水污染控制_稳定塘及土地处理（PDF155页）

稳定塘和污水的土地处理14稳定塘和污水的土地处理14.1稳定塘14.2污水土地处理14.3人工湿地处理14稳定塘和污水的土地处理14.1稳定塘14.1稳定塘一概述二稳定塘的原理三稳定塘的分类及功能四稳定塘的净化机理五稳定塘的优缺点六稳定塘的工艺流程一概述稳定塘的发展及应用稳定塘(StabilizationPonds)［旧称氧化塘(OxidationPonds)］是一种利用天然净化能力的生物处理工艺。始于本世纪初，在美国、加拿大、澳大利亚等有一定发展，50～60年代稳定塘技术的发展较快；我国的环境保护技术政策规定：“城市废水处理，应推行废水处理厂与氧化塘、土地处理系统相结合的政策”。1985年，38座稳定塘；1988年，80多座；1990年，113座，处理水量190万m3/d；多用于处理中、小城镇的生活废水。建设中的氧化塘处理试验系统一概述自然条件下的生物处理法主要有水体净化法和土壤净化法两类。氧化塘和养殖搪，统称为生物稳定塘，其净化机理与活性污泥法相似；土壤渗滤和污水灌溉，统称为废水的土地处理，其净化机理与生物膜法相似。二稳定塘的原理三稳定塘的分类及功能稳定塘又称氧化塘，是一种天然的或人工修整的有机废水处理池塘。污水在塘内经较长时间的停留、储存，通过微生物的代谢活动，以及相伴随的物理、化学、物理化学的过程，使有机污染物、营养素和其他污染物质进行多级转换、降解和去除，实现污水的无害化、资源化与再利用。三稳定塘的分类及功能按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等划分：好氧塘兼性塘厌氧塘曝气塘强化塘储存唐综合生物塘溶解氧用途深度处理塘3.1好氧塘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0.15～0.5m，阳光能直接射透到池底，污水停留时间一般为2~6d。进水BOD5小于100mg/L。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。三稳定塘的分类及功能高负荷好氧塘普通好氧塘深度处理好氧塘1.3稳定塘的分类及功能3.1.1好氧塘的种类按照有机负荷的高低，好氧塘可分为设置在处理系统的前部，目的是处理污水和产生藻类。塘的水深较浅，水力停留时间短，有机负荷高。起二级处理作用。特点是有机负荷较高，塘的水深较高负荷好氧塘大，水力停留时间较长。设置在塘处理系统的后部或二级处理系统之后，作为深度处理设施。特点是有机负荷较低，塘的水深较高负荷好氧塘大。三稳定塘的分类及功能3.1.2好氧塘的净化机理)(2754222细菌有机物NOHCNHOHCOHO+++→++++216110263106243221381816122106OPNOHCHHPONOOHCO+→+++++−−藻类光合作用使塘水的溶解氧和pH呈昼夜变化。白天，藻类光合作用使CO2降低，pH上升。夜间，藻类停止光合作用，细菌降解有机物的代谢没有终止，CO2累积，pH下降。其平衡关系式如下：+⇔+⇔++⇔⇔++−−−−+−−HOHOHOHHCOOHCOHHCOCOHOHCO2322333222三稳定塘的分类及功能3.1.2好氧塘的净化机理三稳定塘的分类及功能3.1.3好氧塘内的生物种群好氧塘内的生物相比较丰富，生物种群主要有藻类、菌类、原生动物、后生动物等微型动物、水生植物。菌类主要是生存在水深0.5m的上层，浓度为1×108～5×109个/mL，主要种属与活性污泥和生物膜相同。原生动物和后生动物的种属数与个体数，均比活性污泥法和生物膜法少。藻类的种类和数量与塘的负荷有关，它可以反应塘的运行状况和处理效果。在有可供利用的湖塘、洼地，气温适宜、日照条件良好的地方，可以考虑采用好氧塘。好氧塘工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和个数。三稳定塘的分类及功能3.1.4好氧塘的设计三稳定塘的分类及功能3.2兼性塘三稳定塘的分类及功能兼性塘是在上层有氧、下层无氧的条件下净化污水的稳定塘。