混凝过滤制取再生水用于园林绿化

混凝过滤制取再生水用于园林绿化浇灌的可行性研究

文章出处:作者:李立

  福建h林业+科技混凝过滤制取再生水用于园林绿化浇灌的可行性研究方宏达,景有海(厦门大学环境科学研究中心,福建厦门361005)的影响。研究表明:生活污水经混凝过滤去除悬浮物后浇灌绿地,不但补充了水分,还为植物提供了一定的营养成分,使植物生长茂盛。生活污水经过80 cm厚的土壤层净化后,其悬浮物、氨氮、无机磷、有机物(CODcr)的去除率分别为84%、97%、90%、687%,下渗水的浊度平均为05NTU,氨氮、磷酸盐、有机物(CODcr)平均浓度分别为0.4mg"L-1、0l园林绿化是城市重要的基础设施,是城市现代化建设的重要内容,是改善生态环境和提高广大人民群众生活品质的公益事业。《国务院关于加强城市绿化建设的通知》文件要求,到2010年,我国城市规划建成区绿地率要达到35%以上,绿化覆盖率要达到40%以上,人均公共绿地面积要达到10m2以上。

  城市绿化面积的增加必然会增加绿地浇灌用水量。依据相关给水排水设计规范的规定,绿地年用水量约为0.365~1.095fm-2.仅以厦门市为例,到2010年,城市人均拥有绿地面积要达到15m2*人-\若以210万人口规模计算,届时,厦门的绿地总面积将达到3 150万m2,年均耗水量可达3000万t以上,数量相当惊人,而厦门又属于资源型缺水城市,解决城市绿化用水应是厦门市政府亟待解决的问题。

  园林绿化浇灌用水为非饮用水或人体接触使用水,无需使用像自来水等优质水,达到国家《城市杂用水水质标准》(以下简称《标准》)的再生水(合适处理的污水)完全可用于浇灌园林绿地。使用再生水浇灌园林绿地不但可以减轻城市自来水供水压力,另外还可减少污水的排放。

  但是根据《污水再生利用工程设计规范》(以下简称《规范》)要求,达到《标准》的用于园林绿化浇灌的再生水,若以生活污水为水源必须经过二级生化处理以上的处理设施处理,对污水进行二级生化处理固然是好,但是该类处理设施的建设投资高,另外设施的运行也要消耗大量的能源。因此采用《规范》提出的方法,难以推广园林绿化再生水浇灌。但是在供水紧张的压力之下,采用再生水代替自来水用于园林绿地浇灌势在必行,因此研究开发一种“经济、可行”的技术来处理用于绿地浇灌的污水,具有重要的意义。

  由于绿地的植物、微生物、土壤组成的综合系统具有很强净污能力,本课题的研究者认为再生水用于园林绿地,可能无需完全达到《标准》的规定水质,只需将污水中的悬浮物去除(防止土壤孔隙受堵塞),再加消毒即可。因此提出“混凝过滤‘的方法处理生活污水用于园林绿地浇灌。

  与《规范》要求的方法比较,采用“混凝过滤‘方法,设施建设成本可减少60%,运行成本可减少50%.如若该方法制得的再生水可用于园林绿化,那么该技术方法则具有很大应用性。

  本文即以此为依据,研究以生活污水为水源,采用“混凝过滤”的方法制得再生水,用于园林绿地浇灌的可行性。由于采用该方法主要去除悬浮物,因此处理后的再生水中的有机物、氨氮等指标无法达到《标准》规定的水质,因此该方法能否可行,主要取决于2个方面的问题:①采用该方法制得的再生水浇灌绿地,是否对绿地植物的生长造成不良影响,即绿地植物能否承受该水质的浇灌水;②浇灌下渗水是否污染地下水,即绿地系统是否具有足够的能力净化该水质的浇灌下渗水。

  试验通过模拟的绿地,采用‘混凝过滤“的方法处理生活污水用于绿地浇灌,重点探讨以上提出的2个方面的问题,研究”混凝过滤“处理污水用于浇灌绿地的可行性。由于在城市的园林绿化当中,草地的占地面积大,因此试验以草地作为研究对象。

