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摘要: 本文介绍了城市生活污水的来源、组成和特点,详细叙述了 新型绿地城市生活污水处理的过程和方法， 简要介绍了新型绿地的构造及新型绿地城市回收水的利用，以达到节约水资源的目的。
关键词: 新型绿地城市; 生活污水; 处理技术
中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：
前言
水是人类赖以生存的宝贵资源, 没有水生命就不存在。随着世界人口不断的增加和工农业生产的发展, 用水量的逐年增加。地球上水的总量不少, 但能供人类利用的水量却不多, 仅占总水量的0.009 2%。对于我国来说是属于世界上13个最贫水的国家之一, 人均占有水量仅为世界人均量的1 /4, 因此珍惜水资源, 节约用水, 充分利用各种水就显得更加重要。
城市生活污水主要指受到有機物或含磷物质污染的水体，它的水质污染指标主要是氨氮和有机物浓度。生活污水的一般处理工艺主要是基于水中的浊度和细菌的去除而提出的，有混凝、沉淀、过滤和消毒等，该处理工艺仅能有效地去除水中的悬浮物、胶体杂质和细菌，而对多数有机物的去除能力较低。所以常规处理工艺已经不能达到现有再生水指标，为此国内外对微污染水综合处理进行了深入的研究，许多新兴工艺应运而生。本文，笔者主要论述分层填料土壤毛管渗系统在城市污水处理中的应用。
一、城市生活污水的来源和主要特点
生活污水主要来自家庭、商业、机关学校、旅游服务业及其他城市公用设施。城市生活污水污染物含量主要是有机物, 如淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素、糖类、矿物油等, 其中CODCr (化学需氧量) 、BODs (生物需氧量) 、TKN (凯氏氮) 、TN (总氮) 、TP (总磷) 也较高。生活污水经一级物理处理、二级生化处理后CODCr、BODs、TKN、NH3 - N等大幅度降低, 但TN、TP仍较高, 排入水体后易造成水体的富营养化, 使藻类大量生长繁殖, 造成赤潮和水华。藻类生物原生质的组成是C106 H263O110N16 P, 可知水中含少量的氮、磷就能促使藻类大量生长, 而当藻类代谢大量死亡时, 就使水域水体腐败发臭水质恶化。
二、污水处理的过程和方法
城市生活污水经过管道收集到污水池，然后进行过滤去除大颗粒污染物，通过曝气装置增加预处理后污水中溶解氧的含量，提高生物降解能力。
城市污水预处理。
城市污水中会含有一些大颗粒的有机物，特别是厨房污水会含有一些残羹剩饭。如果不处理直接进行土壤毛管渗滤，一方面增大了生物处理的负荷，污水的循环周期较长；另一方面在输送过程中可能会堵塞管道，造成系统的崩溃。通过过滤池将水中的大颗粒有机物过滤出来，并将其投放到发酵罐中，收集经过厌氧分解产生的清洁能源沼气，可用于发电或生活燃气。
分层填料土壤毛管渗滤系统。
土壤毛管渗滤系统（SCWISs）是一种利用土壤及其毛管的渗滤作用处理污水的系统，并通过土壤中所含的各类微生物和地表植物的根系等构成的生态系统降解水中有机污染物。该系统在国外已经大量应用，美国约有36%的农村及零星分布的家庭住宅采用了SCWISs处理生活污水；在瑞典、芬兰和挪威等国家，约有100多万散居住户采用了SCWISs处理生活污水。
生物膜脱氮除磷。
