土地處理中市政廢水工程與設(shè)計(jì)程序指南

1、外 文 翻 譯題 目： 土地處理中市政廢水工程與設(shè)計(jì)程序指南 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文外文翻譯第一章 引言和加工能力1.1目的 本指南的目的是為土地處理系統(tǒng)中的規(guī)劃和工藝設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)則和信息依據(jù)。所建議的規(guī)劃和設(shè)計(jì)程序，是從國家最先進(jìn)的信息處理性能方面和能源方面考慮，及其對健康和環(huán)境的影響。 成本曲線不包括在本指南中，雖然有些成本信息在第二章中出現(xiàn)。規(guī)劃費(fèi)用可參考成本曲線1,2，或通過工程師團(tuán)隊(duì)為環(huán)保局開發(fā)的卡普代電腦系統(tǒng)來了解,卡普代計(jì)算機(jī)終端在環(huán)保局區(qū)域辦事處索取。 這個(gè)文件是由美國環(huán)境保護(hù)署美國陸軍工程兵部隊(duì)及美國農(nóng)業(yè)部所倡議的工藝設(shè)計(jì)指南的修訂本，該文件是針對土地處理當(dāng)中的城市污水處理而

2、修訂的，與1977年出版。此次修訂是因?yàn)榇罅康难芯繑?shù)據(jù)、準(zhǔn)則和操作經(jīng)驗(yàn)，近年來可以利用。由于pl 92-500和pl 95-217的使用，使得對土地處理理念的關(guān)注與應(yīng)用都明顯增多，并有望繼續(xù)增長。1.2 適用范圍 土地處理是指對地表污水加以控制利用，通過對土壤水分矩陣進(jìn)行自然物理、化學(xué)和生物的處理的過程，來取得設(shè)計(jì)成果。本指南的范圍僅限于三大土地處理過程： ！慢速滲透（sr） ！快速滲透 （ri） ！地表徑流 （of） 這些過程在本章后面有解釋，并且在設(shè)計(jì)章節(jié)做了詳細(xì)討論。該指南采納了1977年原手冊中反映的廢水應(yīng)用率和流經(jīng)過程。在此之前的1977年指南中，“灌水”往往被用來形容速度緩慢的過程

3、。目前關(guān)注點(diǎn)放在廢水處理上而不是對作物灌溉的灌溉。 在1977年的指南中，對地下系統(tǒng)、濕地和水產(chǎn)養(yǎng)殖作了簡短討論，但是由于它們在細(xì)節(jié)上涵蓋了其他文件在這里被刪除了3,4。對污水、注水井、蒸發(fā)池的土地利用，以及涉及土壤矩陣的其他形式的處置或處理也排除在外。 本指南中的大多數(shù)信息適用于中到大型系統(tǒng)。對于小型系統(tǒng)，高達(dá)1000m3/ d （25萬加侖/天），許多程序的設(shè)計(jì)可以簡化。特別考慮到這些小型系統(tǒng)，在第七章討論了一些典型的例子。對于大型系統(tǒng)的個(gè)案研究在其他出版物可用5-9。本手冊針對城市污水土地處理，而不是工業(yè)廢水。然而，在受控的條件下，對多種工業(yè)廢水、甚至有害物質(zhì)的處理，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行。

4、 雖然本指南主要關(guān)注三個(gè)基本過程（sr，ri，of），在一個(gè)連續(xù)系統(tǒng)中結(jié)合兩個(gè)或更多個(gè)概念的可能性不應(yīng)該被忽視。地表徑流可能是慢速得很透或快速滲透的預(yù)先應(yīng)用或是在寒冷溫暖天氣可能使用的工藝流程。1.3處理過程三個(gè)土地處理過程的典型設(shè)計(jì)特征比較見表1-1。每個(gè)過程的主要位置特征對比見表1-2。這些都是可取的可以準(zhǔn)確遵循的特征，并且不受限制，正如第二章所討論的。經(jīng)處理的水的預(yù)期質(zhì)量比生化需氧量（bod）及懸浮固體（ss），氮，磷，糞便中的大腸菌群的每一形成過程在表1-3中呈現(xiàn)。形成距離和可應(yīng)用的廢水顯示了平均值和預(yù)期上限范圍值是符合邏輯的。這些材料的定數(shù)（正金屬，病毒和微量有機(jī)物）在章節(jié)后面討論。

