分散生活污水是水体污染的重要来源，其自身的特点决定了污水治理方法的特殊性和多样性，传统的处理技术存在着诸多弊端而难以作为治理分散污水的技术得以推广。土地处理法为分散生活污水的治理提供了一种低费用、低能耗的处理技术，相对于其它分散生活污水的处理工艺，土地处理技术是一种生态循环效率更高的自然处理系统。土地处理系统在技术和经济上都具备了处理分散生活污水的许多有利条件。

分散式生活污水

远离城区居民点的生活污水难以也不可能全部收集入城市污水处理厂，这些城市污水管网收集不到或集中处理不经济的生活污水称为分散式生活污水，主要包括各种疗养院、度假村、别墅区、远离城区的一些单位以及零星分布的公寓型村镇等产生的生活污水(郭永龙等, 2004)。分散式生活污染源产生或排放的污水由于得不到很好的治理，随意就地排放，最终汇入江河、湖泊等水体(张建, 2002)，对水环境质量造成了严重的污染。农村水环境污染问题影响了饮水安全，制约了农村地区的经济发展(张家玮等, 2011; 孙宗健等, 2007)。

分散生活污水来源

分散生活污水按来源成分，可分为5类(王晓昌等, 2004)：

❀ 含粪便的污水；

❀ 以尿液为主的污水；

❀ 洗衣水、洗碗水、淋浴水、洗澡水和清洗水等；

❀ 厨房洗涤水；

❀ 不适合就地处理和回用的固体废物产生的废水。

分散生活污水特点

分散生活污水的特点主要有：

❀ 相对于城市生活污水而言，排放量较小；

❀ 有机物含量偏高，生化性较好；

❀ 氨氮含量偏高；

❀ 污水就近直接排放沟渠，冲刷土壤，浊度特别高；

❀ 间歇排放波动大，波动系数为3.5~6.0。

在我国，分离收集仍未得到推广，故分散生活污水的混合程度较高，成分变化幅度较大，这在一定程度上限制了分散污水处理技术的开发和应用。

分散生活污水处理概况

在考虑分散式污水处理的问题上，既要满足当前的达标排放，不对周边环境造成污染和危害，又要从长远的角度考虑到回用的需要(贾宏宇等, 2001; Wu et al., 2011)。针对分散污水产生地区的地形地势、道路交通条件以及居民住宅建设布局等具体情况，探索出因地制宜的分散污水的小规模收集处理方式，既解决当前分散生活污水的达标排放问题，又充分考虑了今后污水回用的需要，节约水资源、保护水环境，促进当地的社会经济发展与资源、环境相协调，这是确定分散式污水处理方式应该考虑的关键因素。

目前可以在小型社区、分散单位机构和农村应用的分散污水处理工艺大致可分为2类：

（1）利用土壤作为处理载体和排放载体的自然生态处理系统，包括土壤快速渗滤、慢速渗滤、地下渗滤和人工湿地等，以及一些污泥和化粪池污泥处理系统；（2）利用复杂的生物和物理过程的传统处理系统，以各种池体、水泵、鼓风机和其他机械作为一个处理整体，这些处理包括微生物悬浮生长、附着生长以及两者混合生长的形式。

第2种处理方式是从各种污水处理厂处理工艺中简化而来的，有的甚至是污水处理厂的一种微缩版(Oiler et al., 2011)。由于其工艺复杂、运行管理费用高等原因一直很难被推广利用，为此需要寻找一种简单、低成本的处理技术，以土地处理系统为代表的第1类污水自然生态处理技术适应了这一要求(李慧等, 2004)。

污水生态处理技术体系

污水生态处理技术以土地处理方法为基础，是污水土地处理系统的进一步发展，以土壤介质的净化作用为核心，在技术上特别强调在污水污染成分处理过程中植物-微生物共存体系与处理环境或介质的相互关系，特别注意对生态因子的优化与调控(孙铁珩等, 1997)。

