污水的生态净化处理法.ppt

第3章 污水的生态净化处理法,第一节 污水的土地处理 一、土地处理系统的净化机理 二、土地处理基本工艺 三、土地处理系统工艺选择和工艺参数第二节 人工湿地处理 一、湿地与人工湿地概念 二、国内外人工湿地现状与进展 三、人工湿地工艺原理 四、人工湿地的设计 五、人工湿地处理举例第三节 污水的稳定塘处理 一、稳定塘的工艺原理及优缺点 二、污水稳定塘分类与设计要点 三、稳定塘总体布置与工艺流程选择,传统常规污水治理工艺投资大、耗能高，运行管理要求高。以去除碳源污染物为主，对氮磷等营养物质的去除则微乎其微，其出水排入环境水体后易引起富营养化等。我国经济发展水平不高，能源短缺，许多地方缺乏高水平操作管理人员，只能将污水进行一级物理处理，即使已经兴建的许多二级污水处理工程，由于处理成本和维持费用昂贵而经常处于间歇运行或者根本不运行的状态，导致大量建设资金的浪费和环境污染的日趋恶化。,由生态学和环境工程学两学科交叉产生的生态净化污水处理技术，利用自然生态系统中物理、化学和生态等的协同作用实现污水的净化，具有投资少、运行费用低、维持技术水平要求低和能耗小等特点，作为传统污水处理技术的一种廉价替代工艺，受到世界各国的重视，成为污水处理领域应用研究的热点之一，近二三十年得到了迅速发展。生态净化污水处理技术更注重整体综合治理，已被越来越多的国家和地区所采用，水污染治理正在从传统的治理技术向生态环境友好治理技术的方向发展。,第一节 污水土地处理,污水土地处理是在在农田灌溉的基础上，运用人工调控利用土壤-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。土地处理是以土地作为主要处理系统的污水处理方法，其目的是净化污水，控制水污染，其设计参数（如负荷率）需通过试验研究确定。土地处理技术有五种类型：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地和地下渗滤系统。土地处理系统是由污水预处理设施，污水调节和储存设施，污水的输送、布水及控制系统，土地净化田，净化出水的收集和利用系统等五部分组成。,污 水 土 地 处 理,污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。,一、土地处理系统的净化机理,BOD的去除,磷和氮的去除,悬浮物质的去除,病原体的去除,重金属的去除,污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。,一、土地处理系统的净化机理,BOD的去除,磷和氮的去除,悬浮物质的去除,病原体的去除,重金属的去除,污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。,BOD的去除,磷和氮的去除,悬浮物质的去除,病原体的去除,重金属的去除,一、土地处理系统的净化机理,污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。,一、土地处理系统的净化机理,BOD的去除,磷和氮的去除,悬浮物质的去除,病原体的去除,重金属的去除,污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。,一、土地处理系统的净化机理,BOD的去除,磷和氮的去除,悬浮物质的去除,病原体的去除,重金属的去除,二、土 地 处 理 基 本 工 艺,土 地 处 理 基 本 工 艺,土 地 处 理 基 本 工 艺,土 地 处 理 基 本 工 艺,土 地 处 理 基 本 工 艺,土地处理系统工艺类型的选择主要是根据土壤性质、透水性、地形、作物种类、气候条件和废水处理程度的要求来选择。土地处理系统的主要工艺参数为负荷率。常用的负荷率有水量负荷和有机负荷，有时还辅以氮负荷和磷负荷。