水处理工程（二）——生物化学处理：7 污水的自然生物处理

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1、Department of Environment and Safety Engineering污泥的处理与处置回顾污泥的处理与处置回顾6.1 污泥的来源及性质6.2 污泥的调理6.3 污泥浓缩6.4 污泥脱水6.5 污泥的干燥与焚化6.6 污泥的利用与最终处置Department of Environment and Safety Engineering第七章第七章 污水的自然生物处理污水的自然生物处理 7.1 7.1 稳定塘稳定塘7.2 7.2 污水的土地处理系统污水的土地处理系统Department of Environment and Safety Engineering又名氧化塘（又

2、名氧化塘（Oxidation pondsOxidation ponds）、生物塘）、生物塘7.1.1 7.1.1 概述概述1 1、稳定塘、稳定塘是经过人工适当的修正的土地，设围堤是经过人工适当的修正的土地，设围堤和和防渗层防渗层的污水池塘，主要依靠生物净化功能使污水的污水池塘，主要依靠生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。得到净化的一种污水生物处理技术。 7.1 7.1 稳定塘稳定塘（Stabilization pondsStabilization ponds）一般不人工强化（不是实质性的人工强化）与水体自净过程相似停留时间较长通过微生物+水生生物的多种生物的综合作用，使有机物降解

3、，进而净化污水净化过程包括好氧，兼氧，厌氧三种状态DO来源于光合作用Department of Environment and Safety Engineering2 2、稳定塘的分类、稳定塘的分类 根据塘水中的微生物优势群体类型和塘水的根据塘水中的微生物优势群体类型和塘水的DODO工况工况来分来分: : （1 1）好氧稳定塘好氧稳定塘好氧塘好氧塘机理：机理：好氧塘内有机物的降解过程，实质上是溶解性好氧塘内有机物的降解过程，实质上是溶解性有机污染物转化为无机物和固态有机物（细菌与藻类有机污染物转化为无机物和固态有机物（细菌与藻类细胞）的过程。细胞）的过程。 特点特点：深度浅，一般不超过：深度浅

4、，一般不超过0.5m0.5m，阳光能进入塘底，阳光能进入塘底，主要由藻类供氧，主要由藻类供氧，全塘处于好氧状态，好氧微生物降全塘处于好氧状态，好氧微生物降解有机物解有机物 。Department of Environment and Safety Engineering（2）兼性稳定塘兼氧塘（城市污水处理常用的一种塘） 特点：较深，一般在1.0m以上 塘深小于0.5m，好氧状态 兼性区介于好氧与厌氧之间 塘底沉淀污泥，厌氧状态，厌氧发酵净化作用好氧，兼性，厌氧微生物共同完成Department of Environment and Safety Engineering（3）厌氧稳定塘厌氧塘原理

5、：厌氧塘的原理与其他厌氧生物处理过程一样，依靠厌氧菌的代谢功能，使有机底物得到降解。反应分为两个阶段：首先由产酸菌将复杂的大分子有机物进行水解，转化成简单的有机物（有机酸、醇、醛等）；然后产甲烷菌将这些有机物作为营养物质，进行厌氧发酵反应，产生甲烷和二氧化碳等。 特点：塘深2.0m，整个塘基本上都是厌氧状态，有机负荷率高，净化速度低，停留时间长，一般为高浓度有机废水的前级处理工艺，后接其他处理工艺 。使用条件：对于高温、高浓度的有机废水有很好的去除效果，如食品、生物制药、石油化工、屠宰场、畜牧场、养殖场、制浆造纸、酿酒、农药等工业废水。对于醇、醛、酚、酮等化学物质和重金属也有一定的去除作用。对

6、重金属也有一定的去除效果。Department of Environment and Safety EngineeringDepartment of Environment and Safety Engineering（4 4）曝气稳定塘曝气稳定塘曝气塘曝气塘原理：原理：不是依靠自然净化过程为主，而是采用不是依靠自然净化过程为主，而是采用人工补人工补给方式供氧给方式供氧，通常是在塘面上安装曝气机。实际上是介，通常是在塘面上安装曝气机。实际上是介于活性污泥法中的延时曝气法与稳定塘之间的一种工艺。于活性污泥法中的延时曝气法与稳定塘之间的一种工艺。分类：分类：（1 1）完全混合曝气塘（或称好氧曝气塘

