G土地处理系统
土地处理系统包括慢率(SR),坡面流(的),和土壤含水层处理(坐)或快速渗透(RI)。此外,第十章中讨论利用现场土壤吸收系统土壤处理机制。
8.1类型的土地处理系统
土地处理的过程是废水的控制应用土壤达到处理污水的成分。所有三个过程使用自然的物理,化学和生物机制在soil-plant-water矩阵。SR和坐过程使用土壤基质治疗后废水的渗透,流程之间的主要区别是废水的速率加载到网站上。进程使用的土壤表面和植被进行治疗,渗流有限,处理废水收集地表径流在斜坡的底部。这些系统的特点是在表8.1和治疗相比业绩预期在第一章综述了在表1.3。
8.1.1慢速系统
缓慢的过程是最古老和最广泛使用的土地处理技术。从“污水农业”发展过程在16世纪在欧洲公认的污水处理系统在英格兰在1860年代(朱厄尔和西布鲁克,1979)。到了1880年代,美国有很多慢速系统。在143年的一项调查废水设施在1899年,土地处理系统速度是最常用的治疗形式(椽,1899)。土地处理速度是重新发现了在1960年代中期的宾夕法尼亚州立大学(sop和kardo, 1973)。到了1970年代,美国环境保护署(构成)和美国陆军工兵部队投入土地处理研发(英镑和暴击,1973;里德,1972)。到1970年代末,许多长期影响研究速度系统进行(里德和暴击,1984)。一个选择列表市政慢速系统在表8.2。大型SR系统在道尔顿、格鲁吉亚、占地4605英亩的森林喷灌灌溉,如图8.1所示(暴击et al ., 2001)。
8.1.2地面水流系统
地面水流过程开发利用慢慢渗透土壤粘土等。处理发生在系统废水流过植被,graded-smooth缓坡从2年级的8%。一个
表8.1
特征的土地处理系统
特征
应用程序的方法
Preapplication治疗年度加载(ft /年)字段区域植被(ac / mgd)使用
应用废水处理
慢率(SR)地面水流(的)
土壤含水层处理(RI)
洒水或表面洒水或表面通常表面
池塘或二次细筛检或主池塘或次要的
最近
60 - 560
营养吸收和作物收入
蒸散和渗透
10 - 70
16 - 112
微生物的侵蚀控制和栖息地
地表径流,土壤水分蒸发蒸腾损失总量,一些渗透
18 - 360 3-60通常不习惯
渗透,一些蒸发
表8.2
选择城市慢速土地处理系统
表8.2
选择城市慢速土地处理系统
流 |
系统 |
||
位置 |
(mgd) |
区(ac) |
应用程序的方法 |
加州贝克尔斯菲市 |
19.4 |
5088年 |
地面灌溉 |
克莱顿县、格鲁吉亚 |
20.0 |
2370年 |
冰冻的洒水装置 |
道尔顿,格鲁吉亚 |
33.0 |
4605年 |
冰冻的洒水装置 |
卢博克市,德克萨斯州 |
16.5 |
4940年 |
灌溉系统洒水装置 |
米切尔,南达科塔州 |
2.45 |
1284年 |
灌溉系统洒水装置 |
马斯基根县,密歇根 |
29.2 |
5335年 |
灌溉系统洒水装置 |
加利福尼亚佩塔 |
5。3 |
555年 |
手动,冰冻洒水装置 |
加利福尼亚州圣罗莎 |
20.0 |
6362年 |
冰冻的洒水装置 |
示意图显示表面应用程序和喷水灭火系统应用提出了如图8.2所示。治疗径流收集底部的斜率。过程由坎贝尔汤率先在美国公司,第一次在拿破仑,俄亥俄州,在1954年和随后在巴黎,德州(Gilde et al ., 1971)。研究的过程进行了使用城市污水在Ada,俄克拉何马州(Thomas et al ., 1974)和尤蒂卡,密西西比州(卡尔森et al ., 1974)。由于这个以及其他研究(马特尔,1982;史密斯和施罗德,1985),50岁以上的市政系统已经建设的市政污水处理。一个选择列表市政地面水流系统在表8.3。
-
- 图8.1典型的喷灌系统网站森林缓慢的速度在道尔顿,格鲁吉亚。
土壤水分蒸发蒸腾损失总量
土壤水分蒸发蒸腾损失总量
表8.3
市政和工业地面水流系统在美国
市政系统工业系统
阿尔玛,阿肯色州明矾溪湖,俄亥俄州的贝茨维尔,马里兰州卡本代尔,伊利诺斯州的克利夫兰,密歇根州的女儿——一个德州戴维斯加利福尼亚
印第安纳州(德克萨斯州埃尔帕索,明德拿破仑,俄亥俄州的巴黎,德州罗森博格,德州伍德伯里,格鲁吉亚
福克纳、密歇根州格雷特纳、弗吉尼亚天堂,俄克拉荷马州Kenbridge,弗吉尼亚拉马尔,阿肯色州Minden-Gardnerville,内华达山。橄榄,新泽西纽曼,加州诺沃克,爱荷华州的雷,佛罗里达斯达克,佛罗里达文顿,路易斯安那州
8.1.3土壤含水层处理系统
土壤含水层处理废水是一个土地处理的过程中被视为它浸润土壤和土壤渗流通过矩阵。治疗由物理、化学和生物方法继续渗透通过包气带和地下水。深透水土壤通常使用。应用程序是间歇性的,通常浅渗流盆地。连续洪水或人工池塘一直练习,但不完整的治疗通常结果由于缺乏替代氧化/还原条件。坐在盆地的典型布局如图8.3(见表8.4)。植被通常不是一个坐系统的一部分,因为加载率过高的氮吸收是有效的。在某些情况下,然而,植被可以扮演不可或缺的角色在稳定表面土壤入渗率高和维护(Reed et al ., 1985)。
控制我
PREAPPLICATION治疗
紧急存储
# 7 ^ |
^ # 6 |
# 4 |
|
# 3 ^ |
^ # 2 |