5、表1-1土地處理過程中典型設(shè)計(jì)特征的比較特征 緩慢率 快速滲透 地表徑流應(yīng)用技術(shù) 噴灌或表面 常規(guī)地表 噴灌或表面年負(fù)荷率，米 0.5-6 6-125 3-20 場區(qū)要求，公頃 23-280 3-23 6.5-44典型的周負(fù)荷率，厘米 1.3-10 10-240 6-40c美國治理土地提供的最低標(biāo)準(zhǔn) 初級沉淀d 初級沉淀 除砂和粉碎應(yīng)用廢水的配置 蒸發(fā)和滲透量 主要滲流 地表徑流和蒸發(fā)滲流植被需求 需要 可選 需要a：包括山脊，犁溝，邊界地帶。b：場區(qū)公頃數(shù)不包括緩沖區(qū)，道路，或流動(dòng)量為3785m3/d（1毫伽/ d）的溝渠。c：范圍包括為處理的廢水到二級出水，對高水平預(yù)先應(yīng)用處理方法的高利用

6、率。d：隨著限制公眾人群;作物不能直接食用，e：限制公眾人群。注：公制轉(zhuǎn)換見附錄g。 表 1-2 土地處理過程中場址特點(diǎn)的比較特征 緩慢率 快速滲透 地表徑流完成坡度2%-8%不重要；極度的等級需要大量土方等級 耕作的土地少于 20% ； 未耕作的土地少于 40% 土壤滲透性 適度的放緩至正常速度快速（沙地，壤質(zhì)沙地） 慢速（粘土，淤沙 和不透水土壤）地表水深度 0.6-1m（最小值）b 豐水期1mb 不重要c枯水期1.5-3m氣候限制 寒冷天氣或強(qiáng)降雨期 無(寒冷天氣可能改進(jìn)操作) 寒冷天氣通常需要存儲 常要存儲 a.提高陡峭程度在減少水利負(fù)荷方面是可行的。b.場址中高低表水位的保持可以使用

7、暗渠。c.地表水產(chǎn)生的影響應(yīng)該考慮大范圍的可滲透土壤。表 1-3土地治理過程中凈化水的預(yù)期質(zhì)量amg/l（除非另有說明）慢速滲透b 快速滲透b 地表徑流d較高 較高 較高成分 平均數(shù) 范圍 平均數(shù) 范圍 平均數(shù) 范圍生物需氧量 2 5 5 10 10 15懸浮固體 1 5 2 5 10 20氨氮（n） 0.5 2 0.5 2 4 8氮?dú)饪偭浚╪） 3e 8e 10 20 5f 10f磷的總量（p） 0.1 0.3 1 5 4 6糞便中的大腸菌群, 氧化氮/100 ml 0 10 10 200 200 2,000a.預(yù)期質(zhì)量負(fù)荷率從中到低的變化見表1-1。b.主要或次要污水的過濾穿越未浸透土壤1

8、.5m（5英尺）左右。c. 主要或次要污水的過濾穿越未浸透土壤4.5m（15英尺）左右；磷和糞便中大腸菌群的移動(dòng)隨著距離而增加（見表5-3和5-6）。d.使用長度為30-36m（100-120英尺）的斜坡，處理分散和隱藏的廢水。e.集中依賴負(fù)荷率和作物。f.當(dāng)在相當(dāng)寒冷的天氣或使用高利用率的二次污水操作時(shí)更接近期望值。1.4慢速滲透過程慢速滲透的土地處理是應(yīng)用廢水進(jìn)行植被土表灌溉。被應(yīng)用的廢水流經(jīng)植物土壤矩陣，部分流程過濾成地表徑流，并且有些被植被吸收。不合規(guī)格的地面徑流的應(yīng)用在設(shè)計(jì)中通常避免對于慢速滲透處理過程，其水利路線的概要在表1-1（a）（b）（c）中顯示。表施技術(shù)包括土坎，犁溝和防洪

9、。噴灌技術(shù)的應(yīng)用可以來自固定的梯級豎板或移動(dòng)系統(tǒng)，例如中心樞軸。1.4.1過程目標(biāo)慢速滲透過程中可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)包括：1.廢水的凈化與應(yīng)用。2.對水和營養(yǎng)物質(zhì)的使用，促使農(nóng)作物的銷售，獲得了經(jīng)濟(jì)效益（灌溉）。3.節(jié)約用水，用凈化的污水取代用飲用水灌溉。4.保護(hù)和擴(kuò)大綠地及其開放空間。當(dāng)需求物是氮?dú)?，磷，生物需氧量，懸浮固體，病源生物，金屬和有機(jī)物時(shí)，是非常嚴(yán)格的。他們通常直接進(jìn)行慢速滲透。由于(美國)國家環(huán)境保護(hù)署飲用水受地表水質(zhì)量的限制，氮?dú)馔ǔＪ锹贊B透的限制性因素，然而，在干旱地區(qū)，保護(hù)氯化物并且使溶解鹽的總量維持在可利用的程度，有可能限制農(nóng)作物的產(chǎn)量。在慢速滲透過程中這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方式在

