土地处理系统

土地应用的废水也许是最古老的废水的处理和治疗的方法。早期的系统被用于英国

“土地的农场”,收到了未经处理的废水和粪便从附近的社区。今天,土地应用系统包括应用程序可食用和nonedible作物、牧场、森林和木材种植园,休闲区包括公园和高尔夫球场和矿山等扰动土地破坏网站。

土地应用的废水也在地下水和充电过程中发挥作用回收淡水。水的平均使用一次,然后排放到海洋不会返回为大约2600年雨在陆地上。这个事实已经摆脱废水重用问题置于聚光灯下。农业废水重用和其他领域并不新鲜;然而,越来越多的环保意识使得废水的再利用,即使精心治疗,一个受污染的前景。这种程度的担忧的重用废水不合理,考虑到网纹废水处理在整个人类的历史发展世界各地。但随着污水处理技术的进步和废水处理质量稳步提高,粮食和农业的土地处理污水的应用成为一个具有成本效益的替代排放到地表水,包括海洋。

有两个主要类别的废水的重用,全世界已练习:饮用使用和nonpotable使用。废水主要包括注射的饮用水使用再生水饮用水提供多种级别的治疗后,或使用自然系统(包括土地应用程序)直接处理废水。Nonpotable利用废水很多:直接灌溉农业领域使用食品废水与低BOD5和TSS;灌溉的公园、森林、或高尔夫球场与低负荷污水;和使用的水产养殖是最有前途的例子。在世界的许多地区,废水重用已经练习使用处理技术的结合,达到一个非常高的程度的治疗。许多州在美国西部,在过去的20年里,被处理废水三级处理标准,然后允许被重用的污水灌溉或地下水含水层的补给。虽然这是一种有效的方法对许多美国西部的干旱地区,它是非常昂贵的,在世界其他地区很少练习。

废水并不是没有风险的土地应用土壤和地下水的污染。面临的挑战是利用土壤的物理化学和生物特性作为污水流的受体没有过度影响作物的种植或土地生态系统的一部分,对土壤的特点,

图6.6。示意图说明土地废水的应用程序。

Sub&oil。瓷砖流

深层渗透

图6.6。示意图说明土地废水的应用程序。

和地下水和地表水的质量。废水的废水和土壤应用应该作为一个集成的管理应用程序的系统获得最好的结果。

土地应用废水具有有机和无机材料进入土壤的回收和重用。土壤的同化能力依赖于其特点和环境条件。土壤的最大容量代表土壤的最大废水加载。这适用于原始废水以及废水处理。每个应用程序的网站将有一个控制参数依赖于废水应用特点和土壤的特点,最重要的是,环境分枝。在大多数情况下,需要许可证申请废水土地。

图6.6是一个原理图使用土地的种植园和污水土地应用程序。如图表所示,许多因素参与的整体效果水循环植物,包括土地废水中的应用。在大多数情况下,处理废水通过furrow-flood应用于地表,喷雾器,或滴灌。BOD5、TSS和粪便大肠杆菌(FC)在传统的部分删除

表6.5。污水土地处理系统的特点(改编自构成,1981,1984)。

功能	缓慢的速度	坡面流	快速渗透
应用程序	喷水灭火系统或	喷水灭火系统或	通常表面
技术	Surfacea	表面
年度加载	0.5 6	3 -	6 - 125
率,米
场区域是	23 - 280	-44 - 6.5	3-23
笔替代性,想吃汉堡
典型的每周	-10 - 1.3	6-40c	10 - 240
加载速率,厘米
最低preap -	主要沉积-	勇气删除和	主要沉积-
皱纹,	tationd	筛选	tatione
二化的
美国
处置	Evapotranspira -	主要是表面	渗滤
应用浪费,	和perco -	径流和evapo
水	副调制	蒸腾作用
需要	要求	要求	可选
植被

aIncludes ridge-and-furrow和边境地带。

公顷bField地区不包括缓冲区,道路,或沟渠3785 m3 / d (l毫伽/ d)流。

cRange包括原始污水二级废水,为更高层次的preapplication待遇更高的利率。

dWith限制公共访问;作物不是供人类直接消费。eWith限制公共访问。

废水处理的步骤;土地应用系统删除额外的BOD5, TSS和FC以及氮和磷。

各种土地的应用系统的设计开发,包括废弃物的应用到土壤表面使用速度缓慢,陆路流,快速渗滤土地处理系统,地下床使用浸出字段和吸收。一个特定系统的适用性取决于网站的特点,包括土壤特性、地面等地形斜率和救援,当地水文、地下水深度和质量、土地使用、气候因素如温度、降水、蒸散,风,生长季节的长度,预计装浪费率,以及可能的社会和经济考虑

