⑴ 城市污水按其来源分为
1.城市污水厂污泥
城市物流系统中有难以胜数的用水环节,使用后的水大多转化为含不同种类与浓度污染物的污水。城市所产生的污水基本可以按来源分为两类:①工业污水,来自城市的工业部门,污染特征由相应的产业技术、过程决定;②城市污水,来自城市的居民区,商业服务业等非工业部门,其污染特征与具体的来源(如商业、居住区)关系较小,也就是说,不同来源的城市污水共性是它的主要方面。
城市污水的净化处理也是按来源分别安排的,城市污水处理厂的主要处理对象是城市污水。城市污水处理厂在对污水的处理过程中,污水中的部分污染物转化为可沉降物质排出,这股排出的物流是以固液混合为特征的所谓城市污水厂污泥。
2.城市给水污泥
现代城市使用的大部分水是以管网分配形式供应的所谓自来水给水,目前绝大部分城市的给水水源(原水),均仅能在进行必要的净化处理后,才能达到给水的水质要求。
原水的净化在专门的给水处理厂(自来水厂)完成,主要的处理工艺是混凝沉淀(将原水中的颗粒物、胶体和部分可溶态杂质转化为可沉降或可滤除的颗粒或胶体物质)和过滤(与沉淀一同完成对上述颗粒和胶体的最终去除),被去除的颗粒和胶体构成了城市给水污泥的固相部分,用于从沉淀池和滤池中排除这些固相物的水则构成了该污泥中的液相部分。
3.城市水体疏浚淤泥
城市水体指的是主要汇水区域为城市建成区的自然或人工水体(河道、湖、塘等)。城市水体除了具有景观、航运等功能外,主要的功能是城市排水的通道与调蓄容量的组成部分。由于汇水区的特征,城市水体可能受纳的水流包括城市地表径流、城市污水和工业污水等。这些水流中所夹带的颗粒物、胶体,在一定的水力、水文条件下成为城市水体的沉积物,同时上述水流中的可溶性物质在一定的生物、化学作用过程中也会生成可沉降物质,转化为水体沉积物。
⑵ 污水处理可以分为几个等级呢
这个问题不严谨。首先是去除大颗粒物质,次之是去除有机物,再次之是无机物。大方向是这样
⑶ 废水处理法的按处理程度进行分类现
代废水处理技术,按处理程度划分可分为一级处理、二级处理和三级处理。
(一)一级处理去除废水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物质,调节废水pH值、减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷的处理方法。污水经一级处理后,一般达不到排放标准,所以一般以一级处理为预处理,以二级处理为主体,必要时再进行三级处理,即深度处理,使污水达到排放标准或补充工业用水和城市供水。一级处理的常用方法有筛滤法、沉淀法、上浮法、预曝气法。
(二)二级处理二级处理是污水通过一级处理后,再加处理,用以除去污水中大量有机污染物,使污水进一步净化的-):艺过程:相当长时间以来,主要把生物化学处理作为污水二级处理的主体工艺。采用化学或物理化学处理法作为二级处理主体工艺,并随着化学药剂品种的不断增加,处理设备和工艺的不断改进而得到推广。因此,二级处理原作为生化处理的同义词已失去意义。污水经过一级处理之后,可以有效地去除部分悬浮物,也可以去除一部分生化需氧量(BOD),但一般不能去除污水中皇溶解状态的和呈胶体状态的有机物和氧化物、硫化物等有毒物质,不能达到污水排放标准。因此需要进行二级处理。二级处理的主要工艺为生物处理,包括厌氧生物处理及好氧生物处理,其中好氧生物处理主要有活性污泥法及生物膜法。有的国家正在研究和采用化学或物理化学处理法作为二级处理主体工艺,预期这些方法将随着化学药剂品种的不断增加,处理设备和工艺的不断改进而得到推广。污水二级处理可以去除污水中大量BOD和悬浮物,在较大程度上净化了污水,对保护环境起到了一定作用。但随着污水量的不断增加,水资源的日益紧张,需要获取更高质量的处理水,以供重复使用或补充水源。为此,有时需要在二级处理基础上,再进行污水三级处理。
