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一种污水生态处理方法——人工快渗处理技术理论与应用An Ecological Wastewater Treatment System——Constructed Rapid Infiltration：Theory and Practice摘要:人工快渗（简称CRI）系统是在传统的污水快速渗滤土地处理（简称RI）系统的基础上发展起来的，CRI克服了传统RI系统水力负荷低、单位面积处理能力小等缺点，保留了其设备简单、投资少、能耗低和出水水质好等优点。
CRI 系统在很大程度上借鉴了RI系统和人工构造湿地系统，并取长补短，逐步发展成为具有自身特色的新型污水处理技术。
CRI系统的技术核心是采用渗透性较好的天然河沙、陶粒、煤矸石等为主要渗滤介质代替天然土层，从而大大提高水力负荷。
目前已建的人工快渗池（传统CRI）的结构基本相同，自上而下分为布水区、渗滤层、集水层三部分，布水区通过开孔管均匀地将污水配到快渗池的表面，渗透层采用天然河沙作为渗滤介质，并均匀的混入5%左右的大理石砂，整个渗层为非饱和带渗层，集水层为粒径较大的砾石，采用穿孔管集水。
改进型快渗池的设计中设置了饱水带渗层，并在饱水带内充填萤石砂，从而提高了对总氮和总磷的去除效果。
在饱水带之上设置毛细水阻断层，以防止其影响水力负荷。
CRI系统的工作原理是通过有控制地将污水投放于人工构筑的渗滤介质的表面，使其在向下渗透的过程中经历不同的物理、化学和生物作用，最终达到净化污水的过程。
CRI系统通常采用淹水和落干相交替的工作方式，即定期投放污水，使渗池淹没，而后停止投放，使渗池暴露于大气，经历干燥和氧化作用。
一方面可以防止由于生物的生长和悬浮物沉淀所造成的渗滤池表层空隙的过度堵塞，有效地恢复系统的渗透性能，另一方面可在系统内部的浅层剖面上交替形成氧化还原环境，从而使CRI系统具有独特的净化污染物的功能。
CRI系统作为一种污水生态处理方法，基本保持了微生物的“天然”生长状态（这里的天然是相对于常规二级生化处理法而言，人为干扰控制的因素少），有机物降解和氮转化等都是在微生物作用下完成的，微生物的多寡直接影响系统的污水处理效率。
人工快渗系统在中小城镇污水处理中的应用王玉宝【摘要】人工快渗就是借助人工介质或特殊填料对污水进行快速、高效的生态学处理的工艺,具有操作简单、运行成本低、水处理效果好的优点,具有较强的应用性和适用性.本文阐述了其运行原理、去除指标、工艺流程、运行效果等,分析了其在中小城镇污水处理中的具体应用和效果,以期为相关人员提供有益启示.【期刊名称】《中国资源综合利用》【年(卷),期】2018(036)005【总页数】4页(P39-42)【关键词】人工快渗系统;生活污水处理;中小城镇【作者】王玉宝【作者单位】广州市水务规划勘测设计研究院,广州 510640【正文语种】中文【中图分类】X70;TU9人工快渗系统（Constructed Rapid Infiltration System，简称CRI系统）是借助人工介质或特殊填料对污水中的有机物进行生态降解，以快速达到净化水质效果的一种污水处理系统，具有非常强的实用性和适用性。
其核心是采用渗透性能较好的天然河砂、陶粒、煤矸石等为主要渗滤介质，代替天然土层，从而大大提高了水力负荷。
1 CRI系统去污作用机制人工快渗系统的核心构件是快速渗虑池，主要由两个及以上的砂石填料滤池组成，在干湿交替的作用机制下，对污水中的有机微生物进行降解[1]。
落干期滤池基本为好氧环境，而淹水期滤池基本为厌氧环境，因此其运作过程也是一个好氧与厌氧交替行进的过程，这样能够最大程度地确保微生物降解效用的发挥。
例如，落干期会在好氧条件下发生氨化和硝化反应，而在淹水期厌氧环境下则会发生反硝化反应，这样一来就完成了对氮的降解。
另外，在干湿交替的作用机制下，悬浮固体在物理过滤中得以去除，重金属经过吸附和沉淀得以去除，病原体经过吸附、干燥、吞噬等得以去除，有机物通过挥发、物理或化学降解得以去除等。
1.1 CRI的氮降解流程氮的去除主要是在干湿交替作用机制下，通过硝化和反硝化作用达成的。
土壤颗粒表面基本呈负电状态，因此其对NH4+会形成较强的吸附性，在落干期滤池的好氧环境中经过充分硝化反应和在淹水期厌氧环境下经过充分的反硝化反应后，NH4+最后会被转化为总氮，最终实现降解效果[2]。
《河南水利与南水北调》2023年第6期试验与研究改进型人工快渗系统处理分散型污水性能研究刘全君（常德市城区水利泵站管理处，湖南常德415000）摘要：分散型污水处理难度大，人工快渗技术为其提供了一种适宜的可选技术，但该技术存在复氧效果差、脱氮除磷效率低、稳定性不佳等弊端。
为解决这些问题，构建了改进型人工快渗系统，考察了其对分散型污水的处理性能。
