1、,污水的自然生物處理,一、穩(wěn)定塘 1概述 2 穩(wěn)定塘的原理和類型 3 穩(wěn)定塘系統(tǒng)的優(yōu)缺點 4 穩(wěn)定塘系統(tǒng)的工藝與流程,1 概述,1.1定義 穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，其對污水的凈化過程與自然水體的自凈過程相似，是一種利用天然凈化能力處理污水的生物處理設施。 應用：城鎮(zhèn)污水，可與其他工藝結合 分類：根據(jù)微生物類型、供氧方式、功能劃分,1.2 概述國內(nèi)外穩(wěn)定塘經(jīng)歷如下發(fā)展階段,用于小城鎮(zhèn)生活污水處理 處理食品工業(yè)廢水，其他工業(yè)廢水 作為活性污泥二級處理的后續(xù)深度處理 穩(wěn)定塘處理與綜合利用相結合，發(fā)展養(yǎng)魚 穩(wěn)定塘的運行方式，單塘變?yōu)槎嗵链?lián)運行。 厭氧塘兼性塘好氧或兼性好氧塘,2 穩(wěn)定塘的原理和類型

2、,自然條件下的生物處理法主要有水體凈化法和土壤凈化法兩類。氧化塘和養(yǎng)殖搪，統(tǒng)稱為生物穩(wěn)定塘，其凈化機理與活性污泥法相似；土壤滲濾和污水灌溉，統(tǒng)稱為廢水的土地處理，其凈化機理與生物膜法相似。,穩(wěn)定塘的凈化原理 穩(wěn)定塘的凈化原理是利用了細菌與藻類的互生關系。 藻類進行光合作用釋放氧氣； 細菌利用藻類產(chǎn)生的氧氣分解流入塘內(nèi)的有機物；,分解產(chǎn)物中的CO2、N、P等無機物以及一部分小分子有機物成為藻類的營養(yǎng)源； 增殖的細菌和藻類細胞為微型動物所捕食。 穩(wěn)定塘內(nèi)的反應過程 藻類和光合細菌的光合放氧過程； 好氧反應：氧化作用、氮氧化作用、硫氧化作用等； 厭氧反應：硝酸鹽還原反應、硫酸鹽還原反應、發(fā)酵反應等；

3、,穩(wěn)定塘的分類及功能,穩(wěn)定塘又稱氧化塘，是一種天然的或經(jīng)過一定人工修整的有機廢水處理池塘。按照占優(yōu)勢的微生物種屬和相應的生化反應，可分為好氧塘、兼性塘、曝氣塘和厭氧塘四種類型。,2.1 好氧塘,好氧塘是一種主要靠塘內(nèi)藻類的光合作用供氧的氧化塘。它的水深較淺，一般在0.30.5m，陽光能直接射透到池底，藻類生長旺盛，加上塘面風力攪動進行大氣復氧，全部塘水都是好氧狀態(tài)。,（1）好氧塘的種類 按照有機負荷的高低，好氧塘可分為 a.高負荷好氧塘 b.普通好氧塘 c.深處理好氧塘 (精制塘),(2)基本工作原理,好氧塘內(nèi)的生物種群主要有 藻類、菌類、原生動物、后生動物、水蚤等微型動物。,菌類主要是生存在

4、水深0.5m的上層，濃度為11085109個/mL，主要種屬與活性污泥和生物膜相同。,原生動物和后生動物的種屬數(shù)與個體數(shù)，均比活性污泥法和生物膜法少。,藻類的種類和數(shù)量與塘的負荷有關，它可以反應塘的運行狀況和處理效果。,(3)好氧塘內(nèi)的生物種群,(1) 厭氧塘的基本工作原理 厭氧塘對有機污染物的降解，是由兩類厭氧菌通過產(chǎn)酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵兩階段完成的。厭氧塘的設計運行，必須以甲烷發(fā)酵階段的要求作為控制條件，控制有機污染物的投配率，以保持產(chǎn)酸菌與甲烷菌之間的動態(tài)平衡?？刂朴袡C酸濃度3000mg/L以下，pH值為6.5-7.5，進水的BOD5:N:P=100:2.5:1，硫酸鹽濃度應小于500mg/

