高负荷地下土壤法处理有机污水的模拟实验研究

针对传统地下污水渗滤系统的主要缺陷,提出了采用人工土壤提高系统的污水承载能力,采用多层过渡结构增大颗粒有机物的接触氧化表面积,采用高渗透性夹层增加氧气供应,以提高污水地下处理系统的水力负荷,延长其使用寿命.以我国南方典型的红壤土、砂和砾石为填充材料进行了实验室模拟实验,供试污水来自中国科学院广州地球化学研究所生活小区.结果显示,在25 cm/d的水力负荷下,系统没有被堵塞的迹象,采用每天2次投配污水的方式（每次12.5 cm）,渗透系数为0.6 cm/min的土柱可以达到很好的出水效果,其COD、BOD5、SS、TN和TP去除率分别达到81.5%、84.6%、88.8%、82.6%和98%.     

高负荷人工土层地下渗滤系统处理生活污水中试工程的研究

对传统的地下渗滤系统进行改进,采用多层过渡结构的人工土层来增大对颗粒有机物的接触氧化表面积,同时设置曝气装置保证好氧过程的氧气供应,可以大大提高污水地下处理系统的水力负荷.以中国南方典型的红壤土、河沙和砾石为填充材料,处理广州地化所小区的生活污水,水力负荷达40 cm/d,远大于类似系统.试验结果表明,改进后的系统能创造良好的好氧/厌氧环境,对污染物去除效果良好,COD、BOD5、TN、NH 4-N、TP和SS去除率分别达到了76.7%～89.1%、83.3%～92.5%、50.3%～66.1%、65.2%～79.6%、75.4%～90.1%和77.0%～91.3%,出水主要污染物达到了《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级排放标准或二级排放标准.     

曝气生物滤池与地下渗滤系统工艺脱氮除磷

以生活污水为研究对象,考査了曝气生物滤池和地下渗滤系统组合工艺脱氮除磷的性能。工艺运行过程中,曝气生物滤池只考虑COD和氨氮的去除把总氮和总磷的去除分离到地下渗滤系统中。实验结果表明,曝气生物滤池和地下渗滤系统组合工艺有良好的脱氮除磷能力。滤速为0.6 m·h~(-1),气水比为5:1,反冲洗周期为7d时,曝气生物滤池达到最佳运行状态,对C0D、氨氮、TN、TP的去除率分别达到85.3%、83.5%、30%、56%。为了提高TN、TP的去除率,地下渗滤系统采用间歇的方式运行个周期连续进水12 h,放空12 h进水为曝气生物滤池出水,水力负荷为5 cm·h~(-1),对COD、氨氮、TN、TP的去除率分别达到41.3%,62.8%、81.3%,82%。     

椰糠填料用于人工湿地处理制胶废水

以椰糠作为湿地工作层主要填料,采用复合垂直流人工湿地处理海南天然橡胶加工业低浓度废水。结果表明,在144 mm/d水力负荷条件下,椰糠填料人工湿地对废水中的COD、BOD5、NH3-H及TP的去除率分别达到68.99%、66.49%、59.55%和75.22%,显著高于无椰糠对照组。当水力负荷提高至216 mm/d,系统运行稳定,出水水质仍能达到污水排放标准(GB 8978-1996)和《农业灌溉水质标准》(GB5084-92)。     

地下渗滤系统处理农村生活污水的研究

在天津武清区一村落构建了2个并行的地下渗滤系统,考察了其对农村生活污水的处理效果。该系统水力负荷为10 cm/d,处理能力为50 t/d。填充介质选用土壤、陶粒、炉渣和两种自然有机质,按5∶2∶2∶1的比例配置的人工土层。结果表明地下渗滤系统对污水中各种主要污染因子均有一定的去除效果,在进水COD和C/N较低的不利条件下,COD、总磷、氨氮、总氮、悬浮物均得到有效去除,出水中各项污染指标平均浓度均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准;具体到不同的污染指标,添加了不同有机质的2个并行系统的处理效果也有所不同。总体上看,地下渗滤系统作为农村生活污水的处理设施有很好的应用前景。     

无砾石微孔管地下渗滤系统对生活污水处理效果的研究

以壤土、河砂为填充基质,构建了5个无砾石微孔管地下渗滤系统,在3.3cm/d的水力负荷下,比较了5个系统对生活污水的处理效果。结果表明,无砾石微孔管地下渗滤系统对生活污水具有较好的处理效果,其中以上层填充河砂、下层填充壤土的系统C对生活污水的综合处理效果最好,其对COD、TP、浊度、NH3-N、TN的平均去除率分别为82.4%、74.1%、94.2%、98.4%、59.3%,相比传统的全部填充壤土的系统A分别提高了1.4、21.9、5.1、61.8、18.6百分点,且出水COD、TP、浊度、NH3-N、TN均达到了国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级标准。对系统NH3-N和TN的去除机制分析表明,碳氮比过低可能是导致TN去除效果不理想的主要原因。     