结果表明：采用多层复合有氧区的组合设置可实现高效复氧，获得较高的有机污染物和NH4+-N去除效率；缺氧区的改良使铁自养反硝化和氢自养反硝化成为可能，同时反硝化时间延长，保障了良好的TN去除效果；污水中的磷素污染物通过各类滤料的吸附及滤料表面微生物的转化而实现高效去除。
通过逐步增大水力负荷的进水方式，可实现改进型人工快渗系统对污染物的稳定去除，为分散型污水的净化提供一条性能优良的新途径。
关键词：人工快渗系统；改进；分散污水；脱氮除磷中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）06-0112-02Study on the Performance of Improved Artificial Rapid Infiltration System for TreatingDispersed SewageLIU Quanjun（Changde Water Pumping Station Management Office,Changde415000,China）Abstract：The dispersed wastewater is difficult to treat.Artificial Rapid Infiltration Technology provides a suitable alternative technology,Therefore,it has some disadvantages,such as poor reoxygenation effect,low removal efficiency of nitrogen and phosphorus, and poor stability.In order to solve these problems,an improved artificial rapid infiltration system is constructed and its treatment performance for dispersed wastewater is investigated.The results show that efficient reoxygenation can be achieved by using the combination of multi-layer aerobic zone,and higher removal efficiency of organic pollutants and NH4+-N can be obtained.The improvement of anoxic zone makes it possible for iron and hydrogen autotrophic denitrification.At the same time,the denitrification time is extended to ensure the good removal effect of TN.Phosphorus pollutants in sewage can be effectively removed by adsorption of various filter materials and transformation of microorganisms on the surface of filter materials.By gradually increasing the water inlet mode of hydraulic load,the improved artificial rapid infiltration system can realize the stable removal of pollutants,and provide a new way with excellent performance for the purification of dispersed sewage.Key words：artificial rapid infiltration system;improvement;dispersed sewage;nitrogen and phosphorus removal1引言研究将以分散型污水作为处理对象，从滤料配置和系统构型等方面进行改良，构建改进型人工快渗系统，探讨其对分散污水的净化效果，以期为该类型污水的处理提供一种复氧效率高、脱氮除磷效果好、运行性能稳定的可选方法，推进人工快渗技术在污水处理领域的发展进程。
人工快速渗滤系统机理及其在农村生活污水处理中的应用研究人工快速渗滤系统机理及其在农村生活污水处理中的应用研究摘要：农村地区生活污水处理的需求日益增加，传统的废水处理方法难以满足需求。
