污水土地处理是指利用生活污水来灌溉农田。城市生活污水中不仅含有大量的N、P、K等营养元素,而且还含有作物所需的Fe、Mn、Zn等微量元素及有机质,因此,使用污水灌溉能增加土壤中的各种营养元素及微量元素和有机质的含量,有利于作物生长。利用污水灌溉,既可少施化肥、农家肥,又可减少灌溉用水的费用。近几年来,污水灌溉不断发展,灌溉面积不断扩大,现在污水已经成为城镇近郊灌溉用水的重要水源,尤其是北方干旱缺水地区,水资源缺乏已经成为制约经济发展和影响人们生活的重要因素,将废污水开辟为第二水源、使废污水资源化,势在必行。通过对我国北方地区自然条件和污水排放情况以及对现有的污水处理技术和污水灌溉技术进行总结的基础上,我们和澳大利亚科学家合作,探索研究开发出一条适合国情、且适用于我国北方地区中小城镇污水资源化的新途径,即改进的污水土地处理方法。该方法克服了传统的污水土地处理系统的缺点,有效地提高了系统的处理能力,并且适用于更广泛的土壤条件和污水情况,以最大限度地利用污水中的肥效,减少对环境的影响,达到增产节水、可持续发展的效果。改进的污水土地处理方法是一种将城市污水土地处理方法与污水灌溉作物相结合以达到污水处理与污水再利用的综合处理方法。利用该方法我们把试验区选在能够代表北方中小城镇污水排放特点且适合污水土地处理系统运行的大同市阳高县。本文采用室内实验与大田试验相结合的方法,着重研究了污水土地处理系统运行条件下污染物氮、磷在土壤非饱和带中的迁移和转化规律。室内试验于2007年进行,内容有:土壤颗分试验和室内土柱一维垂直渗滤试验。颗分试验研究旨在验证试验区土壤土质是否符合污水土地处理系统的运行条件;室内土柱一维垂直渗滤试验旨在对系统的运行作出初步估测,同时对污染物氮、磷的运移规律作出初步分析。研究结果表明试验区土壤符合系统运行条件,系统对污水中污染物氮、磷的去除效果较好。野外试验有土壤渗透试验和野外污水灌溉运行试验。土壤渗透试验主要分析土壤入渗率,结果证明试验区土壤的渗透性符合污水处理系统的要求。野外污水灌溉运行试验于2008年夏季进行,本文重点对夏季野外田间试验作了详细介绍。目的是为了验证系统对污染物的去除效果及研究污染物氮、磷的迁移转化规律。主要研究内容有:灌溉前后污水水质分析、地下水水质分析、田间土壤土质分析、作物吸收分析、不同灌水条件下作物的产量分析、水量平衡分析。主要结论有:(1)通过对灌溉前后污水水质分析,可知排水中氨态氮浓度较小,原因是氨态氮通过挥发或较强的土壤吸附作用和作物吸收作用而减小;排水中硝态氮的浓度远大于灌溉中的浓度,这是因为原先累积在土壤中硝态氮随水流排出,再者就是由于土壤通气状况较好,有利于氨氮的硝化过程;排水中磷的含量比较低,主要原因是土壤的吸附作用和作物的吸收作用。分析表明氮、磷去除率很高,室内外试验结论基本吻合。(2)通过对地下水水质的化学成分分析,表明污水灌溉对地下水水质的影响不大。(3)田间土壤土质分析表明:收获后土壤的硝态氮含量一般较播种前大,可以看出土壤对氮素的吸附能力较大;收获后土壤中有效磷有所增加,尤其是在土壤表层,说明表层土壤对磷吸附性极强。(4)作物吸收分析、不同灌水条件下作物的产量分析表明:玉米对污水灌溉中氮、磷的吸收利用率较高,高负荷条件下的污水灌溉方式对玉米的产量影响不大。(5)由水量平衡分析,可知各部分水量的分配情况。试验分析结果表明,系统对污染物去除效果明显,证实了该技术的可行性。尽管分析工作做了很多,但是由于试验数据不够完整,只能从比较宏观的角度上对试验期间的水质、土质、作物吸收状况等这些方面进行分析验证,对于土壤水分运移过程中土壤剖面含水量以及剖面无机氮的变化规律等比较细致的分析工作尚未能进行,还需要进一步的改进和验证工作。