1、,第八章 污水的生態(tài)處理,水 污 染 控 制 工 程,授課教師：孫興濱,目 錄,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,概 念 穩(wěn)定塘（Stabilization Ponds），在我國(guó)曾長(zhǎng)期習(xí)稱氧化塘（Oxidation Ponds），又名生物塘，穩(wěn)定塘是經(jīng)過(guò)人工適當(dāng)修整的土地，設(shè)圍堤和防滲層的污水池塘，主要依靠自然生物凈化功能使污水得到凈化的一種污水生物處理技術(shù)。除其中個(gè)別類型的如曝氣塘外，在提高其凈化功能方面，不采取實(shí)質(zhì)性的人工強(qiáng)化措施。其凈化全過(guò)程，包括好氧、兼性和厭氧3種狀態(tài)。,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,凈化機(jī)理,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,深度處理塘,好氧穩(wěn)定塘,兼性穩(wěn)定塘,厭氧穩(wěn)定塘,曝氣穩(wěn)定塘,根據(jù)塘水中微生物優(yōu)勢(shì)群體類型和

2、塘水的溶解氧狀況劃分,穩(wěn)定塘的分類,本書中我們重點(diǎn)介紹好氧塘，兼性塘和厭氧塘三類穩(wěn)定塘。,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,穩(wěn)定塘的優(yōu)缺點(diǎn),充分利用地形，工程簡(jiǎn)單，建設(shè)投資省。,缺 點(diǎn),優(yōu) 點(diǎn),第一節(jié) 穩(wěn)定塘,穩(wěn)定塘的幾種工藝流程,好氧塘,進(jìn)水,出水,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,穩(wěn) 定 塘 的 規(guī) 劃 和 設(shè) 計(jì),塘水較深，陽(yáng)光能夠透入，藻類光合作用旺盛，溶解氧比較充足，呈好氧狀態(tài)，塘底為沉淀污泥，處于厭氧狀態(tài)，進(jìn)行厭氧發(fā)酵，介于好氧與厭氧之間為兼性區(qū)，存活大量的兼性微生物。兼性塘的污水凈化是由好氧、兼性、厭氧微生物協(xié)同完成的。兼性穩(wěn)定塘是城市污水處理最常用的一種穩(wěn)定塘。,好氧塘的深度較淺，陽(yáng)光能運(yùn)至塘底，全部塘水都含有溶

3、解氧，塘內(nèi)茵藻共生，溶解氧主要是由藻類供給，好氧微生物起凈化污水作用。,有機(jī)負(fù)荷高，全部塘水均無(wú)溶解氧，呈厭氧狀態(tài)，由厭氧微生物起凈化作用，凈化速度慢，污水在塘內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)。厭氧穩(wěn)定塘一般用作為高濃度有機(jī)廢水的首級(jí)處理工藝，繼之還設(shè)兼性塘、好氧塘甚至深度處理塘。,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,兼性塘,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,高負(fù)荷好氧塘：高負(fù)荷好氧塘內(nèi)有機(jī)物負(fù)荷率高，污水 停留時(shí)間短，塘水中藻類濃度很高，這種塘僅適于氣候 溫暖、陽(yáng)光充足的地區(qū)采用。,普通好氧搪：這類塘用于處理行水，起二級(jí)處理作用。特 點(diǎn)是侖機(jī)負(fù)荷較高，塘的水深較高負(fù)荷好氧塘大，水力停 留時(shí)間較長(zhǎng)。,深度處理好氧塘：深度處理好氧塘是以處理二級(jí)處理工藝

4、 出水為目的好氧塘，有機(jī)負(fù)荷率很低，水力停留時(shí)間也較 前者為低，處理水質(zhì)良好。,好氧塘的分類,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,好氧塘的凈化機(jī)理,細(xì)菌的降解作用,藻類的光合作用,原生動(dòng)物,水蚤,菌類,藻類,后生動(dòng)物,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,好氧塘內(nèi) 的生物種群,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,好氧塘的典型設(shè)計(jì)參數(shù),第一節(jié) 穩(wěn)定塘,兼性塘的凈化機(jī)理,好氧層與厭氧層之間，存在著一個(gè)兼性層，在這里溶解氧量很低，而且是時(shí)有時(shí)無(wú)，一般在白晝有溶解氧存在，而在夜間又處于厭氧狀態(tài)，在這層里存活的是兼性微生物，這一類微生物既能夠利用水中游離的分子氧，也能夠在厭氧條件下，從NO3-或CO32-中攝取氧。,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,對(duì)水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷有一定的適

5、應(yīng)能力,兼性塘的特點(diǎn),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(fèi)用低于其他生物處理工藝,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,兼性塘設(shè)計(jì)參數(shù)的參考值,無(wú)機(jī)物及指標(biāo),BOD5表面負(fù)荷率,水力停留時(shí)間,藻類濃度,塘深,BOD去除率,處理水循環(huán)率,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,產(chǎn)酸發(fā)醇階段,甲烷發(fā)酵階段,厭氧塘的凈化機(jī)理,由兼性厭氧產(chǎn)酸茵將復(fù)雜的有機(jī)物水解、轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的有機(jī)物（如有機(jī)酸、醇、醛等）,由絕對(duì)厭氧菌（甲烷菌）將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,在參與反應(yīng)的生物方面，只有細(xì)菌，不存在其他任何生物，在系統(tǒng)中有產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫產(chǎn) 乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌共存，但三者之間不是直接的食物鏈關(guān)系，而是產(chǎn)酸菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸 菌的代

