人工快速渗滤系统的工程应用.pdf

经 验 交 流 人工快速渗滤系统的工程应用 李正昱 何腾兵 贵州大学生物与环境科学学院, 贵阳 550025 杨小毛 北京大学深圳研究生院, 深圳 518000 潘彩萍 深港产学研环境技术中心, 深圳 518057 摘要 通过工程实例讨论了人工快速渗滤系统 CRI 的工艺过程和处理效果, 结果除总磷外, 处理生活污水其出水 CODCr为 5. 0～ 26. 0 mg L, SS 为 1 . 7～ 10. 0 mg L, NH3-N 为 0. 30～ 2. 31 mg L; 处理受污染的河流水时, 其出水 CODCr为 8. 0～ 26. 0 mg L, BOD5为 1. 0～ 6. 0 mg L, SS 为 2. 0～ 6. 0 mg L, NH3-N 为 0. 17～ 2. 54 mg L, 均能达到相应的处理要求, 是 值得推广的一项新型处理工艺。 关键词 人工快速渗滤 生活污水 河流污水 水力负荷 1 引言 人工快速渗滤系统 Constructed Rapid Infiltration, 简称 CRI 属于污水土地处理的一种类型 [ 1] 。 CRI 系统利用土壤 含水层系统所具有的潜 在天然净化功能对污水进行综合处理, 同时通过过滤 截留、吸附和生物降解的协同作用使污染物得以去 除 [ 2] ,使水质得到不同程度的改善 ,从而实现污水的 无害化和资源化 。目前, 与其它城市污水二级处理方 法相比 ,CRI 系统具有净化效果好 、 设备简单、操作管 理方便、 基建投资和运行管理费用低以及处理能耗低 等优点。 2 CRI系统治理生活污水的工程应用 2. 1 工程简介 深圳市宝安区白花村总用水量约为1 230 m 3 d, 排水为总用水量的 90, 因此白花村生活污水的总 排放量为1 100 m 3 d, 考虑 15 的余量, 因此污水处理 的规模为1 270 m 3 d ,则此工程处理水量为1 300 t d。 进水水质参考中等程度污染情况生活污水水质, 即其污染物的浓度为 SS 50～ 350 mg L ,CODCr150 ～ 500 mg L ,BOD5100～ 250 mg L , 石油类为 80 mg L, 可 生化性能较好。 2. 2 工艺流程 生活污水在进入 CRI 系统前 ,需要经过预处理, 预处理包括格栅、隔油 、预沉和过滤 , 工艺流程见 图1 。 2. 3 工艺参数 1 格栅池、 隔油池 、 化粪池和预沉调节池 4 池 图 1 CRI系统工艺流程简图 体积共为 620. 32 m 3 , 预沉调节池污水停留时间为 3. 0 h ,全部置于地下, 其主要作用是降低水中的 SS, 减轻快渗系统的污染物负荷, 减少 CRI 系统的堵塞, 保证系统稳定运行。 2 砂滤池 容积为 73. 7 m 3 ,滤速取 4. 0 m h ,反 冲洗强度 10 L m 2s ,反冲洗时间为 5 min。其主要 作用为增强预处理程度, 进一步去除水中的 SS ,使后 续快渗系统稳定运行 。 3 配水池 容积为 153. 6 m 3 ,位于砂滤池下 ,其 主要用于调节砂滤池的出水水量,并实现对快渗池的 间歇性布水 。 4 快渗池 容积为 880 m 3 的快渗池 3 座 ,水力 负荷为 1. 08 m 3 m2d, 这是 CRI 系统的核心部分, 大 部分污染物质都在此被去除。 5 清水池 容积为 45 m 3 ,其作用是作为滤池反 冲洗水和回用水储水池。 2. 4 渗滤介质的选择 本工程选用两种渗滤介质 ,过滤池中的渗滤介质 为大理石砂 ,基本上为等粒,粒径为 0. 9 mm; 3个快渗 池中的渗滤介质均为河流冲积砂, 并均匀混入 10 左右 的 大 理石 砂 。河 流 冲积 砂 的 渗 透系 数 为 59. 54 m d,不均匀系数为 5. 52。 76 环 境 工 程 2005年 6 月第23 卷第3 期 2. 5 治理生活污水工程运行及净化效果 白花村生活污水处理工程于 2003 年 3 月 16 日 正式运行 。从 2003 年 2月至2003 年11 月, 工程连续 运行 11个月,并于 7～ 10 月间进行了连续的水质监 测分析。其出水中主要监测指标均可以达到城镇污 水处理厂污染物排放标准 GB18918 -2002 中的一级 标准中的A 标准。测定结果见表 1。 表 1 深圳市白花村水样分析结果 mg L pH 除外 测定时间 月日 pH CODCr SS NH3-N TP 07. 097. 72142. 01. 930. 05 07. 156. 559100. 450. 662 08. 096. 90238. 01. 710. 208 09. 257. 13141. 72. 310. 5353 11. 066. 64268. 51. 581. 441 11. 077. 122480. 250. 545 11. 137. 62820. 620. 292 11. 137. 66720. 860. 281 11. 137. 67520. 300. 289 排放标准501051 从系统运行情况和水质分析结果可知,CRI 系统 对生活污水中的 CODCr、 SS、NH3- N 去除效果良好, 而 对TP 的去除效果还有待于进一步提高。 3 CRI系统治理河流污水的工程应用 3. 1 工程简介 观澜河地处深圳市宝安区 ,是东江重要水源其支 流 牛湖河流经深圳观澜湖高尔夫球场,该球场是 中国第一 、 亚洲规模最大的高尔夫球场 。牛湖河污水 不经治理, 不仅对东江水源产生影响, 而且已经影响 到观澜湖高尔夫球场的景观。 牛湖河水污染治理工程分两期进行 ,其中一期工 程处理规模为5 000 m 3 d, 实际处理水量为5 000 ～ 8 000 m 3 d 。 根据深圳市宝安区 2000 年枯水期地面水水质 监测结果中的监测数据 ,以及 2002 年 4 月 6 日现场 采样, 牛湖河的水质情况为 SS 40 ～ 120 mg L, CODCr 50～ 200 mg L, BOD520～ 100 mg L, 氨氮 13～ 20mg L, TP 2～ 4 mg L。 