第14章穩(wěn)定塘和污水的土地處理

第14章穩(wěn)定塘和污水的土地處理目錄14.1穩(wěn)定塘14.2污水土地處理14.3人工濕地處理14.1穩(wěn)定塘123

概述

兼性塘

好氧塘4厭氧塘5曝氣塘1、穩(wěn)定塘的定義一.概述

一種利用天然池塘或人工修整的池塘處理廢水的構(gòu)筑物。主要依靠自然生物凈化功能使污水得到凈化的污水生物處理技術(shù)。

14.1穩(wěn)定塘2、穩(wěn)定塘的特點優(yōu)點：①工程簡單，投資?、谖鬯Y源化③能耗低，維護(hù)方便，成本低缺點：①占地大②凈化效果不穩(wěn)定③可能會污染地下水④衛(wèi)生條件差（易發(fā)散臭味，生蠅）3、穩(wěn)定塘的影響因素

溫度光照混合營養(yǎng)物質(zhì)有毒物質(zhì)蒸發(fā)量降水量穩(wěn)定塘內(nèi)典型的生態(tài)系統(tǒng)4、穩(wěn)定塘的分類：好氧塘:靠塘內(nèi)藻類的光合作用供氧兼性塘:塘內(nèi)好氧和厭氧生化反應(yīng)兼而有之厭氧塘:塘中耗氧超過藻類和大氣復(fù)氧曝氣塘:塘上設(shè)置機(jī)械曝氣或水力曝氣器1、好氧塘概述二.好氧塘1）簡述：池淺（一般深15~50cm，最多1m），停留時間一般2~6d，適于BOD5<100mg/L。

2）分類：

高負(fù)荷好氧塘：有機(jī)物負(fù)荷率高，污水停留時間短，塘水中藻類濃度很高。普通好氧塘：有機(jī)物負(fù)荷率也較高，塘的水深較高負(fù)荷好氧塘大，污水停留時間較長。深度處理好氧塘：有機(jī)負(fù)荷率很低，處理水質(zhì)良好。

14.1穩(wěn)定塘2、好氧塘的凈化機(jī)理有機(jī)物+O2+H+CO2+H2O+NH4++C5H7O2N（細(xì)菌）106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+C106H263O110N16P+138O2（藻類）圖好氧塘作用機(jī)理示意圖

白天藻類光合作用產(chǎn)生氧，吸收二氧化碳，則池內(nèi)溶解氧上升，PH值上升；晚上各種生物呼吸作用消耗氧，釋放二氧化碳，則溶解氧降低，PH值降低。3、好氧塘的生物種群1）細(xì)菌：降解有機(jī)物2）藻類：提供溶解氧3）原生動物、后生動物：指示生物，比活性污泥法和生物膜法少4）水蚤：捕食藻類和微生物，給高等動物提供餌料，過多抑制藻類和微生物數(shù)量5）水生植物：浮水植物（水葫蘆、浮萍、水花生）、沉水植物、挺水植物（蘆葦、水蔥）6）其他水生動物4、好氧塘的設(shè)計可用在有供污水處理利用的湖塘、洼地，氣候適應(yīng)、日照條件良好的地方。一般需對進(jìn)入好氧塘的污水進(jìn)行預(yù)處理。主要尺寸經(jīng)驗值多采用矩形，長寬比3:1～4:1,超高0.6～1m塘堤內(nèi)坡坡度為1:2～1:3，外坡坡度為1:2～1:5好氧塘一般不少于3座，規(guī)模很小時可采用兩座1、兼性塘概述三.兼性塘

兼性塘一般深1.0~2.0m，停留時間一般5~30d，上部為好氧層，下部為厭氧層，中部為兼性區(qū)。

14.1穩(wěn)定塘2、兼性塘凈化機(jī)理1)好氧區(qū)：同好氧塘2）兼性區(qū)：異養(yǎng)型兼性細(xì)菌，既可利用溶解氧氧化分解有機(jī)污染物，又可進(jìn)行無氧代謝。3）厭氧區(qū)：酸發(fā)酵，甲烷發(fā)酵圖兼性氧化塘凈化功能模式4）兼性塘的主要優(yōu)點①對水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷有一定的適應(yīng)能力；②在達(dá)到同等的處理效果條件下，其建設(shè)投資與維護(hù)管理費用低于其他生物處理工藝。3、兼性塘的生物種群

好氧塘種群+產(chǎn)酸菌+厭氧菌

產(chǎn)酸菌：在缺氧條件下將有機(jī)物分解為乙酸、丙酸、丁酸等有機(jī)酸和醇類厭氧菌：常見于兼性塘污泥區(qū)。4、兼性塘的設(shè)計常采用負(fù)荷法進(jìn)行計算，BOD5表面負(fù)荷按0.0002～0.010Kg/(m2．d)，氣溫升高，可采用較大負(fù)荷值；停留時間采用7～

