污水的自然处理

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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

2、,自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；

3、,稳定塘的分类及功能,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

4、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6.5-7.5，进水的BOD5:N:P=100:2.5:1，硫酸盐浓度应小于500mg/

5、L。,2.2 厌氧塘,厌氧塘的主要问题是产生臭气，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

6、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

7、混 合 曝 气 塘,以上四类氧化塘的主要性能分列于下表。 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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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、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

13、,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

14、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

15、 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,

16、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：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。,