自然通风条件下无砾石微孔管地下渗滤系统除污效果

为进一步探讨无砾石微孔管地下渗滤系统的污水处理效果,在3.3 cm/d的水力负荷下,进行了有无通风条件下实验系统处理生活污水的中试研究,对比分析了稳定运行期内2个系统对污染物的处理效果和净化效率;同时采用统计学中的T检验方法考察了2个系统的除污效果差异是否显著;最后探讨了降低进水污染负荷对GPPLF系统除污效果的影响。结果表明,在相同工况下,通风系统对COD、TP、TN和浊度的平均去除率分别为86.1%、58.0%、61.1%和93.6%,较正常系统分别提高了2.0%、5.4%、10.2%和3.2%;2个系统的T检验结果显示,自然通风条件能明显改善系统对TN和浊度的处理效果,但对COD和TP的去除作用不显著;通过降低进水污染负荷,GPPLF系统出水中的COD、氨氮和TN基本能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中一级B排放标准,TP能达到上述标准中的二级排放标准。     

Study on the performance of gravel less perforated pipe leach fields on domestic sewage treatment

以壤土、河砂为填充基质,构建了5个无砾石微孔管地下渗滤系统,在3.3 cm/d的水力负荷下,比较了5个系统对生活污水的处理效果.结果表明,无砾石微孔管地下渗滤系统对生活污水具有较好的处理效果,其中以上层填充河砂、下层填充壤土的系统C对生活污水的综合处理效果最好,其对COD、TP、浊度、NH3-N、TN的平均去除率分别为82.4％、74.1％、94.2％、98.4％、59.3％,相比传统的全部填充壤土的系统A分别提高了1.4、21.9、5.1、61.8、18.6百分点,且出水COD、TP、浊度、NH3-N、TN均达到了国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级标准.对系统NH3-N和TN的去除机制分析表明,碳氮比过低可能是导致TN去除效果不理想的主要原因.     

水力负荷对污水地下渗滤系统处理效果的影响

采用人工模拟的方法,研究了0.04、0.06、0.10、0.14和0.18 m3/(m2·d)5个水力负荷下污水地下渗滤系统对生活污水处理效果的影响。实验期间,SS、BOD5、COD、TN、NH+4-N和TP的进水浓度分别处于69.74~79.62、40.75~64.81、211.56~250.72、48.94~87.36、31.25~59.04和2.88~4.05 mg/L之间,出水平均浓度分别为13.63、9.66、31.53、21.08、1.90和0.10 mg/L。结果表明,地下渗滤系统对生活污水具有良好的处理效果,除TN外,其余各项指标均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB/18918-2002)一级处理要求;当水力负荷为0.14和0.18 m3/(m2·d)时,BOD5与TN去除率降低,出水浓度升高,受水力负荷影响明显;水力负荷对SS与COD影响作用微弱,去除率降幅较小;NH+4-N与TP则基本不受水力负荷变化影响。综合考虑渗滤系统的出水水质与日处理能力,推荐适宜水力负荷为0.10~0.14 m3/(m2·d)。     

新型侧向流曝气生物滤池处理生活污水

采用以沸石为填料的新型侧向流曝气生物滤池处理生活污水,考察了水力负荷和气水比的影响.结果表明,LBAF在最佳工况气水比10∶1,A、B段曝气量比1∶1,水力负荷0.43 m3/m2·h下,COD、SS、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为88.01%、95.18%、78.97%、52.58%和21.02%;COD去除率随COD容积负荷的增加缓慢下降.氨氮、总氮去除率随COD容积负荷的增大明显下降,氨氮去除率随氨氮容积负荷的增大而明显降低.滤池纳污能力强,不易堵塞,可适当延长反冲周期.     