,三、土 地 处 理 系 统 的 工 艺 选 择 和 工 艺 参 数,表3-2 国内几种污水土地处理系统的运行数据,表3-3 污水土地处理技术的适用范围 m3/d,第二节 人工湿地处理,人工湿地技术利用自然生态系统中的物理、化学和生态等协同作用实现污水的净化，具有出水水质好，氮、磷去除效率高，运行维护管理方便，投资及运转费用低等特点，20世纪80年代以来，在我国得到了迅速发展。1987年，天津市环境保护研究所建成我国第一座芦苇湿地工程；1990年，华南环境保护研究所建成深圳白泥坑人工湿地示范工程，以及近年来成都市活水公园和沈阳市建成通水的马官桥污水生态处理厂，都是人工湿地污水处理的典型范例。,建设中的人工湿地处理试验系统,人 工 湿 地 系 统,无植物时人工湿地系统空白试验,人工湿地系统植物栽种,昆明滇池人工湿地处理暴雨径流试验系统,沉砂池,格栅,湿地1,泄洪沟,泻洪闸,示范工程（占地6.2公顷）,人工湿地处理暴雨示范工程,一、湿地与人工湿地概念,1湿 地,湿地(wetland)是陆生生态与水生生态之间的过渡地带，其基质(土壤、砂、卵石等)在一年中大部分时间处于水饱和状态或被浅水所淹没，长期或间歇地生长有水生植物。1982年3月12日修正的“国际湿地公约”中，把湿地定义为：“不问其天然或人工，长久或暂时性沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动或为淡水、半咸水，包括低潮时不超过6m的水域”。,2人工湿地,人工湿地（CW，Constructed Wetland），美国著名的湿地研究、设计与管理专家Hammer等人将人工湿地定义为：一个为了人类的利用和利益，通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水植物、动物和水体组成的复合体。有人认为：人工湿地是指通过模拟天然湿地的结构与功能，选择一定的地理位置与地形，根据人们的需要人为设计与建造的湿地。,三、人工湿地工艺原理,1 人工湿地组成与结构类型 2 人工湿地去除污染物的机理,1 人工湿地组成与结构类型,1）人工湿地的组成人工湿地由五部分组成：水，基质，植物，水生动物及其微生物群落。湿地净化污水主要是靠基质-微生物-植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用来实现。,（2）基质 主要有：石块、砾石、砂粒、细砂、砂土和土壤等。这些基质既可为微生物的生长提供稳定的依附表面，也可为水生植物提供支持载体和生长所需的营养物质，当污水流经人工湿地时，基质通过一些物理、化学途径（如吸附、吸收、过滤、络合反应和离子交换等）来净化污水中的各种有机污染物。,（1）水体：是人工湿地处理的对象，它在人工湿地系统中具有很重要的意义，目前人工湿地处理对象水体十分广泛，今后其所处理的对象水体将进一步拓宽。,（3）水生湿地植物：水生湿地植物是人工湿地的重要组成部分，对污染物的降解和去除有重要作用。,（4）微生物：微生物在湿地基质中与其他动物和植物共生体的相互关系起着核心作用。,可分为三种类型：,2）人工湿地的类型,污水在填料表面下渗流，充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其他作用处理污水。水力负荷与污染负荷较大，对BOD，COD及重金属等处理效果好,它在污水处理中得到了广泛的应用。,2人工湿地去除污染物的机理,人工湿地对污水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用，对许多污染物都有很好的去除效果，污染物种类不同其去除机理也不尽相同。湿地系统成熟后，填料表面和植物根系由于大量微生物生长而形成生物膜，污水流经生物膜时，大量的SS被填料和植物根系阻挡截留，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。湿地系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次出现好氧、缺氧、厌氧状态，而且还可以通过硝化、反硝化作用将其除去，最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。