高负荷地下渗滤污水处理复合技术背景

中国科学院广州地球化学研究所在环保工艺的研发及推广过程中充分考虑了我国国情，秉承着一切从实际出发的原则，终于研发出了具有完全自主知识产权的“高负荷地下渗滤污水处理复合技术”。

该技术是我国生活污水处理技术领域的重大突破，并在发展中国家中普遍具有广泛的应用前景。该技术切实改变了我国当下县、镇、村级污水处理设施建造、运行及维护成本综合较高的客观现状，也为我国生活污水处理项目“建得起，用不起，用不了”的尴尬局面提供了切实可行的解决方案。

高负荷地下渗滤污水处理复合技术特点及应用

高负荷地下渗滤污水处理复合工艺是一种国际领先的生活污水生态处理技术，由中科院广州地化所历经15年研发，获10项国家发明专利授权及多项实用新型专利，连续数年被住建部、科技部和环保部论证推荐。

高负荷地下渗滤工艺具有占地面积小、投资合理、运行费用很低、运行稳定、维护管理简便、无需专人值守、无二次污染、受气候条件影响很小等优点（详细参数见下文）。污水处理系统地表可二次利用，如规划为公园、绿地、停车等。因此，该系统适用于城镇小区、农村、休闲度假村等各类人群聚居地生活污水的分散处理和回用。

高负荷地下渗滤污水处理复合技术的适用规模为10吨/天-50000吨/天。中试系统已稳定运行10年，浙江省嵊州市甘霖镇黄胜堂村等一批污水处理系统更实现了零故障的目标。

高负荷地下渗滤污水处理复合技术在广东、广西、江苏、江西、浙江、四川、吉林、湖南、福建、安徽等地得以广泛应用，深受用户欢迎，得到专家的高度评价。

高负荷地下渗滤污水处理复合技术工艺原理

地下渗滤是北美和欧洲生活污水现场处理的首选技术，在日本等国也有较多的应用。其基本方法是将污水通过埋在地下的散水管散布到一定面积的人工土中，污水从上部包气带向下渗滤的同时，其中的污染物在土壤中通过截留、吸附及微生物分解和转化而去除，渗滤系统之上的土地可用作绿地、旱地、停车场等。然而，传统传统技术日处理1吨污水所需土地面积超过20㎡，难以在我国应用和推广。

我们针对传统技术中存在的问题，经过7年的研究开发，将地下湿地与高负荷地下渗滤技术相结合，使其日处理1吨污水占地地面积小于2㎡，而且永不堵塞。这不仅大大增加了其适用范围，而且大大降低了建设成本。

整个系统为地埋式，污水处理系统之上的土地可规划为绿地、旱地、停车场、休闲运动场地等。地下湿地与地下渗滤单元是处理系统的核心，以好氧为主，仅仅在进水时出现厌氧环境，其出水的COD、BOD、TSS、氨氮等指标均达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A类标准限值。由于反硝化效果不理想，出水的硝氮含量有可能偏高，但若增加一个厌氧滤池或人工湿地，便可取得良好的脱氮效果。

高负荷地下渗滤污水处理复合技术主要优点

高负荷地下渗滤污水处理技术的主要技术优点：占地小且不需要专用土地、投资小、运行成本很低、维护管理简便、处理效果好、运行稳定、无二次污染、可以在冬季低温条件下正常运行、使用灵活。

克服了生化处理技术（接触氧化、SBR等）运行费用高且维护管理复杂的缺点；克服了传统地下渗滤技术和人工湿地技术占地面积很大的缺点；克服了人工湿地运行受气候条件限制且容易滋生蚊虫的缺点。

我国土地资源珍贵，经济欠发达，缺少污水分散处理设施运行保障机制，气候条件变化大，为了保障污水分散处理设施的建设和正常运行，该技术在大多数情况下具有不可替代性。

优点明细：

1、占地小且不需要专用土地：高负荷地下渗滤系统采用地埋式安装，总系统占地约2.5m/吨/天，地表在系统安装完毕后可进行二次开发、利用，切实履行了我们“还田于民、换地于村”的承诺，适应了我国土地资源紧缺的基本国情。

2、投资小：高负荷地下渗滤系统的投资建设成本远低于各类生化处理技术，仅为我国生态处理技术建设成本的平均水平。

3、运行成本很低：高负荷地下渗滤为微动力处理系统，无大功率耗电设备，标准化单元（100/吨/天）每日仅耗电7度（按设备额定功率计算），年运行费用约1700-1800元。