塘深通常为1.0~2.0m，上部是好氧层，下部是厌氧层，中层是兼性区。水力停留时间为5~30d。其运行效果取决于藻类光合作用产氧量和塘表面的复氧情况。-3.2.1兼性塘的净化机理三稳定塘的分类及功能3.2.1兼性塘的净化机理三稳定塘的分类及功能兼性塘不仅可去除一般的有机污染物，还可以有效地去除磷、氮等营养物质和某些难降解的有机污染物。兼性区的塘水溶解氧较低。异氧型兼性细菌，它们既能利用水中的溶解氧氧化分解有机污染物，也能在无分子氧条件下，以NO3-、CO32-作为电子受体进行无氧代谢。厌氧区无溶解氧。污泥层中的有机质由厌氧微生物对其进行厌氧分解，其厌氧分解包括酸发酵和甲烷发酵两个过程。CO2、NH3等代谢产物进入好氧层，部分逸出水面，部分参与藻类的光合作用。三稳定塘的分类及功能3.2.2兼性塘的设计三稳定塘的分类及功能3.2.2兼性塘的设计三稳定塘的分类及功能3.3厌氧塘厌氧塘是在无氧状态下净化污水的稳定塘，其有机负荷高，主要反应是酸化和甲烷发酵。塘深通常为2.5~5.0m，水力停留时间为20~50d。其运行效果取决于藻类光合作用产氧量和塘表面的复氧情况。三稳定塘的分类及功能3.3.1厌氧塘的净化机理厌氧塘对有机污染物的降解，是由两类厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段完成的。厌氧塘的设计运行，必须以甲烷发酵阶段的要求作为控制条件，控制有机污染物的投配率，以保持产酸菌与甲烷菌之间的动态平衡。控制有机酸浓度3000mg/L以下，pH值为6.5-7.5，进水的BOD5:N:P=100:2.5:1，硫酸盐浓度应小于500mg/L。三稳定塘的分类及功能3.3.2厌氧塘的生物种群细菌产酸菌产氢产乙酸菌产甲烷菌（1）有机负荷的表示方法有三种：BOD5表面负荷(kgBOD5/ha·d)BOD5容积负荷(kgBOD5/m3·d)VSS容积负荷(kgVSS/m3·d)三稳定塘的分类及功能3.3.3厌氧塘的设计和应用我国采用BOD5表面负荷。处理城市污水的建议负荷值为200～600kg/（hm2·d）。对于工业废水，设计负荷应通过试验确定。三稳定塘的分类及功能3.3.3厌氧塘的设计和应用⑵厌氧塘一般为矩形，长宽比为2:1~2.5:1。单塘面积不大于4hm2。塘水有效深度一般为2.0~4.5m,储泥深度大于0.5m，超高为0.6~1.0m。⑶厌氧塘的进水口离塘底0.6~1.0m,出水口离水面的深度应大于0.6m，使塘的配水和出水较均匀，进、出口的个数均应大于两个。厌氧塘的主要问题是产生臭气，可利用厌氧塘表面的浮渣层或采取人工覆盖措施防止臭氧逸出；也有用回流好氧塘出水使其布满厌氧塘表层来减少臭气逸出。厌氧塘不宜单独使用，通常作为前处理单元，如制浆造纸、酿酒、农牧产品加工、农药等工业废水和家禽和家畜粪尿废水等。也可用于处理城镇污水。三稳定塘的分类及功能3.3.3厌氧塘的设计和应用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。曝气塘有机负荷和去除率都比较高，占地面积小，但运行费用高，且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。三稳定塘的分类及功能3.4曝气塘三稳定塘的分类及功能3.4.1曝气塘的类型完全混合曝气塘中曝气装置的强度应能使塘内的全部固体呈悬浮状态，并使塘水有足够的溶解氧供微生物分解有机污染物。完全混合曝气塘部分混合曝气塘部分混合曝气塘不要求保持全部固体呈悬浮状态，部分固体沉淀并进行厌氧消化。塘内曝气机布置较完全混合曝气塘稀疏。曝气塘出水的悬浮固体浓度较高，排放前需进行沉淀，沉淀的方法可以用沉淀池，或在塘中分割出静水区用于沉淀。若曝气塘后设置兼性塘，则兼性塘要在进一步处理其出水的同时起沉淀作用。三稳定塘的分类及功能三稳定塘的分类及功能3.4.2曝气塘的设计曝气塘在工艺和有机物降解机理等方面与活性污泥法的延时曝气法相似。（1）BOD5表面负荷建议采用30～60gBOD/(m2·d);塘内悬浮固体浓度80～200mg/L之间。