土壤環(huán)境工程課件

土壤環(huán)境工程主要內(nèi)容地下管道的腐蝕與保護(hù)城市污水土地處理固體廢棄物的土地處理城市污水土地處理城市污水土地處理是將污水有控制地投配到土壤-植物系統(tǒng)，通過物理、化學(xué)和生物學(xué)等自然條件的綜合作用，達(dá)到處理和利用污水并提供再生水源的目的。包括慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流、濕地、穩(wěn)定塘等處理系統(tǒng)。污水慢速滲濾處理系統(tǒng)慢速滲濾系統(tǒng)適用于滲水性良好的土壤、砂質(zhì)土壤及蒸發(fā)量小、氣候潤濕的地區(qū)。廢水經(jīng)噴灌或面灌后垂直向下緩慢滲濾，土地凈化田上種作物，這些作物可吸收污水中的水分和營養(yǎng)成分，通過土壤—微生物—作物對污水進(jìn)行凈化，部分污水蒸發(fā)和滲濾。慢速滲濾系統(tǒng)的污水投配負(fù)荷一般較低，滲濾速度慢，故污水凈化效率高，出水水質(zhì)優(yōu)良。慢速滲濾系統(tǒng)有農(nóng)業(yè)型和森林型兩種。其主要控制因素為：灌水率、灌水方式、作物選擇和預(yù)處理等。慢速滲濾系統(tǒng)土層厚度大于0.6米，地下水埋深大于1.2米，土壤滲透系數(shù)大于0.15cm/h慢速滲濾系統(tǒng)要求進(jìn)水一級或二級預(yù)處理項(xiàng)目最大允許進(jìn)水濃度（mg/l）負(fù)荷率kg/（hm2·a）BOD54509000COD100020000SS434TN21.7TP7.0慢速滲濾土地處理系統(tǒng)中污染物最大允許進(jìn)水濃度及負(fù)荷率3微量元素和微量有機(jī)物的去除微量元素受有機(jī)物分解產(chǎn)生的二氧化碳的影響，促進(jìn)一些元素的釋放4病原微生物的去除病原微生物在投入土壤表面后，經(jīng)過濾、吸附、干化、太陽紫外輻射以及土壤微生物的吞食作用等而去除。

2．快速滲濾系統(tǒng)快速滲濾土地處理系統(tǒng)是一種高效、低耗、經(jīng)濟(jì)的污水處理與再生方法。適用于滲透性非常良好的土壤，如砂土、礫石性砂土、砂質(zhì)砂土等。污水灌至快速滲濾田表面后很快下滲進(jìn)入地下，并最終進(jìn)入地下水層。灌水與休灌反復(fù)循環(huán)進(jìn)行，使濾田表層土壤處于厭氧一好氧交替運(yùn)行狀態(tài)，依靠土壤微生物將被土壤截留的溶解性和懸浮有機(jī)物進(jìn)行分解，使污水得以凈化。

3．地表漫流系統(tǒng)

地表漫流系統(tǒng)適用于滲透性低的黏土或亞黏土，地面最佳坡度為2％到8％。廢水以噴灌法或漫灌(淹灌)法有控制地分布在地面上均勻的漫流，流向設(shè)在坡腳的集水渠，在流行過程中少量廢水被植物攝取、蒸發(fā)和滲人地下。地面上種牧草或其他作物供微生物棲息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水體。采用何種灌溉方法取決于土壤性質(zhì)、作物類型、氣象和地形典型的試驗(yàn)結(jié)果表明，出水的BOD5，SS低于30mg/l，N的去除率為60-80%，P的去除率40-60%，糞大腸桿菌去除率大于99%。4．濕地處理系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)是一種利用低洼濕地和沼澤地處理污水的方法。污水有控制地投配到種有蘆葦、香蒲等耐水性、沼澤性植物的濕地上，廢水在沿一定方向流行過程中，在耐水性植物和土壤共同作用下得以凈化濕地處理可用于直接處理污水或深度處理。污水進(jìn)入系統(tǒng)前需預(yù)處理，方法有化糞池、格柵、篩網(wǎng)、初沉池、酸化(水解)池和穩(wěn)定塘等。穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，其對污水的凈化過程與自然水體的自凈過程相似，是一種利用天然凈化能力處理污水的生物處理設(shè)施。穩(wěn)定塘的研究和應(yīng)用始于本世紀(jì)初，50年代～60年代以后發(fā)展較迅速，目前已有五十多個(gè)國家采用穩(wěn)定塘技術(shù)處理城市污水和有機(jī)工業(yè)廢水。我國有些城市也早在50年代開展了穩(wěn)定塘的研究，到80年代進(jìn)展才較快。目前，穩(wěn)定塘多用于處理中、小城鎮(zhèn)的污水，可用作一級處理、二級處理，也可以用作三級處理。