4、维护管理简便：系统日常运转由全自动控制系统自行调节，无需任何人为操作。系统维护项目仅涉及格栅垃圾的定期清理一项。

5、处理效果好：出水清澈无味，TSS、COD、BOD、氨氮、总氮、粪大肠杆菌低于国家城镇污水处理厂一级A类排放标准（GB18918-2002）限值（或去除率超过90%），总磷去除率为80-95%。污水处理后可直接作为绿化、景观用水，养殖用水和灌溉用水。

6、运行稳定：高负荷地下渗滤系统不仅是简单的设备拼凑，中科院研发人员通过系统的结构优化调整，使得该系统具有多环节自检系统、反馈机制 和自我调节功能。高负荷地下渗滤中试系统已良好运转近7年。

7、无二次污染：高负荷地下渗滤系统建立了“一站式”处理体系，污水自进入该系统后不再产生任何可能造成二次污染的副产物。

8、可以在冬季低温条件下正常运行：高负荷地下渗滤系统可以通过节能供氧体系调节渗滤田中的温度，从而使得系统在冬季中高效运转。

9、使用灵活：高负荷地下渗滤系统采用模块化设计理念，工程规模的大小从数十吨/日至数万吨/日不等。

高负荷地下渗滤污水处理复合技术技术可靠性

（1）技术工艺的先进性

地下渗滤系统在国外的广泛应用有几十年的历史，大量的研究和实践表明，颗粒有机物的超量积累导致系统堵塞是限制其污水负荷能力的主要原因，然而，近年来的研究显示，在污水负荷较大的情况下传统系统的处理效果也不理想。我们通过资料调研、理论分析和实验研究，查明了导致系统堵塞和影响污水处理效果的主要原因，并提出了多种解决方案。在7年多的研究中，我们对技术方案进行了筛选和多次改进，同时对系统的运行模式进行了优化。有关成果获中国发明专利授权2项，另申请中国发明专利和实用新型专利各1项。

在本技术方案中，污水经过隔油沉淀预处理后进入水量调节池，通过泵提间歇性地进入散水管，并通过散水孔进入地下湿地与地下渗滤单元。地下湿地与地下渗滤单元，其中的人工土含有特殊的填料组分，以控制污染物的迁移和微生物群落分带，此外，通过加入特定功能的高效微生物菌剂，以提高出水水质。

（2）试验系统运行情况和研究结果

我们于2005年6月在中科院广州地球化学研究所生活小区建成了一个试验系统，其渗滤面积为20m2，污水处理量约8吨/天，系统出水TSS、COD、BOD、氨氮、总磷等指标低于国家城镇污水处理厂一级A类排放标准（GB18918-2002）限值，系统运行3年多，稳定正常。2008年7月，我们对该试验系统进行了局部分层剥离开挖，即使在散水孔周围也未发现有机物累积发黑的现象，表明在所运行的污水负荷条件下，系统不会堵塞。与2005年的技术相比，现有技术的防堵性能更强，其污染物负荷能力提高70%以上。

（3）高负荷地下渗滤系统污染物负荷能力估算

理论上，如果达到污泥平衡时渗滤系统没有被堵塞，则该系统永远不会因有机物的累积而堵塞。我们通过可控条件下的模拟实验结果拟合出上述方程中的有关参数，并对各主要参数进行了模型敏感性分析。结果表明，当污水的COD为250-300mg/l,悬浮有机物的浓度为80mg/l，渗滤系统的污水负荷能力可以达到每平方米 1.1吨/天（超强系统可达到1.4吨/天），而永久不被堵塞。

本技术除地下渗滤外，还附加了地下深度处理功能，可以使系统的污染物负荷能力进一步提高，而我们在工程应用中的污水负荷不超过理论负荷能力的50%，因此可以保障系统永不堵塞。

高负荷地下渗滤污水处理复合技术现有荣誉

2010年入选环保部 “国家鼓励发展的环境保护技术目录”

2010年入选住建部和科技部 “村镇宜居型住宅技术推广目录”

2009年入选 住建部 “全国农村污水处理优秀技术案例”

高负荷地下渗滤污水处理复合技术中试系统

2005年6月采用本技术在中科院广州地球化学研究所生活园区建成了一个中试工程，一直稳定运行。试验场地为4. 0 m ×5. 0 m ×1. 3 m ,平均处理能力为8 m / d，水力负荷为40 cm/ d ,试验用水为地化所住宅生活污水。2008年8月对该中试系统进行了局部分层剥离开挖，经仔细观察和测试分析，没有发现可能被堵塞的迹象或趋势。