(三)三级处理污水三级处理又称为污水深度处理或高级处理。为进一步去除二级处理未能去除的污染物质,其中包括微生物以及未能降解的有机物或磷、氮等可溶性无机物。三级处理是深度处理的同义词,但两者又不完全一致。三级处理是经二级处理后,为了从废水中去除某种特定的污染物质,如磷、氮等而补充增加的一项或几项处理单元;至于深度处理则往往是以废水回收、复用为目的,而在二级处理后所增设的处理单元或系统。三级处理耗资较大,管理也较复杂,但能充分利用水资源。完善的三级处理由除磷、脱氮、去除有机物(主要是难以生物降解的有机物)、病毒和病原菌、悬浮物和融矿物质等单元过程组成。根据三级处理出水的具体去向,其处理流程和组成单元是不同的。如果为防止受纳水体富营养化,则采用除磷和除氮的三级处理;如果为保护下游引用水源或浴场不受污染,则应采用除磷、除氮、除毒物、除病菌和病原菌等三级处理,可直接作为城市饮用水以外的生活用水,如洗衣、清扫、冲洗厕所、喷洒街道和绿化地带等用水。
⑷ 污水处理等级分为几级
现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和回三级处理。
一级处理:任务是从废水中去答除呈悬浮状态的固体污染物。为此,多采用物理处理法。一般经过一级处理后,悬浮固体的去除率为70%~80%,而生化需氧量(BOD)的去除率只有25%~40%左右,废水的净化程度不高。
以上是对污水处理都有哪几个等级的介绍,污水的危害有多大,大家一定都知道,所以污水一定要达到排放要求后再进行排放。
⑸ 污水设计处理单元Bod500怎么设计的
设计污水处理单元的BOD5(五日生化需氧量)移除率通常根据处理工艺和目标出水水质要求来确定。一般来说,设计时需要考虑以下因素:
污水水质:需要对污水的肆陆污染物种类和浓度进行测试和分析,了解BOD5含量,以确袜乎定BOD5的去除量。
处理工艺:根据污水的污染物种类和浓度,选择合适的处理工艺进行处理告雹悉,如生物处理工艺(如好氧池、厌氧池、MBR等)或化学处理工艺(如混凝、氧化等)。
出水质量要求:需要根据排放标准或用途要求来确定出水中BOD5的限制浓度,进而计算出去除率。
一般情况下,设计污水处理单元的BOD5去除率应达到90%以上。但具体的设计参数还需要根据具体情况进行评估和优化。
⑹ 工业废水中,什么叫做单元处理技术
单元处理技术泛指一类相似的处理工艺,比如沉淀单元、氧化单元、深度处理单元。每个单元有可能包括一系列相关的工艺
⑺ 调蓄池工程设计研究分析
1晋祠泉复流工程概况
晋祠泉出露于太原西边山断裂带悬瓮山脚下,属上升泉,是太原西山岩溶地下水的集中排泄点,泉口出露高程802.53~805.26m,距太原市城区25km。由于地下水长期严重超采和采煤排水,使晋祠泉地下水的补给系统遭到严重破坏,导致泉域断流。晋祠泉水的枯竭,给当地生态环境带来很大的影响。近年来,随着部分工矿企业置换利用黄河水,关闭所有中小煤矿,泉域内关井压采范围的扩大,以及汾河清水复流工程闭渣的实施,使得泉域内汾河渗漏段入渗补给地下水的水量逐年增加,地下水得以涵养,泉域内岩溶地下水位明显回升。晋祠泉自1994年4月30日泉水断流起,水位逐年持续下降。从2008年8月止跌回升后,2011年度岩溶水位回升6m。若有进一步的补水工程,地下水位继续回升,可使晋祠泉再度出流。2002年启动了晋祠泉水景观工程。
2工程建设必要性