  1试验材料与研究方法1试验装置试验系统如,主要由2部分构成:①污水混凝过滤处理装置;②模拟绿地试验装置。污水混凝过滤处理装置由水泵、过滤柱、加药装置组成。

  模拟绿地试验装置如,为了方便收集下渗水,模拟的绿地架在地面上。装置总长3m,宽1.5 m,高1.3m,分3格,每格宽1.0m,分别编号为1、2、3.侧板采用20mm胶合板做挡板,内衬防水塑料布。土壤层下铺设砂层及砾石层,总厚度10cm,土壤采用厦门常规沙质土。土壤层厚度1为50cm,2、3为80cm,土壤层上部种植常规的绿化用草皮。

  1.2试验研究方法1、采用处理后污水浇灌,通过对二者下渗水的水质进行对比,研究浇灌下渗水渗过不同厚度土层后其净化程度差别;2采用自来水浇灌,通过2和3的比较,研究采用该处理后的污水浇灌与采用自来水浇灌对绿地植物的生长影响。#p#分页标题#e#

  每日浇灌前,进行现场制水,制水方法采用混凝过滤的方法,制水装置如所示。绿地浇灌完全模拟城市绿地的浇水规律,除雨天外,净水,每日浇灌草地1次,浇水量为6.下渗水分别采用3个10L的PVC桶收集,采用连续收集的方法,每天浇水前记录前24h内总收集的水量,并采样分析。

  1.3水样分析分析水样为混凝过滤处理后再生水、1、2、3试验场的下渗收集水。分析指标为COD、氨氮、无机磷、浊度。COD采用重铬酸钾法测定;氨氮采用纳氏试剂分光光度法测定;无机磷采用钼锑抗分光光度法,浊度采用散射光浊度仪测定。仪器主要采用HP8450VIS-UV分光光度计、NSZ- 100散射光浊度仪等。

  2试验结果与分析试验于2005年6~11月进行,通过连续5个月的现场试验,混凝过滤处理后的再生水水质如表1.表1混凝过滤制得的再生水水质水质指标浊度变化范围/浇灌水平均值浇灌水变化范围21再生水对绿地植物生长的影响生活污水中含有的氮、磷等物质对植物生长具有促进作用,但是污水中同样含有不利植物生长的因素,如盐分。因此采用该水浇灌绿地,即可能有利于植物,也可能不利于植物。

  通过本次长达半年的浇灌试验发现,采用混凝过滤处理后的污水浇灌并未对植物生长产生明显的不良影响,反而还更有利于植物的生长。试验发现1和3试验场的植物生长情况明显好于采用自来水浇灌的2试验场的植物生长情况,1和3的植物比2的植物颈叶更绿,10月份时有更多的草出现开花现象,而2场地因未对其进行施肥措施,植物生长情况一般。由此可知污水中的各种营养物质促进了植物的生长,而盐分的抑制作用不明显。

  采用表1水质的水及试验的浇灌量浇灌绿地,可向绿地提供约37g*m- 2a-1的塍巴,根据植物营养学领域的研究,城市观赏性草坪需氮量为21.0~ 27.0g.m*2a-\需磷量2.1g*m-2a-中等供磷土壤)。可见采用该水浇灌绿地可减少额外施肥甚至不用额外施肥。

  22再生水对地下水安全的影响草地的浇水量为多少合适,这是值得探讨的问题。因为在满足绿地需要的浇水量条件下,如果能够尽量少浇水,则可以避免造成太多的下渗水。依据给排水设计规范,草地的浇水量为3L*m- 2d-1.试验研究选择6.7L*m- 2d-1的浇灌量,锅炉软水,是为了有多余的水下渗,从而通过扣除下渗水量来计算绿地的实际需水量。另外在较高的浇水量,有较多的下渗水下渗的试验条件下,如果绿地土壤系统可以充分净化下渗水,那么在浇水量合适(即无下渗水或下渗水少)的实际条件中,则不会存在地下水污染的情况。