渗透盆地
图8.3土壤含水层处理盆地的典型布局。
表8.4
选择土壤含水层处理系统
液压
位置加载(ft /年)
布鲁金斯学会、南达科他40岁
和平的象征,密歇根州115达灵顿,南卡罗来纳92弗雷斯诺,加州44霍利斯特,加州50
乔治湖,纽约190
洛杉矶县卫生330年
加州地区
奥兰治县,佛罗里达州390
亚利桑那州图森市331
西黄石国家公园,550年蒙大拿
8.2速度土地处理
慢速系统可以包含各种不同的土地处理设施从山坡上喷水灌溉农业灌溉,灌溉高尔夫球场灌溉和森林。设计目标可以包括污水处理、废水利用,营养回收、开放空间保存和作物生产。
8.2.1设计目标
慢速系统可分为1型(缓慢渗透)或2型(作物灌溉),根据设计目标。主要目标是废水处理时,系统分为1型。对于1型系统,土地面积是基于极限设计因素法律辩护基金(),也可以是土壤渗透率或加载速率的废水氮等成分。1型系统被设计成使用最少的土地上最废水。缓慢渗透是指1型系统类似于快速渗透的概念或土壤含水层处理但是有大幅降低液压加载率。2型系统设计应用充足的水以满足作物灌溉需水量。2型系统所需的面积取决于作物用水,而不是土壤渗透率或污水处理的需求。水重用和作物生产的主要目标。2型系统所需的面积一般大于1型系统为同一废水流。例如,对于1 mgd (3785 m3 / d)的废水流,1型系统通常需要60到150 ac(24 - 60公顷)比200年到500年ac(80 - 200公顷)2型系统。
8.2.1.1管理方案
不像坐和地面水流,慢速系统可以以几种不同的方式管理。其他两个购买土地处理系统要求和系统管理的污水。慢速系统的三个主要选项(1)购买和管理网站的废水,(2)购买和租赁的土地回到一个农民,和(3)合同之间的废水机构和私人土地的农民使用慢速度的过程。后两个选项允许农民管理缓慢速率的过程和收获作物。代表的小型SR系统列表使用的每个不同的管理方法提出了在表8.5。
8.2.2 Preapplication治疗
初步治疗SR系统可以提供各种原因包括公共健康保护、妨害控制,配电系统保护,或土壤和作物的考虑。对于1型系统,初步治疗,除了固体去除,老的重要性,因为过程通常可以
表8.5
管理选项用于选择慢速系统
管理机构 |
流(mgd) |
租给农民 |
流(mgd) |
农民合同制 |
流(mgd) |
加州Dinuba |
1。5 |
科尔曼,德克萨斯 |
0.4 |
贝南加利福尼亚州 |
3所示。8 |
弗里蒙特,密歇根州 |
0.3 |
科曼地毯,加州 |
0.5 |
迪金森,北达科他 |
1。5 |
Kennett广场,宾夕法尼亚州 |
0.05 |
湖畔港埠,加州 |
0.5 |
米切尔,南达科塔州 |
2。4 |
松树的湖,加利福尼亚州 |
0.6 |
加州莫德斯托 |
20.0 |
昆西,加州 |
0.75 |
加州Oakhurst |
0.25 |
加州Perris |
0.8 |
加利福尼亚佩塔 |
4所示。2 |
西多佛,佛蒙特州 |
1。6 |
冬天,德州 |
0.5 |
加州索诺玛山谷 |
2。7 |
沃尔夫伯勒、新罕布什尔州 |
0.3 |
加利福尼亚州圣罗莎 |
15.0 |
加州的索诺拉 |
1。2 |
来源:改编自暴击,以R.W. Tchobanoglous, G。、小而分散的污水管理系统、麦格劳-希尔,纽约,1998年。
表8.6
预处理速度系统的指导方针
水平的预处理
可接受的条件
主要治疗
接受孤立的位置和限制公共访问接受农业灌溉控制,除了人类的粮食作物生吃可接受的公共访问应用程序的领域,比如公园和高尔夫球场
生物治疗由泻湖或近距离的过程,加上控制粪便大肠杆菌数少于每100毫升1000或然数
生物处理由泻湖或近距离的过程,与其他生化需氧量或SS控制作为审美的需要,加上消毒对数平均每100毫升200个或然数(沐浴水域构成粪便大肠杆菌标准)
注意:或然数,最可能的数量;很好的,生物需氧量;党卫军,悬浮固体。
资料来源:构成,为城市污水土地处理,工艺设计手册环保署625年/ 1-81-013,美国环境保护署,辛辛那提1981年,哦,。
以最小的预处理实现最终的水质目标。公共卫生和公害控制指南1型SR系统已经发行的EPA(构成,1981),在表8.6给出。2型系统设计强调重用潜力,需要更大的灵活性在废水的处理。为了实现这种灵活性,初步治疗水平通常较高。在许多情况下,2型系统的目的是为了进行合规后初步治疗所以灌溉可以通过其他各方如私人农场主。
8.2.2.1分配制度约束
初步治疗通常需要预防能力降低的问题,堵塞,局部代气味分布系统。出于这个原因,最低一级处理(或其等价的)建议所有SR系统删除会沉淀的固体和油脂。自动喷水灭火系统,进一步建议应用废水最大的粒子的大小小于三分之一喷水灭火喷嘴的直径,以避免堵塞。
8.2.2.2水质方面的考虑
总溶解固体(TDS)应用废水会影响植物生长,土壤特性、地下水水质。指南的解读水质盐度和其他具体成分SR系统在表8.7。“限制使用”这一术语并不表明
表8.7
指南对水质的解读
表8.7
指南对水质的解读
轻微的, |
||||
及相关问题 |
没有 |
温和的 |
严重的 |
|
组成 |
限制 |
限制 |
限制 |
作物的影响 |
盐度是TDS(毫克/升) |
< 4 s0 |