污水土地处理系统

污水土地处理系统是运用生态学原理加工程学方法而形成的生态学污水处理技术，其实际上是追求土壤、含水层和植物的“处理”与“利用”两个功能的总体实现。污水土地处理系统可以定义如下：在人工控制条件下将污水投配在土地上，通过土壤-植物系统，进行一系列物理的、化学的、生物的吸附、过滤与净化作用和自我调控功能，使污水中可生物降解的污染物得以降解、净化，其氮、磷等营养物质和水分得以再利用，使水质得到不同程度改善，实现废水资源化与无害化的常年性生态系统工程(高拯民等, 1991)。

污水土地处理技术有5种基本类型：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地和地下渗滤处理法(孙铁珩, 2004)。土地处理系统工艺类型的选择，主要是根据土壤性质、透水性、地形、种植作物种类、气候条件和对污、废水处理程度的要求等来选择。

1. 慢速渗滤处理法

慢速渗滤土地处理法是将污水有控制地投配到土壤或种有植物的土壤表面，污水在流经土壤表面及土壤-植物系统内部时垂直渗滤并得到净化的土地处理工艺(Ralhhun et al., 2012)。慢速渗滤系统必须经过周密的设计才能为系统的安全运行打下良好的工程基础，其中水力负荷和有机负荷是重要的设计参数，也是目前国内外进行工程设计时比较关注的参数；水力负荷大小的选用，除了与污水本身的水质因素有关外，主要依赖于土壤性能和选择作物的耐氮性能。与传统污水灌溉相比，该系统不仅利用污水中的水肥资源，而且通过对单位面积污染负荷与同化容量的严格计算，确定最低限制因子，同时采用多样化的生态结构，将污水有控制地投配到土地上；针对不同污染负荷设计不同的水力负荷的有效分配，保证系统在最佳状态下连续运行(Morton, 2001)。慢速渗滤处理法可分为两种基本类型：①小水量大面积类型：在中国缺水的北方地区，以兼用水、肥资源和水处理为目的，在地广人稀、土地资源充足的地区，采用尽可能大的土地面积处理小水量污水的类型；②大水量小面积类型：在城镇郊区，土地资源紧张，以处理污水、再生水为主要目的，在尽可能小的面积上以高水力负荷处理污水。从国内外实际运行的工程实例来看，慢速渗滤系统对污水的净化效果较好，主要是因为土壤-植物系统包含了过滤、吸附和生物氧化等十分复杂的综合过程。由于土壤是多相、多孔，高度分散的体系，所以它有使污水得到净化的特殊功能。慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，渗滤速度慢，故污水净化效率高，出水水质优良。目前，慢速渗滤已发展成为替代三级深度处理的重要水处理技术之一，在一定条件下尚可替代二、三级处理。

2. 快速渗滤处理法

快速渗滤处理法是将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土壤表面，污水通过重力作用在向下渗滤过程中经过生物氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀和还原等一系列作用而得到净化的污水土地处理工艺(Bouwer et al., 1980)。其工艺目标主要有：①污水处理与再生水补给地下水；②用地下暗管或竖井收集再生水以供回用；③通过拦截工程措施，使再生水从地下进入地表；④再生水季节性地贮存在具有回收系统的处理场之下，在作物生长季节用于灌溉。适用于土层较厚（大于1.5 m），渗透性能良好的粗质地土层，如亚砂土、砂质土等。要求地下水深在2.5 m以上，地面有一定的坡度，距离人口密集区有一定的距离。在系统设计时，需要考虑的关键工艺参数主要有：①土壤渗透系数为0.36~0.6 m/d；②年水力负荷为6~150 m/a，年有机负荷为3.6×104 kg BOD/(hm2·a)。快速渗滤工艺的显著优势是可保证终年运行，即使在寒冷的北方地区也是如此。快速系统对COD、BOD都有较高的去除率，美国的典型快速系统渗滤出水水质与慢速渗滤工艺的效果相当，BOD达到0~8 mg/L。

