污水的自然处理.ppt

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1、,污水的自然生物处理,一、稳定塘 1概述 2 稳定塘的原理和类型 3 稳定塘系统的优缺点 4 稳定塘系统的工艺与流程,1 概述,1.1定义 稳定塘又名氧化塘或生物塘，其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。应用：城镇污水，可与其他工艺结合 分类：根据微生物类型、供氧方式、功能划分,1.2 概述国内外稳定塘经历如下发展阶段,用于小城镇生活污水处理 处理食品工业废水，其他工业废水 作为活性污泥二级处理的后续深度处理 稳定塘处理与综合利用相结合，发展养鱼 稳定塘的运行方式，单塘变为多塘串联运行。厌氧塘兼性塘好氧或兼性好氧塘,2 稳定塘的原理和类型,自

2、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。,稳定塘的净化原理稳定塘的净化原理是利用了细菌与藻类的互生关系。藻类进行光合作用释放氧气；细菌利用藻类产生的氧气分解流入塘内的有机物；,分解产物中的CO2、N、P等无机物以及一部分小分子有机物成为藻类的营养源；增殖的细菌和藻类细胞为微型动物所捕食。稳定塘内的反应过程藻类和光合细菌的光合放氧过程；好氧反应：氧化作用、氮氧化作用、硫氧化作用等；厌氧反应：硝酸盐还原反应、硫酸盐还原反应、发酵反应等；,稳定塘的分类及功能

3、,稳定塘又称氧化塘，是一种天然的或经过一定人工修整的有机废水处理池塘。按照占优势的微生物种属和相应的生化反应，可分为好氧塘、兼性塘、曝气塘和厌氧塘四种类型。,2.1 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0.30.5m，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。,（1）好氧塘的种类 按照有机负荷的高低，好氧塘可分为 a.高负荷好氧塘 b.普通好氧塘 c.深处理好氧塘(精制塘),(2)基本工作原理,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

4、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，它可以反应塘的运行状况和处理效果。,(3)好氧塘内的生物种群,(1)厌氧塘的基本工作原理 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，进水的BOD5:N:P=100:2.5:1，硫酸盐浓度应小于500mg/L。,2.2 厌氧塘,厌氧塘的主要问题是

5、产生臭气，目前是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。厌氧塘宜用于处理高浓度有机废水，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。,2.3 兼性塘,(1)兼性塘的基本工作原理,-,2.4 曝气塘,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。,曝气塘出水的悬浮固体浓度较高，排放前需进行沉淀，沉

6、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,以上四类氧化塘的主要性能分列于下表。

7、表中各项性能均受控于阳光辐射值、温度、养料及毒物等多种因素。因此，其具体数值也因纬度高低、气象条件和水质状况的不同而异。,稳定塘的主要性能,稳定塘的主要性能,2.5 生态系统塘,在稳定塘内（一般是好氧塘和兼性塘）种植水生植物的水生植物塘和放养动物的养殖塘，统称生态系统塘。养殖的植物或动物与原生动物、浮游动物、底栖动物、细菌、藻类之间通过起相互协调的“食物链”，构成复杂的生态系统，既能进一步净化水质，又可以使出水中藻类的含量降低，以提高污水处理效果。水生植物塘种植的维管束水生植物分为挺水植物、浮水植物和沉水植物。,水生植物对污染物的净化，主要是通过两种途径完成的：一是通过根部吸收氮、磷、重金属等

8、营养物后富集在生物体内；二是它们发达的根系上形成了大量的生物膜，植株通过根端向生物膜输氧，使微生物参与对污染物的净化。养殖塘以阳光为能源、对污染物进行同化降解，并在食物链中迁移转化，最终转化为动物蛋白 前一、二级使废水有机物浓度大幅度降低并培养藻类，水深应浅一些，第三、四级主要培养浮游动物，它们以前面好氧塘的藻类为食料，又作为后面养鱼塘鱼类的饵料；最后一级做养鱼塘。,3 稳定塘的优缺点,(1)优点基建投资低 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 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

