生活污水土壤渗滤就地处理技术研究进展

2 污水就地土壤渗滤处理系统的工艺参数

2.1 化粪池设计

在化粪池的设计中，其尺寸的设计是一个重要的问题。化粪池的尺寸大小取决于房屋内卧室的大小、人口的数量、房屋的面积和是否使用了节约用水设备。例如：一个有三间卧室的房子，假设有四个人住，无节约用水设备，将需要一个3.8 m3 的化粪池。张弛等研究的无动力化粪池中化粪池的设计参数标准如下[16]：(1)用水量标准：200～250L/ 人·d ，取200L/ 人·d ；(2)污泥使用系数：0.7L/ 人·d；(3)污水量= 户数×每户使用人数×用水量标准；(4)污泥量= 户数×每户使用人数×污泥使用系数×0.12264；(5)总容积= 污水量+ 污泥量；(6)总有效水深= 总容积/ 选用池面积。具有合适尺寸的化粪池应该有足够的空间来沉淀聚积至少3 年的污泥。抽化粪池中污泥的频率取决于以下几个方面：化粪池的容量；流入池中的污水量；污水中的总固体量。

　　2.2 土壤渗滤系统的设计参数

2.2.1 土壤因素

土壤类型是影响污染物迁移的主要原因之一，土壤质地通过影响土壤水分运动状况而影响污染物在土壤中的迁移速率，通过影响土壤氧化还原状况和热量状况而影响污染物在土壤中的降解速率[17]。土壤胶体微粒作为分散相分散于微粒间的土壤胶体溶液中，成为土壤胶体系统。土壤胶体具有多种特性，对整个土壤的性质影响极大。由于土壤胶体的粒径非常细小，具有很大的表面能并带有电荷，因此能够对污水中的离子产生吸收、络合和沉淀作用。其净化能力与土壤胶体的种类、数量和性质有关。土壤中所含胶体物质越多，其净化能力越强；含有机胶体越多，其净化能力越强 [18]。因此，正确的土壤选配措施是土壤渗滤系统成功的前提。土壤的质地不同其水力传导性能也不同，一般都在当地土壤适宜的情况下加入一些有机质对土壤的结构进行改造。例如：在土壤中加入鸡粪、草木灰、沙或在土壤中搀和一定比例的泥炭和炉渣，这样都可以为微生物提供良好的生存环境，提高土壤的渗滤效果。

2.2.2 水力负荷

水力负荷，即每平方米沟渠表面污水的流量，是污水土地处理工艺中重要的设计参数之一。污水土地处理虽然具有许多优点，但其本身也存在不少问题，其中水力负荷低是最为突出的一个问题，它直接导致了系统处理能力的偏小[19]。土壤的净化能力受污染负荷的制约，水力负荷太小，土壤渗滤系统的利用率低，而太大又会导致污水在土壤中停留时间过短而达不到处理效果。要控制土地污水处理系统的净化效果，需要调节其进水量。所以合适的水力负荷能维持土壤中污染物的投配和降解之间良好的平衡，保证系统长周期稳定运行效果[20]。当生活污水在槽中充满并处于饱和状态时，可采用达西（ Darcy）公式计算[11,21]。

2.2.3 渗滤沟的布置

渗滤沟的合理布置关系到污水的处理效果，它的布置有多种方式，有以污染物去除能力为限制的污染物负荷设计方法；有以系统透过水量为限制的水力负荷设计方法；还有以绿地利用中植物需水量为主的设计方法。可以在实际设计时相互校核。一般认为毛细管渗滤水力负荷为0.03～00.4m3/ m·d[22]。

3 存在问题及展望

3.1 存在的问题

3.1.1 化粪池问题

化粪池作为污水土壤渗滤系统的预处理装置，为后续土壤渗滤系统提供污染物浓度较低、生化降解性较高的进水，起着降解污染物和消灭有害细菌的作用，使污水中的粪便得到了一定的无害化处理。传统的化粪池主要由一格(沉淀兼厌氧池)或两格(沉淀池和厌氧池)组成，目前国内多采用砖砌或混凝土浇注，造价高，密封性差，生化效果差，施工不方便。随着人们使用的化学物品的增加，生活污水成分也变得更加复杂，为了提高污水的净化效果，需要设计具有隔油、调节、水解、好氧功能的化粪池。

3.1.2 土壤渗滤问题

污水从渗滤管流出进入渗滤沟内的土壤中，一部分向地表移动，可到达植物根系，一部分向下渗滤，污水在这两部分移动时到达哪部分的深度更深一些，关系到渗滤管在土壤中埋藏的深度问题，值得深入研究，以便在今后的设计中合理的设置管道，更好的发挥渗滤层的作用，提高出水水质的质量。

3.1.3 温度对系统的影响

一般情况下，当温度低至5℃时，污水处理的生化反应就极其缓慢[23]。由于化粪池土壤渗滤系统中的微生物基本处于天然的环境状态下，随环境温度气候变化而变化，夏季气温高时，微生物活性大；而冬季气温低时，微生物的活性大大降低，系统污水处理能力也降低。尤其在东北地区，这种情况更加明显，所以在冬季如何使污水就地土壤渗滤处理系统的稳定运行是值得人们深入研究的问题。

3.1.4 降水对系统的影响

在进行系统排水设计时也必须考虑降水量的影响，以保证及时地将进入系统的降水排出，减少其对水力负荷的影响。在Walter H 和Zachritz Ⅱ 的研究中，由于降水影响改变了污水在系统中的流速，降低了水力停留时间，从而使出水水质变差[24]。

3.1.5 地下渗滤系统存在的堵塞问题

土壤的堵塞问题会降低土壤的水力传导性能，妨碍土壤的通气传氧作用，严重影响地下渗滤系统的净化效果[25-29]。土壤堵塞产生的主要原因有以下几种。

3.1.5.1 悬浮物堵塞土壤孔隙

悬浮物产生的堵塞过程是一个比较迅速的过程,而且这种堵塞通常无法恢复，因此，这种堵塞过程应该在地下渗滤系统中着重避免。另外，悬浮物的组成不同,其对土壤的堵塞问题的影响也会不同。