180d。兼性塘主要尺寸經(jīng)驗值：多采用矩形，長寬比3:1～4:1,塘深1.2～2.5m塘堤內(nèi)坡坡度為1:2～1:3，外坡坡度為1:2～1:5好氧塘一般不少于3座，多采用串聯(lián)，第一塘面積占總面積

的30%～60%，單塘面積應(yīng)小于4hm2。1、厭氧塘概述四.厭氧塘

厭氧塘一般深2.5~5m，停留時間一般20~50d，表面積較小，深度較大，主要反應(yīng)是酸化和甲烷發(fā)酵

14.1穩(wěn)定塘2、厭氧塘的凈化機(jī)理

1）產(chǎn)酸發(fā)酵（復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化成簡單有機(jī)物）

2）甲烷化（簡單有機(jī)物轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳）

3）控制BOD5：N：P=100：2.5：13、厭氧塘的生物種群

參加反應(yīng)的只有細(xì)菌，系統(tǒng)中產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷菌共存（產(chǎn)酸菌和產(chǎn)乙酸菌的產(chǎn)物是產(chǎn)甲烷菌的營養(yǎng)物質(zhì)）。4、厭氧塘的設(shè)計有機(jī)負(fù)荷:BOD5表面負(fù)荷（kgBOD5/(hm2﹒d)）、BOD5容積負(fù)荷（kgBOD5/(m3﹒d)）、VSS容積負(fù)荷（kgVSS/(m3﹒d)）。我國常用200～600kgBOD5/(hm2﹒d)。多采用矩形，長寬比2:1～2.5:1,塘深2.0～4.5m

單塘面積不大于40000m2，儲泥深0.5m，超高0.6～1.0m塘堤內(nèi)坡1:1～1:3厭氧塘位于穩(wěn)定塘之首，進(jìn)水口距塘底0.6～1.0m，出水口距水面大于0.6m

14.1穩(wěn)定塘1、曝氣塘概述五.曝氣塘

曝氣塘是人工強(qiáng)化和自然凈化相結(jié)合的一種形式，適用于土地面積有限，不足以建成完全以自然凈化為特征的塘系統(tǒng)。有好氧曝氣塘和兼性曝氣塘兩種。4、曝氣塘的設(shè)計BOD5負(fù)荷常用200～600gBOD5/(hm2﹒d),懸浮固體濃度80～200mg/L。塘深與曝氣裝置功率有關(guān)，常用2.5～6.0m好氧曝氣塘停留時間1～10d，兼性曝氣塘7～20d一般不少于三座，串聯(lián)運(yùn)行1．穩(wěn)定塘的工藝流程

1）穩(wěn)定塘進(jìn)水的預(yù)處理

預(yù)處理的目的

①去除懸浮物，特別是可沉性懸浮物和油脂；②調(diào)整pH值，使進(jìn)水的pH值處于中性左右；③去除有毒有害物質(zhì)，使其濃度降至允許值以下。預(yù)處理工藝格柵、沉砂池、沉淀池、需要時應(yīng)增設(shè)除油池補(bǔ)充

14.1穩(wěn)定塘

2．穩(wěn)定塘的流程組合a.流程一:（圖）

預(yù)處理:格珊、沉砂池，塘主體:厭氧塘-兼氧塘-好氧塘流程，出水可達(dá)二級水平.b.流程二：（圖）酸化池代替厭氧塘，采用三級水生植物塘。

c.流程三

（圖）預(yù)處理:沉淀塘,中間:厭氧塘-兼性塘,最后:生態(tài)塘。d.流程四：（圖）城市污水格柵、沉砂池厭氧塘兼氧塘出水城市污水格柵、沉砂池酸化(水解)池水生植物塘2水生植物塘1出水水生植物塘3好氧塘城市污水沉淀塘厭氧塘兼氧塘出水泵房生態(tài)塘(控制出水塘)污泥沉淀塘城市污水格柵、沉砂池厭氧塘兼氧塘養(yǎng)殖蘆葦塘

工程實例一：深圳布吉塘

1．概況布吉鎮(zhèn)地處東經(jīng)1l40，北緯22o.33/

，南面緊鄰深圳特區(qū)，距市中心6km．面積93km2，屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，臺風(fēng)影響顯著，年平均氣溫22℃，最低月平均氣溫14.1℃，員高月平均氣溫28.3℃，年平均降雨量1926.7mm，年平均日照時數(shù)2208.7h。布吉河全長17km．穿越布吉鎮(zhèn)區(qū)，受納該鎮(zhèn)生活及生產(chǎn)廢水，也是泄洪渠道。布吉氧化塘設(shè)計能力2.5萬t／d，占地6.5hm2。1994年建成并運(yùn)行，投資1550萬元。2．處理程序(圖)3．主要設(shè)計參數(shù)

集水池、提升泵、沉砂池、厭氧塘、水生植物塘及曝氣塘、污泥干化場、植物處理場、儲砂場。4．處理效果

BOD5、SS均小于30mg/L，滿足二級污水處理廠出水要求。但有機(jī)物的去除尚不夠理想。

圖布吉塘廢水處理工藝流程及采樣點工程實例二：863實驗基地14.2污水土地處理123

概述土地處理系統(tǒng)的工藝類型

土地處理系統(tǒng)凈化原理

1.污水土地處理系統(tǒng)