污水通过布水管进入土壤渗滤层，经过预处理后污水中剩余的污染物（有机物）浓度相对较低，减轻生物降解的负荷。污染物进入渗滤层以后，通过物理、化学作用由上而下逐级吸附到土壤颗粒或表层土壤草坪植物发达上的根系表面的生物膜上。最终在好氧条件下被分解成CO2和H2O；在厌氧条件下污染物被分解成CH4、N2、有机酸等。CO2和N2通过土壤的颗粒间空隙释放到空气中，由于污水中有机物含量比较小，整个过程中厌氧呼吸就比较微弱，产生的甲烷气体就被厌氧微生物自身所消耗了。对于一般的污水，经过渗滤层的处理和植物的吸收，污水中的硝态氮几乎可被全部去除，90%磷能够被土壤处理系统去除。
三、新型绿地的构造
土壤渗滤系统构建中常用的是英国的PPL G lobe渗滤沟技术，其渗滤沟设计比较简单，但它存在运行水力负荷过低，占地较大等问题。为此国内外开展了采用分层填料进行土地毛管渗滤系统处理污水的研究，其可增大土壤的渗透系数和运行的水力负荷，占地面积也较小。据统计PPL G lobe渗滤沟技术的水力负荷一般不超过6.60 cm/d，而强化渗滤系统可以达到10 cm/d。分层土壤毛管渗滤装置结构见图1，尺寸为长×宽×高=2 m×1 m×l m。煤渣经人工破碎筛分后，选取粒径在2~30 mm的煤渣，作为特殊土壤的填料。布水管和集水管由多组均匀排列的PVC管组成，PVC管上按照一定比例和方式打很多孔，周围用卵石包围防止堵塞管孔。在布水管的下方有一定厚度的粗砂，粗砂下面为不透水的混凝土结构，对布水系统起支撑作用。新型绿地由5部分构成。“表层”由较肥沃的耕作土壤组成，是草坪植物的生长层，其上种植绿色期长的草坪植物“马尼拉”、“翦股颖”或“早熟禾”等，实现污水绿地利用。“渗滤层”是污水净化的主要作用层，微生物在这一层上附着在填料或土壤颗粒上形成生物膜，对污水中的有害物质进行生物降解。“防护层”在不同层分界线处设置可透水的无纺布，防止上层土壤下落填入砾石层，破坏它的布水或集水功能。“防渗层”位于渗滤床周围，采用特定防渗材料像素混凝土或有机聚合材料，其作用是防止污水直接下渗，污染地下水。“集水层”位于渗滤系统的最底部，是由10 cm厚度的卵石和集水管构成，起到支撑上部体系和构建饱水层的作用
四、回收水利用
回收水，主要是指经过处理或部分处理，能够再次使用的废水，也被称为再生水。通过集水管将经过土壤毛管渗滤处理后的合格水体收集起来，用于正常的农业灌溉、工业的冷却水等，使生活污水循环利用。
随着城市化脚步的不断加快，绿地的覆盖面积也是与日俱增。在保持城市绿化面积的同时，该污水处理系统综合利用了城市绿化的土地资源，解决了土壤毛管渗滤系统的占地问题，并且其改良后的渗滤系统运行的水力负荷得到提高。对于水资源供需矛盾日益紧张、生活污水污染日趋严重的城市地区，新型绿地具有很强的技术和经济优势。
结语
生活污水治理是一项长期而艰巨的工作, 对于缓解我国用水压力, 水体保护, 社会经济发展都有着巨大的现实意义。多年以来, 我国的环境工作者已经在此做出了很多卓有成效的工作, 从治污理论、原理的探索到实际技术的应用与操作, 以及各地检测系统的建立都取得了巨大的成就。但同时, 我们也应看到, 我国新型绿地城市生活污水的处理和回用水平在世界上和发达国家还有着不小的差距。全地区的回用水系统, 中水利用系统的建立还处于探索阶段, 一些新的治理技术实际利用率还偏低, 更好更优的治理方法还期待突破,生活污水的经济利用价值也很低。这一切都只能让我们以更大的热情投入到新技术的研究与应用之中, 更有效率的治理生活污水, 为国家的经济的发展和社会进步作出贡献。
参考文献
[1]国家环保总局编1 水污染防治及城市污水资源化技术[M ] ,北京:科学出版社, 1993.
[2]周彤1 污水回用决策与技术[M ]1北京:化学工业出版社,2002.