因此，本研究着重探讨了人工快速渗滤系统在农村生活污水处理中的机理与应用。
通过实地调查和实验示范，并结合水文地质特征和污水水质规律，探究人工快速渗滤系统的运行原理，研究其对农村生活污水处理的适应性以及效果。
结果表明，人工快速渗滤系统能够高效地去除污水中的悬浮物、有机物和营养物质，达到出水稳定和符合排放标准的要求。
因此，人工快速渗滤系统在农村地区的生活污水处理中具有重要的应用价值。
一、引言随着农村地区人口的增加以及农业与农村经济的发展，农村地区的生活污水排放量不断增加。
传统的生活污水处理方式如化粪池、乡村集中式污水处理设施等已经难以满足水质处理的需求。
因此，寻找一种高效、经济且易于操作的生活污水处理方法就成为了迫切的需求。
二、人工快速渗滤系统的原理1. 人工快速渗滤系统的组成结构人工快速渗滤系统由预处理单元、滤料层、过滤层和基底层等组成。
其中，滤料层和过滤层是系统中关键的部分，它们通过相互配合，实现了对污水中悬浮物、有机物和营养物质的有效去除。
2. 滤料层的作用滤料层的主要作用是对污水进行筛除、过滤和吸附等物理处理。
污水通过滤料层时，悬浮物会被滤料颗粒截留，大部分有机物质会通过吸附作用被去除，营养物质会在微生物的作用下转化为无害物质。
3. 过滤层的作用过滤层是人工快速渗滤系统中的重要组成部分，其主要作用是对污水进行生物降解和异常氧化处理。
在过滤层中，微生物附着在滤料表面并与有机物质进行氧化反应，将有机物质转化为无害物质。
同时，那些不能被微生物降解的有机物质会被氧化处理，以达到进一步去除的效果。
三、人工快速渗滤系统在农村生活污水处理中的应用1. 实地调查与实验示范本研究通过农村地区实地调查和实验示范，收集并分析了污水来源、水质特征、处理效果和系统运行状况等信息。
人工快渗-湿地系统对生活污水中DOM的去除人工快渗-湿地系统对生活污水中DOM的去除湿地是自然界中重要的生态系统之一，能够提供水质净化、生物多样性维持以及防治洪涝等多重功能。
在过去几十年中，湿地已经成为生活污水处理领域的研究热点之一。
人工快渗-湿地系统作为一种新型的湿地人工修复技术，被广泛应用于生活污水的处理过程中。
DOM是指溶解有机物，是生活污水中的主要污染物之一。
它不仅对水体生物造成直接的毒性影响，还会通过促进藻类生长和氧耗等作用，导致水体富营养化和水体生态系统失衡。
因此，去除DOM成为了生活污水处理的关键问题之一。
人工快渗-湿地系统采用了渗透式处理方式，将生活污水通过植物和土壤的组合体进行处理。
系统一般分为预处理单元、人工湿地单元和后处理单元三个部分。
预处理单元主要用于去除生活污水中的大颗粒悬浮物和沉积物，以减轻湿地单元的处理负荷。
人工湿地单元是整个系统的核心部分，其设计旨在利用湿地植物和土壤的生物、物理和化学过程，有效去除DOM和其他污染物。
后处理单元则用于进一步提高出水质量，达到排放标准要求。
人工湿地的去除DOM机制非常复杂，涉及到生物降解、吸附、氧化还原和沉淀等多个过程。
首先，湿地中的湿地植物通过根系和周围土壤的微生物代谢作用，将DOM中的有机物分解为更为容易降解的物质。
其次，湿地植物和土壤颗粒表面存在着丰富的吸附位点，在湿地中DOM能够吸附到这些位点上，从而减少其在水体中的浓度。
此外，湿地中存在着丰富的氧气和微生物，这些微生物能够利用DOM中的有机物作为能量来源，进一步将其分解为无机物。
最后，湿地中的颗粒物和沉积物对DOM也具有一定的去除作用，通过物理化学过程，DOM能够与颗粒物结合并沉降到湿地底部。
除了上述机制外，人工湿地系统在去除DOM过程中还受到一些外界因素的影响。
例如，温度、光照、水流速度和湿地植物的种类等都会对DOM的去除效果产生影响。
过高或过低的温度可能会抑制湿地中微生物的生长活动，从而影响DOM的去除效果。
人工快渗-湿地系统对生活污水中DOM的去除在人工湿地系统中，湿地植物起到了关键的作用。
湿地植物通过根系吸附和转化DOM，有效降低了DOM的浓度。
其根系具有较大的比表面积，可以提供丰富的吸附位置。
此外，湿地植物的根系分泌物和根系微生物还能增进DOM的分解和吸附作用。
因此，合理选择适合的湿地植物对于提高人工湿地系统去除DOM的效率至关重要。
土壤是人工湿地系统的重要组成部分，也是DOM去除的关键环节。
土壤微生物是土壤中重要的生物活性成分，能够通过降解DOM来去除污染物。
人工湿地系统中土壤通常具有较高的有机质含量和丰富的微生物群落，这为DOM的去除提供了良好的条件。
土壤微生物通过分解DOM为无机物，降低了DOM的含量。
此外，土壤团聚体结构也能增加DOM与土壤粒子的接触机会，提高DOM的吸附效率。
水体是人工湿地系统DOM去除的传递介质。
水体中的溶解氧含量对湿地系统中DOM去除具有重要影响。
