CN1056258A - 城市污水人工土快滤处理技术与滤料——人工土 - Google Patents

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白瑛
张祖锡
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Abstract

本发明涉及城市污水处理技术和处理介质的配 制。采用本发明中的人工土为滤料，污水经人工土层 快速渗滤处理后即可达到或优于二级常规处理的水 质。人工土以粗砂、耕作土、草炭为原料，按17-19∶ 1∶1的体积比配成。采用本发明较常规二级处理节 省投资50％，节能60-70％，节省运转费60-70％， 较一般自然土地快滤处理的水力负荷高1-20倍，占 地面积仅为其1/6-1/20。并且滤床所占地面积还 可全部回用于高经济价值植物的生产。

Description

本发明涉及城市污水的处理方法及其渗滤介质。
城市污水的处理有常规一级、二级、三级处理法和土地处理等。但常规处理基建投资大，能耗和运转费用高。因此，低投资、低能耗、低成本的土地处理技术成为近年来发展较快的污水处理技术。城市污水土地处理是在一定条件和要求下将污水定量投配到土地上，通过土壤-植物系统的物理、化学、生物等方面的作用达到净化污水的一种污水处理方法。
土地处理技术通常有慢速渗滤（SR）、快速渗滤（RI）、地表漫流（OF）和湿地（WL）处理等。慢速渗滤主要通过植物-土壤-微生物吸收利用来处理，以植物生长季节的需要为转移;地表漫流适用于渗水性差的粘土和粘质壤土，处理场地应有均匀坡度（2-8%），污水经地表紊流过程得到净化;快滤处理适用于透水性能非常良好的土壤（砂土、砂壤土）。污水灌入土壤表面往下渗经土层而得到净化;湿地处理仅用于低湿洼地，通过沼生型植物生长而得到净化。（1、Sherwood.C.Reed  et  al  Handbook  of  Land  Treatment  System  for  Industrial  and  Municipal  Wastes  2、Bennett  E.R  et  al  Field  Studies  of  Rapid  Infiltration  Treatment  of  Primary  Efflunt  1983  National  Conference  on  Enviormental  Engineering）
现有污水土地处理技术是以自然土地作为处理渗滤介质，将污水经一定前处理后定量投配到土地上，对场地的地质、地形、土壤和地下水的埋深等因素都有特定的要求，并受这些因素的限制，只有条件适宜的才能作为土地处理场地。一般的土地处理水力负荷较低，相应要求较大的土地面积，且处理过程大都与植物生长季节直接相关，土地快速渗滤虽然水力负荷较大，但其场地条件要求严格，因此现有各种土地处理实际应用中都受一定的局限，即使场地条件符合，还需要解决污水的输送和贮存问题，而且在寒冷地区，各种土地处理都还未很好解决越冬运行问题。现有的常规一、二级处理，虽然技术已较成熟，水力负荷大，占地面积较小，但投资大、能耗高、运转费用高，往往难于承受，因而不能普遍应用。
本发明的目的在于发明一种投资少、能耗低、易于管理，不受场地条件和季节限制的污水土壤处理技术，以及水力负荷高，处理效果好的渗滤介质。
城市污水人工土快滤处理工艺是借助本发明中配制的人工土为污水处理的介质，污水经前处理后渗经人工土体来实现污水的净化，附图是城市污水快滤处理工艺流程示意图，前处理采用升流式污泥水解池工艺，污水先经水力筛1过滤入集水井2，再提升到沉砂池3中，然后再注入升流式污泥水解池4中水解，以动力学控制，使反应过程达到水解产酸阶段，水力停留时间为3-5小时，最后经人工土滤池5渗滤，即可实现污水的净化，人工土滤池为水泥砖砌构筑物，池深1.30米，底部铺垫层20cm左右，用大小卵石铺成，垫层的物料采用8-10cm的大卵石或机械破碎的石块为最底层，其上是直径3-4cm的卵石，再上为豆石和粗砂砾，总共厚度为20cm左右。垫层上植入人工土100cm厚，人工土层上淹水层厚5cm左右，人工土层厚度可根据对出水水质的要求适当增加或减少。
人工快滤处理系统的运行管理，采用淹灌与落干交替进行的方式，湿干比取1∶5-1∶8，即淹灌运行8小时，落干停休40-64小时，运行周期为2-4.5天。当渗滤速率＜0.2cm/min时，可适当去除人工土表层1-2cm，一年2-3次，去除的人工土经堆腐后又可重复植入使用。在寒冷的地区冬季运行可采用农用保护地蔬菜栽培用的塑料大棚保温，滤池上可用无土栽培法进行蔬菜或花卉生产。
人工土以渗透性能良好的天然粗砂为主要原料，掺入了具有大量土壤微生物的农田耕层壤质土壤和含有丰富有机质及N、P、K等营养元素的草炭。三者比为17-19∶1∶1（体积比）。农田耕层壤质土和草炭为人工土提供了生物源和营养源，而以粗砂为主要成分的人工土的物理化学特性又给土壤微生物提供了疏松多孔、水热适宜的居住、生长条件，为人工土中微生物的大量繁殖进而使污水中有机污物得到较好的去除创造了条件。
本发明具有以下优点和积极效果：①比土地处理的水力负荷高出1-20倍;BOD5的污染负荷高3倍;②处理相同水量所需的滤池的面积只有自然土地快滤的1/6-1/20;③不受场地条件和农事季节的限制，并能越冬运行;④出水水质优于常规二级生化处理的出水排放标准;⑤基建投资较常规二级生化处理可节省50%左右，处理能耗和运转费可节省60-70%;⑥引用蔬菜保护地设施与无土栽培技术于人工土快滤处理之中，既解决了土地处理的冬季正常运行的技术难题，又可全部回用滤床所占土地面积，并能充分利用滤出水水肥资源。
以下是本发明的一个实例：
以天然粗砂、耕层土壤和草炭为原料按18∶1∶1的比例（体积比）混合均匀，配成人工土，填装成面积为112平方米，厚100cm的人工土滤层，滤池底部用机破石、卵石、豆石填成20cm的垫层，以北京市海淀区圆明园东门外市政排污管道的排放污水进行中试运转，其水力负荷达208m/a，进水水质COD平均为405mg/l，最高可达600-700mg/l，BOD5平均为110mg/l，最高可达250-270mg/l，SS平均为225mg/l，高时可达300-350mg/l，经净化处理后，出水的COD为40mg/l，BOD5为4mg/l，ss为10mg/l，其去除率分别达90%，96%和95%。

Claims (2)

1、一种城市污水处理技术，包括前处理和二级处理两个过程，其特征在于二级处理时采用人工土作为渗滤介质，污水经过前处理后，再经人工土滤池快速渗滤，实现污水净化。
2、一种处理污水的人工配制渗滤介质-人工土，其特征在于人工土以粗砂、耕作土、草炭为原料，按17-19∶1∶1的体积比配制而成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101823792A (zh) * 2009-03-06 2010-09-08 中国地质大学（北京） 污水垂向多级土壤渗透处理装置、系统、方法及混合填料
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