[3] Prathrmesh Barar, Seth V K1 App lication of Reverse osMosis forWa2ter Reclamation from Sewage [ J ]1 InternationalDesalination &WaterReuse, 2001, 10 (4) : 38 - 56.
关键词: 新型绿地城市; 生活污水; 处理技术
中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：
前言
水是人类赖以生存的宝贵资源, 没有水生命就不存在。随着世界人口不断的增加和工农业生产的发展, 用水量的逐年增加。地球上水的总量不少, 但能供人类利用的水量却不多, 仅占总水量的0.009 2%。对于我国来说是属于世界上13个最贫水的国家之一, 人均占有水量仅为世界人均量的1 /4, 因此珍惜水资源, 节约用水, 充分利用各种水就显得更加重要。
城市生活污水主要指受到有機物或含磷物质污染的水体，它的水质污染指标主要是氨氮和有机物浓度。生活污水的一般处理工艺主要是基于水中的浊度和细菌的去除而提出的，有混凝、沉淀、过滤和消毒等，该处理工艺仅能有效地去除水中的悬浮物、胶体杂质和细菌，而对多数有机物的去除能力较低。所以常规处理工艺已经不能达到现有再生水指标，为此国内外对微污染水综合处理进行了深入的研究，许多新兴工艺应运而生。本文，笔者主要论述分层填料土壤毛管渗系统在城市污水处理中的应用。
一、城市生活污水的来源和主要特点
生活污水主要来自家庭、商业、机关学校、旅游服务业及其他城市公用设施。城市生活污水污染物含量主要是有机物, 如淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素、糖类、矿物油等, 其中CODCr (化学需氧量) 、BODs (生物需氧量) 、TKN (凯氏氮) 、TN (总氮) 、TP (总磷) 也较高。生活污水经一级物理处理、二级生化处理后CODCr、BODs、TKN、NH3 - N等大幅度降低, 但TN、TP仍较高, 排入水体后易造成水体的富营养化, 使藻类大量生长繁殖, 造成赤潮和水华。藻类生物原生质的组成是C106 H263O110N16 P, 可知水中含少量的氮、磷就能促使藻类大量生长, 而当藻类代谢大量死亡时, 就使水域水体腐败发臭水质恶化。
二、污水处理的过程和方法
城市生活污水经过管道收集到污水池，然后进行过滤去除大颗粒污染物，通过曝气装置增加预处理后污水中溶解氧的含量，提高生物降解能力。
城市污水预处理。
城市污水中会含有一些大颗粒的有机物，特别是厨房污水会含有一些残羹剩饭。如果不处理直接进行土壤毛管渗滤，一方面增大了生物处理的负荷，污水的循环周期较长；另一方面在输送过程中可能会堵塞管道，造成系统的崩溃。通过过滤池将水中的大颗粒有机物过滤出来，并将其投放到发酵罐中，收集经过厌氧分解产生的清洁能源沼气，可用于发电或生活燃气。
分层填料土壤毛管渗滤系统。
土壤毛管渗滤系统（SCWISs）是一种利用土壤及其毛管的渗滤作用处理污水的系统，并通过土壤中所含的各类微生物和地表植物的根系等构成的生态系统降解水中有机污染物。该系统在国外已经大量应用，美国约有36%的农村及零星分布的家庭住宅采用了SCWISs处理生活污水；在瑞典、芬兰和挪威等国家，约有100多万散居住户采用了SCWISs处理生活污水。
生物膜脱氮除磷。
污水通过布水管进入土壤渗滤层，经过预处理后污水中剩余的污染物（有机物）浓度相对较低，减轻生物降解的负荷。污染物进入渗滤层以后，通过物理、化学作用由上而下逐级吸附到土壤颗粒或表层土壤草坪植物发达上的根系表面的生物膜上。最终在好氧条件下被分解成CO2和H2O；在厌氧条件下污染物被分解成CH4、N2、有机酸等。CO2和N2通过土壤的颗粒间空隙释放到空气中，由于污水中有机物含量比较小，整个过程中厌氧呼吸就比较微弱，产生的甲烷气体就被厌氧微生物自身所消耗了。对于一般的污水，经过渗滤层的处理和植物的吸收，污水中的硝态氮几乎可被全部去除，90%磷能够被土壤处理系统去除。
