7污水的自然生物处理-OK讲解材料

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1、第7章 废水天然生物处理工艺,第一节 废水的稳定塘处理工艺 第二节 废水的土地处理工艺,第一节 废水的稳定塘处理工艺,一、概述 稳定塘Stabilization Ponds； 旧称氧化塘Oxidation Ponds； 稳定塘是经过人工适当修整的土地，设围堤和防渗层的污水塘，主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。 净化作用接近自然水体的自净，污水在塘内缓慢流动、较长时间的驻留，通过在污水中存活微生物的代谢活动和包括水生植物在内的多种生物的综合作用，使有机污染物降解，污水得到净化。 其净化过程，包括好氧、兼氧和厌氧3种状态，而好氧菌需要氧主要由塘内以藻类为主的水生浮游植物

2、光合作用提供。,第一节 废水的稳定塘处理工艺,始于20世纪初； 到20世纪5060年代时，发展较快； 目前，在美、加、澳等有一定发展； 我国有政策规定：“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”； 多用于处理中、小城镇的生活废水。,一、概述,A. 优点： 在条件合适时，基建投资少； 运行管理简单，耗能少，运行费用低(1/31/5)； 可进行综合利用，形成复合生态系统，可产生明显的经济、环境和社会效益。,B. 缺点： 占地面积过多； 受气候影响较大，如过冬，春、秋季翻塘等； 可能形成二次污染(如污染地下水、产生臭气等)。,C. 适用条件： 土地； 气候：气温、日照条件、

3、风力等,兼性塘内的生物过程,光合作用：CO2 + H2O O2 + 藻类细胞,好氧区,兼氧区,厌氧区,悬浮或溶解的有机物,厌氧降解：有机污泥 CH4 + CO2 + 新的细胞,二、好氧塘,定义： 全塘皆为好氧区； 塘深较浅，阳光可以达到塘底。 分类： 普通好氧塘 高负荷好氧塘 深度处理好氧塘,好氧塘工作原理示意图,二、好氧塘,A. 高负荷好氧塘： 有机负荷较高，HRT较短； 出水中藻类含量高； 运行技术较复杂，只适用于气候温暖且阳光充足的地区； 处理废水的同时又产生藻类。,二、好氧塘,B. 普通好氧塘： 有机负荷低，HRT长； 处理废水为主要目的。,C. 深度处理好氧塘： 有机负荷低，HRT也

4、短； 主要串联在二级处理系统之后，进行深度处理。,二、好氧塘,3、应用： 好氧塘多应用于串联在其它稳定塘后做进一步处理，一般不用于单独处理。,二、好氧塘,主要尺寸： (1)长宽比：多采用矩形塘，L : W = 3 : 1 4 : 1 (2)塘深（有效水深）： 高负荷好氧塘：0.30.45m； 普通好氧塘：0.51.5m； 深度处理好氧塘：0.51.5m；超高：0.61.0m (3)堤坡：塘内坡坡度1 : 2 1 : 3；塘外坡坡度1 : 2 1 : 5 (4)单塘面积： 单塘面积介于0.84.0104m2；好氧塘不少于3座(至少2座),好氧塘的典型设计参数,三、兼性塘,1、特点： 塘内分多层

5、上层由于藻类的光合作用和大气复氧作用而含有较多溶解氧，为好氧区； 中层则溶解氧逐渐减少，为过渡区或兼性区； 塘水的下层则为厌氧层； 塘的最底层则为厌氧污泥层。,2、兼性塘内的生物过程,光合作用：CO2 + H2O O2 + 藻类细胞,好氧区,兼氧区,厌氧区,悬浮或溶解的有机物,厌氧降解：有机污泥 CH4 + CO2 + 新的细胞,3、兼性塘的构造及主要尺寸,(1)长宽比：多采用矩形塘，长宽比为3:14:1 (2)塘深：有效水深：1.22.5m； 储泥厚度：0.3m； 超高：0.61.0m (3)单塘面积：一般介于0.84.0104m2； 系统中兼性塘一般不少于3座，多串联,4、兼性塘的设计方法