450 - 2000 |
> 2000 |
作物干旱地区 |
受高 |
||||
TDS;影响不同 |
||||
渗透率: |
||||
SAR = 0 - 3 |
TDS > 4 s0 |
130 - 450 |
< 130 |
所有的作物 |
SAR = 3 - 6 |
TDS > 770 |
200 - 770 |
< 200 |
|
SAR = 6 - 12 |
TDS > 1200 |
320 - 1200 |
< 320 |
|
SAR = 12-20 |
TDS > 1860 |
800 - 1860 |
< 800 |
|
SAR = 20 - 40 |
TDS > 3200 |
1860 - 3200 |
< 1860 |
|
特定的离子毒性: |
||||
钠(毫克/升) |
< 70 |
> 70 |
> 70 |
树作物和伍迪 |
氯化(毫克/升) |
< 140 |
140 - 3 - s0 |
> 3 s0 |
观赏植物;水果 |
硼(毫克/升) |
< 0.7 |
0.7 - -3.0 |
> 3.0 |
树木和一些领域 |
余氯(毫克/升) |
< 1.0 |
1.0 - -5.0 |
> 5.0 |
作物;装饰, |
只有头顶只有在使用上的洒水装置洒水装置
注意:TDS、总溶解固体;特别行政区,钠吸附比。
资料来源:Ayers, R.S.和Westcot D.W.农业、水质,粮农组织灌溉和排水纸29日修订1,联合国粮食及农业组织,罗马,1985年。
废水不适合使用;相反,这意味着可能会有限制作物或需要特殊管理的选择。钠可以影响土壤的渗透性使粘土颗粒分散。的潜在影响测量钠吸附比(SAR)这是一个比钠浓度的钙和镁。特区是方程8.1中定义的。
SAR钠钙镁在哪里
钠吸附比(无单位)。钠浓度(毫克当量/ L;mg / L除以23)。钙离子浓度(毫克当量/ L;mg / L除以20)。镁浓度(毫克当量/ L;mg / L除以12.15)。
2型SR系统浸出要求必须确定基于应用水的盐度和作物土壤盐度的宽容。浸出需求范围从10到40%典型值是15 - 25%。特定作物要求水保盐度必须用来确定所需的浸出条件(里德和暴击,1984;里德et al ., 1995)。
8.2.2.3地下水保护
大多数SR系统二级preapplication治疗是接收地下水的保护。关注新兴的化学成分,如内分泌干扰物和制药化学物质,导致土壤剖面的研究能力移除这些微量有机化合物(Muirhead et al ., 2003)。
8.2.3设计过程
慢速系统流程图的设计过程提出了如图8.4所示。这个过程分为初步和最终的设计阶段。决定了在初步设计阶段包括:(1)作物的选择,(2)初步治疗,(3)分配系统,(4)液压加载速率,(5)字段区域,(6)存储需求,(7)总土地需求。当初步设计阶段完成后,可以与其他经济比较废水管理交替。文本将专注于初步或过程设计与详细设计程序的引用(哈特,1975;对,1983;美国农业部,1983;构成,1981)。
8.2.4作物选择
选择慢速系统中作物的类型会影响水平的初步治疗,选择类型的分布系统,液压加载速率。设计师应该考虑经济、生长季节、土壤和边坡特点,废水的特点在选择作物的类型。饲料作物或树作物通常选择1型系统,和高价值作物或景观植被通常用于2型系统。
作物8.2.4.1 1型系统
在老1型系统中,作物必须兼容液压加载率高,有很高的营养吸收能力,较高的耗水量,和高耐潮湿的土壤条件。其他特征值公差废水成分(如TDS、氯、硼)和有限的作物管理的要求。氮吸收速率是一个重要的设计变量为1型系统的设计。典型的氮吸收速率对饲料、字段和树作物展示在表8.8。可以实现最大的氮去除与多年生牧草和豆类。豆类,如苜蓿、可以
-
- 图8.4流程图设计过程的土地处理速度缓慢。
固定空气中的氮;然而,他们将优先从土壤中硝酸盐的解决方案提供。使用豆类(幸运草、紫花苜蓿、野豌豆)在1型系统应限于well-draining土壤因为豆类一般不会容忍高土壤水分条件。最常见的作物的1型系统混合硬木树和松树(Nutter et al ., 1986)。树作物提供收入潜力柴火、纸浆或生物质燃料。树种桉树等高速增长反应和杂交杨树氮吸收最大化。
表8.8
典型的氮吸收值选择的作物
氮吸收
氮吸收
表8.8
典型的氮吸收值选择的作物
作物 |
(磅/ acyr) |
作物 |
(磅/ ac - |
饲料作物 |
东部森林 |
||
Alfalfaa |
200 - 600 |
混合硬木 |
200年 |
雀麦 |
115 - 200 |
红松木 |
One hundred. |
沿海百慕大草 |
350 - 600 |
白云杉 |
200年 |
肯塔基蓝草 |
175 - 240 |
先锋继承 |
200年 |
Quackgrass |
210 - 250 |
阿斯彭豆芽 |
One hundred. |
果园草 |
220 - 310 |
南部的森林 |
|
草芦 |
300 - 400 |
混合硬木 |
250年 |
黑麦草 |
160 - 250 |
厚皮刺果松 |
200 - 2 |
甜clovera |
155年 |
湖国家森林 |
|
高羊茅 |
130 - 290 |
混合硬木 |
One hundred. |