明仙沟引蓄水工程是利用引黄清徐原水直供工程输水至明仙沟蓄水池,可补充晋祠泉域地下水并置换103号井供水任务的工程。为实现晋祠泉尽快复流,实施晋源区关井压采,确保关井压采后引黄供水的安全,在明仙沟内新建调蓄池,通过下渗向晋祠泉域补水,可对晋祠泉域复流起到促进作用。同时,根据可调蓄的水量,向晋祠泉域提供应急补水,可置换地下水部分供水任务。因此,建设明仙沟引蓄水工程尤为紧迫和必要。
3调蓄水池位置选择
在满足自流给用水户供水的前提下,调蓄池应尽可能围绕难老泉附近选址。晋祠泉附近为边山开阔区域,土地肥沃,是古晋阳城旧址区域,因此村庄及文物古迹比较密集,为避免征地移民,调蓄池应选在沟谷等人口和建筑物较为分散的区域。明仙沟位于距离难老泉泉眼上游1km处,根据该区等水位线图,晋祠泉主要由西北方向来的岩溶水补给,调蓄池位于西北方向,且距离近,故分析渗漏水会有相当一部分流向晋祠泉,对晋祠泉的恢复有促进作用。明仙沟控制流域面积5.446km2,50年一遇洪峰流量为64.6m3/s,100年一遇洪峰流量为81.4m3/s,洪水可自明仙沟调蓄池右侧排洪涵下泄,不影响补水和供水水质。明仙沟引蓄水工程取水口位于清徐原水直供工程迎宾路与滨河西路交汇处,分水口管中心高程767.184m,明仙沟沟顶高程1142m,沟口高程828m。沟长4.5km,地形高程828~1142m,平均纵坡6.6%,河谷底宽20~50m,向上逐渐开阔,河床覆盖层在0~6m左右。明仙沟沟窄坡陡,为得到较大的容量,必须修建相对高的坝体,但对下游晋祠古镇和赤桥村防洪不利,同时蓄水会破坏一定淹没范围内的植被。调蓄池蓄水后,可能存在塌岸等问题。根据《小型水库更新建设工程设计文件汇编》精神,本次在沟内下段河谷底宽最宽处(70m)选择适宜的调蓄池位置。
4调蓄水池容量确定
受地形条件所限,依据太原市对西山生态的保护原则,调蓄池按照不淹没明仙沟内两岸坡植被的要求,采用在沟底较宽处放坡开挖覆盖层的方案,该方案可形成1.0万~2.0万m3左右的调节容量,以满足晋祠泉应急补水和调节蓄水的工程任务。方案一:选定的调蓄池处沟谷谷底左岸高右岸低,可充分利用地形条件以及沟内现状洪水下泄路径,选择在右岸布置排洪建筑物,因地制宜开挖池底覆盖层后碾压回填至右岸谷底,并通过排洪建筑物的设计完成洪水排泄与消能。同时,开挖出的弃渣可碾压回填在调节池下游原土后,既满足挖填平衡,同时可对调蓄池起到加固作用。蓄水位850.5m,池顶高程852.5m。调蓄池下游填方处采用碾压均质土坝,最大坝高6.5m,总旦裤容量1.75万m3。调蓄池左侧地势较高,为安全起见可在此处布置进场公路,宽度4.5m,长度500m。右侧布置排洪涵,设计流量64.6m3/s,校核流量81.4m3/s,底宽10m。为避免下游浸没问题,在调蓄池下游设置防渗墙及帷幕进行垂直防渗,通过延长渗径,减少对下游建筑物的浸没影响。在坝体内及覆盖层中设塑性混凝土防渗墙,厚度0.6m,下部基岩内做防渗帷幕至弱风化下部,共同形成防渗体系,确保下游建筑物的安全。方案二:整体布置同方案一,仅将排洪建筑物设计为5m×3m混凝土模态简箱涵,顶部回填调蓄池开挖的弃渣,并回填至右岸坡脚。调蓄池为半挖半填形成,调蓄池蓄水位848.0m,池顶高程849.5m。调蓄池下游填方处采用碾压均质土坝,最大坝高6.5m。调蓄池总容量1.05万m3,采用土工膜全防渗结构。由于下游赤桥古村和晋祠宾馆距离工程区较近(最近仅200m),调节池蓄水后将会沿着沟谷覆盖层及下部基岩强风化层下渗,对下游建筑物及两岸构成浸没影响,因此方案二中调蓄池采用土工膜全防渗结构。方案二与方案一相比虽然调蓄池容量较小,但投资小,工期短,见效快,另外,本方案全库盆防渗后可减轻对下游的浸没影响,且与周边生态景观相协调,因此选用投资较小的方案二。
5调蓄水池断面设计