5、L。,2.2 厭氧塘,厭氧塘的主要問題是產(chǎn)生臭氣，目前是利用厭氧塘表面的浮渣層或采取人工覆蓋措施防止臭氧逸出。也有用回流好氧塘出水使其布滿厭氧塘表層來減少臭氣逸出。 厭氧塘宜用于處理高濃度有機廢水，如制漿造紙、釀酒、農(nóng)牧產(chǎn)品加工、農(nóng)藥等工業(yè)廢水和家禽和家畜糞尿廢水等。也可用于處理城鎮(zhèn)污水。,2.3 兼性塘,(1)兼性塘的基本工作原理,-,2.4 曝氣塘,為了強化塘面大氣復氧作用，可在氧化塘上設置機械曝氣或水力曝氣器，使塘水得到不同程度的混合而保持好氧或兼性狀態(tài)。曝氣塘有機負荷和去除率都比較高，占地面積小，但運行費用高，且出水懸浮物濃度較高，使用時可在后面連接兼性塘來改善最終出水水質。,曝氣塘出

6、水的懸浮固體濃度較高，排放前需進行沉淀，沉淀的方法可以用沉淀池，或在塘中分割出靜水區(qū)用于沉淀。若曝氣塘后設置兼性塘，則兼性塘要在進一步處理其出水的同時起沉淀作用。 曝氣塘的水力停留時間為310d，有效水深26m。曝氣塘一般不少于3座，通常按串連方式運行。,完全混合曝氣塘中曝氣裝置的強 度應能使塘內(nèi)的全部固體呈懸浮狀 態(tài)，并使塘水有足夠的溶解氧供微 生物分解有機污染物。,部分混合曝氣塘不要求保持全部 固體呈懸浮狀態(tài)，部分固體沉淀并 進行厭氧消化。其塘內(nèi)曝氣機布置 較完全混合曝氣塘稀疏。,完 全 混 合 曝 氣 塘,部 分 混 合 曝 氣 塘,曝氣塘的兩種類型,完 全 混 合 曝 氣 塘,部 分

7、混 合 曝 氣 塘,以上四類氧化塘的主要性能分列于下表。 表中各項性能均受控于陽光輻射值、溫度、養(yǎng)料及毒物等多種因素。因此，其具體數(shù)值也因緯度高低、氣象條件和水質狀況的不同而異。,穩(wěn)定塘的主要性能,穩(wěn)定塘的主要性能,2.5 生態(tài)系統(tǒng)塘,在穩(wěn)定塘內(nèi)（一般是好氧塘和兼性塘）種植水生植物的水生植物塘和放養(yǎng)動物的養(yǎng)殖塘，統(tǒng)稱生態(tài)系統(tǒng)塘。 養(yǎng)殖的植物或動物與原生動物、浮游動物、底棲動物、細菌、藻類之間通過起相互協(xié)調(diào)的“食物鏈”，構成復雜的生態(tài)系統(tǒng)，既能進一步凈化水質，又可以使出水中藻類的含量降低，以提高污水處理效果。 水生植物塘種植的維管束水生植物分為挺水植物、浮水植物和沉水植物。,水生植物對污染物的凈

8、化，主要是通過兩種途徑完成的：一是通過根部吸收氮、磷、重金屬等營養(yǎng)物后富集在生物體內(nèi)；二是它們發(fā)達的根系上形成了大量的生物膜，植株通過根端向生物膜輸氧，使微生物參與對污染物的凈化。 養(yǎng)殖塘以陽光為能源、對污染物進行同化降解，并在食物鏈中遷移轉化，最終轉化為動物蛋白 前一、二級使廢水有機物濃度大幅度降低并培養(yǎng)藻類，水深應淺一些，第三、四級主要培養(yǎng)浮游動物，它們以前面好氧塘的藻類為食料，又作為后面養(yǎng)魚塘魚類的餌料；最后一級做養(yǎng)魚塘。,3 穩(wěn)定塘的優(yōu)缺點,(1) 優(yōu)點 基建投資低 舊河道、沼澤地、谷地可利用作為穩(wěn)定塘，穩(wěn)定塘系統(tǒng)基建投資低。 運行管理簡單經(jīng)濟 穩(wěn)定塘運行管理簡單，動力消耗低，運行費用

9、較低，約為傳統(tǒng)二級處理廠的1/31/5。 可進行綜合利用 實現(xiàn)污水資源化，如將穩(wěn)定塘出水用于農(nóng)業(yè)灌溉，充分利用污水的水肥資源；養(yǎng)殖水生動物和植物，組成多級食物鏈的復合生物系統(tǒng)。,(2) 缺點 占地面積大 沒有空閑余地時不宜采用。 處理效果受氣候影響 如季節(jié)、氣溫、光照、降雨等自然因素都影響穩(wěn)定塘的處理效果。 設計運行不當時，可能形成二次污染 如污染地下水、產(chǎn)生臭氣和滋生蚊蠅等。,4 穩(wěn) 定 塘 系 統(tǒng) 的 工 藝 流 程,(1)穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)的組成,穩(wěn)定塘的流程組合依當?shù)貤l件和處理要求不同而異，圖125為幾種典型的流程組合。,(2)穩(wěn)定塘的流程組合,(3) 穩(wěn)定塘塘體設計要點 塘的位置 穩(wěn)定塘