（2）塘深与采用的表面机械曝气装置的功率有关，一般在2.5～6.0m之间。（3）好氧曝气塘的停留时间为1～10d，兼性曝气塘的停留时间为7～20d。（4）曝气塘一般不少于3座，通常按串联方式运行稳定塘的主要性能对比项目曝气好氧兼性厌氧进水BOD5较低中等中等较高DO饱和饱和饱和过渡0（从上至下）0微生物好氧兼性好氧好氧兼性厌氧厌氧兼性氧源曝气藻类大气藻类、大气、无无净化速度快快慢停留时间短短长稳定塘的主要性能对比稳定塘的主要设计参数好 氧 塘兼 性 塘曝 气 塘厌 氧 塘典型BOD负荷(g/m2.d)常用停留时间(d)355~303~1020~50水深(m)0.3~0.51.2~2.52~62.5~5BOD5去除率(%)80~9550~7550~8050~70出水中藻类浓度(mg/L)主要用途及优缺点 处理其它生物处理的出水。水溶性BOD5浓度低，但藻类固体含量高，因而用途受到限制处理城市原污水及初级处理、生物滤池、曝气塘或厌氧塘出水。运行管理方便，适应能力强，是氧化塘中最常用的池型 常接在兼性塘后，用于工业废水的处理。易于操作维护，塘水混合均匀，有机负荷和去除率高 用于高浓度有机废水的初级处理，后接好氧塘可提高出水水质。污泥量少，有机负荷高。但出水水质差，并产生臭气10010~50008.5~172.2~6.78~3216~80四稳定塘系统的净化机理4.1稳定塘的生物及生态系统组成4.1.1生物组成四稳定塘系统的净化机理4.1稳定塘的生物及生态系统组成4.1.2水生植物类型四稳定塘系统的净化机理四稳定塘系统的净化机理四稳定塘系统的净化机理四稳定塘系统的净化机理四稳定塘系统的净化机理4.2稳定塘的净化机理四稳定塘系统的净化机理4.2稳定塘的净化机理4.2.1生物功能四稳定塘系统的净化机理四稳定塘系统的净化机理四稳定塘系统的净化机理4.2.2稳定塘内C、N、P的转化过程四稳定塘系统的净化机理4.2.2稳定塘内C、N、P的转化过程四稳定塘系统的净化机理四稳定塘系统的净化机理四稳定塘系统的净化机理4.2.2稳定塘内C、N、P的转化过程四稳定塘系统的净化机理四稳定塘系统的净化机理4.3稳定塘净化过程的影响因素五稳定塘的优缺点基建投资低，利用现有条件旧河道、沼泽地、谷地可利用作为稳定塘，稳定塘系统基建投资低。运行管理简单经济动力消耗低，运行费用较低，约为传统二级处理厂的1/3～1/5。可进行综合利用实现污水资源化，如将稳定塘出水用于农业灌溉，充分利用污水的水肥资源；养殖水生动物和植物，组成多级食物链的复合生物系统。优点占地面积大没有空闲余地时不宜采用。处理效果受气候影响如季节、气温、光照、降雨等自然因素都影响稳定塘的处理效果。设计运行不当时，可能形成二次污染如污染地下水、产生臭气和滋生蚊蝇等。五稳定塘的优缺点缺点为防止稳定塘内污泥淤积，污水进入稳定塘前应先去除水中的悬浮物质。常用设备为格栅、普通沉砂池和沉淀池。六稳定塘系统的工艺流程稳定塘处理系统的组成预处理系统稳定塘后处理设施(2)稳定塘的流程组合六稳定塘系统的工艺流程（3）稳定塘塘体设计要点六稳定塘系统的工艺流程应用实例2、处理流程及设计参数工艺流程采用：污水预处理塘集水池泵房厌氧塘(两级)兼性塘(六级)生态塘出水汉沽稳定塘系统平面示意图14.2污水土地处理14稳定塘和污水的土地处理14.2污水的土地处理一、概述二、土地处理系统对污水的净化机理三、土地处理系统的工艺选择和工艺参数四、土地处理系统应注意的几个问题污水土地处理是在人工调控下利用土壤-微生物-植物组成的生态系统使污水中的污染物净化的处理方法。在污染物得以净化的同时，水中营养物质和水分也得以循环利用。土地处理是使污水资源化，无害化和稳定化的处理利用系统。一概述污水土地处理系统起源于污水灌溉一概述人工调控土壤－微生物——植物目的：污水资源化、无害化、稳定化类型：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地（wetland）、地下渗滤发展方向：不受季节限制、二次污染可能性小、效率高（有机负荷或水力负荷）一概述BOD大部分是在土壤表层土中去除的。土壤中含有大量的种类