滇池流域村镇生活污水地下渗滤系统设计

设计

作者：张建 黄霞 施汉昌 胡洪营 钱易

论文关键词: 滇池流域 村镇生活污水 地下渗滤

论文摘要:采用地下渗滤系统处置淇池流域的村镇生活污水，进行了工程的设计和建设。工程设计处置水童为30m3/d，设计水力负荷为(m2·d)。该工程对COD，总氮，总磷的去除率别离能够达到%，%和%。工程的基建投资和运行费用不高，管理简单，兼具有美化景观的作用，并可产生必然的经济效益。

最近几年来，由于大量工农业废水和生活污水排放到滇池，使得滇池中的氮磷污染物不断富集积累，造成了水体的严峻富营养化，直接要挟到昆明地域工农业生产的进展和本地居民的身体健康。研究表明，滇池流域中50%以上的氮、磷来自农村面源，因此面源污染控制是全面实现滇池水质目标的关键川。

滇池流域有农业人口70余万，分散在全流域的大小村落，由于绝大多数农村无下水道系统，使污染的发生超级分散。村镇生活污水是滇池流域农村面源污染的重要组成部份。选择经济有效的工艺

对村镇生活污水进行处置是滇池富营养化控制的重要环节。考虑到农村经济基础差，农人管理水平低的现状，本课题选择具有基建和运行费用节省，管理简单，氮磷去除效果好等特点的地下渗滤系统对滇池流域的村镇生活污水进行处置。

1地下渗滤系统设计

设计基础资料与依据

由于国内缺乏对村镇生活污水治理的基础资料，设计前进行了为期2年的场地信息调查及现场工艺实验研究，取得了主要的设计资料，肯定了工艺流程及工艺参数。

(1)肯定生活污水的排放量及水质。在面源污染控制示范区的4个行政村，采用普查和典型户跟踪调查两种方式对村镇生活污水的排放规律进行了深切调查。普查采取随机抽样的方式，内容包括家庭人口、取水方式、日用水量、洗衣方式、洗澡方式、家庭茅厕等。共调查农户530户，占4个村总户数的27%。选择16户作为典型户，持续3天跟踪调查排放污水的水量及水质。

(2)地下渗滤系统的工艺研究工’一3]。通过地下渗滤小试和中试系统的研究，对不同填充介质及不同运行条件和环境条件下地下

渗滤系统的工艺特性和污染物去除机理进行了较为系统的研究，肯定了村镇生活污水处置的工艺流程和地下系统的工艺参数。

(3)获取示范区的气象、水文资料。主要包括面源污染控制示范区近3年里气温、降雨量、蒸发量、地下水位及滇池水位转变等资料。

(4)地形勘测。为村内生活污水的沟渠搜集系统设计和污水处置的场地选择提供依据。

水质水量

(1)设计水量。有效服务年限按20年考虑，人口年增加率按本地农村地域的9隔考虑，人均生活污水排放量按35L/(人·d)计算，生活污水搜集率取90%。计算取得示范村污水处置设施的设计服务人口为957人，工程设计处置水量为30m3/d。

(2)设计进水水质。COD250mg/L，55120mg/L，磷smg/L，总氮15m酬L。

(3)设计出水水质。基于总量控制的大体原则，肯定地下渗滤系统的设计总氮去除率大于85%，设计总磷去除率大于80%，设计

COD去除率大于80%。

工艺流程

村镇生活污水处置地下渗滤系统的工艺流程见图1。经示范村内污水沟渠搜集系统聚集的生活污水依托重力流入污水处置系统。由于村里的生活污水多数为明渠搜集，容易混人垃圾，因此在进沟渠中设置格栅拦截水中的大块物体。然后，污水进入预沉池，通过沉淀作用去除污水中的悬浮物和部份有机物，以避免后续地下渗滤系统中土壤孔隙的堵塞。在昆明地域的6-9月份降雨量专门大，因此在预沉池的进水口一侧设置暴雨溢流口。

预沉池处置出水进入调节池，然后通过水泵将污水提升至地下渗滤系统，通过土壤、植物、微生物的综合净化作用实现对有机物、氮、磷等污染物质的有效去除。处置出水经集水管搜集后排入农田排灌水沟渠，用于周围农田的浇灌。