田间作物 |
杂交杨树 |
140年 |
|
大麦 |
110年 |
西方的森林 |
|
玉米 |
155 - 180 |
杂交杨树 |
270年 |
棉花 |
65 - 100 |
花旗松 |
200年 |
高粱 |
120年 |
||
土豆 |
200年 |
||
Soybeansa |
220年 |
||
小麦 |
140年 |
豆类作物可以固定空气中的氮,但将从应用占用他们大部分的氮废水氮。
资料来源:构成,为市政污水土地处理工艺设计手册,EPA 625/1 - 81 - 013,美国环境保护署,辛辛那提,哦,1981。
作物8.2.4.2 2型系统
作物灌溉或水重用系统可以使用广泛各种各样的农作物和景观植物包括树、草、字段和粮食作物。田间作物通常包括玉米、棉花、高粱、大麦、燕麦和小麦。
8.2.5液压加载率
液压加载率SR系统表示为单位。/周(毫米/周)或英国《金融时报》/年(米/年)。的基础上确定不同类型1 - 2型。
8.2.5.1 1型慢速液压加载系统
液压加载速率为1型系统是由使用水平衡方程:
在哪里
Lw =废水液压加载速率(英寸/ mo;毫米/ mo)。
等=蒸散率(英寸/ mo;毫米/ mo)。
公关=降水率(英寸/ mo;毫米/ mo)。
水平衡通常每月使用。降水和蒸散的设计值通常是选择最潮湿的10年,是保守的。慢速系统地表径流(废水)通常是捕获并重新应用。一个例外是森林1型系统,表层和次表层的渗流是由监管机构允许的。可能发生渗流(地下水)的出现打开或关闭该网站没有导致水质量问题。
渗透率是基于设计中的限制层的渗透性土壤剖面。1型系统的渗透率通常是使用汽缸渗透计测量领域,洒水渗透计或流域洪水的技术。土壤渗透性的范围通常是包含在详细的土壤调查从自然资源保护服务(nrc)。尽管给定的范围通常是宽(0.2到0.6英寸/人力资源;5到15毫米/小时),较低的值通常用于初步规划。设计计算渗透率从土壤中考虑渗透率的可变性湿润的土壤条件和整体周期(应用程序)和干燥(休息)网站的:
在哪里
K =限制土层的渗透性(英寸/人力资源;毫米/小时)。
0.04 - 0.10 =调整因素占休息期间应用程序之间和土壤条件的变化。
使用nrc渗透率数据或现场试验结果,建议每日设计渗透率应该从4到总数的10%。调整因素的选择取决于网站和conser-vativeness期望的程度。对于大多数SR系统、润湿时间是5到15%的一个给定的月。如果土壤只是湿了5%的时间,那么只有时间的百分比(在接下来的一个月内)应该作为渗滤时间。4%的因素时应该使用土壤类型变化很大,当湿/干比例很小(5%或更少),和土壤渗透率小于0.2。/小时(5毫米/小时)。比例高,达到10%,可用于土壤渗透率较高,土壤渗透更均匀,干/湿比率高于7%。
8.2.5.2 2型慢速液压加载系统
对于作物的灌溉系统,液压加载速率是基于作物灌溉的需求。加载速率可以计算使用方程8.4:
在哪里
Lw =废水液压加载速率(英寸/年;毫米/年)。等=作物蒸散率(英寸/年;毫米/年)。公关=降水率(英寸/年;毫米/年)。LR =浸出条件(分数)。E =灌溉效率(%)。
浸出条件取决于作物,废水的总溶解固体(TDS),和降水量。浸出的要求通常是0.10到0.15低TDS废水和宽容的作物如草。更高的TDS废水(750 mg / L或更多),浸出的要求可以从0.20到0.30不等。的灌溉效率分数对应的应用废水作物蒸散。效率越高,向根区渗透的水更少。自动喷水灭火系统通常有80%到70的效率,而地面灌溉系统通常有75%到65的效率。
8.2.6设计注意事项
两种类型的SR系统设计考虑在以下描述文本。考虑氮负荷、有机负荷、土地需求,存储需求,分销系统,应用周期,提出了控制地表径流和地下排水。
8.2.6.1氮加载速率
法律辩护基金限制设计因子()对于许多SR系统氮加载速率。总氮负荷(硝酸盐氮、氨氮和有机氮),因为是很重要的土壤微生物将有机氮转化成plant-available无机形式。总氮加载速率限制是基于会议10 mg / L的最大硝酸盐氮浓度在接收地下水在项目的边界(通常20到100英尺或6到30米downgradient湿场区域)。确保地下水硝酸盐氮浓度极限,通常的做法是设置过滤硝酸盐氮浓度在混合前10 mg / L与接收地下水渗透。
氮加载速率必须平衡作物吸收氮、脱氮与渗透,氮的泄漏。8.5中给出了氮平衡方程:
表8.9
脱氮速度系统的损耗系数
类型的废水
高强度的废水
适度强度工业废水主要的废水二级污水三级污水
碳/氮比
0.25
0.15
寒冷气候性raybet雷竞技最新因子
0.25
来源:改编自暴击,以R.W. Tchobanoglous, G。、小而分散的污水管理系统、麦格劳-希尔,纽约,1998年。
Ln = U + fLn + ACpP (8.5)
在哪里
Ln =氮加载速率(磅/ ac-yr;公斤/ ha-yr)。U =作物吸收氮(磅/ ac-yr;公斤/ ha-yr)。
f =应用氮硝化/反硝化损失,分数的蒸发和土壤存储(见表8.9)。=转换因子(0.23;10.0)。Cp =渗透的氮浓度(毫克/升)。P =渗透流(英寸/年;米/年)。
通过结合氮平衡和水平衡方程,满足氮限制的液压加载速率可以通过方程计算8.6:
Lwn _ Cw (i - f) - cp (8 ' 6)
在Lwn液压加载速率控制的氮(英寸/年;米/年),连续波应用废水中氮的浓度(毫克/升),和前面定义的其他条款。
作物吸收氮可以从表8.8估计。丢失的部分应用氮反硝化,蒸发和土壤存储取决于废水特点和温度。的最高分数将温暖的气候和高强度废水carbon-to-nitrogen比率2raybet雷竞技最新0或更多(见表8.9)。
表8.1克
BOD在工业速度系统加载率
表8.1克
BOD在工业速度系统加载率
位置 |
行业 |
BOD加载速率、周期平均(磅/ ac-d) |
阿尔马登酒厂;麦克法兰,加州 |
酒庄台 |
420年 |
安海斯-布希;休斯顿,德克萨斯州 |
啤酒厂 |
360年 |
野马酒;谷神星,加州 |
酒庄 |
128年 |
柑橘山;佛罗里达州防冻的 |
柑橘类 |
448年 |
农妇;汉福德,加州 |
番茄加工 |
84 - 92 |
frito - lay方;加州贝克尔斯菲市 |
84年 |
|
哈特包装;加州尤巴市 |
加工番茄和桃子 |
150 - 351 |
Hilmar干酪;加州Hilmar |
奶酪处理 |
420年 |
Ore-Ida食物;珩科鸟,威斯康辛州 |
马铃薯加工 |
190年 |
SK食品;加州Lemoore |
番茄加工 |
210年 |
三谷种植;加州莫德斯托 |
番茄加工 |
200年 |
数据来源:暴击和Tchobanoglous(1998)和史密斯和穆雷(2003)。
数据来源:暴击和Tchobanoglous(1998)和史密斯和穆雷(2003)。
8.2.6.2有机加载速率
有机加载率不限制市政SR系统老但可能是重要的工业系统。加载率生化需氧量(BOD)经常超过100磅/ ac-d(110公斤/ ha-d)和偶尔超过300磅/ ac-d(330公斤/ ha-d) SR系统应用筛选食品加工废水和其他高强度。工业SR系统有机的列表加载率在上面的范围提出了表8.10。气味的问题一直在避免这些系统废水应用程序之间通过提供足够的干燥时间。有机加载率超过450磅/ ac-d(500公斤/ ha-d) BOD一般应避免使用,除非特殊的管理实践(Reed et al ., 1995)。过程管理有机载荷在8.6节提出了高强度工业废水。
8.2.6.3土地需求
土地需求速度系统包括现场区域应用,加上土地用于道路、缓冲区、存储池和preapplication治疗。该地区可以使用公式8.7计算:
在哪里
=字段区(ac;公顷)。Q =年流量(毫伽/年;立方米/年)。0.027 =转换常数。
Lw =设计液压加载速率(英寸/年;毫米/年)。
设计液压加载速率可以基于土壤渗透性、作物灌溉需求,或氮加载速率。基于存储修改土地需求讨论的部分存储。
例8.1。土地面积为慢速系统
计算土地需求类型1速度系统一个社区的1000人。气候比较raybet雷竞技最新温暖,和设计污水流量是65000加/ d。部分混合充气环礁湖产生的废水BOD和30毫克50 mg / L / L总氮。一个网站已经位于相对统一的土壤限制土壤渗透率(K)的0.2英寸/人力资源。所选的混合饲料草将300磅/ ac-yr氮。蒸散和降水的水平衡显示净蒸散18英寸/年。
解决方案
1。计算设计使用的渗透率方程8.3。使用因素占7%,相对统一的土壤和温和的渗透率:P(年)= K (0.07) (24 hr / d) (365 d /年)
2。计算废水加载速率Lw使用方程8.2。Lw = (ET -公关)+ P
Lw =(净等)+ P Lw = 18。+ 123。Lw = 141英寸/年
3所示。计算领域基于区域土壤渗透率极限使用方程8.7:
65000加365 d 1毫伽= 23.7毫伽
——问——23.7毫伽ac /年= 6.2
4所示。计算液压加载速率控制的氮,通过渗透硝酸盐氮限制的10 mg / L方程(8.6)。使用脱氮比例的25%:
连续波(1 - f) - Cp -10 (1 - 0.25)
5。计算字段区域使用方程8.7基于氮限制:
Q = = 23.7毫伽/年= 9.6 ac 0.027 x L ^ n 0.027 x 91.2英寸/年
6。有机加载速率计算,假设9.6 ac基于氮限制将所需的场地面积:
0.065毫伽50毫克
BOD负荷= 27.1磅/ d = 2.8磅/ ac•d
因此,BOD负荷并不限制因为它远小于450磅/ ac-d。
7所示。确定所需的字段区域。因为氮限制的区域(9.6 ac)大于所需的区域土壤渗透率(6.2 ac),面积9.6交流所需的字段。
评论
这个例子的氮限制的设计因素。8.2.6.4存储需求
废水通常是存储期间太湿或太冷时适用的领域。除了森林站点,全年的应用程序是可行的,大多数系统储存废水在作物收割,种植,或栽培。存储寒冷的天气通常是大多数州的监管机构要求的,除非它可以表明,地下水质量标准不会违反冬季应用程序和地表径流不会发生由于废水的应用程序。贮藏期的保守估计是等同为作物选择不生长的季节。一个更精确的定位方法是使用水平衡,如示例8.2所示。
例8.2。慢速系统的存储需求估计SR系统的存储需求从示例8.1使用水平衡的方法。月降水和蒸散数据在下表中给出。1月的温度太冷废水应用程序。最大渗透率是10.3英寸/月。
作物
