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1、污水生态处理 技术及应用实例,清华大学环境学院 2011年7月26日,汇报提纲,1.生态处理技术-稳定塘,稳定塘Stabilization Ponds；旧称氧化塘Oxidation Ponds； 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”；,1.稳定塘,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。,概述,稳定塘是一种利用天然的池塘或进行一定人工修整的池塘处理污
2、水的构筑物，其净化过程与自然水体的自净过程很相似。,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)。,分类,好氧塘； 兼性塘； 厌氧塘； 曝气塘； 深度处理塘； 综合生物塘；等。,1.1好氧塘,定义全塘皆为好氧区；塘深较浅，阳光可以达到塘底。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) 优点 净化功能较高，有机物降解速率高，污水停留时间短。 缺点占地面积大，处理水中含有大量的藻类，需进行除藻处理，对细菌的去除效果也较差。,1.1好氧塘,工作原理：好氧塘是一种主要靠塘内藻类的
3、光合作用供氧的氧化塘。,1.2兼性塘,1、特点： 塘内分多层 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。,1.2兼性塘,应用最为广泛。 有效水深一般为1.02.0m，有三层组成：好氧区、兼性区和厌氧区。,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,1.3厌氧塘,水深一般为2.54.0m；勿需供氧； 塘内几乎没有藻类，只有细菌； 净化速度慢，停留时间长； 适宜于处理高浓度有机废水
4、； 产生臭气，卫生条件差； 多作为预处理。,1.4曝气塘,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； 部分混合曝气塘或兼性曝气塘 曝气塘是经过人工强化的稳定塘。 优点：投资省，管理方便，停留时间短，塘的容积和占地面积均小。 缺点： 耗能增加，运行费用高。 稳定塘可分为：,完 全 混 合 曝 气 塘,部 分 混 合 曝 气 塘,1.5稳定塘系统的工艺流程,1 、系统组成 由预处理设施、稳定塘和后处理设施组成。 2、流程组合,单塘系统,双塘系统,三塘系统,1.5稳定塘系统的工艺流程,曝气塘系统,曝气塘与兼性塘的组合系统,多塘系统,多塘系统,2.生态处理技术-
5、污水土地处理,定义：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降解的处理方式。 分类：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地和地下渗滤系统。 与农灌系统的区别：,2. 污水土地处理,净化机理： 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； 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。 物理化学吸附：金属离子与土壤中无机或有机胶体反应形成螯合物；有机物与无机物反应生成复合物；重金属离子由于阳离子交换而被置换吸附；生成非溶性化合物。 化学反应与沉淀： 微生物的代谢与分解 分类： 慢速渗滤；
6、 快速渗滤； 地表漫流； 湿地系统；地下渗滤系统,2.1慢速渗滤系统,1、概述： 该系统适用于渗水性能良好的壤土、砂质壤土以及蒸发量小、气候湿润的地区； 废水经面灌或喷灌后垂直向下缓慢渗滤，其上种有农作物； 该系统可充分利用废水中的水分及营养成分，并藉土壤微生物农作物复合系统对污水进行净化，部分污水被蒸发和渗滤； 使用寿命长。 2、工艺性能：废水投配负荷一般较低，由于渗滤速度慢，废水在表层土壤（含大量微生物)中的停留时间长，废水净化效率高，出水水质好。,2.2快速渗滤系统,1、概述： 净化机理类似于间歇“生物砂滤器”； 适用于透水性非常良好的土壤，如砂土、壤土砂或砂壤土等； 废水周期性地布水(
7、投配或灌入)和落干(休灌)，使快速渗滤池的表层土壤处于厌氧、好氧交替运行的状态，藉不同种群的微生物分解降解废水中的有机物，A-O交替运行有利于去除N、P； 该系统的有机负荷与水力负荷比其他土地处理工艺明显地高得多，但其净化效率仍很高。 2、工艺特点：可将净化水补给地下水；可藉井或地下排回收净化水；可将净化水贮存在地下含水层。 3、工艺性能： 可直接采用快速渗滤系统处理一级处理(或酸化池)出水： 系统对污染物的去除率高：COD90%，BOD595%，SS98%； 系统出水的COD40mg/L，BOD510mg/L； 耐冲击负荷能力强； 具有脱氮功能,2.2快速渗滤系统,2.3地表漫流系统,一、将