9、，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。,(2)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。,4 稳 定 塘 系 统 的 工 艺 流 程,(1)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，图125为几种典型的流程组合。,(2)稳定塘的流程组合,(3)稳定塘塘体设计要点 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。防止塘体损害 为防止

10、浪的冲刷，塘的衬砌应在设计水位上下各0.5m以上。塘体防渗 稳定塘渗漏可能污染地下水源，应做好防渗。方法有素土夯实、沥青防渗衬面、膨润土防渗衬面和塑料薄膜防渗衬面等。塘的进出口 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。,我国稳定塘发展概况,50年代末，开始试验研究80-90年代，迅速发展“七五”、“八五”两个五年计划期间，国家 均将城市污水稳定塘处理技术列为国家重点科技攻关项目,二、污水的土地处理,1 概述2 土地处理系统对污水的净化机理3 土地处理系统应注意的几个问题,污水土地处理

11、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。因此，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。,1 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）,土壤的特性和重要性,土壤，即陆地表面的矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成，具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层。土壤是一个独立的生态系统，与人类的关系十分密切。,土壤的组成,土壤是由矿物质、

12、有机质、水分和空气四种物质组成的。土壤有机质多集中在表层，它是土壤的重要成分，直接影响土壤肥力的形成和发展。通常把有机质的含量作为土壤肥力高低的一个重要标志。土壤中的水分空气有很大的流动性，它们的运动和比例的变化对土壤肥力也起很大的作用。,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。,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、

13、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。,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。,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

14、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。,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。,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,土 地 处 理 基 本 工 艺,运行数据：,BOD5去除率可达95%以上；COD去除率可达8590%以上；氮去除率可达8090%以

15、上；我国沈阳、昆明等地采用较多。,土 地 处 理 基 本 工 艺,特点：,（1）去除率高：BOD95%；COD91%出水BOD10mg/L；COD40mg/L（2）具有脱氮除磷功能：NH3去除率85%；TN去除率80%除磷率65%（3）去除大肠菌得能力强，可达99.9%,土 地 处 理 基 本 工 艺,运行数据：,BOD去除率达90%左右，总氮去除率达7080%SS的去除率达9095%另一特点：可收获植物，牧草等。,土 地 处 理 基 本 工 艺,湿地,湿地公约指出“湿地是不论其天然或人工，永久或暂时的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，常有静止或流动，咸水或淡水，半碱水或碱水水体者，包括低潮时水

16、深不过6m的海滩水域。”还包括河流、湖泊、水库、稻田以及退潮时水深不超过6m的沿岸带水域。,湿地的类型,从人类干扰的角度自然湿地人工湿地从水分含盐量的角度淡水湿地半咸水湿地咸水湿地,从系统的分类角度沼泽湿地湖泊湿地河流湿地浅海滩涂湿地人工湿地,杭州西溪国家湿地公园,扎龙湿地鹤舞翩翩,人工湿地,根据人工湿地污水处理工程技术规范，人工湿地指用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，充填一定深度的基质层，种植水生植物，利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用使污水得到净化。,人工湿地净化废水的原理,人工湿地的构成,基质：提供植物与微生物生长，并对污染物起过滤、吸收作用的填充材料。植物：

17、高等维管束植物。微生物、微型生物：植物根系周围的区系微生物、基质表面生物膜及周边的微生物。,人工湿地分类,根据湿地中主要植物形式人工湿地可分为:1.浮游植物系统;2.挺水植物系统;3.沉水植物系统。其中沉水植物系统还处于实验室研究阶段,其主要应用领域在于初级处理和二级处理后的精处理。浮游植物主要用于N、P去除和提高传统稳定塘效率。目前一般所指人工湿地系统都是指挺水植物系统。,凤眼莲 浮萍/浮莲 槐叶萍 水鳖,灯心草 香蒲 菖蒲,矮化美人蕉 茭白 黄花鸢尾,在湿地植物根系表面生长的生物膜,人工湿地污水处理工艺类型,根据污水在人工湿地系统中流动的方式，人工湿地污水处理工艺一般可分为表面流、垂直流和