高负荷地下渗滤污水处理复合技术若干示范工程

1、佛山顺德劳村污水处理站（封面）

2、浙江省嵊州市甘霖镇黄胜堂村污水处理站

3、 广东省云浮市新型县六祖镇龙山塘村污水处理工程

4、福建省南平市延平区跃村

5、安徽省六安市固镇镇杨桥村污水处理工程

该技术至2014年已获得10项国家专利，专利归中国科学院广州地球化学研究所下属公司，即广州中科碧疆环保科技有限公司所有。因此，任何未得到广州中科碧疆环保科技有限公司授权，而宣称掌握“高负荷地下渗滤污水处理复合技术”的个人或机构皆为欺骗行为。希望致力于环保工作的有志之士能尊重并维护知识产权，共建良好营商新氛围。

地下渗滤处理系统（1）渗滤坑式地下渗滤系统

地下渗滤坑 (Seepage Pit)也称为地下渗井(Dry well)，是指在地下建造渗滤坑并利用渗滤坑周围和底部的土壤对化粪池出水进行处理的装置。地下渗滤坑也是一种比较原始的地下渗滤系统，适于流量比较少的污水源。

地下渗滤处理系统（2）渗滤沟式 (Drain Trench)地下渗滤装置

也称为土壤净化槽，是最常用的地下渗滤装置。这种系统由化粪池、布水管、砾石堆、处理场地等构成，通常将布水管放人一系列并行的渗滤沟中并且在布水管周围填上砾石堆。渗滤沟式地下渗滤系统提高了系统的污水处理能力，并且具有比较大的布水面积，处理出水的水质相应有所提高。

地下渗滤处理系统（3）渗滤管式或渗滤腔式地下渗滤系统

近来在国外出现了无砾石系统地下渗滤装置，其特点是在土壤渗滤系统的渗滤沟中不再利用砾石堆，而是在处理场地中放置利用褶皱织物包裹的渗滤管或者做成具有一定空间的腔体结构。渗滤腔也可以理解为底部开孔的大管子，腔体通常由硬质塑料、玻璃钢、砖、石头等构成。渗滤腔四周和底部并有小孔，使得污水能够从这些小孔中渗入四周的土壤中，在渗滤腔内不需要埋管子；腔壁也不需要合成纤维织物，污水流入腔内后逐渐从底部和四周渗入土壤中。

地下渗滤处理系统（4）尼米槽式地下渗滤系统

尼米槽式系统与传统地下渗滤系统的区别为：在布水管下方设有一个不透水的厌氧槽(即尼米槽)，里面装有砂子或者其他填料，布水管的周围则是用合成纤维织物包裹的砾石，砾石上方为表层覆土。

地下渗滤处理系统（5）其他改进式地下渗滤系统

改进式地下渗滤系统是指地下渗滤系统与其他工艺的联用，比较常见的有与人工湿地套用的地下渗滤工艺；与生物滤池套用的地下渗滤工艺；在干旱地区使用的地下蒸发蒸腾渗滤床。各种改进式地下渗滤系统也仅处于小试阶段。

地下渗滤处理系统主要有土壤渗滤沟、地下毛细管浸润沟和浸没生物滤池—土壤浸润复合工艺三种类型，属于就地处理的小规模土地处理系统。地下渗滤处理系统中，投配的污水一部分被植物吸收或经蒸散作用损失．一部分则渗入地下，种植的地表绿地植物由于水、肥供给充足，生长良好且生长期长。

地下渗滤处理系统布水系统埋于地下，不影响地面景观，适用于分散的居住小区、度假村、疗养院等小规模污水的处理，并可与绿化和生态环境的建设相结合；运行管理简单，负荷低，处理出水水质好，处理出水可用于回用。但地下渗滤处理系统受场地和土壤条件的影响较大，如果负荷控制不当，土壤会堵塞；进出水设施埋于地下，工程量较大，与其他土地处理类型相比，投资要高一些。

污水进入地下渗滤处理系统前需经化粪池或酸化(水解)池预处理，可以去除其中的大部分SS，避免堵塞土壤。2100433B

地下渗滤处理系统是将污水投配到具有一定构造和良好扩散性能的地下土层中 ，污水经毛管浸润和在土壤渗滤作用下向周围运动且达到处理利用要求的土地处理类型。地下渗滤属于污水就地收集、就地处理、就地回用的小型土地处理系统。在处理过程中，污水一部分被植物吸收或经蒸发，大部分被集水系统收集回用。