表6.6。比较网站特征的土地处理流程(改编自构成,1981,1984)。

快速渗透特性地面水流速度

坡

土壤通透性

地下水的深度

气候限制

不到20%的耕地;不到40% noncul-tivated土地适度减缓和适度快速

存储通常需要寒冷的天气在重preci -

完成斜坡

缓慢(寒冷的粘土,淤泥,土壤防渗屏障)不是critical0

存储需要寒冷的天气

不重要的;过度的成绩需要太多土方工程

快速(金沙,桑迪这种)

在洪水cycleb 1米;1.5 3 m在干燥周期(可能没有修改存储通常需要在寒冷的天气)

pitation

aSteeper成绩可能是可行的降低液压载荷。bUnder-drains可以用来维持这个水平高的网站地下水位。

cImpact上应该考虑地下水渗透土壤。

约束。表6.5和6.6列表三种主要类型的土地应用系统的特点和比较网站特征的自然系统。

在设计任何土地应用程序系统中,几种常见的属性土地应用系统通常包含在整体考虑:

•公共卫生

•地下水问题

•网站评估和选择

•如果需要作物选择和管理

•Preapplication治疗

•分配方法

•设计液压加载速率

•应用程序速度

•考虑气候和存储

如果需要•BOD5加载速率

•氮去除

•如果需要加载速率限制氮

•悬浮固体删除

•除磷

•土地需求

•恢复废水从土地应用程序如果可能的话速度(SR)系统

慢速度系统的主流形式土地今天应用系统在使用和涉及废水预处理中的应用植被土壤提供处理的废水和满足现有植被的成长需要通过蒸散和渗流(见图6.7)。类似的系统中常见的农业灌溉。系统的年度加载速率范围从0.5到6米/年。大约有三种类型的慢速系统分类的目标应用程序的速度系统(Parany-chianakis et al ., 2006):

•I型的目标是基于重用的废水作物和植被的生长。废水预处理中的应用可以通过洒水装置的使用,ridge-and-furrow,边境地带洪水,和其他表面或地下的方法。

•II型侧重于废水处理的废水而不是重用。当SR过程的主要目的是治疗,液压加载通常是有限的,通过土壤的液压能力或氮的去除能力soil-vegetation矩阵。Under-drains网站有时需要发展高地下水的表,或者滞水表或不透水层防止深层渗透。多年生牧草通常为植被选择,因为他们的高氮吸收、废水应用季节较长,避免年度种植和栽培。玉米和其他作物具有较高市场价值也生长在系统治疗的主要目标。

PERC9LATION

(一)应用途径

图6.7。(a) (b) (c)一个示意图慢速的废水处理系统(构成,1981)。

图6.7。(a) (b) (c)慢速污水处理系统的原理图(构成,1981)。

•滤床把废水通过渗透的行为和过滤的床。收集的废水处理是一个巨大的地下排水系统。滤床系统是有效的营养物去除,适合population-intensive城市等领域。具体修改过滤床可用于治疗各种印度河试验废水来自畜牧业和乳制品等操作(Jayawardane et al ., 1997)。

SR系统设计

慢速系统必须结合其他进程,以产生一个完整的污水处理。Preapplication治疗往往是需要确保保护公共卫生,讨厌的控制和分配系统约束。病原体的主要担忧是废水中的内容。有几种常见的流程,可以使用:细筛选,主要沉积,pH值调整等,以及生物过程稳定的池塘。

作物的选择也是很重要的慢速陆地系统废水预处理中的应用,特别是对于水的重用。个别作物的选择取决于类型的含氮量和收入我为II型系统和最大的营养吸收。盈利领域作物,如玉米、大豆、甜菜、大麦和小麦都是不错的选择。饲料作物,紫花苜蓿,庸医草、黑麦草、果园草,雀麦草,肯塔基蓝草适合作物最大的营养。

