高负荷地下渗滤污水处理复合技术(1、技术简介 2、工艺原理 3、主要优点和经济指标 4、技术可靠性分析 5、现有荣誉)

工程图例(1、中试系统 2、广东省名镇名村示范工程)

高负荷地下渗滤污水处理复合技术

1、技术简介

高负荷地下渗滤是一种国际领先的污水生态处理技术，由中科院广州地化所历经10余年研发，获3项国家发明专利授权，住建部、科技部和环保部论证推荐，具有占地面积小且地表可二次利用（公园、绿地、停车等）、投资小、运行费用很低、维护管理简便、运行稳定、无人值守、无二次污染、受气候条件影响很小等优点，适用于城镇小区、农村、休闲度假村等各类人群聚居地生活污水的分散处理和回用。中试系统已稳定运行7年，在广东、江苏、湖南、福建、安徽等地建成示范和应用工程近80余项，深受用户欢迎，得到专家的高度评价。

2、工艺原理

地下渗滤是北美和欧洲生活污水现场处理的首选技术，在日本等国也有较多的应用。其基本方法是将污水通过埋在地下的散水管散布到一定面积的人工土中，污水从上部包气带向下渗滤的同时，其中的污染物在土壤中通过截留、吸附及微生物分解和转化而去除，渗滤系统之上的土地可用作绿地、旱地、停车场等。然而，传统传统技术日处理1吨污水所需土地面积超过20m2，难以在我国应用和推广。

我们针对传统技术中存在的问题，经过7年的研究开发，将地下湿地与高负荷地下渗滤技术相结合，使其日处理1吨污水占地地面积小于2m2，而且永不堵塞。这不仅大大增加了其适用范围，而且大大降低了建设成本。

本技术的基本流程如图1所示。整个系统为地埋式，污水处理系统之上的土地可规划为绿地、旱地、停车场、休闲运动场地等。地下湿地与地下渗滤单元是处理系统的核心，以好氧为主，仅仅在进水时出现厌氧环境，其出水的COD、BOD、TSS、氨氮等指标均达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A类标准限值。由于反硝化效果不理想，出水的硝氮含量有可能偏高，但若增加一个厌氧滤池或人工湿地，便可取得良好的脱氮效果。

3、主要优点和经济指标

高负荷地下渗滤污水处理技术的主要技术优点：占地小且不需要专用土地、投资小、运行成本很低、维护管理简便、处理效果好、运行稳定、无二次污染、可以在冬季低温条件下正常运行、使用灵活。

克服了生化处理技术（接触氧化、SBR等）运行费用高且维护管理复杂的缺点；克服了传统地下渗滤技术和人工湿地技术占地面积很大的缺点；克服了人工湿地运行受气候条件限制且容易滋生蚊虫的缺点。

我国土地资源珍贵，经济欠发达，缺少污水分散处理设施运行保障机制，气候条件变化大，为了保障污水分散处理设施的建设和正常运行，该技术在大多数情况下具有不可替代性。

与人工湿地比较
（假设进水CODCr=300mg/L，处理规模100吨/天）

　人工湿地　高负荷地下渗滤

无强化预处理　曝气预处理

总系统投资　约4000元/吨　约4000元/吨　2500-4000元/吨

运行管理　<0.1元/吨
维护较复杂　约0.5元/吨
维护复杂　<0.1元/吨
维护简单

占地要求　>10 m/吨　约3 m/吨，地表绿化　2.5 m/吨，地表可绿化、硬化

受气候影响　较大　较大　很小

二次污染　有　有　无 优点明细：

1、占地小且不需要专用土地：高负荷地下渗滤系统采用地埋式安装，总系统占地约2.5m/吨/天，地表在系统安装完毕后可进行二次开发、利用，切实履行了我们“还田于民、换地于村”的承诺，适应了我国土地资源紧缺的基本国情。

2、投资小：高负荷地下渗滤系统的投资建设成本远低于各类生化处理技术，仅为我国生态处理技术建设成本的平均水平。

3、运行成本很低：高负荷地下渗滤为微动力处理系统，无大功率耗电设备，标准化单元（100/吨/天）每日仅耗电7度（按设备额定功率计算），年运行费用约1700-1800元。

4、维护管理简便：系统日常运转由全自动控制系统自行调节，无需任何人为操作。系统维护项目仅涉及格栅垃圾的定期清理一项。

5、处理效果好：出水清澈无味，TSS、COD、BOD、氨氮、总氮、粪大肠杆菌低于国家城镇污水处理厂一级A类排放标准（GB18918-2002）限值（或去除率超过90%），总磷去除率为80-95%。污水处理后可直接作为绿化、景观用水，养殖用水和灌溉用水。