调蓄水池顶高程849.5m,池顶宽度10m,环调蓄池池顶总长357m。池顶兼作进场公路,池底最大宽度19m,环调蓄池顶布置高1.00m仿木质结构钢筋混凝土防护栏杆,栏杆下部设0.3m×0.5m混凝土基础,上下游坝坡坡比均为1∶2.5。整个蓄水池采用全库盆土工膜防渗结构,上游采用六边形C30W6F150预制预制混凝土块护坡,单块厚度180mm,单边长300mm。上游护坡防渗结构从上部向下依次布置混凝土预制块、200mm厚砂卵石垫层、200mm厚中细砂垫层、PE土工膜、200mm厚中细砂垫层。由于筑池材料均为现场开挖料,且全部为洪冲积卵石混合土层,碾压后防渗效果较差。为保证防渗效果,防止下游出现浸没,在上游坝面设置10m厚黏土层。下游铺设卵石混合土层,并采用草皮护坡。考虑大坝防渗失效,坝坡下游坡脚设置贴坡式排水体,从里到外依次铺设砂层200mm、卵石层300mm、块石层500mm。整个池内采用复合土工膜(二布一膜)防渗,土工膜防渗层采用规格为200g/0.5mm/200g的针刺短线涤纶两布一膜(PE膜),幅宽均为4m,复合土工膜防渗结构自上而下依次为防护层、上垫层、防渗层、下垫层、支持层,由于坝体和库底土层均为Q4原状卵石混合土,整平夯实后需直接铺设200mm厚中细砂层,上覆PE土工膜。上垫层和防护层针对不同部位作了不同处理。防渗土工膜上垫层采用平均厚度20cm的中细砂和20cm的河床质砂砾石,满足防滤要求,防护层采用18cm厚的C30预制混凝土块护面。
6结语
明仙沟调蓄水池建成后,有利于恢复晋祠流域内的生态植被环境,对晋祠的旅游业发展将起到促进作用,对“三晋名泉”的恢复具有积极作用,可加快晋祠地区经济持续发展。
相信经过以上的介绍,大家对调蓄池工程设计研究也是有了一定的认识。欢迎登陆中达咨询,查询更多相关信息。
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⑻ 污水调蓄池选址要求
预选调蓄池的位置为目标,以节点周围的积水深度,积水范围和积水时间为评价因子,考虑节点的重要性,敏感性并加权,经转换和计算,得出各节点的综合评价指标——积水危害指数,按积水危害指数大小进行排序,最终结果,积水危害指数越大的节点确定为调蓄池预选址的地点.本发明考虑的影响因素更多
⑼ 典型污水处理厂各个单元的作用
集水井(配水井),汇集废水
格栅井,滤去较大漂浮物
调节池,调节进水水质(如混回匀,调节pH)
初沉答池,沉淀部分有机物,初步去除COD
生化池:这部分要看具体工艺,一般工业废水COD值高,不易好氧处理,应先厌氧处理,部分降解后在高负荷好氧处理。总而言之,生化池就是利用微生物(好氧,厌氧)的生长代谢降解水中的污染物。
如果生化处理水质仍难以达标,可以后续沙虑,植物塘等,一般可以达标排放或回用
⑽ 污水处理
污水处理对地下水产生的污染主要是化学和生物污染,其影响的程度主要取决于污水的处理方法、含水层的水文地质和水文地球化学条件。
污水处理中引起地下水污染的做法主要包括用处理后的污水进行灌溉、用污泥施肥、有意或无意的污水入渗、生活污水管的泄漏以及污水对井的地表污染。
致病微生物是被污水污染的地下水对人体产生的最大威胁,Yates等(1993)综述了细菌和病毒污染对人体健康产生的影响,并对其在地下水中的迁移和最终结局进行了讨论。据此,他们认为20世纪80年代美国由饮用水传染的大约200种疾病中,约1/2是由未处理或消毒不充分的地下水所引起的。
在地下水流系统中,细菌和病毒可存活数月,运移数百米(Yates等,1993)。这两种微生物都是在低温下可存活更长的时间,当温度为8℃时,它们甚至可以无限期地存活。物理性的过滤可阻止细菌的运移,尤其是在细颗粒的土壤中更是如此。但病毒的体积很小,大部分的土壤不能使其含量明显地减少。吸附是使两种微生物含量减少的重要作用,Langmuir和Freundlich吸附等温线均可用来描述地下水运移过程中两种微生物的吸附作用。
