前言

　　毛管滲濾土地處理技術(shù)是一種較有代表性的污水地下滲濾處理系統，屬污水的土地處理范疇，它以生態(tài)原理為基礎，充分利用了大自然的天然凈化能力，具有不影響地面景觀(guān)、建設和運行管理費用低、氮磷去除能力強、處理出水水質(zhì)好、可回用等特點(diǎn)[1,2].在日本、美國、新西蘭和西歐等國家，地下滲濾系統的研究和應用日益受到重視。在我國，隨著(zhù)水環(huán)境污染的日益嚴重和污廢水再生回用的發(fā)展，地下滲濾土地處理系統以其特有的優(yōu)越性，自90年代初，在污水處理與回用領(lǐng)域，特別是在鄉鎮的居住小區、旅游點(diǎn)、度假村、療養院等未與城市排水系統接通的分散建筑物排出的污水的處理與回用領(lǐng)域中的應用研究，越來(lái)越多地受到人們的關(guān)注[3].

　　住區水環(huán)境的保護主要涉及到污廢水的收集、處理及其達標排放或回用，而不影響住區的環(huán)境[4].毛管滲濾土地處理技術(shù)利用了大自然的天然凈化能力，對住區的污廢水進(jìn)行處理后達標排放或回用，是實(shí)現住區水環(huán)境保護的一種技術(shù)手段。

　　1、毛管滲濾土地處理技術(shù)及其工藝設計

　　1.1毛管滲濾土地處理技術(shù)

　　1.1.1基本原理

　　毛管滲濾土地處理技術(shù)是基于生態(tài)原理基礎上，揉進(jìn)現代的厭氧、好氧的污水處理技術(shù)，而形成的一種生態(tài)工程水處理技術(shù)。其基本原理是：利用專(zhuān)用塑料薄膜在地下圍成一個(gè)生物濾池，利用配水系統將生活污水引進(jìn)草坪下，均勻地向厭氧濾層滲濾，再通過(guò)表面張力作用上升，越過(guò)厭氧濾層出口堰之后，通過(guò)虹吸現象連續地向下層好氧濾層滲透并流出生物濾池。在上述過(guò)程中，水與污染物分離，水被滲濾并通過(guò)集水系統收集被作為中水回用，污染物通過(guò)物化吸附被截留在土壤中，碳和氮由于厭氧及好氧過(guò)程，一部分被分解成為無(wú)機碳、氮留在土壤中，一部分變成氮氣和二氧化碳逸散在空氣中，磷則被土壤物理化學(xué)吸附，截留在土壤中，為草坪或者其他植物所利用。

　　1.1.2基本構造

　　由專(zhuān)用塑料薄膜在地下的凍土層以下向上方圍成一個(gè)“生物濾池”，薄膜上方敷設由干管、支管、生態(tài)碎石、專(zhuān)用尼龍網(wǎng)組成的集水系統。其上方是由好氧生物菌種、通氣性材料、改良土壤組成的好氧濾層。濾層上方為由專(zhuān)用塑料薄膜圍成的，由生態(tài)砂、厭氧生物菌種組成的厭氧濾層。厭氧濾層之上為由干管、支管、生態(tài)碎石、專(zhuān)用尼龍網(wǎng)組成的配水系統。其上方是通氣性土壤，土壤表面可種植草坪、蔬菜、花卉、樹(shù)叢等植物，也可做停車(chē)場(chǎng)用。

　　1.1.3污水凈化的主要過(guò)程

　�、� 毛細管、虹吸及物理化學(xué)吸附過(guò)程：通過(guò)土壤的毛細管現象及表面張力原理，將水與污染物中的膠體部分、溶解部分分離開(kāi)來(lái)。土壤顆粒間的空隙能截留、濾除污水中的懸浮物及膠體物質(zhì)，起滲濾作用；土壤中的粘土、砂粒等顆粒通過(guò)范德華力吸附溶解性污染物于土壤中。

　�、� 微生物代謝和有機物的分解過(guò)程：土壤中含有的好氧性、厭氧性微生物能對污水中的懸浮固體、膠體性、溶解性污染物進(jìn)行生物降解，并利用污水中有機物為營(yíng)養物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝。

　�、� 植物的凈化過(guò)程：種植在土壤中的草坪、花卉或樹(shù)叢等植物能夠吸收污水中的氮和磷；保持及增加吸水率和土壤的透氣性；減少水力沖刷；作為微生物棲息的介質(zhì)之一。