8、废水投配到多年生牧草、坡度和缓、土壤渗透性差的坡面上，废水在沿坡面缓慢流动的过程中得到净化； 其净化机制类似于固定膜生物处理法； 适用于土壤渗透性低的粘土、亚粘土。 二、工艺特点：废水要求预处理(如格栅、筛滤)后进入系统，出水水质相当于传统生物处理后的出水；对BOD、SS、N的去除率较高；在处理废水的同时，可收获作物.,2.4人工湿地处理系统,2.4人工湿地净化废水的原理,2.4人工湿地分类,人工湿地（Constructed Wetlands) ，它分为 表面流湿地(Surface Flow Wetlands缩写为SFW) 潜流湿地(Subsurface Flow Wetlands缩写为SSF
9、W) 垂直流湿地(Vertica1 Flow Wetlands缩写为VFW),2.5地下渗滤系统,1、定义 将废水投配到具有一定构造、距地面约0.5m深，有良好渗透性土地层中，藉毛管浸润和土壤渗滤作用，使废水向四周扩散，通过过滤、沉淀、吸附、生物降解等过程使废水得到净化； 2、工艺特点：处理效果稳定；基建投资省、运行费低。,2.6各种土地处理工艺的净化效果,2.6各种土地处理工艺的净化效,进水,2.7生态工程污水处理的应用,3应用实例-河流修复,生物强化人工河道,自然河道生态塘,3应用实例-河流修复,复合 人工 湿地,功能水草 毛管渗滤 人工浮岛,液流 通道 防堵,高效 生物 塘床,生态沟渠、
10、 生态修复耦合系统,生态护岸,3应用实例-河流修复,3应用实例-多功能河道生物与生态组合工艺,韩国水质生物-生态修复设施 (处理能力为32000吨/日),3.应用实例-流域综合治污系统,强化复氧技术,生物-生态联合技术,滨河缓冲带构建,生态护岸技术,水质改善物化技术,3.北京市昆玉河（整治后）,3.清河一期综合整治工程,3.转河,生态公园,历史文化园,3.转河,北京市房山区刺猬河,北京凉水河开发区段,北京市潮白河,北京菖蒲河,淮安水利枢纽,亚表层地下渗滤系统,利用湿地根孔生态净水技术,生态滤池,3.应用实例-农村环境综合治理,3.应用实例-农村环境综合治理,雨水属于低浓度污水，主要的污染物包括
11、SS, COD, TN, TP, 重金属，仅需简单处理即可收集并进入景观水体。主要的处理方法包括： 生态雨水缓冲处理系统； 雨水过滤系统; 小规模雨水分离处理系统; 生态处理系统,小规模雨水分离处理系统,生态雨水缓冲处理系统,湿地构建,3.应用实例-农村,庭院式人工湿地处理系统利用基质微生物植物复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。,分散与集中相结合，以分散处理为主庭院式人工湿地处理系统,分散式生活污水处理技术-生态处理技术,生态处理技术具有基建投资小，运行管理简单，出水可综合利用，可美化生态环境等特点，非常适
12、合在农村应用。,人 工 湿 地,地 下 渗 滤,氧 化 塘,庭院式湿地处理系统将生活污水中浓度较高的黑水部分分离出去以后，灰水利用简单的湿地处理系统即可达到排放标准。,街道式湿地处理系统在相对集中的区域，可局部收集、集中就地处理。污水首先进入一个集水井，通过水泵提升进入街道式湿地系统。,分散式与集中式相结合人工湿地处理系统,高负荷地下渗滤污水处理复合技术,多介质土壤层技术,农村生活污染控制实例,加强径流管理，重构景观环境人工湿地处理系统,南庄村景观湿地收集全村污水以及雨水，通过人工湿地、水生植物和循环水体，形成水体景观。该处通过安装健身器材提供休闲娱乐场所。,人工湿地生态处理系统示意图,人工湿
13、地主要利用土壤、植物和微生物等作用进行水质净化，可以达到三类水体的功能区要求。,人工湿地生态处理系统处理效果图,面源污染防治-洱海,面源污染控制-洱海,城市面源,集成城市面源污染控制与水体修复的生态技术和经验，创造一种没有雨水下水道的城市排水系统。用促渗、土壤滞留、干塘、湿地、地表排水植草沟代替，可以起到削减城市面源污染，实现城市排水、景观、生态与经济的统一协调，营造生态城市的特色。,建设生态型的区域排水体系,生态储存塘,构造湿地,水生生物塘,自然湿地,墨 水 湖,暴雨径流储存处理系统,污水处理厂截流倍数 = 1,墨 水 湖,城市面 污染源,暴雨 40mm径流 1000mg COD/L每年712次,面源处理,储存涵管 容量：50 000 m3,截流倍数= 1,截流倍数= 5,万家巷，夹河， 鹦鹉洲部分， 马沧湖系统， 总面积 8.1 km2,暴雨径流储存处理系统 的第二种方案,莲花湖人工湿地水质净化工程,伍姓湖,Thanks!,谢谢大家！,清华大学环境学院 2011年7月26日,