在人工控制條件下，將污水投配在土地上，通過土壤—植物系統(tǒng)，進(jìn)行一系列物理、化學(xué)和生物凈化過程，使污水得到凈化的一種工藝。2．污水土地處理系統(tǒng)的組成

a.污水的預(yù)處理設(shè)備和污水的調(diào)節(jié)、貯存設(shè)備；

b.污水的輸送、配布與控制系統(tǒng)與設(shè)備；

c.土地凈化田和凈化水的收集、利用系統(tǒng)。一.概述

14.2污水土地處理1.凈化機(jī)理總括

1）物理過濾:懸浮物、病原體

2）物理吸附與物理化學(xué)吸附:N、P、重金屬

3）化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)沉淀:N、P、重金屬

4）微生物代謝作用下的有機(jī)物分解:BOD二.凈化原理

14.2污水土地處理2.各項污染物去除機(jī)理1）懸浮固體去除：過濾截留作用、沉淀、生物吸附、作物阻截2）BOD去除：表層吸附+生物降解3）氮去除：作物吸附吸收、生物脫氮、揮發(fā)4）磷去除：植物根系吸收、生物作用過程、吸附和沉淀5）金屬元素去除：吸附、沉淀、離子交換、螯合6）痕量有機(jī)物去除：揮發(fā)、光分解、吸附、生物降解7）病原微生物去除：過濾、吸附、干化、輻照、生物捕食、暴露在不利條件下1．慢速滲濾處理系統(tǒng)（SR系統(tǒng)不回收處理水）是將污水投配到種有作物的土地表面，污水緩慢地在土地表面流動并向土壤中滲濾，一部分污水直接為作物所吸收，一部分則滲入土壤中，從而使污水得到凈化的一種土地處理工藝(圖)。類型：農(nóng)業(yè)型和森林型

圖慢速滲濾示意圖三.工藝類型

14.2污水土地處理2．快速滲濾系統(tǒng)

（RI系統(tǒng)回收處理水）將污水有控制地投配到具有良好滲濾性能的土地表面，在污水向下滲濾的過程中，在過濾、沉淀、氧化、還原以及生物氧化、硝化、反硝化等一系列物理、化學(xué)和生物作用下，得到凈化的一種工藝(圖)。

3．地表漫流處理系統(tǒng)（OF系統(tǒng)）

將污水有控制地投配到多年生牧草、坡度和緩、土

壤滲透性差的土地上，污水以薄層方式沿土地緩慢動，在流動的過程中得到凈化。（圖）

圖地表漫流處理系統(tǒng)4．地下滲濾系統(tǒng)（SWI系統(tǒng)）

將污水有控制地投配到距地表一定深度、具有一定構(gòu)造和良好擴(kuò)散性能的土層中，使污水在土壤的毛細(xì)管浸潤和滲濾作用下，向周圍運(yùn)動且達(dá)到凈化污水要求的土地處理系統(tǒng)。（圖）

5.污水土地處理工藝類型比較

將污水投放到土壤經(jīng)常處水飽和狀態(tài)，且生長有蘆葦、香蒲等沼澤地上，在污水沿一定方向流動中，在耐水植物和土壤聯(lián)合作用下，污水得到凈化的工藝。1.優(yōu)點：1）效果穩(wěn)定可靠，出水水質(zhì)好；2）基建費用低；3）能耗低，運(yùn)行費用低；4）操作簡便；5）耐污及水力負(fù)荷強(qiáng)，抗沖擊負(fù)荷性能好；6）美化環(huán)境2.缺點：1）占地面積大

2）抵御惡劣氣候能力弱

3）凈化能力受作物生長情況的影響大

4）滋生蚊蠅

系統(tǒng)進(jìn)水與出水水質(zhì)比較一.概述

14.2濕地處理1.凈化機(jī)理總括

1）物理作用:沉降、過濾

2）化學(xué)作用：沉淀、吸附、分解

3）生物作用：微生物代謝

4）植物作用：植物代謝、植物吸收二.凈化原理

14.2濕地處理2.填料、植物、微生物作用

1）填料:不僅為植物和微生物提供生長介質(zhì)，還直接去除污染物

2）植物：凈化水質(zhì)、美化環(huán)境（挺水植物、沉水植物、浮水植物）

3）微生物：微生物代謝處理污水3.有機(jī)物、氮、磷的去除1）有機(jī)物去除不溶性有機(jī)物通過沉淀、過濾作用被截留利用；可溶性有機(jī)物通過植物根系生物膜的吸附、吸收以及生物代謝過程去除。2）氮的去除

a.有機(jī)基質(zhì)吸附；b.陽離子交換與固氮；c.植物吸收及其因收獲而去除；d.NH3揮發(fā)；e.微生物代謝形成新細(xì)胞；f.化學(xué)及生物