3. 2 工艺流程 工艺流程设计如图 2。 3. 3 工艺参数 图 2 牛湖河污水处理工艺流程图 1 沉砂 沉淀池 半地下 ,长 40 m 、 宽 9. 3 m、深 3. 8 m ,有效容积 930 m 3 ,设计停留时间约为 4. 47 h。 2 集水池 地下式 , 位于沉淀池末端; 长 5 m、 宽9. 3 m、深3. 8m ,有效容积116. 25m 3 。在此处安装 提升泵3 台 2用 1 备 ; 型号 SLW200 -340B; 性能 Q 550 m 3 h, H 18 m , N 45. 0 kW 。 3 快渗池 半地埋式 ,共设置 4 个尺寸一致的 快渗池。单池长 50 m 、 宽 15 m 、 深 2. 2 m,其中滤层厚 1. 5 m 、 集水层厚 0. 4 m 、 保护高0. 3 m。设计水力负荷 为1. 67 m d 根据经验设计 。 3. 4 渗滤介质的选择 池中滤料选用河流冲积砂加 10 大理石砂。河 流冲积砂的有效粒径 d10 和不均匀系数 Cu 分别为 0. 324 mm 和 4. 71,渗透系数 65. 57 m d 。大理石砂的 粒径为0. 6～ 0. 8 mm ,不均匀系数 1. 8。 3. 5 治理河流污水工程运行及净化效果 该工程于 2003 年 4 月 26 日 , 系统进入正式运 行,集水池的运行完全由自控装置控制运行。单个快 渗池的运行方式 按短水力负荷周期运行 ,水力负荷 周期大致为 3. 5 h ,淹水期为 0. 5 h ,落干期为 3 h, 湿 干比为1∶ 6 。 从2003年 3 月 16 日至 2003 年 11 月末 ,工程运 行8 个多月, 在此期间 ,快渗池大致每隔 3 个月就需 要对表层约 15 cm 厚的渗滤介质进行翻耙, 并且晾晒 2 d,然后投入运行,即可使快渗池的渗滤介质的能力 得到恢复 。该项目执行地表水环境质量 标准 GB3838 -2002 中的 V 类标准, 总磷的指标适当放宽 到 GB18918 -2002 中的一级标准中的 A 标准。该项 目的处理效果和出水水质见表 2。 表 2 系统处理效果表mg L 项目pHCODCrBOD5SSNH3-NTP 进水水质6. 9895.535.05323. 453. 85 出水水质6. 4112.33. 02. 41. 481. 33 出水水质范围6. 29～6. 59 8. 0～ 26.01. 0～ 6. 02. 0～ 6. 00.17～ 2.540. 13～ 2. 62 平均去除率87.191.495.593. 765.5 排放标准6～940101021 超标率00007. 738.5 以上结果表明 ,CRI系统处理河流污水 , 其对 77 环 境 工 程 2005年 6 月第23 卷第3 期 CODCr、 BOD5、 SS、NH3- N 均能达到处理要求, 对 TP 的 去除效果稍差, 超标率达 38. 5, 但是其平均去除率 可以达到 65. 5 ,这比传统的二级生物处理法 除专 门除磷工艺以外 对磷的去除率为 30～ 50高得 多 [ 3] 。因此CRI 系统在对河流污水的治理中还是具 有很大优势的。 4 结论 人工快速渗滤系统在处理生活污水和受污染的 河流水时 ,均能达到较好的处理效果,除总磷外,处理 生活污水其出水 CODCr为 5. 0～ 26. 0 mg L ,SS 为1. 7～ 10. 0 mg L , NH3- N 为 0. 30 ～ 2. 31 mg L , 可以 达到 GB18918 -2002 中的一级标准中的 A 标准; 处理受污 染的河流水时, 其出水CODCr为8. 0～ 26. 0mg L ,BOD5 为 1. 0 ～ 6. 0 mg L , SS 为 2. 0 ～ 6. 0 mg L , NH3- N 为 0. 17～ 2. 54 mg L, 可以达到 GB3838 -2002 中的 V 类 标准要求。而且该工艺设备简单 , 基建投资少, 运行 成本低 ,运行管理简单 , 是值得推广的新型污水处理 工艺 。 参考文献 1 何江涛, 钟佐, 汤鸣皋, 陈鸿汉. 人工构建快速渗滤污水处理系统 的试验研究. 中国环境科学, 2002. 22 3 239～ 243. 2 汪民, 吴永锋, 钟佐等. 污水快速渗滤土地处理. 第 1 版. 北京 地 质出版社, 1993. 3 况琪军, 胡征宇, 夏宜. 污水处理生物技术的应用. 长江流域资源与 环境, 2003. 12 3 259～ 264. 作者通讯处 李正昱 518109 深圳市龙华镇美丽家园南 3C503 电话 13713781415 E -mail lzy1264126. com; lzy1264sohu. com 2004- 05-27 收稿 以鸟粪石的形式在污水处理厂回收磷的研究 王绍贵 张 兵 汪慧贞 北京建筑工程学院城建系, 北京 100044 摘要 磷既是一种不可再生的资源, 也是造成水体富营养化的重要因素。 近年来, 随着磷资源的匮乏, 从污水处理厂 回收磷在世界各国逐渐兴起, 而我国在这方面的研究还基本处于起始阶段。 为此, 在某污水处理厂进行了以鸟粪石形 式回收磷的小试实验, 考察了磷回收的一些控制参数, 并将以此作为基础, 继续深入研究。 关键词 鸟粪石 磷回收 污水厂 1 引言 磷是所有生命形式不可缺少的营养元素 ,是一种 不可再生 ,不可替代的资源 [ 1,2] 。磷也是造成水体富 营养 化 的 重 要 因 素 , 当 水 体 中 总 磷 浓 度 达 到 0. 02 mg L ,水环境的生态平衡就被破坏 。环境水体 中80的磷来自于生活污水的排放 , 因此要求城市 污水处理厂在去除生活污水中有机物的同时也必须 去除其中的磷。 