,人工湿地对有机污染物具有较强的去除能力。不溶性有机物通过在湿地基质中的沉积、过滤作用可以很快地被截留进而被分解或利用；可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及厌氧好氧生物代谢降解过程而被分解去除。,（1）有机物的去除机理,人工湿地中微生物种群在人工湿地污水净化过程中起着极其重要的作用，主要的生物化学反应大多是在微生物和酶的作用下进行的。人工湿地中的微生物极其丰富，芦苇床系统根表面根际土的细菌数量可达108个/g(干重)，且趋于稳定，季节变化不大。不同的湿地类型中具有不同的优势菌属：人工芦苇湿地系统中的优势菌属主要有3种，与天然的芦苇床中的优势微生物组成基本相等。几种优势菌属均为快速生长微生物，而且其体内大多含有降解质粒，它们是污水中有机物分解的主要微生物种群。,（2）微生物的净化机理,（3）氮、磷的去除机理,氮在污水中主要以有机氮和NH3-N两种形态存在，进入人工湿地系统的有机氮在微生物的作用下比较容易转化为NH3-N，NH3-N能够引起地表水体的富营养化，对动植物都有毒害作用，是需要有效去除的重要污染指标。人工湿地去除NH3-N的机理是通过硝化反应先将NH3-N氧化成NO3-N，再通过反硝化反应将NO3-N还原成N2 而从水中逸出。,四、人工湿地的设计,1选址2确定系统组合形式3确定水力负荷 根据文献或经验而定。4选择植物5计算表面积 6确定长宽比7结构设计,五、人工湿地处理举例成都市活水公园,成都市活水公园据说是世界上第一座以水为主题的城市人工湿地公园。由(美国)贝西达蒙女士创意，美国风景园林设计师玛吉和韩国建筑师崔在希以及中国园林、环境、水利等诸多专家共同设计，精心建造而成。因其奇特的设计和美妙全新概念的公园主题而荣获了第十二届国际“优秀水岸奖”最高奖和国际环境设计研究会和美国地域杂志1999授予的“环境设计奖”。,活水公园,位于锦江府河畔，于1998年落成，占地2.8万平方米。没有围墙，不管从那个路口进，都是门，整体设计为鱼形，鱼长525米，宽75米，寓意人与水、人与自然的关系鱼水难分，主要由“人工湿地生物净水系统”、“模拟自然森林群落”和“生态教育馆”等部分构成。公园向人们演示被污染的水在自然界中由“浊”变“清”，由“死”变“活”的生命过程，故取名为“活水”。在这里，湿地喻示地球的“肾”，而园内特有的森林群落则喻示地球的“肺”。提醒大家：森林与水，是不可分的整体，他们对地球环境有着特别重要的作用。成都市府南河整治工程因活水公园珍珠般的点缀而捧得“联合国人居奖”，“活水公园”也因此而一举成名。,污水净化工艺流程,公园各部分剖析,在公园首部的“鱼嘴”部位，部分河岸堡坎被拆除，代之以地方石材砌筑的浅滩，使河水可以直接进入园内，为人们提供了亲近河水的场地。在这个地段，大量种植有天竹桂、桢楠、黑壳楠、桫椤、连香、峨眉含笑等植物。乔、灌、花、草形成仿自然植物群落，并配以台阶式浅滩，为人们提供一个在城市中回归自然，享受野外山林的场地。“活水”之源，是公园最高程，“鱼”之首，水轮旋转不断提取府南河之水，并梯级流经“人工湿地处理系统”，产生净水排放府南河，水车坊之楼内是供休闲的环境优稚的茶坊。,厌氧沉淀池,厌氧沉淀池，即“鱼眼”，是“活水”制造第一道工序。它是人工湿地生物净水系统的预处理装置，容积约780立方米。该池采用物理沉淀厌氧接触与生物膜过滤相结合的方法，将水车坊泵入池中的污水中的大部分悬浮物和部分可溶性有机物去除，使大部分悬浮物或沉于池底或浮于水面，由人工清除；使部分高分子有机物分解成较简单的物质(CH4、H2O、CO2、NH3-N、N2等)，或排入大气或随水流入下道工序成为动植物生长的养分。池中雕塑是一滴山泉在显微镜下的形态，表现洁净水的原始自然状态。,水流雕塑,经过初步沉淀的水，流入一串形似花瓣的莲花石溪，称为“水流雕塑”震荡中充分地曝气充氧，增强水中的含氧量。在水流过水流雕塑时，会自动使水流产生摆动与水花，增加水与大气的接触机会和接触面积，从而增加水中的溶解氧含量；同时也把上下两个工艺单元的水有机地联接起来并可供游人观赏，达到一物多用的目的。