3. 地表漫流处理法

地表漫流处理法是将污水有控制地投配到生长多年生牧草、坡度缓和、土地渗透性能低的坡面上，使污水在地表沿坡面缓慢流动过程中得以充分净化的污水土地处理工艺。该系统的净化机理是利用“土壤-植物-水”体系对污染物的巨大容纳、缓冲和降解能力，分布于地表的生物膜对污染物有吸附、降解和再生的作用，植物起到了均匀布水的作用，阳光既可以提高系统活力，又可以杀灭病原体及促进污染物的分解，大气给了微生物良好的呼吸条件，即污水地表漫流土地处理系统构成了一个“有活力”的生物反应器。研究表明，在进行污水地表漫流土地处理系统设计时，需要考虑的场地工艺参数主要包括：地面最佳坡度为2%~8%；土壤类型选择渗透性能低的土壤，以粘土、亚粘土最为适宜，或在0.3~0.6 m以下有不透水层；植物选择以根系发达，耐污性强，固定吸收污染物强的植物为主；对于城市污水，水力负荷通常采用2~4 cm/d；污水投配频率为5~7 d/周；污水投配时间为5~24 h(李慧等, 2004)。地表漫流系统对污水预处理要求程度较低，出水以地表径流收集为主，对地下水影响最小，在处理过程中，除少部分水量蒸发和渗入地下外，大部分再生水经集水沟回收。

4. 湿地处理法

湿地处理法是将污水有控制地投配到土壤-植物-微生物复合生态系统，并使土壤经常处于饱和状态，污水在沿一定方向流动过程中在耐湿植物和土壤相互联合作用下得到充分净化的土地处理工艺(Chen et al., 2008)。该处理系统的工艺目标包括：①直接处理污水；②对经人工或其它工艺处理后的污水进行再处置或深度处理；③利用污水营造湿地自然保护区，为野生群落提供有价值的生态栖息地(Donner et al., 2010)。在进行湿地设计时，需要考虑的工艺参数包括：①土壤渗透系数≤0.12 m/d；②年水力负荷为3~30 m/a，年有机负荷为1. 8×104 kg BOD/(hm2·a)；③地面坡度<2%，土层厚度>0.3 m；④最常用的修复植物有芦苇属、灯芯草属、香蒲属和簏草属植物。湿地废水处理法基建投资和运行费用低，可常年运行，运行管理方便；处理效果好，出水水质优于生物处理，对氮、磷、重金属和难降解有机物也有较好的处理效果；湿地植物有一定的经济价值。

5. 地下渗滤处理法

地下渗滤处理法是将污水有控制地投配到具有一定构造和良好扩散性能的地下土层中，污水在经毛管浸润和土壤渗滤作用后向周围和向下运动并在此过程中达到处理、利用要求的污水处理工艺(Zhang et al., 2005)。该生态系统的净化功能，采用在土壤亚表面布水的方式投配污水，使污水中的污染物在生态系统的物质循环中进行降解，净化水质，使污水中的能量通过生态系统的能量转化逐级充分利用，以维持生态系统正常发挥的中小规模的自然生态处理工程(Hossain et al., 2010)。该处理系统主要应用于分散的小规模污水处理，其工艺目标主要包括：①直接处理污水；②在地下处理污水的同时为上层覆盖绿地提供水分与营养，使处理场地具有良好的绿化带镶嵌其中；③产生优质再生水以供回用；④节约污水集中处理的输送费用。地下渗滤处理法具有不影响地面景观、基建及运行管理费用低、运行管理简单、氮磷去除能力强、处理出水水质好、可用于污水回用等特点。地下渗滤目前成为就地处理分散污水的常用方法，适用于农村、乡镇、远离城市的分散度假区等，由于污水直接引入土层深处，较少引起环境污染问题。

本文由刘四旦摘编自潘晶著《污水地下渗滤系统研究》一书。《污水地下渗滤系统研究》阐述了地下渗滤系统的基础理论，对于丰富分散污水处理和资源化的理论体系具有重要的科学意义，为地下渗滤技术在我国分散污水处理中的应用奠定基础。内容包括：地下渗滤处理系统，地下渗滤系统土壤基质优化研究，地下渗滤系统构建、启动周期及运行参数研究，地下渗滤系统土壤基质中微生物及其多样性和酶活性特征，地下渗滤系统强化脱氮研究，地下渗滤系统去除环境激素类物质效能研究，地下渗滤系统堵塞机制研究，地下渗滤系统预防与控制基质堵塞研究。

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