　　1.1.4工藝特點(diǎn)[5-10]

　�、� 不需復雜的構筑物，易于建設、便于維護、不堵塞、建設投資省、運行費用低；

　�、� 建筑物或小區室內外可污、廢水合流排放，無(wú)須分流排放，有利于管線(xiàn)綜合，節省管線(xiàn)投資；

　�、� 無(wú)污泥排出，不產(chǎn)生二次污染；

　�、� 在去除生物需氧量的同時(shí)能去除氮、磷；

　�、� 整個(gè)處理系統都設于地下，不與人直接接觸，無(wú)損地面景觀(guān)，而且能夠種植綠色植物，美化環(huán)境，衛生安全；

　�、� 不受外界氣溫變化影響，或影響較小，如運行得當，處理水水質(zhì)良好、穩定、可回用于澆灌綠地、沖廁等；

　�、� 系統運行穩定、可靠，抗沖擊負荷能力強；

　�、� 將污水處理同綠化和污水資源化相接合，在處理污水的同時(shí)綠化了環(huán)境，節約了水資源。

　　1.1.5適用條件

　�、� 沒(méi)有市政污水管網(wǎng)的場(chǎng)合；

　�、� 需要對生活污水進(jìn)行處理且需要中水回用的生態(tài)型居住小區、別墅等；

　�、� 季節性、間斷性使用的風(fēng)景區飯店、大型體育設施、會(huì )場(chǎng)、高爾夫球場(chǎng)和公園等地；

　�、� 水源性水庫區；

　�、� 河流的一、二級保護區。

　　1.2 毛管滲濾處理工藝設計

　　1.2.1工藝流程

　　1.2.2工藝流程說(shuō)明

　�、� 化糞池或隔油池排出口的污水經(jīng)格柵預處理后，用污水泵提升或自流進(jìn)入毛管滲濾裝置。

　�、� 毛管滲濾裝置由配水系統、厭氧濾層、好氧濾層、集水系統組成，污水經(jīng)截留、吸附過(guò)濾及生物降解處理后，已基本達到中水用水的最高標準——景觀(guān)用水標準。

　�、� 中水經(jīng)集水系統收集自流入集水井，再經(jīng)消毒處理后，用泵提升或自流至各中水回用點(diǎn)使用。

　　1.2.3基本設計參數

　�、� 表面負荷設計參數

　　一般應根據施工地點(diǎn)的土質(zhì)情況及生活污水水質(zhì)現狀確定�；�本設計參數：每天處理1m3生活污水需要8m2面積的土地，水力停留時(shí)間為5.6d.

　�、� 高程設計參數

　　在非冰凍地區，毛管滲濾裝置配水管最小埋設深度為地表下200mm；在冰凍地區，毛管滲濾裝置配水管最小埋設深度為當地冰凍深度以下。

　　1.2.4進(jìn)出水水質(zhì)

　�、� 進(jìn)水水質(zhì)指標預測

　　進(jìn)水水質(zhì)指標：BOD5≤250mg/L，CODcr≤500mg/L，SS≤180mg/L.

　�、� 出水中水水質(zhì)指標

　　符合國家標準《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002）和《城市污水再生利用景觀(guān)環(huán)境用水水質(zhì)》（GB/T18921-2002）的要求。

　　2 毛管滲濾土地處理技術(shù)對住區水環(huán)境的保護

　　2.1住區水環(huán)境保護的主要內容與要求[4]

　　《健康住宅建設技術(shù)要點(diǎn)》在“居住環(huán)境的保護”方面對水環(huán)境的要求主要包括排水系統和中水系統中的污廢水的收集、處理及其達標排放或回用，具體內容與要求為：

　�、� 住區排水系統應實(shí)行雨污分流，設有完善的污水收集、污水處理和污水排放等設施。

　�、� 住區污水排放水質(zhì)應滿(mǎn)足國家標準《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）或參照《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》（GHZB1-1999）的有關(guān)規定。

　�、� 污水處理站產(chǎn)生的污泥，應具有配套的處理措施和綜合利用能力。

　�、� 建筑面積在50000m2以上的住宅小區應設置中水系統，中水可回用于沖廁、綠化澆灌、洗車(chē)和景觀(guān)用水等。中水水質(zhì)控制指標應符合《建筑中水設計規范》的規定。