,兼氧池,水通过水流雕塑后，进入微生物池，也叫“兼氧池”。它的深度为1.6米、容积约为48立方米，是人工湿地的前端配水装置。池中兼氧微生物和植物等对有机污染物和重金属有一定的降解作用。微生物依伏在植物的根部，做了植物的肥料，污水在池中被微生物部分净化后，从兼氧微生物池泵入植物池。,人工湿地塘床生态系统,即“鱼鳞”，是活水公园污水处理工程的核心部分，由6个植物塘和12个植物床组成。尚待净化的污水在这里经沉淀、吸附、氧化还原、微生物分解、动植物吸收等作用，多项水质指标明显改善。其中养殖的植物达数十种，包括：浮水植物(如浮萍、紫萍、凤眼莲、睡莲)、挺水植物(如芦苇、水烛、茭白、伞草、菖蒲、马蹄莲、灯心草）、浮叶植物（莲、睡莲）、沉水植物(如金鱼藻、黑藻)等，还有多种鱼类、昆虫和两栖动物等构成良性的湿地生态系统。一年四季都是绿郁郁的。它们不是生长在土壤上，而是生长在污水浸泡着的碎石床中。水从石头之间流过，污染物就被吸附住。因为石头上生长着微生物。它们将污水中的有机污染物分解成为对植物有用的营养。植物依靠水中的污染物生长，植物对污染物的清除能力很彻底。,养鱼塘,水面约680平方米。经人工湿地净化后的水汇集到这里，水质能达类水域标准。池内锦鲤、金鱼等水生动物既供游人观赏，其生长状况也是对水质好坏的直观监测。如果养鱼塘中出现了异常(如鱼类大量死亡)，则此水未净化达到类水标准要求，不能供儿童戏水使用。在活水公园中得到净化的水从这里流向府南河。在活水公园与府南河连接的堤岸边，人们可以直接接触被净化的河水。,活水公园污水处理效果,活水公园其实就是一座小型的污水处理厂，走过厌氧池、兼氧池、植物塘床系统、养鱼塘、戏水池陶醉在大自然的美妙和谐中时，便在不经意间体验到水与自然界由“浊”变“清”、由“死”变“活”的全部生命过程。活水公园人工湿地塘床系统为多级植物塘(简称塘)和植物床(简称床)单元混合及主系统套子系统的结构以及配套的前处理设施和出水再利用设施。是二级处理和深度处理合为一体的完整的污水处理工程。多级塘和床单元根据流程顺序及净化功能分为三个等级的塘(即一级塘、二级塘、三级塘，一级塘为初级塘，以后的二、三级塘为中、高级塘)和两个等级的床(即一级床、二级床，一级床为初级床，二级床为高级床)。塘1、塘2为一级塘，塘3、塘4为二级塘，塘5、塘6为三级塘；床1床5为一级床，床6床7为二级床。厌氧池、兼氧池和初级塘床相当于二级水处理设施，高级塘床及后续的鱼塘相当于深度水处理设施。,1）处理水量 其设计日处理水量200m3，实际运行处理水量300 m3/d 400m3/d。,2）处理水质（1）进水水质 进水为已受人为污染的府河水，自工程建成起，从紧靠活水公园的府河大安街断面的水质监测数据可知，大安街断面的府河水已经受到污染，BOD、COD和oil已起过GB3838-2002 V类水标准，已达不到一般城市景观用水的要求。（2）运行状况与出水水质 人工湿地处理系统进水的污染是较严重的，系统进水的COD、BOD、oil都超过GB3838-2002 V类水标准。但在人工湿地系统处理过程中逐级变清，其COD、BOD、oil、NH3-N到养鱼塘1的去除率可达80%以上，养鱼塘和戏水池的水质可达到GB838-2002类水标准，达到生活饮用水地表水源地一级保护区用水水质标准要求。,成都市活水公园展示了人工湿地系统处理污水工艺的基本方法是“去污保水，种草养鱼，建设良性人工湿地生态系统”，并展示了水污染治理追求的目标是“用绿叶鲜花装饰大地，把清水活鱼类送还自然”的人与鱼及水生生物协调发展的自然景观。,在污水净化的每一个环节，都种植了适应不同水中生长的植物。如：净化污水的天笠槐、亮叶花；供人观赏的桫椤、观音莲等。也就在这一刻，让人深刻地感知到了什么是生命的际遇与契合，活水公园让水焕发出生命原初的博大与纯洁。人工湿地系统净水工艺能较充分地利用大自然的大型植物及其基质的自然净化能力净化污水并在净化污水的过程中促进大型动植物生长，增加绿化和野生动物栖息地的面积，有利于促进良性生态环境的建设，有显著的社会、环境和经济效益。