18、水平潜流。,表面流人工湿地,为自由水面湿地。废水在湿地中形成一层地表流，以较慢的流速水平流动，与自然湿地极为相似。污水直接暴露在大气中，易导致污水中的细菌等污染物散播到大气中而造成二次污染，同时负荷小，处理效果差，运行受气候影响较大，在寒冷地区污水易结冰而影响处理效果，故一般不采用。,垂直流人工湿地,污水从湿地表面纵向流向填料床底部，床体处于不饱和状态。O2可通过大气扩散和植物传输进入湿地系统。该系统硝化能力较高，可用于处理氨氮含量较高的污水，但其处理有机物能力欠佳，控制复杂，夏季易滋生蚊蝇，建造要求高，故使用较少。,水平潜流人工湿地,为地下水流湿地。废水通过布水管道以水平渗透或垂直渗透形式通

19、过填料，在水床最低位运行，床体表面种植处理性能好、成活率高的水生植物(芦苇)，净化后的水体经集水管道收集排放。床底铺防渗膜，可防止污染地下水。BOD、COD等有机物和重金属的去除率高，受气候影响小，夏季无臭味、无蚊虫滋生，在寒冷地区也可以正常运行。,目前国际上采用较多的是水平潜流人工湿地。,人工湿地处理污水系统工艺流程,按工程接纳的污水类型，基本工艺流程如下：a)当工程接纳城镇生活污水及与生活污水性质相近的其它污水时，基本工艺流程为:,b)当工程接纳城镇污水处理厂出水时，基本工艺流程为:,预处理的程度和方式应综合考虑污水水质、人工湿地类型及出水水质要求等因素。可选择格栅、沉砂、初沉、均质等一级

20、处理工艺，物化强化法、AB法前段、水解酸化、浮动生物床等一级强化处理工艺，以及SBR、氧化沟、AO、生物接触氧化等二级处理工艺。,后处理工艺也叫末端处理工艺。通常起到杀菌消毒、强化出水水质、改善景观效果等的作用。常用的工艺主要包括表流湿地和好氧生物塘（水景塘）造景、沙滤池过滤、紫外线消毒或配药消毒等。,土 地 处 理 基 本 工 艺,处理规模：15万m3/d；主要处理单元：慢滤土地处理系统、快滤土地处理系统和湿地土地处理系统。进水水质：COD=500mg/L；BOD=180mg/L SS=200mg/L；TN=51.2mg/L 出水水质：COD=120mg/L；BOD=30mg/L SS=30

21、mg/L；,土地处理法的应用实例-邢台市污水处理厂,4 土地处理法应用中应注意的几个问题:,（1）选择适宜的废水类型，不是任何废水都可用土地处理法处理；城市污水及与城市污水水质相近的工业废水可作灌溉用水。医药、生物制品、化学试剂、农药、石油炼制、焦化和有机化工处理后的废水不适用作灌溉用水（农田灌溉水质标准GB5084-92）,（2）选择适当的植物类型，一般以树木、经济作物为主，如选用农作物，应注意在水质允许的情况下，还要保证农作物不被污染，不减产，而且不要种植蔬菜、果品类植物；（3）做好防渗处理问题，避免污染地下水源；（4）控制进水水质，不能长期使用含盐量高的污水，防止土壤盐碱化；（5）注意防止生物污染（如医院废水不能进入系统）防止传染疾病和对人畜产生危害；,小结,稳定塘好氧塘厌氧塘兼性塘曝气塘生态系统塘土地处理慢速渗滤系统快速渗滤系统地表漫流系统湿地处理系统地下渗滤系统,