污水处理厂回收磷既是磷资源可持续发展的需 求,也是改善现有污水处理厂运行状况的有效措 施 [ 3] 。在我国 ,污水处理厂回收磷的研究还处起始阶 段。本研究在北京某污水处理厂进行了磷回收的小 试实验 ,研究磷回收中的一些重要参数 , 为进一步深 入研究提供基础 。 2 以鸟粪石形式回收磷的原理 目前多采用以磷酸钙盐和鸟粪石沉淀的形式从 污水中回收磷。磷酸钙盐是自然界磷矿石的主要成 分,而鸟粪石可直接作为磷肥, 是一种极好的缓释磷 肥。污水处理厂中选择的回收点为溶解性磷富集处, 如主流工艺 即污水处理流程 中的厌氧段末端上清 液,以及侧流工艺 即污泥处理流程 中的厌氧消化上 清液和脱水滤液等。 鸟粪石是一种白色晶体状物质, 正菱形晶体结 构,化学成分为 MgNH4PO46H2O , 英文缩写为 MAP 。 它的 P2O5含量约为 58. 0, 是一种极高品位的磷矿 石,自然界中的储量极少 。当溶液中含有 Mg 2 Mg 、 78 环 境 工 程 2005年 6 月第23 卷第3 期 INDOOR AIR BY CAPILLARY GAS CHROMATOGRAPHYGuo Yanan et al 60 Abstract The factors influencing the concentrationof total volatile organic compound TVOCinthe indoor air, whichwasmeasured by gas chromatography GC, were studied. By prolonging the sampling time, 10 L air could be taken according to the real measured flow. The sufficient convection between the indoor air and the outdoor air after longer time ventilation was beneficial to the diffusion of the harmful air from indoors to outdoors. And then when the room was closed, the concentration of TVOC in 1 hour could be accurately measured. The thermal desoprtion rate of the single component was affected by its molecule weight and polarity;and the thermal desoprtion rate decreased with desorption time. The measuring time could be shortened if the initial and final coulmn temperatures were changed from 50 to 70 ℃ and 250 to 230 ℃, respectively while the results remained unchanged. Keywords TVOC, gas chromatography, thermal adsorption and Tenax -TA tube STUDY OF ON -LINE SOFT MEASUREMENT OF RESPIRATORY RATE OF ACTIVATED SLUDGE BASED ON SBR Chen Jianbo et al 62 Abstract Respiratory rate is the main varibale in the process of activated sludge wastewater treatment. It directly reflects the activity of microorganism and degradation rate of organic matters during the process of aerobic biological treatment. Through studying the principles of measuring respriatory rate in activated sludge wastewater treatment, the soft measuring model of respriatory rate based on SBR is set up . In the end, the online value of microbial respiratory rate based on the experiment control plat is also obtained. Keywords respiratory rate, activated sludge, soft measuring, data fitting and simulink THE UATION OF SEWAGE TREATMENT BY AB FOR HEDONG SEWAGE TREATMENT FACTORY IN URUMQIHailiqimMaimaiti et al 65 Abstract The process of sewage treatment by AB in Hedong Sewage Treatment Factory in Urumqi and the characteristics of AB are recommended. The problems of operation are analyzed and a improving scheme for them is raised. Keywords sewage treatment, AB , aerobic and anaerobic EXPLORATION OF DETERMINATION OF PARTIAL HEAVY-METALS IN SOIL WITH DRY ASHING -ATOMIC ABSORPTION SPECTROPHOTOMETRYJia Haidong 67 Abstract The dry ash isused to treat the soil sampleswhenflame AAS is used to determine Cu, Zn, Pb etc in soil. The soil samples are heated up to 500 ℃ for digestion, and then extracted by acid. This has higher precision and accuracy, and is a fast one. Keywords soil, heavy metal, dry ashing digestion and atomic absorption spectrometry DEVELOPMENTOFIMMUNOASSAYFORSMALLMOLECULARENVIRONMENTAL POLLUTANTSYu Ruozhen et al 69 Abstract According to the present status of the immunoassay of small molecular environmental pollutants, it is introduced the principle, feature and the main steps of research and development of immunoassay. The assay ats, the design of hapten, synthesis of immunogen and preparation of antibody were presented. The new development and the application of the technology for environmental pollutants were reviewed. Keywords immunoassay , hapten and environmental pollutants THE EXPERIMENT STUDY ON EFFECT OF BUILDING STRUCTURE ON AIR POLLUTION Han Mingshan et al 73 Abstract This article has conducted the simulation research through the wind tunnel modeling test, studied the diffusion properties of air pollution under complicated environment, also discussed the effect of building structure s style change on the air pollution distribution, on the basis of that, analyzed the essential factorswhich influence the diffusion under the complicated environemnt, obtainedthe general rule of diffusion of air pollutants among complex construction structures. Keywords air pollution, atmosphere diffusion, building structure, wind tunnel and modeling test APPLICATION OF CONSTRUCTED RAPID INFILTRATION IN ACTUAL PROJECT Li Zhengyu et al 76 Abstract Combining project, this paper introduced the technology process and treatment effect of constructed rapid infiltration CRI system. The results indicated that except T -P CRI system had good treatment effect. When it treated domestic sewage, CODCrwas 5. 0 ～ 26. 0 mg L, SS was 1. 7～ 10. 0 mg L, NH3-N was 0. 30～ 2. 31 mg L. When it treated river sewage, CODCrwas8. 0～ 26. 0mg L, BOD5was 1. 0 ～ 6. 0 mg L, SS was 2. 0～ 6. 0 mg L, NH3-N was 0. 17～ 2. 54mg L. CRI system is worth popularizing as a new type of treating technology. Keywords constructed rapid infiltration, domestic sewage, river sewage and hydraulic loading 5 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23,No. 3, Jun. , 2005