,第三节 污水的稳定塘处理,一、稳定塘的工艺原理及优缺点二、污水稳定塘分类与设计要点三、稳定塘总体布置与工艺流程选择,稳定塘又名氧化塘或生物塘。稳定塘对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似，是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。稳定塘多用于小型污水处理，可用作一级处理、二级处理，也可用作三级处理。,概 述,一、稳定塘的工艺原理及优缺点,稳定塘也属于污水的生物处理设施，又称氧化塘。稳定塘净化污水的原理与自然水域的自净机理十分相似，污水在塘内滞留的过程中，水中的有机物通过好氧微生物的代谢活动被氧化分解，或经过厌氧微生物的分解而达到稳定化的目的。好氧微生物代谢所需的溶解氧由塘表面的大气复氧作用以及藻类的光合作用提供，有时也可以通过人工曝气补充供氧。稳定塘是复杂的半人工生态系统。稳定塘生态系统由生物及非生物两部分构成。其中生态系统部分主要有细菌、藻类、原生动物、后生动物、水生植物以及高等水生动物。非生物部分主要包括光照、风力、温度、有机负荷、pH值、溶解氧、二氧化碳、氮和磷营养元素等。,细菌与藻类的共生关系构成稳定塘的重要生态特征。在光照及温度适宜的条件下，藻类利用二氧化碳、无机营养和水，通过光合作用合成藻类细胞并放出氧气。异养菌利用溶解在水中的氧降解有机质，合成CO2、NH3、H2O等，又成为藻类合成的原料，其结果是污水中溶解性有机物逐渐减少，藻类细胞和惰性生物残渣逐渐增加并随水排出。在稳定塘中，细菌和藻类是浮游动物的食料，而浮游动物又作为鱼类的食物，高等水生动物也可以直接以大型藻类和水生植物为饲料，形成多条食物链，构成稳定塘中各种生物相互依存、相互制约的复杂生态系统，,稳定塘生态系统的非生物组成部分的作用也是非常重要的。光照影响藻类的生长及水中溶解氧的浓度，温度会影响微生物的代谢作用，有机负荷则对塘内细菌的繁殖及氧、二氧化碳含量产生影响，pH值、营养元素等其他因子也可能成为制约因素。稳定塘是各种污水处理塘的总称。按塘内充氧状况和微生物的优势群体不同，可将稳定塘分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘和曝气塘四种类型。按照处理后达到的水质要求，污水稳定塘又可分为常规塘和深度处理塘。按照出水的连续性和出水量，可以把塘分为连续塘和贮存塘。,不同类型的塘可以单独用于污水处理中，也可以是多种类型稳定塘的组合。在稳定塘污水处理系统中，常常出现系统的各种组合方式，有各类塘不同排列的组合，有串联和并联的组合，有带回流或多级配水的串联组合等。各种类型的稳定塘有各自的特点，将各种不同的稳定塘按适当的方式组合，往往比单独塘的处理效果好。在稳定塘处理系统中，每一个单塘设计的最优，不能代表塘系统整体的最优，如何使稳定塘系统整体上达到处理效果最佳，经济上最合理，是稳定塘系统设计的关键。,稳定塘的优点基建投资低 当有旧河道、沼泽地、谷地可利用作物作为稳定塘时，稳定塘系统的基建投资低。运行管理简单经济 稳定塘运行管理简单，动力消耗低，运行费用较低，约为传统二级处理厂的1/31/5。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态系统。稳定塘的缺点占地面积大 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。设计不当时，可能形成二次污染 如污染地下水、产生臭氧和滋生蚊蝇等。,稳定塘的优缺点,二、污水稳定塘分类与设计要点,1好氧塘2厌氧塘 3兼性塘4曝气塘,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,深度处理塘,水生植物塘,生 态 塘,完全储存塘,稳 定 塘 的 分 类,好 氧 塘,兼 性 塘,厌 氧 塘,曝 气 塘,深度处理塘,好氧塘的深度较浅，阳光能透至塘底，全部塘水内都含有溶解氧，塘内菌藻共生，溶解氧主要是由藻类供给，好氧微生物起净化污水作用。