为I型液压加载系统、水平衡方程用于确定液压速率方程(6.4):

Lw =等公关+ Pw地点:

Lw =废水液压加载速率基于土壤渗透性等=蒸散率、密苏里州/公关=降水率,/ mo Pw =渗流,/ mo

等通常是每月平均等选择的作物和确定蒸发从历史数据(至少连续15年)。公关的价值应该比正常年份的频率分析确定湿润(使用10年为基础)。设计渗透率Pw估计有4 - 10%的现场试验测量数据或公布的数据基于湿:干比,因此是由下列方程(6.5):

Pw(每日)= K (24 h / d)(调整因素)

地点:

Pw =设计渗透率,cm / d / d和K =限制土层的渗透性,cm / h或/ h调整因素= 4% - 10%,占湿:干比,确保废水的保守和安全的价值渗透

液压加载基于氮限制,SR系统的氮平衡是下列方程(6.6):

地点:

Ln =质量负载氮,公斤/ ha-yr或磅/ ac-yr U =作物吸收,公斤/ ha-yr或磅/ ac-yr f =应用氮输给denitrificaton分数的蒸发和土壤存储

0.1 =单位转换因子,帝国的公制单位和2.7单位Cp =渗流氮浓度,mg / l,通常设置在10 mg / l由于限制氮浓度Pw =渗透率,cm /年或英尺/年

作物吸收可以找到从文学和f值是基于废水的特点如果BOraybet雷竞技最新D5和气候:0.5到0.8是:氮比例是5或更多,0.25到0.5城市污水一级处理废水的植物,和0.15 - 0.25应该用于废水从城市污水处理厂的二级处理过程;0.1用于废水的值先进的废水处理流程。

II型速度系统、液压加载速率是基于水平衡和表示为下列方程(6.7):

Lw =液压加载速率

IR =作物灌溉需水量

公关=降水,cm /年,米/年或在/年

作物灌溉需水量取决于作物等,灌溉效率和浸出的要求。将这三个因素纳入方程6.7收益率以下方程(6.8):

Lw = (ET - Pr) (1 + LR) (100 / E)

地点:

LR =浸出要求公关=降水,cm /年,米/年/年等=蒸散率,英寸/月E =灌溉系统的效率

浸出的因素范围从0.05到0.30根据作物,降水量、总溶解固体的废水。为400 mg / l的总溶解固体或更多,LR的范围从0.1到0.2。灌溉系统的效率是0.65到0.75表面灌溉系统,洒水装置0.7到0.8,0.9到0.95滴灌系统。

地面水流系统

地面水流基本上是废水生物处理过程中被视为它流动的上游倾斜的梯田和允许流在植被表面径流收集沟渠。与慢速系统、地面水流系统旨在促进废水的径流。为了确保径流,山坡上的土壤应该不受水或缓慢渗透限制渗透。

地面水流治疗的示意图所示图6.8 (A),和一个典型系统的图形视图显示在图6.8 (b)。图6.8所示(一个),相对较少涉及,因为一个不透水土壤渗滤或地下渗流的障碍。废水是sprinkler-applied、fan-sprayed或表施(例如,封闭的管)的斜率。废水的处理发生的流分级土地。山坡上通常是2 - 8%品位和30 - 61米(100 - 200英尺)长,列在表6.5和6.6。

地面水流系统的目标是实现废水高质量通过应用土地污水和预处理除去ni -

(ASTEIATiR

iras和

iras和

(ASTEIATiR

PERCILATION (a)液压PATHVA T

(t) MtTllllU IIII如果JPiimEfi IPrLlOITIIjl

图6.8。(a) (b)地面水流污水处理系统的原理图(构成,1984)。

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图6.8。(a) (b)地面水流污水处理系统的原理图(构成,1984)。

trogen、磷、BOD5和悬浮物。预处理包括粗砂岩和细筛选,主要沉积,二级流程或池塘系统。它也是可行的治疗高强度食品加工废水。收集到的地面水流从沟渠处理过的水排放到地表水。