10、應設在居民區(qū)下風向200m以外，以防止塘散發(fā)的臭氣影響居民區(qū)。 防止塘體損害 為防止浪的沖刷，塘的襯砌應在設計水位上下各0.5m以上。 塘體防滲 穩(wěn)定塘滲漏可能污染地下水源，應做好防滲。方法有素土夯實、瀝青防滲襯面、膨潤土防滲襯面和塑料薄膜防滲襯面等。 塘的進出口 設計時應注意配水、集水均勻，避免短流、溝流及混合死區(qū)。主要措施為采用多點進水和出水；進口、出口之間的直線距離盡可能大；進口、出口的方向避開當?shù)刂鲗эL向。,我國穩(wěn)定塘發(fā)展概況,50年代末，開始試驗研究 80-90年代，迅速發(fā)展 “七五”、“八五”兩個五年計劃期間，國家 均將城市污水穩(wěn)定塘處理技術列為國家重點科技攻關項目,二、污水的土地

11、處理,1 概述 2 土地處理系統(tǒng)對污水的凈化機理 3 土地處理系統(tǒng)應注意的幾個問題,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，水中營養(yǎng)物質和水分也得以循環(huán)利用。因此，土地處理是使污水資源化，無害化和穩(wěn)定化的處理利用系統(tǒng)。,1 概述 人工調(diào)控 土壤微生物植物 目的：污水資源化、無害化、穩(wěn)定化 類型：慢速滲濾、 快速滲濾、 地表漫流 、濕地 （wetland） 、地下滲濾 發(fā)展方向：不受季節(jié)限制、二次污染可能性小、效率高（有機負荷或水力負荷）,土壤的特性和重要性,土壤，即陸地表面的礦物質、有機質、水分和空氣四種物質組成，具

12、有一定肥力，能夠生長植物的疏松表層。 土壤是一個獨立的生態(tài)系統(tǒng)，與人類的關系十分密切。,土壤的組成,土壤是由礦物質、有機質、水分和空氣四種物質組成的。土壤有機質多集中在表層，它是土壤的重要成分，直接影響土壤肥力的形成和發(fā)展。通常把有機質的含量作為土壤肥力高低的一個重要標志。 土壤中的水分空氣有很大的流動性，它們的運動和比例的變化對土壤肥力也起很大的作用。,污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學吸附、化學反應和化學沉淀、微生物對有機物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程。,土地處理系統(tǒng)的凈化機理,BOD的去除,磷和氮的去除,

13、懸浮物質的去除,病原體的去除,重金屬的去除,污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學吸附、化學反應和化學沉淀、微生物對有機物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程。,土地處理系統(tǒng)的凈化機理,BOD的去除,磷和氮的去除,懸浮物質的去除,病原體的去除,重金屬的去除,污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學吸附、化學反應和化學沉淀、微生物對有機物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程。,土地處理系統(tǒng)的凈化機理,BOD的去除,磷和氮的去除,懸浮物質的去除,病原體的去除

14、,重金屬的去除,污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學吸附、化學反應和化學沉淀、微生物對有機物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程。,土地處理系統(tǒng)的凈化機理,BOD的去除,磷和氮的去除,懸浮物質的去除,病原體的去除,重金屬的去除,污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學吸附、化學反應和化學沉淀、微生物對有機物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程。,土地處理系統(tǒng)的凈化機理,BOD的去除,磷和氮的去除,懸浮物質的去除,病原體的去除,重金屬的去除,土 地 處

15、理 基 本 工 藝,運行數(shù)據(jù)：,BOD5去除率可達95%以上； COD去除率可達8590%以上； 氮去除率可達8090%以上； 我國沈陽、昆明等地采用較多。,土 地 處 理 基 本 工 藝,特點：,（1）去除率高： BOD95%；COD91% 出水BOD10mg/L； COD40mg/L （2）具有脫氮除磷功能： NH3去除率85%； TN去除率80% 除磷率65% （3）去除大腸菌得能力強，可達99.9%,土 地 處 理 基 本 工 藝,運行數(shù)據(jù)：,BOD去除率達90%左右， 總氮去除率達7080% SS的去除率達9095% 另一特點：可收獲植物，牧草等。,土 地 處 理 基 本 工 藝,濕