溶解氧是维持水体中生态系统正常运行的关键物质，有利于维持湿地系统中微生物的活性和根系吸纳DOM的能力。
同时，水体当中的流淌性也有利于DOM在湿地系统中的传输和分布，增加了DOM与湿地植物和土壤之间的接触机会。
除了湿地植物、土壤和水体之外，人工湿地系统中的微生物群落也对DOM去除起到了重要作用。
微生物通过降解DOM为无机物，增进了DOM的去除过程。
同时，微生物通过巨大的种群数量和多样性，提高了系统的抗干扰能力和稳定性。
总之，人工湿地系统作为一种生物处理技术，对生活污水中的DOM具有较高的去除效率。
其去除DOM的机制主要包括湿地植物的吸附和转化、土壤微生物的分解和吸附以及水体的传递作用等。
在实际应用中，合理选择适合的湿地植物和维护良好的生态环境对于提高人工湿地系统去除DOM的效率至关重要。
人工湿地系统的应用不仅能够实现对生活污水的有效处理，还能增进水环境的改善和生物多样性的保卫。
随着科学技术的不息进步，信任人工湿地系统在生活污水处理领域的应用前景将会更加宽广综上所述，人工湿地系统作为一种生物处理技术，具有较高的去除DOM效率。
人工土地快速渗滤系统处理城镇污水工艺优化
马利民;刘丛;崔程颖;赵建夫
【期刊名称】《水处理技术》
【年(卷),期】2008(34)6
【摘要】通过中试研究了人工快速渗滤系统(CRI)中主要工艺参数优化及其机理,系统经过15～30d左右培养后,基本稳定,可完成系统启动;湿干周期在1:6时,CRI系统对污染物的去除效果较好;综合考虑CRI系统处理效果和日处理水量,选取水力负荷1.2m3/m2·d较为适宜;快速渗滤系统COD、TN、NH3-N和TP的出水浓度与填料厚度呈负指数相关性。
以EGSB系统为前处理时,人工快速渗滤系统填料厚度采用100～125cm;以初沉池为前处理时,人工快速渗滤系统填料厚度采用150～175cm较为适宜;增加通气管对CRI系统对污染物去除效果的影响并不显著。
【总页数】5页(P47-51)
【关键词】污水处理;人工快速渗滤;工艺优化;机理
【作者】马利民;刘丛;崔程颖;赵建夫
【作者单位】同济大学污染控制与资源化国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
1.厌氧膨胀床＋快速渗滤土地处理系统处理小城镇污水 [J], 蒋柱武;陈礼洪;邬友东;马利民;崔程颖;张亚雷
2.人工快速渗滤系统处理城镇生活污水 [J], 李飚;李尚科;王小乔;陈强;秦明友
3.人工快速渗滤法处理小城镇污水的模拟试验研究 [J], 陈永杏;董红敏;尚斌;陶秀萍;朱志平
4.快速渗滤土地处理系统对城市生活污水中N、P去除的优化研究 [J], 孙静;郭伟;李小宁;孙贻超;邓小文
5.城镇小区污水处理的新技术——人工快速渗滤污水处理系统的研究和应用 [J], 黄和明;黄伟
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三峡库区乡镇生活污水人工快渗处理中的氮素转化蒲贵兵;吕波;何东;尹洪军【摘要】以三峡库区乡镇生活污水为水源,以三峡库区特有的滤料为介质,研究了三峡库区乡镇生活污水人工快渗处理中氮素的转化行为.结果表明:人工快渗技术用于三峡库区乡镇生活污水无害化处理极为有效,其出水总氮、氨氮及硝氮的平均质量浓度分别为10.18mg/L、6.26mg/L及3.08mg/L,TN、NH+4-N的平均去除率分别为75.32%、79.26%.提出通过增设饱水层、优化湿干比及在饱水层中人为添加碳源等途径来提高人工快渗处理中氮的去除率.%Using rural sewage in the Three Gorges reservoir region as water source and specific filter material in the Three Gorges reservoir region as media, the nitrogen transition behavior of constructed rapid infiltration (CRI) treating rural sewage was studied. The results showed that CRI was very effective in sewage bio-safety disposal in the Three Gorges reservoir region. The average content of total nitrogen (TN), ammonia nitrogen (NH+4 -N), and nitrate nitrogen (NO-3 -N) in the effluent were 10.18, 6.26 and 