三、新型绿地的构造
土壤渗滤系统构建中常用的是英国的PPL G lobe渗滤沟技术，其渗滤沟设计比较简单，但它存在运行水力负荷过低，占地较大等问题。为此国内外开展了采用分层填料进行土地毛管渗滤系统处理污水的研究，其可增大土壤的渗透系数和运行的水力负荷，占地面积也较小。据统计PPL G lobe渗滤沟技术的水力负荷一般不超过6.60 cm/d，而强化渗滤系统可以达到10 cm/d。分层土壤毛管渗滤装置结构见图1，尺寸为长×宽×高=2 m×1 m×l m。煤渣经人工破碎筛分后，选取粒径在2~30 mm的煤渣，作为特殊土壤的填料。布水管和集水管由多组均匀排列的PVC管组成，PVC管上按照一定比例和方式打很多孔，周围用卵石包围防止堵塞管孔。在布水管的下方有一定厚度的粗砂，粗砂下面为不透水的混凝土结构，对布水系统起支撑作用。新型绿地由5部分构成。“表层”由较肥沃的耕作土壤组成，是草坪植物的生长层，其上种植绿色期长的草坪植物“马尼拉”、“翦股颖”或“早熟禾”等，实现污水绿地利用。“渗滤层”是污水净化的主要作用层，微生物在这一层上附着在填料或土壤颗粒上形成生物膜，对污水中的有害物质进行生物降解。“防护层”在不同层分界线处设置可透水的无纺布，防止上层土壤下落填入砾石层，破坏它的布水或集水功能。“防渗层”位于渗滤床周围，采用特定防渗材料像素混凝土或有机聚合材料，其作用是防止污水直接下渗，污染地下水。“集水层”位于渗滤系统的最底部，是由10 cm厚度的卵石和集水管构成，起到支撑上部体系和构建饱水层的作用
四、回收水利用
回收水，主要是指经过处理或部分处理，能够再次使用的废水，也被称为再生水。通过集水管将经过土壤毛管渗滤处理后的合格水体收集起来，用于正常的农业灌溉、工业的冷却水等，使生活污水循环利用。
随着城市化脚步的不断加快，绿地的覆盖面积也是与日俱增。在保持城市绿化面积的同时，该污水处理系统综合利用了城市绿化的土地资源，解决了土壤毛管渗滤系统的占地问题，并且其改良后的渗滤系统运行的水力负荷得到提高。对于水资源供需矛盾日益紧张、生活污水污染日趋严重的城市地区，新型绿地具有很强的技术和经济优势。
结语
生活污水治理是一项长期而艰巨的工作, 对于缓解我国用水压力, 水体保护, 社会经济发展都有着巨大的现实意义。多年以来, 我国的环境工作者已经在此做出了很多卓有成效的工作, 从治污理论、原理的探索到实际技术的应用与操作, 以及各地检测系统的建立都取得了巨大的成就。但同时, 我们也应看到, 我国新型绿地城市生活污水的处理和回用水平在世界上和发达国家还有着不小的差距。全地区的回用水系统, 中水利用系统的建立还处于探索阶段, 一些新的治理技术实际利用率还偏低, 更好更优的治理方法还期待突破,生活污水的经济利用价值也很低。这一切都只能让我们以更大的热情投入到新技术的研究与应用之中, 更有效率的治理生活污水, 为国家的经济的发展和社会进步作出贡献。
参考文献
[1]国家环保总局编1 水污染防治及城市污水资源化技术[M ] ,北京:科学出版社, 1993.
[2]周彤1 污水回用决策与技术[M ]1北京:化学工业出版社,2002.
[3] Prathrmesh Barar, Seth V K1 App lication of Reverse osMosis forWa2ter Reclamation from Sewage [ J ]1 InternationalDesalination &WaterReuse, 2001, 10 (4) : 38 - 56.