簡述水的土地處理系統的模式及特點
近年來,隨著社會經濟的快速發展以及人口的增多, 水資源更為短缺,人們不得不重新考慮利用土地處理凈化污水。因為污水土地處理系統是現代污水處理的新技術,且具有投資少、能耗低、成本低等特點,因此這一技術在許多國家得到了運用和發展。土地處理系統會根據處理目標和處理對象選擇不同的工藝,像慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流和地下滲濾等工藝類型均是土地處理系統中最為常見的類型。土地處理系統中的各種工藝在污水處理過程中,對其處理的程度、工藝參數等方面會有著一定的差異。
1、慢速滲濾系統
慢速滲濾系統將污水緩慢灌溉至種有農作物的土地表面,其主要利用了地表的土壤和植物根系對污水進行凈化。與其他土地處理系統不同的是,慢速滲濾系統一般不往外排水,其投配的水量一部分被農作物吸收,一部分由于蒸發而散失,另一部分滲入地下。慢速滲濾系統的設計水流方向需要與地塊內地下水水流方向相同。慢速滲濾系統是一種將污水作為資源進行利用的系統,其在處理生活污水的同時可以為地塊種植的農作物提供營養,從而獲得一定的經濟效益。
同時,由于采用了慢速滲濾的設計,水力停留時間長,污水的處理效果非常好,且由于不往外排水,受場地坡度的限制較小。但慢速滲濾系統也存在一些缺點,首先,由于水力負荷小,處理相同量污水需要的土地量就較大,限制了其在地價較高的地區的應用。其次,滲濾系統的處理效率與場地種植的農作物有很大的關系,作物的營養需求及水量需求通常是設計該系統的關鍵因素,同時也對該系統的處理能力起著限制性作用。
2、快速滲濾系統
快速滲濾系統是一種將污水投配到具有良好滲濾性能的土壤中進行處理的方法。與其他滲濾系統不同的是,該滲濾系統對土壤的滲濾性要求較高,且污染物主要依靠滲濾過程去除。在滲濾的過程中除了發生著物理的過濾和沉淀作用以外,同時也發生著生物的氧化、硝化、反硝化等作用。快速滲濾系統在處理期間通常處于水淹、干化交替進行的過程中,干化期的目的是為了恢復土壤的好氧環境,這也可加強水往下滲透的效果。快速滲濾系統的優點如下:
首先,由于滲濾速度快,停留時間短,其相對占地面積較小,單位面積負荷高。其次,該滲濾系統對氨氮、有機物及懸浮物都具有較高的去除效率,且整套系統投資省,管理簡單,運行受季節性影響較小。但快速滲濾系統也存在一些缺點,其對場地土壤條件及水文條件較其他工藝要求較高,總氮的去除率低,同時也容易造成地下水的污染。
3、地表漫流系統
地表漫流系統是將污水控制于地表,使其在緩慢流動的過程中得到進化的污水土地處理系統。與其他污水土地處理系統相比,該系統需要在具有緩坡和低滲透性土壤的場地內運行,場地內常以種植牧草為主,由于水力停留時間短且土壤的滲透率低,污水由于蒸發和滲漏而損失的部分較少,大部分污水經過處理后匯入排水溝中。該種處理系統對土壤的滲透性要求較低,處理過程簡單且對預處理要求低,適用于多種污水。經過其處理的污水可以達到二級排放標準,處理后的污水也適用于回用。但其容易受到氣候和水量的影響,且對坡面設計的要求較高。
4、地下滲濾系統
地下滲濾系統是指利用預先的埋置將污水投配至一定深度的土層中,污水經過緩慢的滲濾作用得到凈化。地下滲濾系統的特點在于其土層需要具有一定的構造和良好的滲透性,通常需要對場地進行人工改造。通過布水管的污水緩慢滲入周圍的碎石和砂土層中,在土層中由于毛細管作用進行著擴散,同時土壤中的過濾、吸附以及一些生物作用對污水起到了凈化作用。
其作用與慢速滲濾系統類似,同樣具有水力停留時間長、處理效果好的特點,運行簡單穩定,氮磷去除率高。且由于是采用地下布水的設計,不會影響地面的景觀,可與原本的綠化和生態景觀相結合,具有更強的適用性。缺點在于工程建設較復雜,較其他幾種系統需要更多的前期投資,且對前處理要求較高,負荷較小,否則容易造成土壤堵塞。
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