10、以下題目中討論（1）廢水凈化，（2）農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，（3）草皮系統(tǒng)，（4）森林系統(tǒng)。1.4.1.1廢水凈化當(dāng)慢速滲透過程的主要目標(biāo)是凈化時(shí)，水力負(fù)荷通常既受到土壤中流動(dòng)水的容量限制又受到植被脫氮能力矩陣的限制。暗渠有時(shí)需要地高水位的開發(fā)。高水位或不透水層可以防止深層滲透。選擇多年生草本植物是由于他們對高氮的吸收速度和較長的應(yīng)用廢水季，避免每年進(jìn)行種植和耕作。玉米和具有較高市場價(jià)值的其他作物也種植在以凈化為主要目標(biāo)的系統(tǒng)中。美國密歇根州的馬基斯根是一個(gè)值得關(guān)注的例子，該城市耕種了2000多公頃（5000英畝）的玉米。1.4.1.2農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在美西部的干旱地區(qū)，水本身（不是養(yǎng)分含量）是廢水中最有價(jià)值的成分

11、。作物實(shí)現(xiàn)了最大的市場潛力，并且使用了盡可能少的廢水用于灌溉。應(yīng)用率在2-8厘米/周（0.8-3.1英寸/周）之間是普遍的。加上根部地區(qū)為保持所需鹽平衡對過濾的需求，有足夠多的水來滿足作物需求。在較潮濕的東部地區(qū)在一年中的特定時(shí)期和長時(shí)間干旱期，水的組成可能是關(guān)鍵性的，但是廢水中的營養(yǎng)素是最有價(jià)值的組成部分。系統(tǒng)旨在促進(jìn)作物對營養(yǎng)成分的吸收和產(chǎn)量的增加。例如在密西根州的馬基斯根，1977年的玉米產(chǎn)量為6.5米/公頃（每公頃75蒲式耳）同一地區(qū)沒有應(yīng)用廢水灌溉的農(nóng)民玉米產(chǎn)量為5.2米/公頃（每三公頃60蒲式耳）10。不考慮地理位置，廢水灌溉靠提供養(yǎng)分和水氣可以使作物增產(chǎn)。1.4.1.3草坪系統(tǒng)在

12、美國許多地區(qū)，像高爾夫球場，公園及其他有草坪的地方都使用慢速滲透系統(tǒng)，從而節(jié)省應(yīng)用水供應(yīng)。這些地區(qū)有相當(dāng)大的公眾人群，需要嚴(yán)格控制病原微生物，這種控制可以靠消毒或靠生物處理池或儲水池的自然過程來實(shí)現(xiàn)。1.4.1.4林業(yè)系統(tǒng)慢速滲透林業(yè)系統(tǒng)存在于包括俄勒岡，華盛頓，密歇根州，馬里蘭州，福羅里達(dá)州，佐治亞州，福蒙特州和新罕不什爾州在內(nèi)的許多州。此外，在不同地區(qū)的試驗(yàn)系統(tǒng)在被進(jìn)一步推廣研究，以測定可準(zhǔn)許的負(fù)荷率，不同種類樹的反應(yīng)，和對環(huán)境的影響。（見第4章）森林為土地處理選側(cè)理想場址提供了許多有利條件：1森林土壤常常表現(xiàn)出比農(nóng)業(yè)土壤高的入滲率。2森林場址的選取通常比理想的農(nóng)業(yè)用地場址的選取成本低。3

13、在寒冷的天氣，森林土地的土壤溫度經(jīng)常高于農(nóng)業(yè)用地的溫度。4與農(nóng)業(yè)用地相比，森林系統(tǒng)在陡峭程度方面更有擴(kuò)展的空間。森林的慢速滲透系統(tǒng)使用廢水的主要限制條件是：1水的需求和一些現(xiàn)存樹木的容許偏差可能低于正常水平。2脫氮相對較慢，除非使用初期的，發(fā)展中的森林，或產(chǎn)生有利于反硝化的條件。3固定噴頭價(jià)格昂貴，然而通常是必要的。4森林土壤多巖石或土壤非常淺。1.4.2 治理成效慢速滲透過程是所有土地治理系統(tǒng)中凈化污水能力最強(qiáng)的。表1-3中顯示了大多數(shù)精心設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)良好的系統(tǒng)的質(zhì)量值。在土壤頂部1-2cm（0.4-0.8英寸），靠慢速滲透的土地治理，有機(jī)物大量減少。過濾和吸附是bod移動(dòng)的初始步驟，但是生物

