污水的自然生物处理

第7章污水的自然生物处理§7-1稳定塘§7-2污水的土地处理系统自然处理系统（NaturalTreatmentSystems）分为稳定塘系统和土地处理系统。1.稳定塘系统通过水—水生生物系统（菌藻共生系统和水生生物系统）对污水进行自然处理。2.土地处理系统利用土壤—微生物—植物系统的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能，对污水进行净化。与常规处理技术相比的优点(1)工艺简便、操作管理方便;(2)建设投资和运转成本低的特点;(3)净化效果良好，可达二级以上处理水平§7-1稳定塘一、概述二、稳定塘的净化机理三、好氧塘四、兼性塘五、厌氧塘六、曝气塘七、深度处理塘八、控制出水塘一、概述（ｐ258）1.概念是经过人工修整的土地，设围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。2.净化过程水体缓慢流动，长时间贮留，通过污水中微生物的代谢以及水生植物等多种生物的综合作用，使有机物降解。供氧主要是由塘内以藻类为主的水生浮游植物光合作用所产生的氧。净化过程包括好氧、兼性和厌氧三种状态。3.稳定塘的优点(1)充分利用地形，工程简单，投资省。(2)实现污水资源化。农业灌溉；鱼禽类供食用。(3)能耗少，维护方便，成本低廉。4.稳定塘的缺点(1)占地面积大。(2)污水净化效果受气候条件影响大。(3)防渗处理不当，易污染地下水。(4)散发臭气和滋生蚊蝇。5.稳定塘的分类（1）根据塘水中微生物优势群体类型和塘水的溶解氧工况分为：好氧塘；兼性塘；厌氧塘；曝气塘（2）根据处理水的出水方式分为连续出水塘；控制出水塘；贮存塘二、稳定塘的净化机理（一）稳定塘的生物及其生态系统1.稳定塘的生物（1）细菌：起主要作用。①好氧菌和兼性菌②产酸菌（兼性异养菌）③厌氧菌④硝化菌（2）藻类稳定塘是菌藻共生体系，通过光合作用提供溶解氧。（3）原生动物和后生动物无规律，数量不等，不作为指示生物。水蚤摇蚊幼虫（4）水生植物可提高对有机物和氮磷等无机营氧物的去除效果，水生植物还可收获有其他用途。浮水植物；沉水植物;挺水植物。（5）其它水生动物塘水养鱼和放养鸭鹅等水禽。2.稳定塘生态系统菌藻共生体系是稳定塘中最基本的生态系统。例如：兼性塘的生态系统（1）不同种群的关系（2）稳定塘中各种物质的迁移和转化。流入污水可沉物质风阳光处理水好氧区兼性区厌氧区衰死菌类衰死菌类藻类新细胞光合作用藻类O2好氧分解有机污染物细菌细菌新细胞甲烷有机酸醇厌氧发酵有机污染物厌氧分解厌氧发酵CO2+NH3H2OPO4图20-3稳定塘内典型的生态系统O2O22CH4CO2NH4污泥层（2）稳定塘中各种物质的迁移和转化。①.碳的转化与循环②.氮的转化与循环③.磷的转化与循环④.有害物质的转化（二）稳定塘对污水的净化作用1.稀释作用2.沉淀和絮凝作用3.好氧微生物的代谢作用4.厌氧微生物的代谢作用5.浮游生物的作用藻类供氧，吸收氮磷；浮游动物吞食游离细菌和细小悬浮物和污泥颗粒，分泌粘液产生絮凝作用。6.水生维管束植物的作用吸收氮磷；根部富集重金属；供氧；为细菌和微生物提供生长介质。（三）稳定塘净化过程的影响因素1.温度2.光照3.混合4.营养物质5.有毒物质6.蒸发量和降雨量：7.污水的预处理三、好氧塘1.概述：好氧塘是一种主要靠塘内藻类的光合作用供氧的氧化塘。它的水深较浅，一般在0.3-0.5m，阳光能直接射透到池底，藻类生长旺盛，加上塘面风力搅动进行大气复氧，全部塘水都是好氧状态。2.分类高速率好氧塘，低速率好氧塘，深度处理塘3.好氧塘的特点净化能力强，有机污染物降解速率高，污水在塘内停留时间短。预处理要求严格；占地面积大，处理水中含有大量藻类，需进行除藻处理，对细菌的去除效果也差。四、兼性塘1.概述：兼性塘的水深一般在l.0-2.5m，塘内好氧和厌氧生化反应兼有。上部水层中塘水维持好氧状态塘底厌氧层。在好氧层和厌氧层之间，存在着一个兼性层。2.兼性塘主要特点微生物种属多，生物相丰富，净化反应复杂。抗冲击能力强，建设投资和维护管理费用低。3.应用常用于处理城市一级或二级处理出水五、厌氧塘1.