,兼性塘的深度较大，上层是好氧区，藻类的光合作用和大气复氧作用使其有较高的溶解氧，由好氧微生物起净化污水作用；中层的溶解氧逐渐减少，称兼性区（过渡区），由兼性微生物起净化作用；下层塘水无溶解氧，称厌氧区，沉淀污泥在塘底进行厌氧分解。,厌氧塘的塘深在2m以上，有机负荷高，全部塘水均无溶解氧，呈厌氧状态，由厌氧微生物起净化作用，净化速度慢，污水在塘内停留时间长。,曝气塘采用人工曝气供氧，塘深在2m以上，全部塘水有溶解氧，由好氧微生物起净化作用，污水停留时间较短。,深度处理塘又称三级处理塘或熟化塘，属于好氧塘。其进水有机污染物浓度很低，一般BOD530mg/L。常用于处理传统二级处理厂的出水，提高出水水质，以满足受纳水体或回用水的水质要求。,塘内存在着菌、藻和原生动物的共生系统。塘内的藻类进行光合作用，释放出氧，塘表面的好氧型异氧细菌利用水中的氧，通过好氧代谢氧化分解有机污染物并合成本身的细胞质（细胞增殖），其代谢产物CO2则是藻类光合作用的碳源。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。,好 氧 塘,基本工作原理,好 氧 塘,好氧塘内的生物种群主要有藻类、菌类、原生动物、后生动物、水蚤等微型动物。,菌类主要是生存在水深0.5m的上层，浓度为11085109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，它可以反映塘的运行状况和处理效果。,好 氧 塘,好氧塘内的生物种群,好氧塘的主要尺寸的经验值如下：好氧塘多采用矩形，表面的长宽比为3:14:1，一般以塘深的1/2处的面积作为计算塘面。塘堤的超高为0.61.0m；塘堤的内坡坡度为1:21:3（垂直:水平）外坡坡度为1:21:5（垂直：水平）；（3）好氧塘可由数座串联构成塘系统，也可采用单塘；（4）作为深度处理塘的好氧塘总水力停留时间应大于15d；（5）好氧塘可采取设置充氧机械设备、种植水生植物和养殖水产品等强化措施。,好 氧 塘,好氧塘内的设计,好氧塘工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和个数。,厌氧塘对有机污染物的降解，与所有的厌氧生物处理设备相同，是由两类厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段来完成的。即先由兼性厌氧产酸菌将复杂的有机物水解、转化为简单的有机物(如有机酸、醇、醛等)，再由绝对厌氧菌（甲烷菌）将有机酸转化为甲烷和二氧化碳等。由于甲烷菌的世代时间长，增殖速度慢，且对溶解氧和pH敏感，因此厌氧塘的设计和运行，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，以保持产酸菌和甲烷菌之间的动态平衡。应控制塘内的有机酸浓度在3000mg/L以下，pH为6.57.5，进水的BOD5：N：P=100:2.5:1,硫酸盐浓度应小于500mg/L，以使厌氧塘能正常运行。,厌氧塘,基本工作原理,厌氧塘的设计通常是用经验数据，采用有机负荷进行设计的。设计的主要经验数据如下：有机负荷 我国采用BOD5表面负荷。处理城市污水的建议负荷值为200600kg/（hm2d）。对于工业废水，设计负荷应通过试验确定。厌氧塘一般为矩形，长宽比为2:12.5:1。单塘面积不大于4hm2。塘水有效深度一般为2.04.5m,储泥深度大于0.5m，超高为0.61.0m。厌氧塘的进水口离塘底0.61.0m,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。厌氧塘很少用于单独污水处理，而是作为其他处理设备酸的前处理单元。厌氧塘宜用于处理高浓度有机废水，也可用于处理城镇污水。,厌氧塘,设计和应用,好氧区对有机污染物的净化机理与好氧塘相同。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。发酵过程中未被甲烷化的中间产物进入塘的上、中层，由好氧菌和兼性菌继续进行降解。而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。