污水的化学污染比生物污染的公认程度更高,污水中的许多污染物(如硝酸根)同时还与其他类型的污染相关。在污水中还含有各种类型的其他大量或微量组分,它们或者对人体健康有影响,或者可用来示踪污染晕。几乎所有常见的稳定同位素都可用来研究污水的污染问题。
5.2.3.1 污水处理厂对地下水的污染
污水可使用多种技术进行处理,污水处理的程度可划分为初级、二级和三级(高级)。初级处理是指通过滤网或沉淀池除去其中的固体,二级处理指的是使用微生物除去废水中的有机负荷,三级(高级)处理则是指去除废水中特定化学物质(如硝酸根、磷酸根)的过程。经过二级处理后,废水就允许排泄到天然水道中,或通过渗床渗入地下,或用来灌溉农田、高尔夫球场及其他的植被。其对地下水的影响就是在这些处置过程中发生的,从废水中分离出的固体可进一步进行处理,或者在垃圾填埋场中填埋,或者用于施肥以提高土壤肥力,这样,污泥的淋滤也会对地下水产生影响。
在美国农村地区的小社区,对污水进行二级处理的最常见方法就是氧化池(或污物稳定池)法。氧化池通常由一系列的蓄水池组成,污水依次通过各处理单元时其处理程度逐步加深,氧化池同时使用了好氧和厌氧过程来处理废水中的 BOD。这种方法与其他方法相比要相对经济一些,特别适用于土地面积不受限制的地区。Kehew(1984)和Bulger等人(1989)研究了美国北达科他州McVille污水处理场地对地下水的影响,该处理系统的蓄水池建设在可渗透的冰水沉积物上,要使废水在池中有适宜的停留时间,必须对各处理单元进行衬砌。但三个处理单元只有一个做了衬砌,当废水水位超过衬砌的处理单元时,它就会向未衬砌的处理单元排泄,这时废水便会快速地渗透到浅层潜水含水层中。从第二个处理单元开始向下游方向,地下水中的溶解固体、溶解有机碳、铵、铁以及其他组分都有升高(图5-2-9)。在处理单元附近,地下水的实测pE值很低,随着远离蓄水池,pE值逐渐升高,这与富含有机污染物的污染晕非常类似。该场地中的一个有趣的现象就是,来自上游一个好氧填埋场的污染晕,似乎与废物稳定池下部的还原性污染晕发生了混合,从而使还原成了(Bulger等,1989)。
马萨诸塞州Otis空军基地由于二级处理废水通过渗床入渗所引起的地下水污染问题在文献中报道很多(LeBlane,1984;Barber,1992),该基地的污水处理厂从1936年开始运营,通过它处理废水被排放到了一个24.5英亩的渗床中,在渗床的下游,形成了一个4000 m长、1000 m宽、30 m深的污染晕。可用多种参数来勾画污染晕的范围(图5-2-10),但硼是最有用的一种参数,这是因为硼是一种保守性组分,在运移过程中不怎么发生化学反应,而且在背景地下水中不存在。硼之所以在污染晕中出现,是因为在洗衣粉中过硼酸钠被用作为了漂白剂。在地下水中,硼是以原硼酸(B(OH)3)的形式存在的,它之所以没有发生离解是因为污染晕的pH值要远低于原硼酸的pKa值。污染晕还可用电导率、氯浓度以及其他参数来勾画。在二级处理废水中DOC的含量大大减小,同时,大于背景值(2~5 mg/L)的DOC足以在污染晕中形成缺氧(反硝化作用)的条件。向下游方向,污染晕与含氧补给水的混合可导致铵的硝化,尽管地下水中的浓度一般低于5 mg/L。处理后的废水中,磷的浓度通常也相对较高,它在地下水中通常是以正磷酸根的形式存在的。由于磷酸根易于被含水层介质所吸附,或以低溶解度的磷酸铁或磷酸铝的形式沉淀,因此在污染晕中,磷酸根常常被强烈阻滞。
图5-2-9 McVille污水处理场地中溶解有机碳的分布