穩(wěn)定塘的分類常按塘內(nèi)的微生物類型、供氧方式和功能等進(jìn)行劃分，可分類如下：1．好氧塘好氧塘的深度較淺，陽光能透至塘底，全部塘水都含有溶解氧，塘內(nèi)菌藻共生，溶解氧主要是由藻類供給，好氧微生物起凈化污水作用。2．兼性塘兼性塘的深度較大，上層為好氧區(qū)，藻類的光合作用和大氣復(fù)氧作用使其有較高的溶解氧，由好氧微生物起凈化污水作用；中層的溶解氧逐漸減少，稱兼性區(qū)(過渡區(qū))，由兼性微生物起凈化作用；下層塘水無溶解氧，稱厭氧區(qū)，沉淀污泥在塘底進(jìn)行厭氧分解。除上述幾種常見的穩(wěn)定塘以外，還有水生植物塘(塘內(nèi)種植水葫蘆、水花生等水生植物，以提高污水凈化效果，特別是提高對磷、氮的凈化效果)、生態(tài)塘(塘內(nèi)養(yǎng)魚、鴨、鵝等，通過食物鏈形成復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，以提高凈化效果)、完全儲存塘(完全蒸發(fā)塘)等也正在被廣泛研究、開發(fā)和應(yīng)用。土地處理系統(tǒng)的工藝選擇和工藝參數(shù)

土地處理系統(tǒng)工藝類型的選擇，主要是根據(jù)土壤性質(zhì)、透水性、地形、作物種類、氣候條件和對廢水處理程度的要求等來選擇。根據(jù)需要有時(shí)采用復(fù)合土地處理系統(tǒng)，如地表漫流與濕地處理相組合。土地處理系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)為負(fù)荷率。常用的負(fù)荷率有水量負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷，有時(shí)還輔以氮負(fù)荷和磷負(fù)荷。固體廢棄物的土地處理

對于一些利用價(jià)值不大或有毒有害的固體廢棄物，我們有必要對其進(jìn)行處理。目前通常采用的處理方法有：土地填埋——將固體廢棄物埋于地下。海洋傾倒——將大量固體廢棄物在不經(jīng)處理或稍經(jīng)處理后直接傾倒人海洋。焚燒——利用高溫將固體廢棄物分解。農(nóng)業(yè)利用——通過堆肥、消化等方法將固體廢棄物降解為可利用的農(nóng)業(yè)用肥。

固體廢棄物的土地處置

是指用土地填埋的方式來安全、可靠地處置這些廢物，是固體廢物的最終處置，也是全過程管理中的最重要的環(huán)節(jié)。生物反應(yīng)是處置含有機(jī)物，特別是可降解有機(jī)物時(shí)，處置場中發(fā)生的最重要的反應(yīng)，其產(chǎn)物為氣體、水分和可溶解的有機(jī)物，最終可使所處置的有機(jī)廢物達(dá)到穩(wěn)定化。固體廢棄物土地處理過程中的環(huán)境問題對水體的污染滲濾液對地表水和地下水的污染對大氣的污染廢物釋放出的氣體及污染顆粒物對生物的影響植物、動(dòng)物、微生物和人類固體廢棄物的土地填埋土地填埋是一種按工程理論和土工標(biāo)準(zhǔn)，對固體廢物進(jìn)行有控管理的綜合性科學(xué)管理方法，它具有工藝簡單，成本較低、適合處置多種類型固體廢物的優(yōu)點(diǎn)。在進(jìn)行土地處置時(shí)，首先要進(jìn)行科學(xué)的選址，在設(shè)計(jì)、規(guī)劃的基礎(chǔ)上，對場地進(jìn)行防護(hù)處理（如防滲措施），然后按嚴(yán)格的操作程序進(jìn)行填埋作業(yè)，要制定全面的管理制度，定期對場地進(jìn)行維護(hù)和監(jiān)督。填埋場選址