7、）。）完全混合曝气塘（或称好氧曝气塘）。 （2 2）部分混合曝气塘（或称兼性曝气塘）。）部分混合曝气塘（或称兼性曝气塘）。 特点：特点：h2.0mh2.0m以上，由表曝机供氧，并对塘水搅动，以上，由表曝机供氧，并对塘水搅动，在曝气条件下，藻类的生长与光合作用受到抑制在曝气条件下，藻类的生长与光合作用受到抑制 。Department of Environment and Safety Engineering（5 5）深度处理塘深度处理塘二级处理后用，进一步降低有机二级处理后用，进一步降低有机物、氮磷等，物、氮磷等，靠大气复氧和藻类光合作用供氧靠大气复氧和藻类光合作用供氧。 根据根据处理水出水方式

8、处理水出水方式分分: : 连续出水塘连续出水塘 控制出水塘控制出水塘 贮存塘：只进不出，靠蒸贮存塘：只进不出，靠蒸发和渗透发和渗透 上述的（上述的（1 1）- -（5 5）均按连续出水运行）均按连续出水运行 Department of Environment and Safety Engineering3 3、稳定塘的优点、稳定塘的优点（1 1）投资省，工程简单）投资省，工程简单（2 2）能够污水资源化，农业灌溉（效益显著，复合的）能够污水资源化，农业灌溉（效益显著，复合的生态系统）生态系统）（3 3）能耗低）能耗低4 4、稳定塘的缺点、稳定塘的缺点（1 1）占地面积大）占地面积大（2 2）净

9、化效果受自然因素控制）净化效果受自然因素控制（3 3）对地下水的影响）对地下水的影响（4 4）卫生状态差）卫生状态差Department of Environment and Safety Engineering7.1.2 7.1.2 稳定塘的净化机理稳定塘的净化机理1 1、稳定塘中的生物及其生态系统、稳定塘中的生物及其生态系统（1 1）稳定塘中的生物）稳定塘中的生物 细菌、藻类、微型动物、水生植物及其他水生动物。细菌、藻类、微型动物、水生植物及其他水生动物。Department of Environment and Safety Engineering细菌降解有机物起主要作用 兼性异养菌（好

10、氧塘和兼性塘好氧区，及兼性区存在） 好氧菌和兼性菌种属多 产酸菌（兼性异氧菌）分解有机物产生乙酸等和醇类 厌氧菌（厌氧塘和兼性塘污泥区，将有机酸转化为CH4+CO2，脱硫弧菌-绝对厌氧菌） 硝化菌（绝对好氧菌，一般只存活在深度处理塘） 常见细菌Department of Environment and Safety Engineering藻类藻类 稳定塘为菌藻共生体系，藻类具有叶绿体，含有叶绿素，稳定塘为菌藻共生体系，藻类具有叶绿体，含有叶绿素，能够通过这些色素进行光合作用，是能够通过这些色素进行光合作用，是塘水中塘水中DODO的主要供应的主要供应者者。 白昼白昼 吸收吸收COCO2 2，放出

11、，放出O O2 2 夜间夜间 内源呼吸，消耗内源呼吸，消耗O O2 2，放出，放出COCO2 2 绿藻绿藻最常见的，单细胞或多细胞的绿色藻类最常见的，单细胞或多细胞的绿色藻类 蓝绿藻（蓝藻）蓝绿藻（蓝藻）机体构造简单，藻体为单细胞及丝状机体构造简单，藻体为单细胞及丝状体体 褐藻褐藻常常见见藻藻类类蓝绿藻能够代谢产生蓝绿藻能够代谢产生H H2 2S S，能够将大气中的，能够将大气中的N N2 2固定固定Department of Environment and Safety Engineering绿 藻蓝绿藻褐 藻Department of Environment and Safety Engi

12、neering原生动物和后生动物原生动物和后生动物 p与活性污泥中不一样，表现在不规则和数量不相等两与活性污泥中不一样，表现在不规则和数量不相等两方面。方面。原生动物和后生动物不完全作为指示性生物考虑原生动物和后生动物不完全作为指示性生物考虑p水蚤水蚤枝角类，捕食（细菌和藻类）出现水蚤表明枝角类，捕食（细菌和藻类）出现水蚤表明水质清澈，水蚤能吞食粒状物质，分泌粘液性物质。水质清澈，水蚤能吞食粒状物质，分泌粘液性物质。p摇蚊幼虫摇蚊幼虫使底泥量减少使底泥量减少Department of Environment and Safety Engineering水生植物水生植物 种植种植“水生维管束植物