月10年期Evapotranspirationa Rainfall1,
作物
月10年期Evapotranspirationa Rainfall1,
(1) |
(2) |
(3) |
1月 |
1。1 |
7.2 |
2月 |
2。0 |
7.0 |
3月 |
2。7 |
4所示。5 |
4月 |
3所示。9 |
3所示。0 |
可能 |
5。6 |
0.4 |
6月 |
7.0 |
0.1 |
7月 |
8.6 |
0.1 |
8月 |
7.4 |
0.2 |
9月 |
5。9 |
0.6 |
10月 |
3所示。7 |
1。2 |
11月 |
2。0 |
4所示。0 |
12月 |
1。2 |
4所示。8 |
总 |
51.1 |
33.1 |
饲料作物蒸散。
b平均分布的降雨多雨的年10。
饲料作物蒸散。
b平均降雨量的分布在10个最潮湿的一年。
解决方案
1。每月确定可用的废水:
每月流区域
(65000加
(365 d ^ |
我年 |
1年J |
12 v莫j |
7.48加
V英尺
2。完成水平衡表如图所示在下一页:
作物累计10年设计废水有变化
月Evapotranspiration3降雨的Percolation0 Loadingd废水“5存储的存储
(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)
1月 |
1。1 |
7.2 |
6.1 |
0.0 |
7.6 |
+ 7.6 |
8.5 |
2月 |
2。0 |
7.0 |
10.3 |
5。3 |
7.6 |
+ 2.3 |
10.8” |
3月 |
2。7 |
4所示。5 |
10.3 |
8.5 |
7.6 |
-0.9 |
9.9 |
4月 |
3所示。9 |
3所示。0 |
8.1 |
9.0 |
7.6 |
-1.4 |
8.5 |
可能 |
5。6 |
0.4 |
3所示。7 |
8.9 |
7.6 |
-1.3 |
7.2 |
6月 |
7.0 |
0.1 |
2。0 |
8.9 |
7.6 |
-1.3 |
5。9 |
7月 |
8.6 |
0.1 |
0.4 |
8.9 |
7.6 |
-1.3 |
4所示。6 |
8月 |
7.4 |
0.2 |
1。7 |
8.9 |
7.6 |
-1.3 |
3所示。3 |
9月 |
5。9 |
0.6 |
3所示。6 |
8.9 |
7.6 |
-1.3 |
2。0 |
10月 |
3所示。7 |
1。2 |
6.4 |
8.9 |
7.6 |
-1.3 |
0.7 |
11月 |
2。0 |
4所示。0 |
10.3 |
8.3 |
7.6 |
-0.7 |
0.0 |
12月 |
1。2 |
4所示。8 |
10.3 |
6.7 |
7.6 |
+ 0.9 |
0.9 |
总 |
51.1 |
33.1 |
73.2 |
91.2 |
91.2 |
饲料作物蒸散。
b平均降雨量的分布在10个最潮湿的一年。c最大渗透率是10.3英寸/ mo。
d加载速率受限于渗透率从11月到3月(1月零负荷由于寒冷的天气);加载速率为每年4月至10月是有限的氮负荷。基于65000加仑/ d和e场面积9.6 ac. f废水污水-可用加载。g 2月是最大的月。
3所示。设计渗透率(第4列数据)是10.3。/ mo当那么多降雨或废水。从4月到10月,废水氮负荷加载是有限的,和设计之间的区别是渗透率废水加载(列5)和净蒸散(蒸散-降水)(列列2 - 3)。
4所示。废水加载氮平衡从四月到十月是有限的;降水和渗滤速率的11月,12月,2月和3月;在一月和寒冷的天气。
5。确定存储通过减去废水负荷的变化(列5)从可用的废水(列6)。在列7输入量。
6。累积存储计算(列8)从第一个开始积极月存储在秋季/冬季(12月)。最高月存储2月,值为10.8。这个深度转化为百万加仑如下:
(英国《金融时报》^ |
(43560 ft2 ^ |
112年inj |
1交流J |
7.48加
7所示。所需的存储容量转换成等价的天的流程:
天的存储=
评论
估计存储卷从上面的程序可以调整在最终设计占净收益或损失体积的降水、蒸发和渗漏。在10年内最潮湿的一年。存储卷应该减少到零在一年中的一个时间点。估计所需的区域存储池,在ac-ft所需的体积除以一个典型的深度,如10英尺。净降水落在表面积可以添加到存储卷。典型渗流率由国家规定允许的范围从0.062到0.25英寸/ d。这些国家标准池渗漏越来越严格,和压实或衬里需求越来越普遍;因此,一个保守的方法是假设零渗漏。
表8.11
分销系统的适用性的比较因素
分配系统
自动喷水灭火系统:便携式手移动
Wheel-line(侧面滚轮)固体
中心枢轴或线性旅行枪
地面系统:分段边界,缩小
(边境地带)15英尺宽的边界,100英尺宽,直沟
滴灌系统:滴管或微型喷气发动机
合适的作物
牧场、谷物、苜蓿、果园、葡萄园,蔬菜和大田作物作物少于3英尺高的没有限制所有作物除了树木草地,谷物、紫花苜蓿、田间作物、蔬菜
牧场,谷物,紫花苜蓿,葡萄园牧场,谷物、紫花苜蓿、果园蔬菜,行农作物、果园、葡萄园
果园、景观、葡萄园、蔬菜
最小渗透速率(英寸/小时)
0.10
0.02
最大
10 - 15不限制15 15
没有限制
8.2.6.5分配技术