3.08 mg/L respectively, and the average removal rate of TN, NH+4 -N were 75.32％ and 79.26％. In order to further protect the water environment in the Three-Gorges reservoir region, several measures were proposed to improve the removal rate of TN, such as addition of saturated water layer, optimization of wet to dry weight ratio and addition of carbon source to the saturated water.【期刊名称】《水资源保护》【年(卷),期】2011(027)001【总页数】5页(P34-37,45)【关键词】乡镇生活污水;人工快渗;氮素转化;三峡库区【作者】蒲贵兵;吕波;何东;尹洪军【作者单位】重庆市市政设计研究院,重庆,400020;重庆市市政设计研究院,重庆,400020;重庆市市政设计研究院,重庆,400020;重庆市市政设计研究院,重庆,400020【正文语种】中文【中图分类】X705人工快渗污水处理系统(constructed rapid infiltration system,简称CRI系统)是在土地快速渗滤系统的基础上,采用渗透性能良好的介质(以一定级配的天然河砂为主,并掺入活性矿物填料),采用干湿交替的运转方式,污水在通过快渗池时产生综合的物理、化学和生物反应,使污染物得以去除,从而达到水质净化目的的一种生态学处理方法[1]。
改进型人工快渗系统处理生活污水中试
康爱彬;王祖光;王守伟;陈鸿汉
【期刊名称】《净水技术》
【年(卷),期】2009(028)004
【摘要】通过改进人工快渗系统的滤料组成并进行了处理生活污水的中试.结果表明,在水力负荷1.5 m/d和滤料中添加5%的大理石、15%的海绵铁条件下,该系统对废水COD、NH3--N、TP的去除率分别达到82.5%、96.1%和98.7%,出水浓度均达到了污水综合排放一级标准和中水回用标准.改进后的系统对磷的去除效果较传统快渗系统提高30%以上,磷的去除主要是海绵铁的吸附和化学固定作用,海绵铁静态吸附试验显示,其符合Langmuir吸附等温线模式.
【总页数】4页(P42-45)
【作者】康爱彬;王祖光;王守伟;陈鸿汉
【作者单位】中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京,100083;河北化工医药职业技术学院,河北石家庄,050026;河北化工医药职业技术学院,河北石家庄,050026;河北化工医药职业技术学院,河北石家庄,050026;中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
1.三级串联人工快渗系统处理高氨氮生活污水运行参数的优化 [J], 康爱彬;董玉龙;陈鸿汉
2.三级人工快渗系统处理高氨氮生活污水研究 [J], 谢宇轩;陈鸿汉;康爱彬
3.针对人工快渗系统处理生活污水正交试验研究 [J], 赵鹏
4.诺氟沙星对人工快渗系统处理生活污水性能的影响 [J], 王艺培;陈佼;张建强;方宇潇
5.改进型人工快渗系统处理污染河水中试 [J], 刘家宝;杨小毛;王波;赖梅东;钟佐燊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
改进型人工快渗系统处理污染河水中试刘家宝1, 杨小毛2,3, 王 波3, 赖梅东3, 钟佐 1(1.中国地质大学水资源与环境学院,北京100083;2.北京大学深圳研究生院,广东深圳518055;3.深港产学研环境技术中心,广东深圳518057) 摘 要: 优化设计了人工快渗池的结构与滤料组成并进行了处理污染河水的中试。
结果表明,该改进型人工快渗池对COD、SS具有良好的去除效果,去除率分别达到了85%和90%以上。
但是相比于传统的快渗池,改进型人工快渗池对COD、SS的去除效果并没有显著提高。
饱水层的设置为反硝化菌提供了长期淹水的厌氧环境,使改进型人工快渗池对总氮的去除效果较传统快渗池提高了近20%。
同时,在饱水层内填充萤石砂,也提高了系统对总磷的去除效果。