一般要考慮容量、地形、土壤、水文、氣候、交通、距離與風(fēng)向、土地征用和廢物開發(fā)利用等諸多問題。運(yùn)輸距離場址限制條件：距離居民區(qū)至少大于1000米可用土地面積：填埋場容量應(yīng)滿足5－20年的使用期地形、地貌及土壤條件地表水地質(zhì)和地質(zhì)水文條件（圖）填埋場處置技術(shù)1填埋場構(gòu)造類型自然衰減型：允許部分滲濾液由填埋場基部滲透，利用包氣帶土層和含水層的自凈功能來降低滲濾液中污染物的濃度，使其達(dá)到能接受的水平。在建立自然衰減型填埋場時(shí)，應(yīng)保證地下水的質(zhì)量在某一距離內(nèi)仍然可作為安全飲水，一般采用300-360米，也可用與最近的水質(zhì)下降的飲水井的距離來衡量。自然衰減型填埋場所能堆放的固體廢棄物的量受滲濾液的數(shù)量和性質(zhì)、土壤的理化性質(zhì)及因此而產(chǎn)生的未飽和土層的衰減容量、地下水層的稀釋容量等場所特征的影響全封閉型填埋場設(shè)計(jì)的基本原理是將廢物和滲濾液與環(huán)境隔絕開，將廢物安全保存數(shù)十年至上百年，通常利用地層結(jié)構(gòu)的低滲透性或工程密封系統(tǒng)來減少或防止?jié)B漏，將地下水的污染減到最低程度。半封閉型2填埋方式山谷型填埋場通常在山谷出口出設(shè)一封口壩，在填埋場上方設(shè)一擋水壩，場的四周開挖排洪溝，以防止地表排水進(jìn)入填埋場。填埋場的防滲采用兩種方法，一是垂直封閉技術(shù)，在填埋場周邊設(shè)置垂直防滲帷幕；二是在填埋場底部和邊坡鋪設(shè)防滲襯層。地上式填埋通常用于地下水位較高或地形不適合挖掘的地方，要求坐落在較厚的黏土層之上。適合處置有機(jī)成分少的廢物，防止異位遠(yuǎn)離居民區(qū)，避免對景觀的不良影響地下式填埋適合場地有豐富的覆蓋層物質(zhì)可供開挖而地下水位較深的地方，廢物放入挖掘坑中，挖掘的土用于覆蓋層。開挖的單元通常為方形，邊長一般為60~300米，深度為3~9米，寬為5~15米。封閉層的滲透系數(shù)小于10-7cm/s，厚度大于5米；地下水至少應(yīng)在填埋場基礎(chǔ)以下3米。3填埋場的設(shè)計(jì)與參數(shù)控制示例填埋場的設(shè)計(jì)參數(shù)控制示例參數(shù)控制地下排水管間隙、管道排水量和管道尺寸的計(jì)算滲濾液產(chǎn)生量的估算滲漏液通過底部襯層運(yùn)移速度和穿透時(shí)間填埋場氣體產(chǎn)生量的估算4填埋場的防滲材料無機(jī)天然材料：黏土、膨潤土等天然有機(jī)復(fù)合材料：聚合物水泥混凝土（PCC）人工合成有機(jī)材料：塑料卷材、橡膠、瀝青涂層、高密度聚乙烯HDPE防滲膜

5生物反應(yīng)器填埋場通過控制手段來強(qiáng)化微生物過程，從而加速垃圾中易降解和中等易降解有機(jī)組分轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定的一種垃圾衛(wèi)生填埋場運(yùn)行方式?？刂剖?/p>