6、,l BOD5表面负荷法 l 与冬季平均水温有关,四、厌氧塘,1、定义： 有机负荷高，整个塘无好氧区； 常置于塘系统的首端，以承担较高的BOD负荷。 2、预处理要求：应设置格栅(20mm)；应设置沉砂池；如必要，应设置除油池。 3、进水水质要求： 进水水质与传统二级处理的要求相同； 进水硫酸盐浓度不宜大于500mg/L； 进水BOD5 : N : P = 100 : 2.5 : 1,4、厌氧塘的构造及主要尺寸,(1)长宽比：一般为矩形，长宽比为22.5:1 (2)深度：有效水深：2.04.5m(2.55.0m)；储泥厚度：0.5m；超高：0.61.0m (3)堤坡：堤内坡度1.5:11:3；堤

7、外坡度：1:21:4 (4)进出水口： 厌氧塘进口设在底部，高出塘底0.61.0m； 出水管应在水面下，淹没深度不小于0.6m； 应在浮渣层或冰冻层以下； 进口和出口均不得少于两个。 (5)塘数及单塘面积： 至少应有两座，可并联；单塘面积0.84104m2。,厌氧塘示意图,5、厌氧塘的设计方法,l 多采用有机负荷法 l BOD5表面负荷，单位：(BOD5/104m2d) 我国厌氧塘的最大容许负荷： 北方: 300kgBOD5/(104m2d)； 南方: 800kgBOD5/(104m2d),五、曝气塘,1、定义： 曝气塘采用人工曝气供氧，表面叶轮或鼓风曝气： 完全混合曝气塘或好氧曝气塘； 部分

8、混合曝气塘或兼性曝气塘,2、曝气塘的基本要求,(1)完全混合曝气塘的出水经沉淀后污泥可回流； (2)沉淀是曝气塘的必要组成部分； (3)BOD5表面负荷为130kgBOD5/(104m3d)； (4)好氧曝气塘的HRT为310d；兼性曝气塘的HRT有可能超过10d； (5)有效水深为26m； (6)一般不少于3座，通常按串联方式运行； (7)多采用表面曝气机曝气，北方则多采用鼓风曝气。,六、稳定塘的常用工艺流程,1、 处理城市废水的传统工艺流程,好氧塘,进水,出水,单塘系统,六、稳定塘的常用工艺流程,兼性塘,进水,出水,双塘系统,好氧塘,1、处理城市废水的传统工艺流程,六、稳定塘的常用工艺流程

9、,2、有厌氧塘的工艺流程,兼性塘,进水,出水,三塘系统,好氧塘,厌氧塘,六、稳定塘的常用工艺流程,3、有曝气塘工艺流程,曝气塘,进水,出水,曝气塘系统,沉淀池,六、稳定塘的常用工艺流程,曝气塘,进水,出水,曝气塘与兼性塘的组合系统,兼性塘,3、有曝气塘工艺流程,兼性塘,六、稳定塘的常用工艺流程,4、多塘串联工艺,兼性塘,进水,出水,多塘系统,好氧塘,厌氧塘,消毒,沉砂池,六、稳定塘的常用工艺流程,兼性塘,进水,出水,多塘系统,好氧塘,消毒,沉砂池,4、多塘串联工艺,第二节 废水的土地处理工艺,一、概述 1、定义： 在人工调控和系统自我调控的条件下，利用土壤微生物植物组成的生态系统对废水中的污染

10、物进行一系列物理的、化学的和生物的净化过程，使废水得到净化；并通过系统内营养物质和水分的循环利用，使绿色植物生长繁殖，从而实现废水的资源化、无害化和稳定化，这样的一个生态系统工程，称为废水土地处理系统。,2、历史和现状,l 历史悠久； l 发展迅速： 1987年美国有4000多座土地处理系统； 原苏联3.6%的城市废水处理系统是土地处理系统； 澳大利亚5%的城市废水处理系统是土地处理系统；等。,3、废水灌溉与土地处理的对比,二、系统的组成、作用机理与工艺分类,1、系统的组成： 废水的预处理设施； 废水的调节与贮存设施； 废水的输送、布水及控制系统； 土地净化田； 净化出水的收集与利用系统,二、

11、系统的组成、作用机理与工艺分类,2、净化机理： 1)物理过滤：土壤颗粒间的孔隙能截留，滤除废水中的悬浮颗粒； 2)物理吸附和物理沉积： 土壤中粘土矿物具有吸附功能； 废水中的部分重金属离子可能会由于被吸附、被置换而沉积于土壤中。,二、系统的组成、作用机理与工艺分类,3)物理化学吸附： l金属离子与土壤中无机或有机胶体反应形成螯合物； l有机物与无机物反应生成复合物； l重金属离子由于阳离子交换而被置换吸附； l生成非溶性化合物。,二、系统的组成、作用机理与工艺分类,4)化学反应与沉淀： 5)微生物的代谢与分解： l异养型微生物； l 厌氧微生物； l硝化菌、反硝化菌等,二、系统的组成、作用机理