关键词: 人工快速渗滤; 污染河水; 脱氮除磷中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2006)13-0014-04P ilot2sca le Study on I m proved Con structed Rap i d I nf iltra ti on Systemfor Polluted R i ver W a ter Trea t m en tL I U J ia2bao1, Y ANG Xiao2mao2,3, WANG Bo3, LA IMei2dong3, Z HONG Zuo2shen1(1.School of W ater R esource and Environm ent,China U niversity of Geoscience,B eijing100083,China;2.Shenzhen Graduate S chool,Peking U niversity,Shenzhen518055,China;3.Environm ental Technology Cen ter,Shenzhen2Hongkong Institution of Industry,Education and R esearch,Shenzhen518057,China) Abstract: A new style of rap id infiltrati on structure and filter medium compositi on was designed and op ti m ized.This ne w style of rap id infiltrati on pond has a high re moval rate of85%for COD and90% f or pared with the traditi onal rap id infiltrati on pond,it has no obvi ous increase f or the re moval rate of COD and SS.The saturated layer p r ovides anaer obic conditi on f or denitrifying bacteria with a l ong2 ter m water l ogging status.It increases the re moval rate of t otal nitr ogen by nearly20percent.Fluorite sand filled in the saturated layer increases the re moval rate of t otal phos phorus. Key words: constructed rap id infiltrati on; polluted river water; nitr ogen and phos phorus re2 moval 人工快速渗滤系统(CR I)是在传统污水土地渗滤处理系统(R I)的基础上发展起来的,它采用渗透性能较好的天然河砂、陶粒、煤矸石等代替天然土层,从而大大提高了水力负荷(1～3m/d),增强了实用性[1]。
CR I系统通常采用淹水和落干相交替的工作方式,利用土壤含水层对污水进行综合处理,通过截留、吸附和生物降解的协同作用使污染物得以去除[2～4]。
目前,CR I系统在工程上得到了广泛的应用,实践表明CR I系统运行稳定,大部分出水指标均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(G B18918—2002)的一级A标准,特别是对COD、BOD、SS、氨氮的去除率均在85%以上[5、6],但也存在对TP、T N去除率偏低的问题。
为此,开展了改变快渗池滤层结第22卷 第13期2006年7月 中国给水排水CH I N A WATER&WASTE WATERVol.22No.13Jul.2006构及填料组成的研究,以改善快渗池的运行条件,提高对氮、磷的去除效果。
1 中试装置设计111 传统CR I 的滤层结构与填料组成目前,已建人工快渗池(传统CR I )的结构基本相同,自上而下分为布水区、渗滤层、集水层三部分,布水区通过开孔管均匀地将污水投配到快渗池的表面,渗滤层采用河流冲积砂作渗滤介质,并均匀地混入5%左右的大理石砂,整个渗层为非饱水带渗层;集水层为粒径较大的砾石,采用穿孔管集水。
112 改进型快渗池的结构与填料组成中试系统位于深圳市观澜高尔夫球会牛湖河治理工程处,以该工程的初沉池出水为原水。
为对比脱氮除磷效果,设置了两座快渗池:1#为除氮快渗池,它在传统快渗池的基础上,于非饱水带渗层下增加了厚为50c m 的饱水带渗层,内充填一般的天然河砂;2#为除磷快渗池,其滤层结构与1#相同,只是在饱水带内充填了萤石砂。
快渗池的面积为1m 2,设计水力负荷为1.6m /d,单池布水为4次/d,布水量为0.4m 3/次。
快渗池的结构与滤料组成见表1。