主要去除有机物和悬浮物机制是生物化学氧化、沉淀、吸附、过滤。植物吸收的氮的去除是一个组合,脱氮和氨氮的挥发。占主导地位的机制在一个特定的网站将取决于废水中的氮的形式存在,可用的碳量,温度,和废水应用程序的加载速率和时间表。永久去除氮的植物可能只有在作物收割了,从字段中删除。氨挥发可以显著如果废水的pH值大于7。删除通常范围从75 - 90%,氮径流氮的形式依赖于温度和对应用程序加载率和进度。因为微生物的活动对土壤反硝化作用发生在或接近表面,脱氮反应被寒冷的天气不利影响;同样的问题也困扰植物吸收氨的多数作物死亡或在休眠状态寒冷的冬天。去除硝酸盐和铵可能导致从寒冷的冬天温度在许多nontropical或non-subtropical地区的世界。

磷是通过吸附和沉淀。治疗效率有限,因为有限的接触废水和土壤中的吸附网站。磷删除通常范围从50 - 70%在质量的基础上。增加删除可以获得通过添加凝聚剂如明矾或氯化铁废水应用程序之前的斜率。

地面水流系统设计

土壤渗透性地面水流系统设计是一个重要的参数,因为径流废水沿着山坡的土地是必需的。地面水流系统的最佳地点土壤渗透率小于0.5厘米/ h(0.2 /小时)或更少。可以压实机械的高渗透性土壤渗透性降低到可以接受的水平。低气温和降雨影响地面水流系统,废水的应用程序可能会减少或停止;污水存储。

液压加载速率的废水是经验选择从2到10厘米/ d / d (0.8 - 4)。因为很少有渗流时,应用程序速度(参见下面定义)是比液压相关性能参数负载率。以下表达式的两个利率相关方程(6.9)(Reed et al ., 1995):

Lw =液压加载速率,cm / d / d q =应用程序中或率每单位宽度的斜率,m3 /氯或加/ min-ft p =应用程序期间,h / d(每天从6到12小时;选择8 h / d为目的的便利)z =距离下坡,米和英尺(30 ~ 60米或100到200英尺;对于表面应用程序,长度应该是30到45米或100 - 150英尺)

应用程序还与边坡长度和有关BOD去除通过下面的一级反应方程(方程6.10)(Reed et al ., 1995):

(Cz - C) / C0 = exp ((-kz) / qn)地点:

Cz = BOD5的浓度表面流在远处(z)下坡,mg / l C =背景BOD5的斜率C0 = BOD5应用废水的浓度,mg / l z =距离下坡,m或英国《金融时报》

=经验决定系数的值依赖于q q =应用程序速度,m3 /氯或加/ min-ft n =经验确定指数(< 1)k =经验决定的速率常数

坡面流处理的高强度工业废水等一些食品加工废水,必须考虑BOD5加载。为了避免过量的有机加载斜率,导致厌氧活动由于氧气耗尽在土壤表面或附近,BOD5加载率控制在下列方程(6.11):

lbod = B Lw C0地点:

Lbod = BOD5加载速率,公斤/ ha-d或磅/ ac-d

B = 0.225转换因子= 0.1为公制单位或帝国单位

Lw =液压加载速率,cm / d / d

q = qPWm / z =应用程序速度,m3 /氯或加/ min-ft P =应用程序期间,h / d W =应用坡宽度,米和英尺z =距离下坡,米和英尺=转换因子= 100厘米/ 96.3米或帝国单位C0 = BOD5应用废水的浓度,mg / l

当BOD5废水的浓度超过800 mg / l,废水被稀释,以避免过度的厌氧活动。

土地地面水流系统依赖于流的要求,应用程序速度,和应用程序。所需的表面积对坡面流治疗下列方程(6.12):

地点:

=字段所需面积、公顷或ac Q =废水流量,m3 / d加/分钟z =距离下坡或斜坡长度、米和英尺Q =应用程序速度,m3 /氯或加/ min-ft P =应用程序期间,h / d

C =转换因子= 10000平方米/公顷或726英制单位

如果污水存储预计,现场区域变成了下列方程(6.13):

q = (365 + VS) / (D LWC”)

地点:

