人工快速渗滤法处理小城镇污水的模拟试验研究.PDF

生态环境学报 2011, 20(2): 327-331 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 人工快速渗滤法处理小城镇污水的模拟试验研究 * 陈永杏，董红敏 ，尚斌，陶秀萍，朱志平 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所//农业部畜牧环境设施设备质量监督检验测试中心（北京）// 农业部农业环境与气候变化重点开放实验室，北京 100081 摘要：小城镇污水既是水资源的主要污染源，同时也是可利用水资源的重要组成部分，高效率、低成本的小城镇污水处理技 术是农业生态安全和工程节水的急需。研究采用人工快速渗滤方法处理小城镇污水，在湿干比一定(湿干比 1 ∶3)的条件下设 3 种填料比[V(土) ∶V(砂)=1 ∶1、2 ∶1 和 3 ∶1)和 3 种不同水力负荷周期[短周期(0.5 d 进水， 1.5 d 落干)、中周期（1 d 进水， 3 d 落干）和长周期(3 d 进水，9 d 落干)]进行交叉试验。跟踪测定处理后水中 COD、总磷、凯氏氮和铵氮的去除率。结果表 明，系统的 COD 和总磷去除效果较好，最高去除率分别达到 73.19%和 54.86%。COD 的去除受水力负荷周期影响较大，在 长水力负荷周期条件下去除效率高，总磷的去除受水力负荷周期的影响小。系统对凯氏氮和铵氮的去除效率偏低，两者的最 高去除率分别为 46.67%和 40.67% ，均在长周期条件下取得。 关键词：人工快速渗滤法；土砂比；水力负荷周期；去除率 中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1674-5906 （2011 ）02-0327-05 “十一五”以来，随着我国小城镇建设步伐的加 大淹水和落干频率可改善系统对污染物的去除效 快，污水排放量逐年增大，2009 年全国生活源污水 果，但该研究也未考虑系统对磷的去除效果。针对 排放量为 354.8×108 t ，比 2008 年增加了 7.5%。而 这种情况，本文拟采用模拟土柱的方式开展人工快 随污水排出的 COD 和铵氮分别达 837.8×104 t 和 速渗滤法处理小城镇污水的试验研究，在湿干比固 95.3×104 t[1]。与此同时，国家已经确定，2015 年水 定的条件下进行不同填料比和不同水力负荷周期 资 源 总 使用量 为 6 200×108 t ， 仅比 2009 年 的 对系统去除污染物能力影响的研究，为人工快速渗 5 900×108 t 增长 290×108 t[2]。在这种情况下，如何 滤法应用于小城镇污水处理提供数据支撑。 有效地进行水资源的循环利用变得至关重要。但 1 材料与方法 是，截至 2008 年，我国约 95%以上的小城镇未建 1.1 试验材料 设污水处理设施，生活污水处理率不足 1%[3]。加强 试验用模拟柱(图1)为内径15 cm、高170 cm的 小城镇污水的人工处理和再利用是工程节水和扩 有机玻璃管。填料为石英砂(粒径2~4 mm)和土壤(过 大水资源供应的重要举措[4-5] 20 目筛)按比例混合，设土砂体积比 1 ∶1、2 ∶1、3 ∶ 人工快速渗滤法[6-7]作为一种新兴的分散式污 1等3种比例。填料层厚度为 100 cm，模拟柱底部装 水处理方式，以其建设投资和运行成本低廉、运行 填20 cm厚的砾石(粒径约20 mm)垫层，垫层与填料 维护简单等特点引起各界广泛关注，近年来对该技 之间用 100 目尼龙纱网隔开。出水口设于垫层上部 术的应用研究十分活跃，包括高速路收费站生活污 (填料层下部)柱子侧面。填料层上部留50 cm高的空 水[8-9] 、受污染河水[10] 、农村生活污水[11]等污水的 间，由上部进水。