三个主要技术用于污水分布洒水喷头,表面,并滴应用程序。喷水灭火系统分布通常是用于新老系统(见图8.1),在大多数工业废水(固体含量高),和在所有森林系统。面应用程序包含边界地带,ridge-and-furrow和轮廓的洪水。滴灌只能尝试与高质量的过滤废水。比较适合性因素提出了配电系统在表8.11。分布技术的选择取决于土壤、作物类型、地形和经济学。自动喷水灭火系统,便携式手移动和固体组最常见的小系统,因为相对较高的其他系统所需的流量。在不断系统通常需要300到500加仑/分钟(1135 - 1890升/分钟)。
8.2.6.6应用周期
自动喷水灭火系统操作之间每隔3天,每隔10天或更多。表面应用系统操作每隔2到3周。所有系统的总场地面积分为部分或集灌溉应用周期顺序。1型系统,应用程序时间表取决于气候、作物,土壤渗透性。raybet雷竞技最新2型(作物灌溉)系统,进度取决于作物,raybet雷竞技最新气候和土壤水分损耗。
8.2.6.7地表径流控制
应用的地表径流废水从老系统被称为废水,必须包含现场。废水的收集和返回到配电系统或存储池的一部分表面应用系统的设计。自动喷水灭火系统在陡峭的山坡上或在慢慢渗透土壤也可能使用废水收集和回收。典型的废水返回系统由外围收集渠道,油底壳或池塘,泵和forcemain返回给存储或分销系统。废水量从15%的应用流慢慢渗透土壤为中等透水土壤25 - 35%(哈特,1975)。Storm-induced径流不需要保留现场;然而,在选址应考虑雨水径流和网站设计。由于雨水径流侵蚀可以最小化梯田陡峭的斜坡,等高耕作、免耕农业和草边界带。如果废水的应用程序停止暴风雨前,雨水可以允许排除网站。
8.2.6.8地下排水
在某些情况下,地下排水是必要的SR系统降低地下水位,防止积水的表面土壤。5英尺内水位的存在表明地下排水不良的可能性,导致考试的阴沟。小老网站(小于10交流或4公顷)需要暗渠可能使网站不经济的发展。暗渠通常由4到6。(100 - 150毫米)的多孔塑料埋管6到8英尺(1.8到2.4米)深。在沙土中,排水间距300到400英尺(91 - 122)在一个平行的模式。在粘质土壤,间距要近得多,一般50到100英尺(15到30米)。程序设计介绍了暗渠Van Schilfgaarde(1974),美国农业部(1972),和USDoI (1978)。
8.2.7施工注意事项
在大多数情况下,缓慢的速度站点可以根据当地农业开发实践(暴击,1997)。当地的推广服务,美国核管理委员会代表,应咨询或农业工程专家。的一个关键问题是要注意土壤入渗率。土方工程操作应尽量减少土壤压实,和土壤水分在这些操作通常应该大大低于最优。High-flotation轮胎是推荐给所有车辆,特别是对土壤高百分比的罚款。深撕裂可能需要分解层粘土层,这可能是目前低于正常栽培深度。
8.2.8操作和维护
正确操作的SR系统需要管理应用废水、作物和土壤剖面。应用废水必须绕着网站通过应用周期允许干燥时间维护,培养,农作物收成。土壤剖面也必须设法保持渗透速度,避免土壤压实,并保持土壤化学平衡。压实和表面密封可以减少土壤渗透或径流。原因可以包括(论坛,2001):
1。表层土壤的压实收获或培养设备。
2。放牧动物的压实土壤太湿时(等待2到3 d灌溉后允许放牧动物)。
3所示。粘土和淤泥地壳表面可以开发为降水或废水应用程序的结果。
4所示。表面堵塞导致悬浮物的应用程序。
压实、固体积累和结壳的表面土壤可能分解通过培养,耕作或地面小距当土壤表面干燥。在网站粘土锅(硬,慢慢渗透土壤层)形成,可能需要犁的深度2到6英尺(0.6到1.8米)混合的不透水层土壤透水表面土壤。土壤化学平衡需要定期的检查来确定土壤pH值和交换性钠百分比都在可接受的范围内。通过添加石灰土壤pH值可以调整(增加pH值)或石膏(降低pH值)。可交换可以减少钠添加硫或石膏浸出删除取代钠紧随其后。
8.3地面水流系统
坡面流是一个固定薄膜生物处理系统的草和植物垃圾作为生物增长矩阵。流程设计目标、系统性能设计标准和程序、土地和存储的需求在这一节中描述。
8.3.1设计目标
地面水流(的)可以作为预处理步骤回用水系统或可用于实现二次治疗,先进的辅助治疗,或氮去除,这取决于排放要求。因为产生地表水污水,排放许可证是必需的(除非水重用)。
在大多数情况下,排污许可证将限制排放的BOD浓度和总悬浮物(TSS),这是本章的设计方法的基础。
8.3.2选址
地面水流最适合网站慢慢渗透土壤和倾斜的地形。网站与中等透水表层土和不透水或缓慢渗透地下也可以使用。此外,适度渗透可以压实土壤限制深度渗透,确保层流下分段斜率。地面水流可能在网站使用与现有成绩为0至12%。可以由水平地形斜坡(通常是最低2%的斜坡构造)。陡峭的地形可以梯田完成边坡的8 - 10%。废水应用程序在当前使用的网站等级不是关键性能2 - 8%的范围内时(史密斯和施罗德,1982)。网站等级的不到2%,需要特别注意避免低斑点将导致水洼。成绩8%以上有短路的风险增加,引导,和侵蚀。
8.3.3处理性能
地面水流系统有效地去除BOD, TSS、氮、和微量有机物。他们不太有效的去除磷、重金属、病原体。性能数据和期望在这一节中描述。
8.3.3.1 BOD加载和删除
