[实用新型]强化内分泌干扰物去除的人工复合土层

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种污水土地处理系统，特别涉及强化内分泌干扰物去除的人工复合土层，适用于微污染水体的深度处理或作为再生水地下回灌的前处理工艺，属于环境工程技术领域。

背景技术

我国是一个严重缺水的国家，水资源短缺已经成为制约社会与经济协调发展的重要因素之一。污水再生利用是解决水资源短缺问题的有效途径，也是满足国家水资源可持续利用重大需求的有力保障。但由于污水中存在多种多样的有毒物质和病原微生物，其对再生水安全利用带来的威胁不容忽视。其中，环境内分泌干扰物(EDCs)是一种新兴微污染物，近年来成为水环境领域的研究前沿和热点。

内分泌干扰物是指可通过干扰生物或人体内保持自身平衡和调节发育过程天然激素的合成、分泌、运输、结合、反应和代谢等，从而对生物或人体的生殖、神经和免疫系统等的功能产生影响的外源性化学物质。EDCs具有以下四个特点：在环境中浓度较低；结构较稳定；具有内分泌干扰性；较低浓度即可产生较大危害。EDCs包括天然和人工合成的雌激素类、烷基酚类、酞酸酯类和多氯联苯类(PCBs)等多种化合物，其中雌激素类与烷基酚类是污水或再生水中生态风险最高的两类EDCs。城镇污水处理厂出水中主要的雌激素类EDCs有雌酮(E1)、雌二醇(E2)、雌三醇(E3)和炔雌醇(EE2)，烷基酚类EDCs有壬基酚(NP)、辛基酚(OP)和双酚A(BPA)。其内分泌干扰性多用雌激素活性的雌二醇(E2)当量浓度来表征。

土地处理系统是一种基于自然生态原理的污水处理方法，借助以土壤为主的介质与污染物之间的物理、化学、生物等作用达到水质净化的目的。以内分泌干扰物为例，由于大多数EDCs极性较弱、疏水性较强，具有较高的土水分配系数，其在土地处理系统中的主要去除机制为吸附作用和生物降解作用(尤其以好氧降解为主)。

土地处理技术具有基建投资少，处理效果好，运行费用低，管理简便的优点，因而得到迅速发展。人工复合土层属于土地处理的一种。目前传统的土地处理系统具有以下三点不足：

1.现有土地处理系统主要关注COD、BOD、SS、氮、磷等常规污染指标，针对浓度低、危害大的内分泌干扰物进行强化去除的工艺尚处于空白状态。

2.现有土地处理系统存在水力负荷低、占地面积大、易堵塞等缺点，其主要限制因素是土壤介质的渗滤性。

3.现有土地处理系统多以自然土地为处理渗滤介质，对场地的地形地质、土壤和地下水埋深等因素都有特定的要求，这些因素大大限制了土地处理技术的应用。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种强化内分泌干扰物去除的人工复合土层，具有处理效率高、占地面积小、场地要求低的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

强化内分泌干扰物去除的人工复合土层，包括3层，自上而下分别为降解层2、吸附层3和过滤承托层4；

所述的降解层2填充介质为富含微生物、渗透性好的自然土壤，即有机质含量＞15g/kg、细菌总数＞10⁷CFU/g、渗滤速率＞0.5m/d的自然土壤；或投加碳源或氮源或内分泌干扰物高效降解菌的人工改良土壤，其中碳源指葡萄糖、麦芽糖、粪便或三者任意比例的混合物，氮源指尿素、铵盐、氨基酸或三者任意比例的混合物，碳源、氮源的投加量为土壤干重的0～10％；或土壤与河沙按重量比1～5∶1混合得到的透气性土壤。

所述的吸附层3填充介质为对内分泌干扰物吸附性能好的粒径为0.2～2mm、莫氏硬度为3.5～7的吸附材料，包括沸石、陶粒和珍珠岩中的一种或几种，几种混合时比例任意。

所述的过滤承托层4填充介质为粗砂砾或卵石，分为三个级配：小0.2～2cm、中2～5cm、大5～8cm；铺设时，从上到下，三个级配的体积比从小到大为1∶2～4∶8～12。

所述的降解层2、吸附层3、过滤承托层4厚度分别为30～70cm、50～100cm和30～70cm。

所述的降解层2底部或中间添加通气层或曝气装置。

所述的过滤承托层4底部设有一个带透水孔的承载板，或者铺设渗排水管。

相比现有技术，本实用新型的有益效果是：

1.本系统出水水质好，且强化内分泌干扰物的去除，对污水或再生水水中主要内分泌干扰物的去除率在85％以上，对内分泌干扰性综合衡量指标——雌二醇当量浓度的去除率在85％～90％。