表1 快渗池的结构设计Tab .1 Configurati on design of CR I syste m项目滤 层第1层第2层第3层第4层第5层非饱水带渗层毛细水阻断层饱水带渗层承托层厚度/m 0.50.60.10.50.2填料CR I 21CR I 22CR I 23CR I 24CR I 25规格/mm1.5～2.00.5～2.04.0～30.00.5～2.04.0～40.0 注: ①CR I 21和CR I 22为一般的天然河砂加5%相同粒径的大理石砂;CR I 23为碎石;对于1#池CR I 24为天然河砂,对于2#池CR I 24为萤石砂;CR I 25为碎石。
②保护高度为0.4m 。
113 设计依据① 设置饱水带渗层快渗池采用干湿交替的运行方式,在一个周期内落干期与淹水期的时间比为5∶1,所以系统处于好氧状态的时间远长于厌氧状态的,这导致了反硝化菌不能有效地将硝态氮转化为气态氮。
而设置饱水带则可增加污水在快渗池内的停留时间,同时也为反硝化的进行创造了条件。
② 饱水带内充填萤石砂小试结果表明,向含P O 3-4的溶液中加入萤石砂可较好地除磷,因而在饱水层内充填萤石砂,可通过物理、化学作用提高对磷的去除效果。
③ 设置毛细水阻断层如饱水带之上为细粒填料则必然会产生毛细水,由于毛细水是向上运动的,因此它会影响水的下渗,进而使水力负荷降低,而充填粗粒填料则可防止毛细水的产生。
2 结果与讨论211 对COD 及SS 的去除效果两座快渗池的进、出水COD 浓度见图1。
由图1可知,两快渗池对COD 具有良好的去除效果(与传统快渗池的相当),出水COD 浓度达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A 标准,且受进水COD 浓度变化的影响较小,说明系统具有较强的抗负荷冲击能力。
图1 进、出水COD 浓度的变化Fig .1 Variati on of influent and effluent COD concentrati on此外,改进型快渗池对SS 也具有良好的去除效果,两快渗池对SS 的去除率>90%,出水SS 平均值<5mg/L 。
212 对氮的去除效果试验结果表明,两快渗池对氨氮具有良好的去除效果,去除率基本在85%以上,出水氨氮浓度<5mg/L,对总氮的去除也得到了一定的增强,去除率稳定在40%～50%,出水总氮<20mg/L 。
据调查,没有设置饱水层的快渗池对总氮的去除率一般低于30%,这说明,在今后的工程设计中应充分考虑饱水层的设计,以提高系统对总氮的去除效果。
第13期刘家宝,等:改进型人工快渗系统处理污染河水中试第22卷图2表示了氮污染物的浓度沿1#快渗池滤层深度的变化情况(2#快渗池的变化规律与之相同)。
图2 氮浓度沿滤层深度的变化Fig.2 Variati on of nitr ogen concentrati on al ongdep th of rap id infiltrati on pond从图2可以看出,在快渗池砂面以下30c m内氨氮和总氮的浓度迅速降低,这主要是由于快渗池的介质对含氮颗粒物的截留和吸附作用所致。
随着砂层的加深则氨氮得以进一步去除。
在砂层内硝态氮的浓度随着深度的增加而逐渐升高,这是硝化菌将氨氮氧化为硝态氮的缘故,而进入饱水层之后,由于处于厌氧环境,反硝化菌开始发挥作用,将硝态氮还原为气态氮,导致饱水层内的总氮和硝态氮浓度都有显著的降低。
快渗池之所以能够有效地去除水体中的氨氮,。
目前人工快渗系统采用缩短水力负荷周期即4次/d的布水方式,这有两方面的原因:一是室内试验结果表明,缩短水力负荷周期可以提高CR I系统的复氧效率,加大系统的复氧量,从而有利于硝化反应的进行;二是在相同的水力负荷下,增加单位时间内的配水次数可减少每次投配的污水量,避免了介质对铵离子的吸附达到饱和并产生穿透的可能性,从而保证了系统具有稳定的出水水质。
目前已投入使用的快渗池都未设饱水层,系统对氨氮具有良好的去除效果,但是对总氮的去除效果不佳。
这是因为CR I系统对氮的去除主要是通过反硝化作用,但是在运行中淹水期要短于落干期,使得厌氧反硝化菌不能发挥作用,出水硝态氮含量偏高,对总氮的去除效果不理想。
中试装置在快渗池底部增设了饱水层,为反硝化菌提供了生长的环境,在饱水层内反硝化菌将硝态氮还原为气态氮,对总氮的去除效果有所提高。
另一方面反硝化的顺利进行除需要厌氧环境外,还应确保有足够的碳源,由于有机污染物在上部滤层就得到了有效去除,进入饱水层的COD、BOD有限,使得反硝化菌不能完全将硝态氮还原为气态氮,因而出水中仍含有一定浓度的硝态氮,对总氮的去除率只能达到40%～50%。
213 对磷的去除效果对于CR I系统而言,其除磷机制主要是渗滤介质的吸附、化学沉淀和微生物积累。