　�、� 中水系統應獨立設置，嚴禁中水接入生活飲用水系統供水管道內。

　�、� 中水系統的建設應與住區的污水系統、雨水回用系統和景觀(guān)水系統建設統一考慮，綜合布置，統一利用。

　　2.2毛管滲濾土地處理技術(shù)對住區水環(huán)境的保護

　　毛管滲濾土地處理技術(shù)應用于住區生活污水的處理，能較好地滿(mǎn)足健康住區對水環(huán)境保護的內容與要求。

　�、� 生活污水就地處理，出水能夠達到現行國家標準《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）或《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》（GHZB1-1999）的有關(guān)規定，可直接排放。

　�、� 處理出水經(jīng)消毒，即可作為中水進(jìn)行回用。

　�、� 不產(chǎn)生污泥，無(wú)需配套相關(guān)污泥處置措施。

　�、� 整個(gè)系統獨立設在地下，衛生安全性好，與生活飲用水完全分開(kāi)。

　�、� 其上為綠地，能滲透、畜積雨水，且其出水經(jīng)消毒即能滿(mǎn)足景觀(guān)環(huán)境用水水質(zhì)要求，因而可與雨水（間接）利用和景觀(guān)環(huán)境水體進(jìn)行有機融合。

　　2.3毛管滲濾土地處理技術(shù)用于住區水環(huán)境的保護的優(yōu)越性

　�、� 生態(tài)環(huán)保，符合健康住區對水環(huán)境保護的要求

　　毛管滲濾土地處理系統是一種利用了大自然的天然凈化能力、處理分散排放污水的實(shí)用技術(shù)，它充分利用了土壤—植物—微生物系統的凈化能力，既可去除有機污染物，又可去除造成水體富營(yíng)養化的氮、磷等污染物，無(wú)污泥產(chǎn)生。同時(shí)由于該系統主要構筑物處于地表下，故還具有不產(chǎn)生臭味和不影響地表景觀(guān)的特點(diǎn)。符合健康住區對水環(huán)境保護的要求。

　�、� 衛生安全，對公眾健康和環(huán)境無(wú)不良影響

　　人們對水處理回用的衛生安全性一直非常關(guān)心。生活污水中含有許多影響公眾健康和環(huán)境的污染物質(zhì)，這些成分會(huì )造成環(huán)境的生物性污染，去除污廢水中主要污染物是減輕其對公眾健康和環(huán)境影響的主要措施。因此，毛管滲濾土地處理技術(shù)用于住區水處理排放或回用，在處理污水和綠化美化環(huán)境的同時(shí)，還要考慮其對公共健康的影響問(wèn)題，即有關(guān)衛生學(xué)指標的問(wèn)題。為此，北京環(huán)境保護科學(xué)研究院在試驗中[5]選取總大腸桿菌和糞大腸桿菌作為評價(jià)系統生物學(xué)污染凈化指標，對毛管滲濾土地處理系統的進(jìn)水、出水和表層土壤（10cm）進(jìn)行了取樣分析。

　�、� 經(jīng)濟適用、高效靈活，綜合效果好

　　毛管滲濾系統具有建設費低、運行費低、操作簡(jiǎn)單和凈化效率高，可分散、分期建設等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于沒(méi)有完善的城市污水管網(wǎng)系統居住小區的水處理排放和回用，將此項技術(shù)與住區綠地建設結合起來(lái)，在有效處理污水的同時(shí)還可取得美化與改善環(huán)境和節約水資源的綜合效果。

　　3、 毛管滲濾土地處理技術(shù)應用實(shí)例及評析

　　毛管滲濾處理技術(shù)比較適合用于生活污水的處理與回用，能夠較好地滿(mǎn)足健康住區對水環(huán)境保護的要求，優(yōu)越性明顯，發(fā)展態(tài)勢良好。目前，我國的北京、上海、遼寧、貴州、浙江、福建等地均已有成功應用的實(shí)例[5-9].表2是毛管滲濾土地處理系統部分實(shí)例的基本情況及簡(jiǎn)要評析。

　　水源為水上運動(dòng)中心的生活污水，處理水量30 m3/d，回用于景觀(guān)補水。 貴州省環(huán)保局、上海交通大學(xué)環(huán)境工程系 2001年4月 日本國環(huán)境省無(wú)償援助的毛管滲濾土地處理技術(shù)示范項目。