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 塘,工 作 原 理,兼性塘的有效水深一般为1.02.0m。,兼性塘一般采用负荷法进行计算，我国建立了较完善的设计规范。兼性塘的主要尺寸的经验值如下：兼性塘一般采用矩形，长宽比3:14:1。塘的有效水深为1.22.5m,超高为0.61.0m,储泥区高度应大于0.3m。兼性塘的堤坝的内坡坡度为1:21:3（垂直:水平），外坡坡度为1:21:5。（3）兼性塘可与厌氧塘曝气塘好氧塘水生植物塘等组合成多级系统，也可由数座兼性塘串联构成塘系统；（4）兼性塘系统可采用单塘，在塘内应设置导流墙；（5）兼性塘内可采取加设生物膜载体填料、种植水生植物和机械曝气等强化措施。,兼 性 塘,兼性塘的设计,曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘。,曝 气 塘,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。曝气塘的水力停留时间为310d，有效水深26m。曝气塘一般不少于3座，通常按串连方式运行。,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。,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。其塘内曝气机布置较完全混合曝气塘稀疏。,完 全 混 合 曝 气 塘,部 分 混 合 曝 气 塘,曝气塘的两种类型,完 全 混 合 曝 气 塘,部 分 混 合 曝 气 塘,建设中的氧化塘处理试验系统,法国南部某镇（MeZe），氧化塘污水处理系统,MeZe生态中心的氧化塘实验装置,MeZe氧化塘处理系统中曝气塘,水生植物塘,三、稳定塘总体布置与工艺流程选择,1总体布置 1）塘址选择原则 2）总体布置 2工艺流程,（1）污水稳定塘选址必须符合城镇总体规划的要求，应因地制宜利用废旧河道、池塘、沟谷、沼泽、湿地、荒地、盐碱地、滩涂等闲置土地。（2）稳定塘应选在城镇水源下游，并设在居民区下风向200m以外，与居民住宅的距离应符合卫生防护距离的要求。以防止塘散发的臭气影响居民区。此外，塘不应设在距机场2km以内的地方，以防止鸟类（如水鸥）到塘内觅食、聚集，对飞机航行构成危险。（3）选择塘址必须进行工程地质水文地质等方面的勘察及环境影响评价。（4）塘址的土质渗透系数（K）宜小于0.2m/d。稳定塘的渗漏可能污染地下水源；若塘体出水考虑回用，则塘体渗漏会造成水资源损失，因此，塘体防渗是十分重要的。但某些防渗措施的工程费用较高，选择防渗措施时应十分谨慎。（5）塘址选择必须考虑排洪设施，并应符合该地区防洪标准的规定。,稳 定 塘 址 选 择 原 则,塘的位置 稳定塘应设在居民区下风向200m以外，以防止塘散发的臭气影响居民区。此外，塘不应设在距机场2km以内的地方，以防止鸟类（如水鸥）到塘内觅食、聚集，对飞机航行构成危险。防止塘体损害 为防止浪的冲刷，塘的衬砌应在设计水位上下各0.5m以上。若需防止雨水冲刷时，塘的衬砌应做到堤顶。衬砌方法有干砌块石、浆砌块石和混凝土板等。在有冰冻的地区，背阴面的衬砌应注意防冻 若筑堤土为黏土时，冬季会因毛细作用吸水而冻胀，因此，在结冰水位以上位置换为非黏性土。塘体防渗 稳定塘的渗漏可能污染地下水源；若塘体出水再考虑回用，则塘体渗漏会造成水资源损失，因此，塘体防渗是十分重要的。但某些防渗措施的工程费用较高，选择防渗措施时应十分谨慎。防渗方法有素土夯实、沥青防渗衬面、膨胀土防渗衬面和塑料薄膜防渗衬面等。塘的进出口 进出口的形式对稳定塘的处理效果有较大影响。设计时应注意配水、集水均匀，避免短流、沟流及混合死区。主要措施为采用多点进水和出水；进口、出口之间的直线距离尽可能大；进口、出口的方向避开当地主导风向。,稳 定 塘 总 体 布 置,稳 定 塘 系 统 的 工 艺 流 程,稳定塘处理系统的组成,稳定塘的流程组合依当地条件和处理要求不同而异，下图为几种典型的流程组合。,稳定塘的流程组合,