深型地下土壤渗滤系统中氮的去除途径

为了系统研究氮在深型地下土壤渗滤系统中的去除途径，本次实验采用直径30cm，高200cm的有机玻璃柱模拟地下土壤渗滤系统；柱内分层装填取自北京顺义的土壤。在水力负荷为8cm／d的条件下，取得了较好的脱氮效果；氨氮去除率为99．80％；TN去除率为83．68％。通过观察氮沿土柱深度的变化规律发现，在1．30m以上的区域随着氨氮浓度的降低硝氮浓度逐渐增大，同时总氮浓度也在不断降低，约有30．55％在此区域被去除；通过氮元素质量平衡证明这部分氮是通过厌氧氨氧化反应去除的。在1．30m以下反硝化反应是脱氮的主要途径，在此过程中难降解有机物被利用。     

地下渗滤系统在污水处理中的应用研究进展

地下渗滤系统是一种基于自然生态原理的污水净化技术 ,在我国有着良好的可行性和发展前景。本文总结介绍了地下渗滤系统的类型 ,概括分析了地下渗滤系统中的关键性问题———土壤的选择与配制、水力负荷的选取、氮磷去除问题和土壤堵塞问题     

One-at-a-time sensitivity analysis of pollutant loadings to subsurface properties for the assessment of soil and groundwater pollution potential

Chemical leak was numerically simulated for four chemical substances: benzene (light non-aqueous phase liquid (NAPL)), tetrachloroethylene (dense NAPL), phenol (soluble in water), and pentachlorophenol (white crystalline solid) in a hypothetical subsurface leak situation using a multiphase compositional transport model. One metric ton of chemical substances was assumed to leak at a point 3.51 m above the water table in a homogeneous unconfined aquifer which had the depth to water table of 7.135 m, the hydraulic gradient of 0.00097, the recharge rate of 0.7 mm/day, and the permeability of 2.92?×?10^?10 m². For comparison, surface spill scenarios, which had a long pathway from source to the water table, were simulated. Using the model results, point-source pollutant loadings to soil and groundwater were calculated by multiplying mass, impact area, and duration above and below the water table respectively. Their sensitivity to subsurface properties (depth to water table, recharge rate, porosity, organic carbon content, decay rate, hydraulic gradient, capillary pressure, relative permeability, permeability) was analyzed, with changing each parameter within acceptable ranges. The study result showed that the pollutant loading to groundwater was more sensitive to the subsurface properties than the pollutant loading to soil. Decay rate, groundwater depth, hydraulic gradient and porosity were influential to pollutant loadings. The impact of influential parameters on pollutant loadings was nonlinear. The dominant subsurface properties of pollution loadings (e.g., decay rate, groundwater depth, hydraulic gradient, and porosity for groundwater) also affect the vulnerability, and the subsurface pollutant loadings defined in this study are dependent on chemical properties as well, which indicates that the influential hydrogeological and physicochemical parameters to pollutant loadings can be used for pollution potential assessment. The contribution of this work is the suggestion that the sensitivity of pollutant loadings can be used for pollution potential assessment. Soil and groundwater pollution potential of chemicals are discussed altogether for leak scenarios. A physics-based model is used to understand the impact of subsurface properties on the fate and transport of chemicals above and below the water table, and consequently their impact on the pollutant loading to soil and groundwater.

     

生物填料地下渗滤系统对生活污水的脱氮

将草甸棕壤、炉渣和活性污泥等基质按体积比13∶6∶1配制生物填料,研究了生物填料地下渗滤系统（subsurface wastewater infiltration system,SWIS）在不同的水力负荷和污染负荷条件下对校园生活污水的脱氮效果。场地实验结果表明,当BOD5负荷为12.0 g BOD5/（m2·d）,表面水力负荷为0.04-0.10 m3/（m2·d）时,SWIS对NH＋4-N和TN的平均去除率分别为92.4%和82.0%。当水力负荷为0.08 m3/（m2·d）,BOD5负荷9.3-16.8 g BOD5/（m2·d）时,SWIS对NH＋4-N和TN的平均去除率为92.7%和81.2%。SWIS中氧化还原电位（oxygen reduction potential,ORP）随进水水力负荷和BOD5负荷的增加而降低,脱氮效率下降。综合出水水质和处理效率,适宜的水力负荷和污染负荷分别为0.065 m3/（m2·d）和12.0 g BOD5/（m2·d）。在此条件下,SWIS的启动周期为25-30 d。出水水质均优于《城市污水再生利用-景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）标准,且处理效果稳定,抗负荷冲击能力强。     

不同类型潜流湿地处理养猪废水的对比

针对养猪废水的水质特点,在同等条件下开展了2种类型潜流湿地处理效果的对比研究。实验结果表明,水平潜流湿地(HSSF)与垂直潜流湿地(VSSF)由于结构设计的不同造成其布水方式和系统内部水力流态的不同,从而导致了两系统对养猪废水处理效果的差异;当水力负荷为0.02 m3/(m2.d)时,两系统对养猪废水中COD的平均去除率分别为93.18%和93.10%,对TN的平均去除率分别为53.44%和81.43%,对NH4+-N的平均去除率分别为52.64%和84.62%,对TP的去除率分别为88.41%和95.71%;垂直潜流湿地可充分利用填料层,可增强系统的复氧能力,还可实现填料层中好氧区、缺氧区和厌氧区的共存,使硝化作用与反硝化作用在同一系统内完成,提高了系统的脱氮能力,而且改善了养猪废水中其他污染物的去除效果。因此,结合处理效果和出水水质的稳定性,对于浓度较高的畜禽养殖废水,选择垂直潜流湿地较为合适。     