　　 北京“上海沙龍”住宅小區生活污水處理及回用工程 水源為20萬(wàn)m2小區的全部生活污水，處理水量1280 m3/d，回用于景觀(guān)補水、綠化、洗車(chē)和路面灑水。剩余的出售。 北京綠葉環(huán)境技術(shù)發(fā)展中心 2003年7月 處理裝置按建筑組團分為九塊，大幅度地節約了小區污水管線(xiàn)投資，就地收集就地回用；裝置埋深1.5米，裝置上正常鋪設小區的其他管線(xiàn)、道路、停車(chē)場(chǎng)甚至是籃球場(chǎng)，不影響土地的正常使用。本小區的剩余中水出售給市政綠化隊；委托專(zhuān)業(yè)環(huán)保公司運行。

　　北京太偉運動(dòng)休閑度假村生活污水處理及回用工程 水源為高爾夫球場(chǎng)會(huì )所和別墅小區的生活污水，處理水量400 m3/d，回用于景觀(guān)補水和綠化。 北京綠葉環(huán)境技術(shù)發(fā)展中心 2003年9月 利用自然地形，合理規劃設計，實(shí)現全部自流，無(wú)需任何提升，整個(gè)處理系統沒(méi)有用電設備。實(shí)現污水“零排放”。

　　北京首創(chuàng )“百善別墅”小區生活污水處理及回用工程 水源為36萬(wàn)m2別墅小區的生活污水，一期工程處理水量40 m3/d，回用于景觀(guān)補水和工地用水。 北京綠葉環(huán)境技術(shù)發(fā)展中心 2003年9月 中水處理工程與開(kāi)發(fā)商的開(kāi)發(fā)進(jìn)度合理搭配，銷(xiāo)售出一片別墅做一個(gè)處理裝置，滾動(dòng)進(jìn)行。合理使用資金，減輕開(kāi)發(fā)商的資金壓力；同時(shí)做到完工一個(gè)處理裝置，投入運行一個(gè)裝置，無(wú)需等待至整個(gè)36萬(wàn)m2別墅小區完工和入住后才能投入運行。

　　4 、結語(yǔ)

　　毛管滲濾土地處理系統是一種利用了大自然的天然凈化能力、處理分散排放污水的實(shí)用技術(shù)，特別適用于沒(méi)有完善的城市污水管網(wǎng)系統居住小區的水處理排放和回用，具有建設費低、運行費低、操作簡(jiǎn)單、無(wú)污泥產(chǎn)生、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)有關(guān)衛生學(xué)指標測試分析，毛管滲濾土地處理系統不會(huì )對公共健康造成影響，符合健康住區對水環(huán)境保護的要求。

　　參考文獻：

　　1 孫玉林,王冠軍,蕭正輝,等。建筑中水設計規范（GB50336-2002）。北京：中國計劃出版社,2003.5

　　2 張自杰,林榮忱,金儒霖。排水工程（下冊）。第四版。北京：中國建筑工業(yè)出版社,2000,289-291

　　3張建,黃霞,施漢昌,等。地下滲濾系統在污水處理中的應用研究進(jìn)展。環(huán)境污染治理技術(shù)與設備,2002.3（4）：47-48

　　4 顧啟浩,開(kāi)彥,劉東衛等。健康住宅建設技術(shù)要點(diǎn)（2002年修訂版）

　　5 楊麗萍,田寧寧,褚富春。土壤毛管滲濾污水凈化綠地利用研究。城市環(huán)境與城市生態(tài)，1999.12（3）：4-7

　　6 田寧寧,楊麗萍,彭應登。土壤毛細管滲濾處理生活污水。中國給水排水,2000,16（5）：12-15

　　7 陳紹軍,宋萬(wàn),劉月。地下滲濾中水回用技術(shù)的工藝設計。給水排水,1998,24（12）：32～34

　　8 楊星宇,彭潤芝。地溝式土地處理技術(shù)凈化污水的機理及其應用——以貴州省為例。貴州師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2002,20（3）：65-68

　　9張建,黃霞,劉超翔等。地下滲濾處理村鎮生活污水的中試。環(huán)境科學(xué),2002,23（6）：57-61

　　10國家環(huán)境保護局科技標準司。城市污水土地處理技術(shù)指南。北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社,1997.12

作者：王冠軍 謝思桃