[科普中国]-慢速渗滤处理系统

简介

慢速渗滤处理是将污水投配到覆盖植物的土壤表面，污水在流经地表土壤——植物系统时得到充分净化的一种土地处理工艺。在慢速渗滤处理系统中，投配的污水一部分被作物吸收，一部分渗入地下。设计时一般要求流出场地的水量为零。

慢渗土地处理的布水可采用畦灌、沟灌以及可移动的喷灌系统。慢渗土地处理的工艺目标包括：处理污水；利用水资源及营养物质生产商品性农作物；在干旱和半干旱地区，用污水代替清洁水灌溉，节约水资源防止荒漠化；开发荒地，发展挚地和林地。

在慢渗土地处理系统中，由于投配污水的负荷低，污水通过土壤渗滤的速度慢，在含有大量微生物的表层土壤中停留时间长，从而可取得良好的水质净化效果。系统的水流途径取决于污水在土壤中的迁移以及处理场地下水的流向。2

特点（1）典型的慢速渗滤处理系统，所投配的污水一般不产生径流排放。污水与降水共同满足植物需要，并与蒸散量、渗滤量大体平衡。渗滤水经土层进入地下水的过程是间歇性且极其缓慢的。

（2）适宜慢速渗滤处理系统的场地，土层厚度应大于0.60m，地下水埋深应大于1.2m，土壤渗透系数应大于0.15cm/h。

（3）根据土壤、气候和污水特点选择适宜的植物。与其他类型土地处理系统相比较，植物是更重要的组成部分，它能充分利用水和营养物资源，可获得的生物量大。该系统中的植物以选择经济作物为主。

（4）处理系统中水和污染物的负荷较低，处理效率高，再生水质好，渗滤水缓慢补给地下水，不产生次生污染问题。

（5）受气候和植物的限制，在冬季、雨季和作物播种、收割期不能投配污水，污水需要贮存或采取其他辅助处理措施。

（6）以深度处理和利用水、营养物为主要目标的慢速渗滤系统，所要求的水质预处理程度相对其他类型土地处理要高。根据对作物、土壤、地下水影响的要求，预处理可采用一级处理、二级处理，并需要对其中工业废水的成分加以必要的控制。3

水质净化功能BOD的去除

在地表以下0.5m深处取渗滤水水样，其中BOD5浓度约1.0mg/L，去除率一般都在98%以上。

SS的去除

在地表以下0.5m深一处取渗滤水水样，其中SS浓度约1.0mg/L，去除率达99%以上。

氮的去除

污水中氮的去除包括氨氮挥发、植物吸收、反硝化脱氮和土壤有机质积累等多种途径。根据作物种类、土壤性质、污水的C/N比值和气候条件不同，总氮的去除率为60%以上。棉花、玉米等作物对氮的吸收量为75～200 kg/(hm2·a)，土壤中脱氮作用占污水中氮投配量的20%左右。C/N接近10时，对形成土壤有机质和防止氮素的流失更为有利。为保护地下水水质，氮负荷常成为慢速渗滤处理系统中的设计限制因素。

磷的去除

慢速渗滤处理系统中，土壤胶体的离子交换、吸附、固定等对污水中磷的去除起重要作用。土壤的pH值及粘土、铝、铁、钙等的化合物含量与磷的吸附容量有关。经长期积累，绝大部分磷也都积集在土壤表面0--20cm之内。植物对磷的吸收能力为20～60 kg/(hm2·a)。

微量元素的去除

对镍、铬、铜、铅、锌、汞、镉等元素的吸附作用，发生在粘土矿物质、金属氧化物及有机物质的表面，具有细团粒结构和有机质含量较高的土壤，对微量元素的吸附容量更大。一般情况下，土壤pH值保持在6.5以上，微量元素多呈难溶解化合物形式存在。只要投配污水的微量元素含量符合农业灌溉水质标准，在慢速渗滤田地表以下1.5m深处渗滤水中微量元素含量就不会超过饮用水标准。所以，微量元素一般不是慢速渗滤处理系统的设计限制参数。

应该指出的是，当处理高浓度有机废水时，有机物分解产物CO2可以促使土壤中的Mn2+溶出，其在渗滤水中含量可能超过饮用水标准(0.1mg/L)。

微量有机物的去除

慢速渗滤处理系统对微量有机物有明显的去除作用。国内外的研究和工程实践结果表明，其中三氯甲烷、甲苯、硝基苯、亚甲基氯化物、1,1一二氯乙烷、三氯甲烷、四氯乙烯、四氯化碳、邻苯二甲酸二丁酯等，出水的检出率较进水降低50%以上，浓度降低75%以上。

病原微生物的去除

污水中的病原菌（如赤痢菌、粪大肠菌、伤寒菌等）、病毒（肝炎病毒、脊髓灰白质炎病毒、柯萨奇病毒等），在投配到土壤表面后，经过滤、吸附、干化、太阳紫外线辐射以及土壤微生物的吞食作用等而被去除。

在慢速渗滤处理系统中，污水中病原微生物的去除效果不是设计限制因素。但在设计时，对于喷洒布水所产生的气溶胶对环境的影响和污水中病原微生物对运行操作、管理人员的影响，应与常规污水处理工艺一样予以注意。

设计程序污水慢速渗滤处理系统工艺设计的主要内容是：

（1）收集、分析和比较拟选处理场地有关资料，测定土壤饱和水力传导系数；

（2）根据污水性质、环境标准和慢速渗滤处理的工艺性能，确定预处理程度和工艺；

（3）根据气候、土壤、污水性质选择作物；

（4）根据处理场地条件和污水性质，确定渗滤速度，计算水力负荷；

（5）复核污水中氮或其他污染物限制成分的水力负荷；

（6）计算所需要的土地面积；

（7）设计布水和排水系统；

（8）分析渗滤水对地下水的影响：

（9）水质、土壤、地下水监测；

（10）运行及管理。