張 建、黃 霞、魏 杰、胡洪營、施漢昌、錢易
（清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系，環(huán)境模擬與污染控制國家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，北京，100084）

　　本文對地下滲濾系統(tǒng)處理生活污水進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明，系統(tǒng)對污染物有良好的處理效果。在2cm/d的水力負(fù)荷下，COD、總磷、氨氮去除率均大于90%，總氮去除率大于50%。對進(jìn)出水總氮的組成進(jìn)行了分析，結(jié)果表明系統(tǒng)內(nèi)硝化效果良好但反硝化效果不夠理想，改善條件以促進(jìn)反硝化反應(yīng)是提高系統(tǒng)總氮去除率的關(guān)鍵。

1．試驗(yàn)裝置與方法

　　地下滲濾試驗(yàn)系統(tǒng)由輸配水系統(tǒng)、滲濾系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)組成，如圖1所示。在預(yù)沉池中經(jīng)沉淀過的污水由泵提升至進(jìn)水槽，進(jìn)入布水管。污水通過溝內(nèi)土壤的毛管浸潤作用，緩慢地?cái)U(kuò)散入周圍土壤。布水溝內(nèi)的滲濾層由經(jīng)人工配置的特殊土壤組成；溝間土壤為北京壤土。溝內(nèi)人工配置的土壤具有一定的有機(jī)質(zhì)含量和良好的毛管浸潤性能，可為微生物提供良好的生存環(huán)境，污水中的污染物主要是在這一層中實(shí)現(xiàn)降解和轉(zhuǎn)化。試驗(yàn)裝置共兩套，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2。系統(tǒng)1為普通配水系統(tǒng)，系統(tǒng)2采用了強(qiáng)化的布水系統(tǒng)，以加強(qiáng)布水的均勻性。兩套系統(tǒng)的水力負(fù)荷均為2cm/d。
　　試驗(yàn)原水為清華大學(xué)校園的生活污水。

2．試驗(yàn)結(jié)果與討論

　　2.1水量平衡分析
　　草坪植物的生長狀況與水量的變化是一個(gè)相互作用的關(guān)系。一方面，在氣候條件和土壤條件相同的條件下，水量的供給狀況直接決定了草坪植物的生長狀況。另一方面，草坪植物的生長，改良了土壤的性質(zhì)，有效提高了根區(qū)土壤的通氣透水性，同時(shí)草坪植物的吸收作用和蒸騰作用是導(dǎo)致出水水量變化的根本原因。
　　系統(tǒng)2由于采用了強(qiáng)化的布水系統(tǒng)，污水分布更為均勻，植物生長良好，而系統(tǒng)1則略差。相應(yīng)的，前者的蒸發(fā)量為污水投加量的35.6％，而后者則僅為19.0％。
　　2.2污染物去除效果分析
　　污染物進(jìn)出水濃度的變化如圖2、圖3、圖4所示。
　　從圖2可以看出，系統(tǒng)的進(jìn)水COD濃度在93.2～264.0mg/l之間變化，波動較大，而出水COD則比較穩(wěn)定，全部小于50mg/L，系統(tǒng)對COD的去除率為90％左右。這充分顯示了系統(tǒng)對以COD為代表的有機(jī)污染物具有很好的去除能力和很高的穩(wěn)定性及抗沖擊負(fù)荷能力。
　　從圖3可以看出，系統(tǒng)進(jìn)水氨氮波動較大，但出水氨氮濃度非常穩(wěn)定，其平均值均低于0.1mg/l，對氨氮去除率達(dá)99％以上?？梢姷叵聺B濾系統(tǒng)的硝化作用非常好。
　　從圖4可以看出，系統(tǒng)進(jìn)水總氮濃度在43.41～49.28mg/l之間波動，而各系統(tǒng)出水總氮濃度比較高，約為25mg/L，相對于進(jìn)水濃度并沒有太大的降低，系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的總氮平均去除率分別為53.2%和63.5%。結(jié)合系統(tǒng)對氨氮的去除效果，分析總氮的去除效果不佳的原因主要是系統(tǒng)反硝化不完全所致。需要今后進(jìn)一步調(diào)整運(yùn)行條件，提高總氮去除率。
　　兩套系統(tǒng)進(jìn)水總磷濃度約為4mg/L，而各系統(tǒng)出水總磷濃度極低，在氯化亞錫還原光度法的檢測下限以下，系統(tǒng)對總磷的去除率基本達(dá)到100％。
　　表1比較了系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的去除率。由表1可見，設(shè)置強(qiáng)化布水措施的系統(tǒng)2對污染物質(zhì)的去除效果明顯好于系統(tǒng)1。

表1 系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的污染物去除率比較（％） 布水方式 COD去除率 總磷去除率 總氮去除率 氨氮去除率 系統(tǒng)1 普通布水溝 90.2 100 53.2 99.8 系統(tǒng)2 強(qiáng)化布水系統(tǒng) 92.3 100 63.5 99.9

2.3 進(jìn)出水氮的組成分析
　　對進(jìn)出水的總氮組成進(jìn)行了分析，以進(jìn)一步了解系統(tǒng)對各種形態(tài)氮的去除機(jī)理，分析結(jié)果如圖5所示。由圖5可見，系統(tǒng)進(jìn)水中的總氮以氨氮為主，而出水中的總氮則基本上為硝態(tài)氮，占總氮的百分比達(dá)98％以上，由此進(jìn)一步證明了系統(tǒng)內(nèi)部的硝化反應(yīng)進(jìn)行的很好，而改善條件以促進(jìn)系統(tǒng)的反硝化反應(yīng)是提高總氮去除率的關(guān)鍵。

3．結(jié)論

　?。?） 地下滲濾系統(tǒng)對氨氮、COD、總磷有著很高的去除率，對總氮亦有良好的去除效果。強(qiáng)化布水措施可以提高系統(tǒng)對污染物質(zhì)的去除率，亦有利于栽種植物的生長。
　?。?） 地下滲濾系統(tǒng)內(nèi)的硝化反應(yīng)進(jìn)行的很好，改善條件以促進(jìn)反硝化反應(yīng)是提高系統(tǒng)總氮去除率的關(guān)鍵。