概述：厌氧塘的水深一般在2.5m以上，最深可达4-5m。当塘中耗氧超过藻类和大气复氧时，就使全塘处于厌氧分解状态。因而，厌氧塘是一类高有机负荷的以厌氧分解为主的生物塘。其表面积较小而深度较大，水在塘中停留20-50d。2.特点它能以高有机负荷处理水量不大的高浓度废水，污泥量少，但净化速率慢、停留时间长，并产生臭气，出水不能达到排放要求，因而多作为好氧塘的预处理塘使用。六、曝气塘1.概述为了强化塘面大气复氧作用，可在氧化塘上设置机械曝气或水力曝气器，使塘水得到不同程度的混合而保持好氧或兼性状态。2.分类好氧曝气塘；兼性曝气塘3.曝气塘的特点有机负荷和去除率都比较高；占地面积小；运行费用高；出水悬浮物浓度较高，使用时可在后面连接兼性塘来改善最终出水水质。七、深度处理塘是常规或稳定塘二级处理出水，使出水水质达到一定高度的水质标准，以适应受纳水体或回用对水质的要求。多采用好氧塘形式，也有采用曝气塘的，兼性塘采用较少。进水BOD、COD低，难降解物质，所以去除率低。具体去除物质BOD、COD的去除细菌的去除藻类的去除氮、磷的去除八、控制出水塘污水贮存，待降解功能恢复正常，处理水水质达到排放要求，稳定塘开始正常运行。多采用兼性塘，很少采用好氧塘和厌氧塘。§7-2污水的土地处理系统一、概述1.概念就是在人工控制的条件下，将污水投配在土地上，通过土壤—植物系统，进行一系列物理、化学、物理化学和生物化学的净化过程，使污水得到净化的一种污水处理工艺。2.污水土地处理系统的组成（1）污水预处理设备（2）污水的调节、贮存设备（3）污水的输送、配水与控制系统与设备（4）土地净化田（5）净化水的收集、利用系统二、净化机理1.物理过滤2.物理吸附和物化吸附3.化学反应和化学沉淀4.微生物代谢作用下的有机物分解三、污水土地处理系统工艺1.慢速渗滤系统（1）将污水投配到种有作物的土地表面，污水缓慢的在土地表面流动并向土壤中渗滤。（2）用于渗透水性能良好的土壤（如砂质土壤），它适用于蒸发量小，气候湿润地区；（4）种植作物：多年生牧草（以处理污水为主要目的）谷物（以利用为主要目的）（5）去除效果：对污水的BOD5、COD、N的去除率分别为95%，90%，80～90%，净化效果好。2、快速渗滤系统将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土地表面，净化污水。污水周期地向渗滤田灌水和休灌，表层土壤交替地处于厌氧-好氧状态，有机物被土层中的微生物所分解，同时也对N、P进行了去除。3、地表漫流处理系统将污水有控制地投配到多年生牧草、坡度和缓、土壤渗透性差的土地上，污水以薄层方式沿土地缓慢流动，在流动的过程中得到净化。净化污水的同时，种植作物，如：牧草，可获得一定的经济效益。4.湿地处理系统将污水投配到土壤经常处于水饱和状态而且生长有芦苇、香蒲等耐水植物的沼泽地上，污水沿一定方向流动，在耐水植物的土壤联合作用下而得到净化的一种土地处理工艺。（1）作用机理物理过滤：物理和化学吸附：络合反应和化学沉淀：（2）湿地处理系统分类①天然湿地系统利用天然洼淀、苇塘，并加以人工修整而成。水深30-80cm,净化作用类似好氧塘，适宜做污水的深度处理。②、自由水面人工湿地：用人工筑成水池或沟槽状，地面铺设隔水层以防渗漏，再充填一定深度的土壤层，土壤层种植芦苇一类的维管束植物，污水由湿地的一端通过布水装置进入，并以较浅的水层在地表上以推流方式向前流动，从另一端溢入集水沟，在流动地程中保持着自由水面。有机负荷率介于18-110kgBOD5/(ha·d)，幅度较大。③、人工潜流湿地处理系统是人工筑成的床槽，床内充填介质支持芦苇类的挺水植物生长，床底设粘土隔水层，并具有一定的坡度。污水从沿床宽度设置的布水装置进入，水平流动通过介质，与布满生物膜的介质表面和溶解氧充分的植物根区接触，在这一过程中得到净化。5.污水地下渗滤处理系统将经过化粪池或酸化水解池浴处理后的污水有控制地通入设于地下距地面约0.5m深处的渗滤田，在土壤的渗滤作用和毛细管作用下，污水向四周扩散，通过过滤、沉淀、吸附以及微生物作用下的降解作用，使污水得到净化。