Otis空军基地污染晕的一个有趣现象是其含有来自家用洗洁剂中的化合物,根据测试这些物质所采用试剂的名称(Methylene Blue Active Substances-亚甲蓝活性物质),其在地下水中的含量通常用MBAS来表示。这些化合物一般由阴离子型表面活性剂组成,它们在地下水中的迁移性很强。洗洁剂在美国的使用大约始于1946年,1953年它们的使用量超过了肥皂。1964年之前,洗洁剂中最常用的表面活性剂是烷基苯磺酸盐(ABS),它基本上是不可生物降解的。1964年,它开始被较易生物降解的表面活性剂——线性烷基磺酸盐(LAS)所代替。MBAS在污染晕中的分布保存了洗洁剂使用的这一历史,MBAS的最大浓度出现在污染晕的最前端(图5-2-11),这些较高的浓度范围反映了ABS的存在,而接近污染源的较低的浓度表明了污染晕中的LAS通过生物降解作用被去除了。
在污染晕中还检测到了多种类型的其他合成挥发性和半挥发性化合物,它们均来源于家用洗洁剂及其他各种类型的产品,其中含量最大的是三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE),它们在污染晕中的浓度已超过限制界限(Barber,1992)。
图5-2-10 马萨诸塞州Otis空军基地硼在地下水垂直剖面中的分布(1978.5~1979.5)
5.2.3.2 化粪池系统
在北美缺乏下水道的大部分地区,化粪池系统是废物处置的首选方法。据估计,美国三分之一的废水是通过化粪池系统处理的。在该系统中,废水在一个水池中通过沉淀作用与固体废物分离,然后被排放到多孔排泄瓦筒中,进而释放到滤床,在这里,废水很快地渗入了土壤。另一种方法是在表层土壤中垂直安装多孔下水管,用以代替滤床。化粪池系统的原理是,通过土壤的过滤,可除去废水中的污染物。很遗憾的是,很多化粪池系统都在浅层潜水中形成了污染晕,它可对附近的水井和地表水体产生影响。
对化粪池系统污染晕水文地球化学过程的研究是近年来研究工作的一个焦点(Harman等,1996;Robertson等,1991,1998;Tinker,1991;Aravena and Robertson,1998;Robertson,1995;Robertson and Cherry,1995),其中最受关注的污染组分是硝酸根和磷酸根。硝酸根有时可导致婴儿发生致命性的疾病——高铁血红蛋白症,这主要是由于婴儿血携氧能力的减弱而造成的。硝酸根也是水体富营养化的养分元素,地下水则是这些水体的补给源。磷酸根虽然比硝酸根的迁移能力弱,它也是水体富营养化的主要诱因之一。致病微生物的迁移也是可渗透性含水层值得关注的问题。
Harman等(1996)研究了加拿大安大略省一个学校的化粪池系统,该系统位于一个浅层潜水含水层之中。在化粪池中,废水是一种强还原性的溶液,具有很高的DOC,其中的氮主要以铵的形式存在。它在从滤床向地下水面运动的过程中发生了很大的变化,氧化过程使得DOC减少了90%,铵则全部转化成了硝酸根。污染晕中硝酸根的浓度表示在图5-2-12中,有机碳的氧化形成了CO2,当含水层中没有碳酸盐矿物时,这将使地下水的pH值降低。当含水层中存在碳酸盐矿物时,它们将发生溶解,对水溶液的pH值产生缓冲作用,使污染晕中Ca2+、Mg2+的浓度增大。
图5-2-11 1983年Otis空军基地地下水中MBAS的平面(a)和剖面(b)分布