14、氧化是最終的處理程序。過濾是去除懸浮固體的主要方法。氧化后的殘余和惰性固體成為土壤基質(zhì)的一部分。脫氮主要靠作物的吸收，隨著作物生長的種類和作物的產(chǎn)量而變化。脫氮有效作物必定高產(chǎn)。反硝化的作用也很大，即使土壤大部分時(shí)間處在有氧條件下。其他脫氮基質(zhì)包括土壤中的氨揮發(fā)與存儲。土壤脫磷有固定的程序，例如吸附和化學(xué)沉淀。對于慢速滲透系統(tǒng)來說脫磷的效果較好，與磷的應(yīng)用相比，脫磷更依賴土壤的特性。所有在滲透中殘余的磷都少于0.1mg/l11。磷的應(yīng)用中一個(gè)小的但是重要的部分是它隨著作物的生長而被吸收和脫離。1.5 快速滲透過程在快速滲透土地治理中，大部分的應(yīng)用廢水通過土壤過濾，并且經(jīng)凈化的污水渠自然的成為表

15、層水和地表徑流。該廢水用于中度和高度滲透土壤（例如沙地和壤質(zhì)沙地），少量散布在盆地的被視為穿越了土壤基質(zhì)。植被通常不是計(jì)劃種植，但是有一些例外，雜草和牧草通常不活引發(fā)問題。圖標(biāo)1-2（a）顯示了快速滲透中典型的液壓途徑。應(yīng)用廢水過濾為地表水比慢速滲透土地治理更艱巨。幾乎沒有或根本沒有植物消耗水量。從寒冷地區(qū)到炎熱的干旱地區(qū)，蒸發(fā)范圍約從0.6英寸/年（2英尺/年）到2英寸/年（6英尺/年）。這通常是水利負(fù)荷率中較小的比例。在許多情況下，誰的進(jìn)化利用是系統(tǒng)中不可分割的部分。這可已使用暗渠和水井來實(shí)現(xiàn)，正如圖1-2（b）所示。在某些情況下，水渠自然的成為與其毗鄰的地表水（圖1-2（c）。對與相同的

16、地表水，這一系統(tǒng)能比到多數(shù)控制系統(tǒng)提供更高級別的治理。參考文獻(xiàn)：1reed,s.c.等.土地處理系統(tǒng)的成本.美國環(huán)境保護(hù)署.epa-430/9-75-003，mcd 10. 1979年9月.2卡爾普/韋斯納/卡爾普.水的循環(huán)及再利用.第一卷. 2.美國內(nèi)政部.水資源技術(shù)局美 / owrt/ru -79/2.1979.3美國環(huán)境保護(hù)署.水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)：研討會法律程序與工程評估.水利項(xiàng)目規(guī)劃局.epa- 430/9-80-006，mcd 67. 1979年9月.4美國環(huán)境保護(hù)署。當(dāng)?shù)匚鬯畠艋吞幚硐到y(tǒng)設(shè)計(jì)指南。環(huán)境研究中心信息。epa-645/1-80-012. 1980年10月.5美國環(huán)境

17、保護(hù)署.慢速滲濾土地處理：循環(huán)技術(shù).水利項(xiàng)目規(guī)劃局.epa-430/9-80-011a，mcd 70. 1980年10 月.6美國環(huán)境保護(hù)署.快速滲濾土地處理：循環(huán)技術(shù).水利項(xiàng)目規(guī)劃局.epa-430/9-80-011b，城市設(shè)mcd 71.1981(出版).7國際研討會對廢水土地處理的進(jìn)程.卷1和2.新罕布什爾州漢諾威.1987年 8月20日至25日.8hinrichs先生，d.j,等。坡面處理的最新信息評估.美國環(huán)境保護(hù)署.水利項(xiàng)目規(guī)劃局.epa- 430/9-80-002，mcd 66.1980年9月.9leach，l.e.，c.g.恩菲爾德，和c.c.哈林，長期快速滲濾系統(tǒng)的研究綜述.美國環(huán)境保護(hù)署.研究與發(fā)展辦公廳.阿達(dá)，俄克拉荷馬州.epa-600/2-80-165. 1980年7月.10walker，j.m.廢水：是馬斯基根縣的解決方案？美國環(huán)境保護(hù)署.epa-905/2-76-004，mcd-34. 1979年8月.11jenk