物 氧化能力时，会引起厌氧状态或土壤堵塞。 氧化能力时，会引起厌氧状态或土壤堵塞。
第二节 土地处理系统
污水土地处理是在人工调控下利用土 污水土地处理是在人工调控下利用土 人工调控下利用 壤-微生物-植物组成的生态系统使污水中的 微生物-植物组成的生态系统使污水中的 污染物净化的处理方法。 污染物净化的处理方法。在污染物得以净化 的同时，水中营养物质和水分也得以循环利 的同时， 用。因此，土地处理是使污水资源化，无害 因此，土地处理是使污水资源化， 化和稳定化的处理利用系统。 化和稳定化的处理利用系统。
重金属的去除： 重金属的去除：重金属去除主要是通过物理 化学吸附，化学反应与沉淀等途径被去除。 化学吸附，化学反应与沉淀等途径被去除。
土地处理系统是由五部分组成
污水预处理设施（沉淀） 污水预处理设施（ 污水调节和储存设施 污水的输送、 污水的输送、布水及控制系统 土地净化田 净化出水的收集
三. 土地处理法的工艺分类 土地处理技术有五种类型： 土地处理技术有五种类型：
土地处理法的应用实例 -邢台市污水处理厂
处理规模：15万 /d； 处理规模：15万m3/d； 主要处理单元：慢滤土地处理系统、快滤土地处理 主要处理单元：慢滤土地处理系统、 系统和湿地土地处理系统。 系统和湿地土地处理系统。 进水水质：COD=500mg/L； 进水水质：COD=500mg/L； BOD=180mg/L SS=200mg/L； SS=200mg/L； TN=51.2mg/L 出水水质：COD=120mg/L； 出水水质：COD=120mg/L；BOD=30mg/L SS=30mg/L； SS=30mg/L；
特点： 特点：
（1）去除率高： 去除率高： BOD＞95%；COD＞ BOD＞95%；COD＞91% 出水BOD＜10mg/L； 出水BOD＜10mg/L； COD＜40mg/L COD＜40mg/L 具有脱氮除磷功能： （2）具有脱氮除磷功能： NH3去除率85%； 去除率85% TN去除率80% TN去除率 % 去除率80 除磷率65% 除磷率65% （3）去除大肠菌得能力强，可达99.9% 去除大肠菌得能力强，可达99.
4.湿地处理 4.湿地处理
将污水投配到经常处于饱和状态而且生长 有芦苇， 香蒲等植物的沼泽地上， 有芦苇 ， 香蒲等植物的沼泽地上 ， 污水在沿一 定方向流动过程中， 定方向流动过程中 ， 由于耐水植物和土壤的联 合作用，污水得以净化。 合作用，污水得以净化。 湿地处理可用于直接处理污水或深度处理。 湿地处理可用于直接处理污水或深度处理 。 污水进入系统前需预处理， 方法有化粪池、 污水进入系统前需预处理 ， 方法有化粪池 、 格 栅 、 筛网 、 初沉池 、 酸化 ( 水解 ) 池和稳定塘等 。 筛网、 初沉池、酸化( 水解) 池和稳定塘等。
BOD5去除率可达 去除率可达95%以上； 以上； 以上 COD去除率可达 去除率可达85~90%以上； 以上； 去除率可达 以上 氮去除率可达80~90%以上； 以上； 氮去除率可达 以上 我国沈阳、昆明等地采用较多。 我国沈阳、昆明等地采用较多。
2.快速渗速系统 2.快速渗速系统
Rapid Infiltration System,简称RI系统 System,简称 系统 简称RI 将污水有控制地周期性投配到具有良 好渗滤性能的土地表面，在渗滤过程中， 好渗滤性能的土地表面，在渗滤过程中，土 壤通过物理，化学和生物化学作用， 壤通过物理，化学和生物化学作用，使污水 得以净化。 得以净化。
磷和氮的去除
氮主要是通过植物吸收，微生物脱氮（氨化、 氮主要是通过植物吸收，微生物脱氮（氨化、 硝化、反硝化），挥发、渗出（ 硝化、反硝化），挥发、渗出（氨在碱性条件下 ），挥发 逸出、硝酸盐的渗出）等方式被去除。 逸出、硝酸盐的渗出）等方式被去除。 磷主要是通过植物吸收，化学反应和沉淀， 磷主要是通过植物吸收，化学反应和沉淀， 物理吸附和沉积，物理化学吸附等方式被去除。 物理吸附和沉积，物理化学吸附等方式Hale Waihona Puke Baidu去除。