在市政系统中,BOD加载速率通常范围从5到20磅/ ac-d。生物氧化通常占90 - 95%去除BOD的系统中找到。基于经验与食物处理废水,BOD加载速率可以增加到100磅/ ac-d(110公斤/ ha-d)对于大多数废水不影响BOD去除。工业废水系统在巴黎,德克萨斯州,继续应用BOD去除92% (Tedaldi Loehr, 1991)。BOD删除从四个地面水流系统在表8.12应用程序速度和斜坡长度。一个典型的BOD浓度在治疗径流水大约10 mg / L。
8.3.3.2悬浮物去除
地面水流是生物和最有效地去除水中的悬浮固体,与废水TSS含量一般在10到15 mg / L。海藻不删除有效在大多数的系统,因为许多除藻类型是活跃的,抵制通过过滤或沉积(彼得斯et al ., 1981)。如果污水TSS限制30毫克/升,或兼性的使用稳定的池塘生成高藻类浓度地面水流之前不推荐。如果另有最适合网站的现有的池塘系统,设计和操作
表8.12
地面水流系统的BOD去除
应用程序的速度 |
||
位置 |
废水类型 |
(加/ ftmin) |
《美国残疾人法》的颁布,俄克拉何马州 |
生的废水 |
0.10 |
主要的废水 |
0.13 |
|
二次废水 |
0.27 |
|
伊斯利,南卡罗来纳 |
生的废水 |
0.29 |
池废水 |
0.31 |
|
新罕布什尔州汉诺威 |
主要的废水 |
0.17 |
二次废水 |
0.10 |
|
澳大利亚墨尔本 |
主要的废水 |
影响身体 废水BOD 120 150 8 120 70 8 180 200年23 150年28日15 100 72 9 100年45 5 表8.13 地面水流系统的氮去除 参数 类型的废水 应用速率(加/ ft-min) BOD / N比率 总氮(磅/ ac-yr):应用被作物吸收 硝化/反硝化 、质量平衡(%) 全部切除的脱氮(%) 总氮(毫克/升):应用径流 氮去除,浓度基础(%) 《美国残疾人法》的颁布,俄克拉何马州 筛选原料废水 0.10 1070 980 100 880 新罕布什尔州汉诺威 0.17 850 790 190 600 36.6 尤蒂卡,密西西比 主废水池废水 590 445 - 535 220 225 - 325 75 - 90 50 - 60 63 - 79 资料来源:构成,为市政污水土地处理工艺设计手册,EPA 625/181 - 013,美国环境保护署,辛辛那提,哦,1981。 程序可用于克服藻类去除问题。应用程序速度不应超过0.12加/ min-ft(0.10立方米/ m-hr)等系统,并可以使用nondischarge经营方式在藻类大量繁殖。在non-discharge模式,短期应用程序时间(15到30分钟)后1 - 2小时40分钟休息时间。在天堂的系统、俄克拉荷马和Sumrall,密歇根州,以这种方式操作期间藻类大量繁殖(论坛,2001)。 8.3.3.3氮去除氮的去除系统取决于硝化/反硝化作用和作物吸收氮。氮的去除在几个系统的提出了在表8.13中,这表明,反硝化作用可以占60 - 90%的氮去除脱氮率800磅/ ac-yr或更多。90%去除氨被报道在0.13加/ min-ft(0.10立方米/ hr-m)系统在城市的戴维斯加州,氧化池废水应用(Kruzic和施罗德,1990)。戴维斯网站进一步的研究证明,干/湿率也是很重要的(约翰斯顿和史密斯,1988)。干/湿的效果比除氨效果如图8.5所示。  图8.5干/湿率对氨的清除地面水流。(从约翰斯顿,j·史密斯,R。、操作时间对脱氮的影响在坡面流处理系统,论文发表于第61届会议水污染控制联合会,达拉斯,得克萨斯州,1988年)。 Wet-Dry比率图8.5干/湿率对氨的清除地面水流。(从约翰斯顿,j·史密斯,R。、操作时间对脱氮的影响在坡面流处理系统,论文发表于第61届年会的水污染控制联盟达拉斯,得克萨斯州,1988年)。 获得有效的硝化作用,干/湿率必须小于0.5。加州萨克拉门托县二级废水硝化在一个应用程序的速度0.70加/ min-ft(0.54立方米/ hr-m)。氨浓度从14减少到0.5 mg / L(诺尔特,1997)。花环,德克萨斯州,硝化作用研究进行了二次废水确定2 mg / L夏季极限氨和5毫克/升冬季极限可以达到。应用速率范围从0.43到0.74加/ min-ft(0.33到0.57立方米/ hr-m)。冬季污水氨值的范围从0.03到2.7 mg / L和会见了污水的要求。推荐应用花环率为0.56加仑/ min-ft(0.43立方米/ hr-m)操作段10人力资源/ d和斜坡长度200英尺(61米)与喷水灭火程序(Zirschky et al ., 1989)。 8.3.3.4磷和重金属去除 除磷仅限于约40 - 50%是因为缺乏soil-wastewater接触。如果需要,可以强化除磷的化学物质如明矾或氯化铁。重金属被使用相同的一般机制与磷:吸收和化学沉淀。重金属去除将随组分金属从约50至80%左右(论坛,2001)。 8.3.3.5微量有机物 微量有机物被蒸发系统的结合,吸收,光解作用,生物降解。如果去除微量有机物是一个主要关心的,里德et al。(1995)和詹金斯et al。(1980)应该审查。 0.20 0.04 继续阅读:流程设计土地应用程序 这篇文章有用吗? 推荐项目 |