Robertson等(1998)对比了安大略省各种水文地球化学环境下,10个化粪池系统污染晕中磷酸根的迁移能力。其中,—P平均浓度的变化范围为0.03~4.9 mg/L,污染晕的延伸长度从1 m变化到70 m。这与此前人们的一般认识是矛盾的,通常认为磷酸根被强烈地吸附到了含水层固体表面上,对地下水不构成威胁。但这一观测结果表明磷酸根在地下水中的迁移可成为一个重要的问题,尤其当小型湖泊周围的住宅中具有独立化粪池系统时更是如此。Robertson等得出结论认为,磷酸根在包气带中通过矿物的沉淀作用发生了衰减,这些矿物主要是蓝铁矿(Fe3(PO4)2· 8H2O)、红 磷 铁 矿(FePO4·2H2O)及磷铝石(AlPO4· 2H2O)。水中磷酸根的平衡浓度受到了pH值的控制,在低pH值条件下的非钙质含水层中,磷酸根的浓度受矿物溶解度的控制而保持在一个很低的水平上.在中等pH值条件下(这主要是由于含水层中含有碳酸盐矿物而引起的),磷酸根的浓度可以很高。废水一旦到达潜水面,尤其是当含水层中的金属氧化物具有表面正电荷时,磷酸根含量的减少则主要是由含水层固体的吸附作用所控制的。由于吸附和沉淀作用的影响,磷酸根的迁移速度约为地下水的流速的二十分之一。氮、碳、氧、硫的稳定同位素在示踪化粪池系统污染晕及相关的地球化学转化作用中是非常有用的(Aravena等,1993;Aravena and Robertson,1998)。
图5-2-12 一个化粪池系统污染晕中心线处硝酸根浓度等值线剖面图
对化粪池系统致病细菌和病毒污染危害的评估,目前所作的研究工作还相对较少(Bitton and Gerba,1984;Bales等,1995;Canter and Knox,1985;Yates,1985)。很多微生物的分析和检测都比较困难且昂贵,当前所进行的研究工作主要集中在确定指示性微生物的迁移特征上,它能够间接地表明相应致病微生物的潜在迁移特性。大肠杆菌常被用作为指示性细菌,人类的肠道病毒以及大肠杆菌噬菌体(一种能够感染肠道大肠杆菌的病毒)常被用作为指示性病毒。
DeBorde等(1998)在研究美国蒙大拿州一个中学的化粪池系统时,阐述了其微生物的运移情况。该研究包括了对化粪池及污染晕中人类肠道病毒和大肠杆菌噬菌体的监测,以及在含水层中注入大肠杆菌噬菌体。虽然人类肠道病毒在化粪池和含水层中很少被检测到,但在观测孔中却一直能够检测到大肠杆菌噬菌体。尽管含水层具有强烈的吸附作用,但在距注水井30 m之外的观测孔中仍检测到了细菌。由于含水层性质的变化多种多样,因此对所有条件下致病微生物迁移的准确预测几乎是不可能的。
5.2.3.3 污水灌溉
来自污水处理厂的污水及污泥经常被用来灌溉或施肥,这种处理方法对地下水化学成分的影响与化粪池系统是类似的,但其在含水层中的影响范围要更大一些。用污水及污泥灌溉或施肥时对环境影响最大的污染物是硝酸根。如果场地下部具有好氧包气带,废物中的有机氮或铵将被氧化为硝酸根。在饱水带中,只要保持氧化性条件,硝酸根在迁移过程中将不发生任何转化作用。Spalding等(1993)研究了内布拉斯加州的一个场地,在这里,一块玉米田使用污泥进行施肥,从而在其下游方向形成了一个很大的硝酸根污染晕(图5-2-13)。浓度大于10 mg/L的的范围在地下水位之下延伸了大约15 m,尽管一细粒沉积物透镜体阻止了其进一步下渗。氮同位素分析证实氮的来源是动物排泄物。
地下水化学成分的其他变化是由于废物中的DOC引起的,若大量的DOC到达了潜水面,地下水中将发生氧的消耗作用。在以色列,人们在一块用废水灌溉的耕地之下达30 m深的含水层中发现了厌氧过程的存在(Ronen等,1987),在这种条件下,有机碳通过包气带的迁移过程将长达15年。在前述内布拉斯加州的场地中,DOC在含水层深部引起了反硝化作用发生。地下水中其他主要离子的浓度也随着硝酸根和DOC含量的增大而增加。污泥中金属的含量一般很大,但吸附和沉淀作用通常限制了它们在地下水中的迁移。
图5-2-13 使用污泥施肥形成的硝酸根污染晕