  因此研究地下水安全的问题,必须研究草地的科学浇水量及在超负荷的浇水量的条件下,下渗水受净化程度。

  22.1草地耗水量及下渗水量对于草地的下渗水量,以下只选取了7月28日~8月11日、10月15~27日(见表2),这是由于这2个时段不受降雨等干扰,数据稳定。

  表2草地耗水量计算时间日平均下渗水量/L"m-2曰耗水量/利用率/% 7月28日~8月11日10月*:日耗水量=日浇水量-日平均下渗水量。

  实验说明,1年当中草地耗水量并不是恒定的,夏季的时候比秋季需求量大,夏季草地的耗水量为3. \秋季耗水量为1.8L,m-2d-1. 22.2绿地土壤系统的净化能力及下渗水水质由以上可知,在6. 1的浇水量下,有较多的下渗水,该下渗水经过绿地土壤系统净化后,其水质指标如表3(5个月的试验数据分析整理结果)。

  表3渗出水的水质指标浊度指标氨氮指标无机磷指标CODcr指标试验场编号平均值平均去除率平均值平均去除率平均值平均去除率平均值平均去除率通过表1、表3对比可知,绿地土壤系统具有很强的净污能力,悬浮物、氨氮、无机磷、有机物去除效果明显,特别是氨氮的去除率接近100%.另外土壤层为50cm厚与80cm厚的绿地土壤系统对浇灌下渗水的净化效果基本一致,由此可见浇灌下渗水主要在绿地土壤系统的表层(50cm以上)得到净化,随着土壤层的加深,下渗水并没有得到进一步净化,说明经过50cm的土壤层后,下渗水已经处于稳定状态,因此可预测下渗水进一步下渗直至与地下水接触时其水质基本不变,可用80cm处的水质代表与地下水接触时的水质,如表4.表4与地下水接触时的下渗水水质(经过80cm土层后)水质指标浊度/NTU有机物/mg.平均值浇灌水的下渗部分与地下水回合,成为地下水的一部分,相当于地下水的回灌。地下水回灌的研究认为,回灌水是否引起地下水污染,原则上是以该水水质是否劣于回灌点的地下水水质来衡量的,即如果下渗水经过土层净化后其水质优于或等同于该地点的地下水水质,则认为不污染地下水,该水可回灌17,8.另外达到饮用水标准的回灌水也被认为是不污染地下水的。

  由于各个地方的地下水不尽相同,因此无法采用该方法来评判该下渗水是否达到回灌水水质,因此选择与城市供水水质标准1作对比。

  由表5对比可知,该下渗水对地下水来说是安全的,经混凝过滤处理后的生活污水用于绿地浇灌基本上是可行的。#p#分页标题#e#

  表5采用生活污水浇灌绿地的渗出水水质与城市供水水质标准的对比水质指标浊度/NTU有机物/mg.浇灌下渗水水质城市供水水质标准*:城市供水水质标准对有机物的要求为CODm5mg'L-1,通过COD!!,与CODcr之间的换算关系计算后,得CODm!,5 3结论采用混凝过滤的方法处理生活污水,用于园林绿地浇灌,既给绿地植物补充水分,还提供营养成分,供水,绿地植物生长良好。起到节水节肥的双重效益。

  2的日浇水量下,有较多的下渗水,说明该浇水负荷偏大。绿地的浇水量可选择为夏季2d-1下,有较多下渗水,绿地土壤系统具有足够的能力净化下渗水,下渗水渗过80cm的土层后,悬浮物、氨氮、无机磷、有机物去除率分别为84%、97%、90%、68. 7%.该水不污染地下水。

  采用污水浇灌绿地的目的是浇灌而不是水处理,因此在满足绿地植物生长需要的浇水量下,浇灌量应尽可能减少,这样既可减少耗水量,又可防止对地下水可能带来的潜在危害。

  试验结果认为采用混凝过滤处理生活污水用于园林绿化浇灌是可行的,但是由于试验持续时间短,监测指标有限,不能得出更为的结论。更进一步的结论还需要通过更进一步的试验来确定。

西安迪奥环保科技有限公司

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