土地處理系統

1、土地處理系統 CONTENTS01概念目錄02作用機理03基本類型04案例分析05結論06展望概念 土地處理系統就是利用土壤微生物植物系統的陸地生態(tài)系統的自我調控機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，使水質得到不同程度改善，同時通過營養(yǎng)物質和水分的生物地球化學循環(huán)，促進綠色植物生長并使其增產，實現廢水資源化與無害化的常年性生態(tài)系統工程。 土地處理系統的簡單工藝流程 其中，預處理和水量調節(jié)與儲存是保證土地處理系統正常運轉的必不可少的環(huán)節(jié)，可以保證污水可控制的投配到土地處理系統中。作用機理物理作用：主要有土壤的過濾 、截留和物理吸附作用 。土壤固相部分實際為一復雜的疏松多孔體，而

2、且較理想的土壤孔隙度高達50%左右，當污水通過土壤時，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，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 。化學作用：主要包括化學吸收作用，膠體吸收作用以及代換性吸收作用3類。a、化學吸收作用 污水中的可溶性物質與土壤膠體發(fā)生化學反應,可使易溶性的物質變?yōu)殡y溶性的,從而被固定在土體中與污水分離,達到凈化目的。如對磷的固定，Fe(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中極易產生化學沉淀而被固定。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對污染水體進行修復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。土壤膠體具有多種特性，對整個土壤的性質影響極大。由于土壤膠體的粒徑非常細小，具有很大的表面能并帶有電荷，因此能夠對污水中的離子產生吸收、絡合和沉淀作用。其凈化能力與土壤膠體的種類、數量和性質有關。土壤中所含膠體物質越多,其凈化能力越強；含

4、有機膠體越多,其凈化能力越強。c、代換性吸收作用 土壤膠體吸收離子態(tài)的物質并與溶液中的離子進行交換,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。當污水流經土壤時,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、數量、污水中所含離子的濃度、原子序數、離子價等有關。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、轉化、降解和生物的合成作用來

5、實現的,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物,使之礦化為無機營養(yǎng)物質,供給植物生長、發(fā)育的需要,這是土壤形成的基礎,也是土壤能夠凈化污水的主要原因。例如，土地處理系統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在兩種情況下有機物都可以被礦化為小分子無機物?；绢愋?根據處理目標、處理對象的不同,將污水土地處理系

6、統分為慢速滲濾系統(Slow Rate Land Treatment System，簡稱SR)；快速滲濾系統(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(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（SR） SR系統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)。污水經布水后垂直向下緩慢滲濾，土壤一微生物一植物系統對污水進行凈化。部分水經蒸發(fā)或蒸騰散逸走，大部分滲入地下，且系統中的植物為農作物，可以創(chuàng)造一定的經濟價值。SR系統的污水凈化效率高，出水水質好，是土地處理技術中經濟效益最大、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快速滲濾系統（ RI） 快速滲濾土地處理系統是一種高效、低耗、經濟的污水處理與再 生方法， RI系統適用于透水性能特別良好的土壤如砂土。共作用機理類似間歇“生物砂濾器”。污水投配到滲濾系統后大部分快速下滲，并最終進入地下水層。灌水與休灌反復循環(huán)進行，使表面土壤處于厭氧-好氧交替運行狀態(tài)，依靠土壤微生物將土壤截留

8、的溶解性和懸浮有機物進行分解，使污水水質得以凈化。 快速滲濾土地處理系統地表漫流處理系統（OF） OF系統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。投配到系統中的廢水大部分以地表經流收集，少部分經土層滲濾和蒸發(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濕地處理系統（WL） 濕地處理系統，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、沼澤地或人工構造濕地，土壤經常處于飽和狀態(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合作用下得到凈化。濕地處理可直接對污水進行處理或用于對污水進行深度處理。 污水濕地處理系統機理地下滲濾處理系統（UG） 地下滲濾處理系統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。地下滲濾系統適用于無法接入城市排水管網的小水量污水處理。 地下滲濾污水處理系統污水土地處理系統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 ( 即 SR 系統)始建于1994年, 1997年投入試運行。在三年多的調試運行過程中，

10、楚雄市污水處理廠對整個處理系統進行了全面監(jiān)測，以期對系統的污水處理效果進行分析，不斷改善土地處理系統的運行機制，使SR土地處理系統的各項功能得到充分發(fā)揮。1、對有機物的去除效果 楚雄污水土地處理系統對 BOD5 、 COD 的去除效果2、對固體懸浮物的去除效果 SR系統對固體懸浮物（SS）的去除效果3、對氮的去除效果 SR系統去除氮的效果4、對磷的去除效果 SR系統除磷效果案例二 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，即用滲透性能良好的CRI（人工快速滲濾）介質代替原土壤介質而進行改進后的快速滲濾系統。該鎮(zhèn)地處山區(qū)，具有一定的地勢落差，通過對污水處理設施各單元的合理布局

11、，使污水在廠區(qū)依靠重力流動，結合土地處理法沒有曝氣能耗的特點，從而實現了整個污水處理過程的微動力甚至無動力運行。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 進出水水質情況表結論優(yōu)勢：土地處理系統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問題有一定緩解。它與傳統的污水處理技術相比，具有投資少、建設運營成本低、出水水質好等無可比擬的優(yōu)勢，適用于零散居民區(qū)、風景旅游區(qū)等需要就地處理污水的地區(qū)，具有廣闊的應用前景。不足：選址不當會造成工程性土壤、農作物甚至地下水的嚴重污染，而且土地處理系統水力負荷很小，限制了它的大規(guī)模推廣。展望 土地處理系統由于其投資少、建設

12、運營成本低、出水水質好等優(yōu)勢受到世界范圍內的廣泛關注。今后，土地處理系統應結合自身優(yōu)勢與其它技術聯合應用，提高處理效率，減少土地的使用量。而且，在有條件的地區(qū)和城市應充分考慮該地區(qū)及城市發(fā)展的長遠利益 ，以經濟和環(huán)境效益“雙贏”為目標 ，建立和完善城市污水資源化生態(tài)工程配套設施 ,提高污水回用再生率。如與生態(tài)農業(yè)和生態(tài)景觀相聯系等。參考文獻 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 J . 水電站設計 ，2004，20( 1) ：81-83. 2 羅仙平，謝明輝，楊坤 . 采用土地處理系統處理城市生活污水的實驗室模擬研究 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的處理效果分析 J . 楚雄師范學院 學報 ，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 J . 土壤通報 ，2007， 38(2):394-398 . 5 丁兆運 . 土地處理系統治理城市污水的機理 J .棗莊師專學報，2001， 18(5):101-103. 6 郭篤發(fā)，姜愛霞 . 污水土地處理系統的應用分析 J . 環(huán)境科學與進展，1995，3(6):64-