二、土地处理系统对污水的净化机理
净化过程 废水流过土壤时， 废水流过土壤时 ， 土壤将废水中处于悬浮及 胶体状态的物质截留下来， 胶体状态的物质截留下来 ， 在土壤颗粒表面形成 薄膜，这层薄膜（生物膜） 薄膜 ， 这层薄膜 （ 生物膜 ） 里充满着异养型微生 物 。 它能吸附废水中的有机物 （ 包括溶解状态 ） ， 它能吸附废水中的有机物（包括溶解状态） 并在微生物的作用下将废水中的有机物降解为无 机物质。 机物质。
五、 土地处理法应用中应注意 的几个问题: 的几个问题:
（1）选择适宜的废水类型，不是任何废水都可 选择适宜的废水类型， 用土地处理法处理； 用土地处理法处理；城市污水及与城市污水水 质相近的工业废水可作灌溉用水。医药、生物 质相近的工业废水可作灌溉用水。医药、 制品、化学试剂、农药、石油炼制、 制品、化学试剂、农药、石油炼制、焦化和有 机化工处理后的废水不适用作灌溉用水（ 机化工处理后的废水不适用作灌溉用水（农田 灌溉水质标准GB5084-92） 灌溉水质标准GB5084-92）
第二节 土地处理系统
一、概述
人工调控 土壤－微生物——植物 土壤－微生物——植物 目的：污水资源化、无害化、稳定化 目的：污水资源化、无害化、 类型：慢速渗滤、 快速渗滤、 类型：慢速渗滤、 快速渗滤、 地表漫流 、 wetland） 湿地 （wetland） 、地下渗滤 发展方向： 不受季节限制、 发展方向 ： 不受季节限制 、 二次污染可能 性小、效率高（有机负荷或水力负荷） 性小、效率高（有机负荷或水力负荷）
土壤的特性和重要性
土壤，即陆地表面的矿物质、有机质、 土壤，即陆地表面的矿物质、有机质、 水分和空气四种物质组成，具有一定肥力， 水分和空气四种物质组成，具有一定肥力， 能够生长植物的疏松表层。 能够生长植物的疏松表层。 土壤是一个独立的生态系统， 土壤是一个独立的生态系统，与人类 的关系十分密切。 的关系十分密切。
悬浮物质的去除：污水中的悬浮物质是依靠 悬浮物质的去除： 作物和土壤颗粒间的孔隙截留、过滤去除。 作物和土壤颗粒间的孔隙截留、过滤去除。 病原体的去除：污水经土壤过滤后， 病原体的去除：污水经土壤过滤后，水中大 部分的病菌和病毒可被去除， 部分的病菌和病毒可被去除，去除率可达
92%-97%。 92%-97%。
净化机理
(1)物理作用（过滤、吸附） (1)物理作用（过滤、吸附） 物理作用 (2)化学作用 （酸碱中和、重金属络合等） 酸碱中和、重金属络合等） (3) 生物代谢作用 （ 主要作用 ） ， 微生物降解 生物代谢作用（ 主要作用） （微生物类型） 微生物类型） (4) 植物作用 （ 植物类型 、 生长期 ； 吸收氮磷 植物作用（ 植物类型、 生长期； 和有机物） 和有机物）
慢速渗透系统 快速渗透系统 地表漫流系统 湿地系统 地下渗滤系统
1.慢速渗滤处理系统： 1.慢速渗滤处理系统： 慢速渗滤处理系统
污水排入土地表面， 污水排入土地表面，部分污水直 接被植物吸收， 部分污水渗入土壤中， 接被植物吸收 ， 部分污水渗入土壤中 ， 使污水得以净化。 使污水得以净化。
运行数据：
作业： 作业： 某地应用快速渗滤土地处理法处理生活 8500m 污 水 ， 水 量 为 8500m3/d ， 进 水 BOD5=160mg/L, 出水水质达到污水排放标 160mg/L,出水水质达到污水排放标 级要求（ 30mg/L ） 准 Ⅱ 级要求 （ BOD5=30mg/L） ， 渗滤床总 面积为8 公顷，全年365天正常进行 天正常进行， 面积为8.7公顷，全年365天正常进行，计算 快速渗滤床的BOD 负荷率kg·(ha· 快速渗滤床的BOD5负荷率kg·(ha· a)－1及水 力负荷（ 力负荷（m·a－1）。