《人工快渗工艺处理城镇生活污水的实践.docVIP

人工快渗工艺处理城镇生活污水的实践 摘要：人工快速渗滤系统（CRI）是在传统的污水快速渗滤处理系统的基础上发展起来的一种崭新的污水土地处理技术，文中阐述了其定义、发展背景、运行方式、作用机理、及其在实际工程中的工艺流程、设计参数以及目前存在的问题和解决措施。 关键词：人工快渗工艺；生活污水1 CRI的发展背景 人工快速渗滤系统（Constructed Rapid Infiltration，简称CRI）为土地处理的一种类型，它是指有控制地将污水投放于人工构筑的渗滤介质的表面，使其在向下渗透的过程中经历不同的物理、化学和生物作用，最终达到净化污水的过程。它是在传统的污水快速渗滤土地处理系统（Rapid Infiltration，简称RI）的基础上发展起来的，其核心是采用渗透性能较好的天然河砂、陶粒、煤矸石等为主要渗滤介质代替天然土层，从而大大提高了水力负荷（13 m3/ (m2·d)，是RI的861倍）。 2 CRI的运行方式 CRI系统通常采用淹水和落干相交替的工作方式，即定期投放污水，使渗池淹没，而后停止投放，使渗池表面暴露于大气，经历干燥和氧化作用。这一方面可以防止由于生物的生长和悬浮物沉淀所造成的渗滤池表层孔隙的过度堵塞，有效地恢复系统的渗透性能，另一方面可在系统内部的浅层剖面上交替形成氧化还原环境，从而使CRI 系统具有独特的净化污染物功能。 3 CRI的作用机理 生活污水中典型的污染因子主要是悬浮物、化学需氧量、生化需氧量、氨氮和总磷等, 系统的净化功能取决于污水中的主要污染因子与土地系统之间的相互作用。一般认为, 主要污染因子的去除机理如下。 3.1 悬浮物、有机物去除机理 SS、COD和BOD的去除基本符合一级活塞流反应模式： Ce/Co= exp（- kT ·t） 式中：Ce 为某指标出水浓度；Co为某指标进水浓度；kT为一级反应常数；t为水力停留时间。 3.2 氮的去除机理 氮的去除机理：去除氮主要是吸附作用和硝化、反硝化作用二者联合作用达到除氮的结果。土壤颗粒表面绝大多数带负电，NH4+很容易吸附在土壤颗粒上，在落干期经充分的硝化作用，并在下一个淹水期由于反硝化作用还原为总氮而得以去除。在脱除氮的过程中，硝化反应是限制步骤，其反应时间远长于反硝化过程。因此，落干期明显要长于淹水期，即：湿干比小于1，系统的复氧效果是限制氨氮硝化的关键因子，良好的复氧效率是硝化反应顺利进行的保证。因此，CRI非常注重系统的复氧。 3.3 磷的去除机理 污水土地处理系统中, 除磷的方法主要有土壤吸附、生化反应和化学反应及生物生长等。磷酸盐吸附在土壤颗粒表面是一个重要的去除过程，其吸附容量取决于粘土矿物中Fe、A l的浓度或与土壤有机物的结合程度，吸附是容易饱和的，每种土壤都有其固定的吸附能力，一旦吸附饱和，就不能再吸附了。但几乎所有污水土地系统在常年运行的情况下，并未出现磷吸附饱和的现象。除吸附过程外，这是因为磷酸盐能与土壤中的铁、铝等金属元素生成化合物而沉淀下来，这一过程被认为是主要的除磷手段。磷在粘土矿物晶架内同晶替代以及磷酸盐与金属的结合过程的速率很慢，但不易饱和。在大多数湿地中，植被生长可以吸附部分磷酸盐，并通过收获得以去除湿地中的磷。一般来说，CR I 工艺对磷的去率在60%～95%以上，视填料性能而定。 CRI 系统机理迄今尚未完全清楚，但普遍认为它是在过滤截留、吸附和生物降解的协同作用下去除污染物的。 4 CRI工艺处理城镇生活污水的实践 4.1 工艺流程 燎原乡地处崇州市西南部，东接崇州市桤泉镇、大邑安仁镇，南与大邑苏家镇接镶，西接大邑县晋原镇，北接王场镇和隆兴镇。燎原乡无污水处理设施，污水为自然排放，排水方式为雨污合流制，其污水主要是生活污水。 通过对方案认真研究、论证分析。为改善镇区水环境的污染，燎原乡将兴建污水处理厂，将人工快速渗滤（CRI）工艺应用于工程设计实践，服务人口约6000人，近期工程规模为300 m3/d，取总变化系数Kz=2.0。 CRI系统主要由预处理单元、布水系统、快渗池和集水系统组成。其工艺流程见图1。 图1 CRI 系统工艺流程 4.2 设计参数 主要构筑物及工艺参数如下： ①格栅井、提升井 格栅井尺寸为L×B×H=7.7×2.7×3.4m，格栅渠分为2格，同提升井合建。提升井的尺寸为L×B×H=4.0m×2.0m×4.6m，均为钢筋砼结构。格栅井设XGS-500型旋转式格栅除污机，处理能力Q=300m3/d，栅前水深0.6m，栅槽宽750mm，栅条间隙3mm，安装角度60o，配用电机功率0.75kw。备用一台粗格栅，栅条间隙10mm。格栅前后各设一个闸门，闸门的型号为FZ500，配置手动启闭机。格栅进水管采用d400的钢筋混凝土管，出水管采用潜污泵提升至