=字段表面积,ha或交流

Vs =净损失或增加存储卷由于降水、蒸发、渗漏,m3 / /年或发生/ D = Lw每年的营业天数=设计液压加载,cm / D / D

C的公制单位=转换因子= 100和3630年帝国单位

如果BOD5加载是一个限制因素,现场面积表示为下列方程(6.14):

= (C0 C”Qa) / LLBOD地点:

=字段所需面积、公顷或ac C0 = BOD5应用废水的浓度,mg / l C”=转换因子= 0.1为公制单位和6.24 X 10 ~ 5帝国单位

Llbod =限制BOD5加载速率= 100千克/ ha-d或89磅/ ac-d Qa =设计流量到地面水流站点,m3 / d或发生/ d

迅速渗透系统

迅速渗透系统的应用程序的目标是充电或再生水储存在地下含水层和,在某些情况下,使用under-drains或井通道补给地表水水到邻近的地表水体。迅速渗透土地治疗,大多数应用废水向土壤渗透,和对待自然的排污地表水或加入地下水。废水应用于中度和高度渗透土壤(如金沙和肥沃的砂),由散布在盆地或洒,它被视为它穿过土壤基质。植被通常不是计划,但也有一些例外,且出现杂草和草通常不会引起问题。

图6.9 (a)的示意图显示了典型液压快速渗透系统的途径。更大的部分应用废水渗流与SR土地处理地下水比。有很少或没有通过植物耗水量。蒸发范围从约0.6 /年中等透水土壤(2英尺高度渗透性土壤/年)凉爽地区2 /年中等透水土壤(6英尺高渗透土壤/年)炎热干旱的地区。这通常是一个小比例的液压加载率。

在许多情况下,复苏的翻新水系统的一个组成部分。这可以通过使用under-drains或井,见图6.9 (b)。在某些情况下,水自然相邻表面水体,在图6.9 (c)。这种系统可以提供一个更高水平ntmmi敌我识别*冰ntmmi iff *冰

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VMCUtmt(弊病

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(c)自然(iter DRAI好到表面

图6.9。(a) (b) (c)快速渗滤污水处理系统的原理图(构成,1984)。

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图6.9。(a) (b) (c)快速渗滤污水处理系统的原理图(构成,1984)。

治疗比大多数mechanical-intensive放电系统相同的地表水。

删除废水成分的土壤的过滤和紧张的行动是一流的。悬浮物、BOD5、粪大肠杆菌群几乎完全移除。应用废水的硝化作用是基本完成在适当的时候使用液压加载周期。因此,社区有氨的标准的排放要求,迅速渗透可以提供了一个有效的方法来满足这些标准。一般来说,除氮平均50%,除非特定的操作程序建立了反硝化作用最大化。这些程序包括优化应用周期,回收翻新的部分水含有高硝酸盐浓度,减少渗透速率,并提供一个额外的碳源。使用这些程序在土柱研究中,取得了80%的平均氮删除。

磷删除的范围可以从70 - 99%,根据土壤的物理和化学特性。与慢速系统,主要去除机制是吸附了一些化学沉淀,所以长期的容量是有限的质量和土壤接触污水的特点。删除也有关土壤中的污水的停留时间,旅行距离和其他气候和操作条件。

迅速渗透系统设计

年度的设计液压加载速率迅速渗透系统是基于土壤的渗透率或土壤的有效渗透系数媒体废水浸润。率表示如下等式(6.15)(麦特卡尔夫和艾迪,Inc ., 1991):

地点:

Lw =液压加载速率,英尺/年或厘米/年

IR =渗透速率,在cm / / h, h

每年OD =操作数天,天/年

F =应用因子(10 - 15%的最小测量渗透速率如果使用盆地渗透;4 - 10%的最严格的导电性土层如果垂直渗透系数测量)C”=转换因子= 2为帝国单位和24公制单位

迅速渗透系统废水处理的应用不是连续的,而是在周期;nonapplication时期(干旱期)的目的是让土地reaerate和分解积累的有机物在土壤中。应用程序速度因此可以根据液压率计算,营业周期时间,和应用程序。迅速渗透系统获得的土地要求除以年度污水设计流量的6.15年液压加载速率方程。

继续阅读:湿地系统

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