潮汐流-潜流组合人工湿地污水净化效率

构建了潮汐流-潜流组合和潜流-潮汐流组合人工湿地对污水进行处理，分别研究2种组合人工湿地对污水的净化效果。结果表明，在平均进水COD浓度为214．28mg／L、NH4＋-N浓度为10．57mg／L、PO34--P浓度为5．44mg／L、TN浓度为10．25mg／L，水力负荷为o．2m3／（m2·d）的条件下，潮汐流-潜流组合人工湿地对COD、PO34--P的去除率分别为58．28％和46．99％，与潜流-潮汐流组合人工湿地处理效果相近；对NH4＋-N、TN，潮汐流-潜流组合人工湿地的去除率分别为69．93％和71．03％，比潜流-潮汐流组合人工湿地分别高15％和33％。潮汐流-潜流人工湿地的组合，在系统内实现了硝化-反硝化的组合，强化了系统对TN的净化效果，其对TN的净化效果比-般的潜流和表面流人工湿地组合提高20％～30％。总体上，潮汐流-潜流组合人工湿地具有更好的净化效果。     

Oily wastewater treatment using a novel hybrid PBR-UASB system

In this study, anaerobic treatability of oily wastewater was investigated in a hybrid reactor system consisting of a packed bed reactor (PBR) followed by an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor at 35 degrees C. The system was operated using real pet food wastewater at different hydraulic retention times and loading rates for 165 d. The PBR was packed with sol-gel/alginate beads containing immobilized enzyme which hydrolyzed the oil and grease (O&G) into free long chain fatty acids, that were biodegraded by the UASB. The hybrid system was operated up to an oil loading rate of 4.9 kg O&Gm(-3)d(-1) (to the PBR) without any operational problems for a period of 100 d, with COD and O&G removal efficiencies above 90% and no sludge flotation was observed in the UASB. Beads supplement to the PBR was less than 2 g d(-1) and the relative activity was about 70%. Further increment in O&G loading to 18.7 kg O&Gm(-3)d(-1) caused destabilization of the system with 0.35% (v float/v feed) sludge float removed from the UASB.     

腐殖质含量对填料净化污水效能的影响

掺入与腐殖垃圾级配相同的砂配置腐殖质含量分别为1.09%、0.87%、0.65%、0.44%和0.01%的5种填料，装填0.5 m厚度的试验柱，构建人工快速渗滤系统处理生活污水，并测定饱和水力渗透系数，研究腐殖质含量对填料净化污水效能的影响。结果表明，在相同的水力负荷（1 m/d）和污染负荷下，5种腐殖质填料对COD和TP的平均去除率存在明显差异，腐殖质含量为1.09%、0.87%和0.65%的3种填料对COD的去除率较腐殖质含量为0.01%的填料均高出14%以上。腐殖质含量与TP去除率呈现正相关性。腐殖质含量最高的填料（1#）其初始K值最大达3.23×10^-2 cm/s，约为腐殖质含量最低的填料（5#）的5倍，其稳定运行时间最长。     

出水口位置对垂直潜流人工湿地净化的影响

研究出水口位置对垂直潜流人工湿地净化的影响。垂直潜流人工湿地以间歇进水方式运行,进水水力负荷为0.125m3/(m2.d),进水来自南宁市琅东污水处理厂初沉池出水。研究结果表明,出水口位置对垂直潜流人工湿地净化有显著影响。与底部出水相比,中部出水的TN、SS和COD去除率分别提高了8.01%、8.48%、7.99%,出水NO-3-N质量浓度降低了9.38 mg/L;但NH+4-N去除率则降低了26.25%,TP去除率降低了21.21%。     

A review of denitrification in on-site wastewater treatment systems

The literature on denitrification and its relationship to on-site wastewater systems was reviewed. Denitrification is an important nitrogen removal mechanism in some alternative on-site wastewater systems. Nitrogen removal rates for conventional septic tank systems may vary from 0% to 35% but should be increased by pressure dosing. Denitrification rates for conventional on-site wastewater systems will depend upon loading rate, soil types and the height of the water table below the soil adsorption bed. Some alternative on-site wastewater systems may remove 70% to 80% of the nitrogen if a supplemental carbon source is used. Methanol and household wastes have been used as carbon sources. Crust formation in a soil adsorption bed may improve denitrification.