6、謝產(chǎn)物有機(jī)酸、乙酸和氫是產(chǎn)甲烷菌的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)甲烷菌用以營(yíng)生理活動(dòng)。,在能量方面，厭氧反應(yīng)，無(wú)論是其中間產(chǎn)物或最終產(chǎn)物，都含有相當(dāng)?shù)哪芰?，反?yīng)過(guò)程 釋放的能量較少，用于菌體增殖的能量也較少。,在反應(yīng)進(jìn)程方面，由于產(chǎn)甲烷菌的世代時(shí)間長(zhǎng)，增殖速度緩慢，因此，厭氧發(fā)酵反應(yīng)的 速度慢，產(chǎn)酸菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的世代時(shí)間短，增殖速度較快。,根據(jù)產(chǎn)酸、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸及產(chǎn)甲烷三種微生物在生理和功能上的特征，必須以甲烷發(fā)酵反 應(yīng)作為厭氧發(fā)酵的控制階段，必須創(chuàng)造適應(yīng)產(chǎn)甲烷菌要求的條件。,厭氧塘的特征,第一節(jié) 穩(wěn)定塘,生 態(tài) 系 統(tǒng) 塘,生物穩(wěn)定塘中，除了上述幾種主要烤微生物起凈化作用的塘型外，還有以放養(yǎng)高等大型水主植物

7、作為強(qiáng)化凈化手段的水生植物塘和利用污水養(yǎng)魚、蚌、螺、鴨、鵝的養(yǎng)殖塘。二者可統(tǒng)稱為生態(tài)系統(tǒng)塘。,第二節(jié) 污水的土地處理系統(tǒng),概 念 污水土地處理系統(tǒng)也屬于污水自然處理范疇，就是在人工控制的條件下，將污水投配在土地上，通過(guò)土壤植物系統(tǒng)，進(jìn)行一系列物理、化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)的凈化過(guò)程，使污水得到凈化的一種污水處理工藝。污水土地處理是在人工調(diào)控下利用土壤微生物植物組成的生態(tài)系統(tǒng)使污水中的污染物凈化的處理方法。在污染物得以凈化的同時(shí)，水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分也得以循環(huán)利用。因此，土地處理是使污水資源化、無(wú)害化和穩(wěn)定化的處理利用系統(tǒng)。,第二節(jié) 污水的土地處理系統(tǒng),污水土地處理系統(tǒng)的組成,第二節(jié) 污水的土地

8、處理系統(tǒng),4.物理過(guò)濾,土地污水處理系統(tǒng) 對(duì)污水的凈化機(jī)理,2.絡(luò)合反應(yīng) 與化學(xué)沉淀,3.微生物代謝作用 下的有機(jī)物分解,第二節(jié) 污水的土地處理系統(tǒng),慢速滲濾處理系統(tǒng),快速滲濾系統(tǒng),土地處理系統(tǒng)的主要類型,污水地下滲濾處理系統(tǒng),第三節(jié) 人工濕地系統(tǒng),概 念 包括如下五個(gè)要素： 有具備一定過(guò)水能力的基質(zhì)層； 有可能在處于水飽和厭氧狀態(tài)的基質(zhì)層中生長(zhǎng)植物； 有可在基質(zhì)層中及基質(zhì)表面流動(dòng)的水流； 有無(wú)脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物； 有好氧和厭氧微生物（細(xì)菌、真菌、藻類和原生物等）。,第三節(jié) 人工濕地系統(tǒng),投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用低,易于維護(hù)，技術(shù)含量低,可進(jìn)行有效可靠的污水處理,人工濕地系統(tǒng)的特點(diǎn),可緩沖對(duì)水力和污染負(fù)荷的沖擊,可提供經(jīng)濟(jì)效益,占地面積大,第三節(jié) 人工濕地系統(tǒng),人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水的凈化作用機(jī)理 物理沉積 化學(xué)反應(yīng) 生物反應(yīng) 人工濕地系統(tǒng)對(duì)具體污染物的去除 氧的變化情況 濕地對(duì)重金屬的處理 濕地對(duì)氮的處理 濕地對(duì)磷的處理 濕地對(duì)有機(jī)物處理 濕地對(duì)病原微生物的去除,第三節(jié) 人工濕地系統(tǒng),1,表面流濕地：污水在濕地表面漫流，形成一層地表水流并從地表流出。,2,垂直流濕地：水流動(dòng)況綜合了 SFW 和 SSFW 的特點(diǎn)，污水從濕地表面縱向流向填料床底 ,床體處于不飽和狀態(tài)，O2 通過(guò)大氣擴(kuò)散和植物傳