主要处置单元设计

格栅

采用不锈钢制人工细格栅，置于进沟渠道上，格栅宽，长lm，栅条间隙10mm。格栅倾角采用45。由于污水处置系统规模比较小，因此采用人工的方式清除格栅拦截的悬浮物。

预沉池

预沉池能够有效沉淀污水中粒径较小的无机和有机颗粒，减小后续地下渗滤系统的负荷，避免土壤孔隙的堵塞。预沉池设计水力停留时刻取3h，预沉池长，宽，深。池体采用砖混结构，内壁贴防渗膜。

调节池

通过调节池调节进水的水质和水量。在池中安装潜污泵，将污水提升至地下渗滤系统的布水沟。调节池设计水力停留时刻6h，调节池长，宽，深。池体采用砖混结构，内壁贴防渗膜。

地下渗滤系统

按如实验室小试系统和滇池流域现场中试系统的研究结果，综合考虑强化脱氮效果和避免土壤堵塞问题，肯定示范村地下渗滤示范工程采用以本地红壤土为填充介质的浅层强化布水系统，水力负荷

取(m2·d)[1]，故所需要的土地面积为A=30/=375(m2)。

地下渗滤系统的剖面见图2。示范村的土壤为粘性红壤土，通气和透水性差，肥力较低，需要进行适当改良，以提高土壤的过水能力和肥力。本工程在地下渗滤系统的底层填充土壤(厚40cm)中掺加20%的昆明陶砂以增加土壤的过水能力，在表层填充土壤(厚30cm)中掺加25%的炉渣(炉渣过1cm筛子)以增加土壤的通气和透水性能。为了提高土壤的腐殖质含量，改善土壤的团粒结构，为土壤微生物创造一个良好的生长环境，在渗滤沟内的土壤中掺加必然的草炭，使土壤的有机质含量达到5%左右。为有效避免土壤孔隙的堵塞和提高氮的去除效果，地下渗滤系统采用干湿投配操作模式。干湿比为1，即污水投配1d，落干1d。共建造两块地下渗滤系统，每块长度为20 m，宽度为10 m。由于示范村地下水埋深较浅(< m)，因此地下渗滤系统建于地上，周围砖砌围墙。为了避免处置出水污染地下水，系统底部铺设防渗材料。系统的地表种植连年生黑麦草。 2工程运行情形

村镇生活污水处置地下渗滤示范工程自2002年12月建成，调试1个月以后正常运行。对示范工程的处置效果进行了为期1年的监测。结果表明，系统在正常运行期间对总氮的平均去除率为%，对总磷的平均去除率为%，对COD的平均去除率为%，达到设计要求。

本工程在建设进程中，还考虑了景观和生态效果，在地表种植草坪，并建设了花坛，使污水处置系统成为一个优美的景观生态系统(见图3)，给本地居民营造了一种愉快的工作和生活环境。系统地表种植的连年生黑麦草是一种优良的牧草，能够按期收割用来喂养牲畜，亦能够供给堆肥厂用来生产绿色复合肥，产生必然的经济效益。

3经济分析

地下渗滤系统的日常保护工作比较简单，仅需要对沟渠和格栅内的垃圾进行按期清理。整个工程的建设费用(沟渠搜集系统除外)为4万元。处置设施的运行仅需要少量的人工管理费用和污水提升电费，其运行本钱为元/m3。

4结论

(1)地下渗滤系统处置村镇生活污水，对COD,总氮，总磷的去除率别离能够达到%, %和96 .5%。

(2)地下渗滤系统基建投资和运行费用不高，管理简单，具有美

化景观的作用，亦可产生必然的经济效益，超级适合于在滇池流域推行应用。

参考文献

张建.地下渗滤系统处置村镇生活污水的研究与应用〔:学位论文).北京:清华大学，2003

张建，黄霞，魏杰，等.地下渗滤污水处置系统的氮磷去除机理.中国环境科学，2002, 22(5): 438-441

张建，黄霞.刘超翔，等.地下渗滤处置村镇生活污水的中试、环境科学，2002, 23(6):57一61