16、地,濕地公約指出“濕地是不論其天然或人工，永久或暫時的沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶，常有靜止或流動，咸水或淡水，半堿水或堿水水體者，包括低潮時水深不過6m的海灘水域?！边€包括河流、湖泊、水庫、稻田以及退潮時水深不超過6m的沿岸帶水域。,濕地的類型,從人類干擾的角度 自然濕地 人工濕地 從水分含鹽量的角度 淡水濕地 半咸水濕地 咸水濕地,從系統(tǒng)的分類角度 沼澤濕地 湖泊濕地 河流濕地 淺海灘涂濕地 人工濕地,杭州西溪國家濕地公園,扎龍濕地鶴舞翩翩,人工濕地,根據(jù)人工濕地污水處理工程技術規(guī)范，人工濕地指用人工筑成水池或溝槽，底面鋪設防滲漏隔水層，充填一定深度的基質層，種植水生植物，利用基質、植物

17、、微生物的物理、化學 、生物三重協(xié)同作用使污水得到凈化。,人工濕地凈化廢水的原理,人工濕地的構成,基質：提供植物與微生物生長，并對污染物起過濾、吸收作用的填充材料。 植物：高等維管束植物。 微生物、微型生物：植物根系周圍的區(qū)系微生物、基質表面生物膜及周邊的微生物。,人工濕地分類,根據(jù)濕地中主要植物形式人工濕地可分為: 1.浮游植物系統(tǒng); 2.挺水植物系統(tǒng); 3.沉水植物系統(tǒng)。 其中沉水植物系統(tǒng)還處于實驗室研究階段,其主要應用領域在于初級處理和二級處理后的精處理。浮游植物主要用于N、P去除和提高傳統(tǒng)穩(wěn)定塘效率。目前一般所指人工濕地系統(tǒng)都是指挺水植物系統(tǒng)。,鳳眼蓮 浮萍/浮蓮 槐葉萍 水鱉,燈心草

18、 香蒲 菖蒲,矮化美人蕉 茭白 黃花鳶尾,在濕地植物根系表面生長的生物膜,人工濕地污水處理工藝類型,根據(jù)污水在人工濕地系統(tǒng)中流動的方式，人工濕地污水處理工藝一般可分為表面流、垂直流和水平潛流。,表面流人工濕地,為自由水面濕地。廢水在濕地中形成一層地表流，以較慢的流速水平流動，與自然濕地極為相似。 污水直接暴露在大氣中，易導致污水中的細菌等污染物散播到大氣中而造成二次污染，同時負荷小，處理效果差，運行受氣候影響較大，在寒冷地區(qū)污水易結冰而影響處理效果，故一般不采用。,垂直流人工濕地,污水從濕地表面縱向流向填料床底部，床體處于不飽和狀態(tài)。O2可通過大氣擴散和植物傳輸進入濕地系統(tǒng)。 該系統(tǒng)硝化能力較

19、高，可用于處理氨氮含量較高的污水，但其處理有機物能力欠佳，控制復雜，夏季易滋生蚊蠅，建造要求高，故使用較少。,水平潛流人工濕地,為地下水流濕地。廢水通過布水管道以水平滲透或垂直滲透形式通過填料，在水床最低位運行，床體表面種植處理性能好、成活率高的水生植物(蘆葦)，凈化后的水體經(jīng)集水管道收集排放。床底鋪防滲膜，可防止污染地下水。 BOD、COD等有機物和重金屬的去除率高，受氣候影響小，夏季無臭味、無蚊蟲滋生，在寒冷地區(qū)也可以正常運行。,目前國際上采用較多的是水平潛流人工濕地。,人工濕地處理污水系統(tǒng)工藝流程,按工程接納的污水類型，基本工藝流程如下： a)當工程接納城鎮(zhèn)生活污水及與生活污水性質相近的其它污水時，基本工藝流程為:,b)當工程接納城鎮(zhèn)污水處理廠出水時，基本工藝流程為:,預處理的程度和方式應綜合考慮污水水質、人工濕地類型及出水水質要求等因素。 可選擇格柵、沉砂、初沉、均質等一級處理工藝，物化強化法、AB法前段、水解酸化、浮動生物床等一級強化處理工藝，以及SBR、氧化溝、AO、生物接觸氧化等二級處理工藝