6、运行稳定：高负荷地下渗滤系统不仅是简单的设备拼凑，中科院研发人员通过系统的结构优化调整，使得该系统具有多环节自检系统、反馈机制 和自我调节功能。高负荷地下渗滤中试系统已良好运转近7年。

7、无二次污染：高负荷地下渗滤系统建立了“一站式”处理体系，污水自进入该系统后不再产生任何可能造成二次污染的副产物。

8、可以在冬季低温条件下正常运行：高负荷地下渗滤系统可以通过节能供氧体系调节渗滤田中的温度，从而使得系统在冬季中高效运转。

9、使用灵活：高负荷地下渗滤系统采用模块化设计理念，工程规模的大小从数十吨/日至数千吨/日不等。

4、技术可靠性分析

（1）技术工艺的先进性

地下渗滤系统在国外的广泛应用有几十年的历史，大量的研究和实践表明，颗粒有机物的超量积累导致系统堵塞是限制其污水负荷能力的主要原因，然而，近年来的研究显示，在污水负荷较大的情况下传统系统的处理效果也不理想。我们通过资料调研、理论分析和实验研究，查明了导致系统堵塞和影响污水处理效果的主要原因，并提出了多种解决方案。在7年多的研究中，我们对技术方案进行了筛选和多次改进，同时对系统的运行模式进行了优化。有关成果获中国发明专利授权2项，另申请中国发明专利和实用新型专利各1项。

在本技术方案中，污水经过隔油沉淀预处理后进入水量调节池，通过泵提间歇性地进入散水管，并通过散水孔进入地下湿地与地下渗滤单元。地下湿地与地下渗滤单元，其中的人工土含有特殊的填料组分，以控制污染物的迁移和微生物群落分带，此外，通过加入特定功能的高效微生物菌剂，以提高出水水质。

（2）试验系统运行情况和研究结果

我们于2005年6月在中科院广州地球化学研究所生活小区建成了一个试验系统，其渗滤面积为20m2，污水处理量约8吨/天，系统出水TSS、COD、BOD、氨氮、总磷等指标低于国家城镇污水处理厂一级A类排放标准（GB18918-2002）限值，系统运行3年多，稳定正常。2008年7月，我们对该试验系统进行了局部分层剥离开挖，即使在散水孔周围也未发现有机物累积发黑的现象，表明在所运行的污水负荷条件下，系统不会堵塞。与2005年的技术相比，现有技术的防堵性能更强，其污染物负荷能力提高70%以上。

（3）高负荷地下渗滤系统污染物负荷能力估算

理论上，如果达到污泥平衡时渗滤系统没有被堵塞，则该系统永远不会因有机物的累积而堵塞。我们通过可控条件下的模拟实验结果拟合出上述方程中的有关参数，并对各主要参数进行了模型敏感性分析。结果表明，当污水的COD为250-300mg/l,悬浮有机物的浓度为80mg/l，渗滤系统的污水负荷能力可以达到每平方米 1.1吨/天（超强系统可达到1.4吨/天），而永久不被堵塞。

本技术除地下渗滤外，还附加了地下深度处理功能，可以使系统的污染物负荷能力进一步提高，而我们在工程应用中的污水负荷不超过理论负荷能力的50%，因此可以保障系统永不堵塞。

5、现有荣誉

2010年入选环保部 “国家鼓励发展的环境保护技术目录”

2010年入选住建部和科技部 “村镇宜居型住宅技术推广目录”

2009年入选 住建部 “全国农村污水处理优秀技术案例”

工程图例

1、中试系统

2005年6月采用本技术在中科院广州地球化学研究所生活园区建成了一个中试工程，一直稳定运行。试验场地为4. 0 m ×5. 0 m ×1. 3 m ,平均处理能力为8 m / d，水力负荷为40 cm/ d ,试验用水为地化所住宅生活污水。2008年8月对该中试系统进行了局部分层剥离开挖，经仔细观察和测试分析，没有发现可能被堵塞的迹象或趋势。

2、广东省名镇名村示范工程

2012年4月24日：全省名震名村示范村建设工作交流会重点考察项目。

2012年3月25日：广州市污水治理工程管理办公室进行实地调研。

2011年12月19日：广东省环保厅在此召开了农村环境整治现场会，该工程成为该次考察的亮点工程。