12、与工艺分类,3、基本工艺类型 l 慢速渗滤；(很少采用） l 快速渗滤；(很少采用） l 地表漫流；(很少采用） l 湿地系统； l 地下渗滤系统(很少采用）,三、湿地处理系统： 利用沼泽土壤的物理化学作用和微生物的生物化学作用、以及耐水植物（芦苇、香蒲、灯心草等）的协同净化作用使污水得到净化的一种土地处理工艺。 a、分类：天然湿地，人工表流湿地和人工潜流湿地系统(见附图)。 b、生态系统：耐水植物（芦苇、香蒲等）、土壤（粘土矿物）及其微生物联合作用。 c、供氧：植物光合作用在植物根际周围形成“含氧区”，为好氧微生物供氧(见附图）。,d、净化机理：物理沉降，根际截留，化学沉淀，土壤及其微生物、

13、植物的吸附吸收与生物代谢作用等。 e、设计运行： 对天然湿地，水深一般0.3-0.8m，不超过1m。 对人工湿地：有机负荷NA0.00180.011kg/ m2d,Nq150-200m3/ha.d。 对人工潜流(芦苇石料/或水草芦苇系统)，在渗滤和毛细管作用下通过过滤、沉淀、吸附和微生物作用降解污染物。,人工湿地生态体系的五个组成要素,各种透水性的基质，如土壤、砾石等 适合在饱和水和厌氧基质中生长的湿地植物，如美人蕉、菖蒲等 在基质表面上或者表面下流动的水体 好氧或者厌氧微生物群 水体动物,实施人工湿地的优势（一） 集“生态水景”和“中水处理” 功能于一体。在处理污水的同时，又可种草养鱼，用鲜

14、花绿叶美化环境，把清水活鱼还给自然，形成良性、协调的生态园,实施人工湿地的优势（二） 人工湿地具有良好的蓄水功能，可以有效的节约水资源,实施人工湿地的优势（三）,污水（含雨水）处理效果好、出水水质稳定、水中各杂质去除能力强 人工湿地法进、出水指标： 资料来源：人工湿地污水处理数据（中国环境生态网）,在中国，人工湿地应用日益广泛高级别墅区、高级住宅区篇,将人工湿地引入高级别墅区、高级住宅区，即产生了良好的经济效益，又显著提高了局部地区景观的美学价值。同时，湿地生态系统提倡节约资源、尊重自然的新观念，改善了人们的生态观念。 案例： 深圳观澜高尔夫球场 上海世茂佘山庄园，人工湿地面积约6万 平方米，

15、打造集“人文、绿色、健康、环 保、生态、安全”于一身的高级别墅社区,在中国，人工湿地应用日益广泛公园篇,公园湖泊的水源主要来自雨水和沿湖的生活污水，水质较差。在公园里实施人工湿地，即净化了城市生活污水，又可以通过污水回收、循环、再利用达到湖泊用水的自给自足。 案例： 北京：2008年奥运会重要环保项目北京“奥林匹克公园北部森林公园湿地建设工程” 深圳：洪湖公园的人工湿地，被国家环保总 局列为12项国家重点环境保护实用技术示范 工程之一,在中国，人工湿地应用日益广泛学校篇,人工湿地在校园中的应用，建立了完整的校园自然生态环境系统案例： 台湾金门烈屿国中通过引入人工 湿地，创造了高品质的校园空间,

16、新南威尔士的Hornsby湿地,案例（一）：位于新南威尔士的Hornsby湿地，形成美丽、和谐的生态园。孩子们可在此观察水生植物、动物和微生物的成长，从小树立环保、生态概念。,领先的人工湿地技术,案例（二）：Bowies Flat Wetland，Boongall Street, Brisbane, Australia 表面流人工湿地用于处理小区的生活污水. 然后排放到Bridgewater 河, Norman 河,领先的人工湿地技术,其他案例：,Ascot_Waters湿地_西澳,Inkerman_Street_Kilda湿地_维多利亚,Fitzroy湿地_墨尔本,Victoria_Park湿地_新南威尔士,Docklands湿地_维多利亚,Camden湿地_新南威尔士,