13、水生维管束植物”能提高塘对有机物和能提高塘对有机物和N N、P P等等无机营养物质的去除效果。无机营养物质的去除效果。 a a、浮水植物、浮水植物漂浮在水面、直接从大气中吸漂浮在水面、直接从大气中吸O O2 2、COCO2 2，从塘水中吸取营养物质。，从塘水中吸取营养物质。 凤眼莲凤眼莲即水葫芦，具有较强的耐污性，去即水葫芦，具有较强的耐污性，去污能力强污能力强净化过程：净化过程： O O2 2通过根、茎输送到根部，释放于水中；通过根、茎输送到根部，释放于水中； 凤眼莲本身也直接吸收水中的有机物和无机物凤眼莲本身也直接吸收水中的有机物和无机物; ; 水层是好氧，底部是厌氧，可有利于硝化和反硝化

14、水层是好氧，底部是厌氧，可有利于硝化和反硝化; ; 种植在高负荷的稳定塘里，并可回收作为种植在高负荷的稳定塘里，并可回收作为“青贮饲料青贮饲料”. .Department of Environment and Safety Engineering凤眼莲（水葫芦）Department of Environment and Safety Engineeringb b、沉水植物、沉水植物根生长于底泥中，叶、茎全部沉没水根生长于底泥中，叶、茎全部沉没水中，仅在开花时，花开在水面上中，仅在开花时，花开在水面上 。 只能在塘水深较高，有机物负荷低和能有光照的地区只能在塘水深较高，有机物负荷低和能有光照的地

15、区生长生长 其作用同其作用同“浮水植物浮水植物” 沉水植物是鸭、鹅的饲料沉水植物是鸭、鹅的饲料常见的有常见的有马来眼子莲马来眼子莲Department of Environment and Safety Engineering c c、挺挺水水植植物物根根生生长长于于底底泥泥中中，叶叶、茎茎则则挺挺出出水水面面，常常见见水水葱葱为为深深绿绿色色，芦芦苇苇是是浅浅绿绿色色，其其作作用用于于上上述述两两种种植植物物相相同同，但但只只能能生生长长于于浅浅水水中中，收收割割季季节节需需放水。放水。水 葱芦 苇Department of Environment and Safety Engineerin

16、g 其它水生植物其它水生植物 放养水禽，放养水禽，建立良好的生态系统建立良好的生态系统，鱼吞食藻类，鸭鹅，鱼吞食藻类，鸭鹅吞食水草。吞食水草。齐齐哈尔氧化塘齐齐哈尔氧化塘Department of Environment and Safety Engineering喀吐穆炼油厂氧化塘喀吐穆炼油厂氧化塘Department of Environment and Safety Engineering氧化塘出水口水体已由黑臭变为绿色氧化塘出水口水体已由黑臭变为绿色Department of Environment and Safety Engineering（2）稳定塘生态系统Department

17、of Environment and Safety Engineering稳定塘生态系统中不同种群的关系稳定塘生态系统中不同种群的关系 菌藻共生关系菌藻共生关系C C1111H H2828O O7 7H+14OH+14O2 2+H +H 11CO 11CO2 2+13H+13H2 2O+NHO+NH4 4+ + 式式 (6-1)(6-1) 1.56gO 1.56gO2 2/go/go（每分解每分解1g1g有机物需氧有机物需氧1.56g1.56g） 藻类的分子式：藻类的分子式：C C106106H H263263O O110110N N1616P (P (植物性浮游生物）植物性浮游生物） 其光合

18、反应：其光合反应：106CO106CO2 2+16NO+16NO3 3- -+HPO+HPO4 42-2-+122H+122H2 2O+18HO+18H+ + C C106106H H263263O O110110N N1616P+118OP+118O2 2式（式（6-26-2） 1.244gO1.244gO2 2/g/g藻（藻（每合成每合成1g1g藻类，放出藻类，放出1.244g1.244g氧气氧气）Department of Environment and Safety Engineering有机物降解生成藻类，藻类也为有机体； 藻类吸收水中的CO2，藻类的数量（有机体的数量） 进水 溶解

19、性的有机物生成较稳定的形态的有机体（藻类细胞）Department of Environment and Safety Engineering稳定塘内的食物链网稳定塘内的食物链网 细菌 藻类 水生植物 原生动物 好氧微生物 鱼类 水禽（鸭、鹅） 图图6-2 6-2 稳定塘内主要的食物链网稳定塘内主要的食物链网Department of Environment and Safety Engineering稳定塘内各种物质的转化稳定塘内各种物质的转化Department of Environment and Safety Engineering a a、细菌的新陈代谢作用，使溶解性有机碳转化为、细

20、菌的新陈代谢作用，使溶解性有机碳转化为 COCO2 2合成细菌增殖；合成细菌增殖； b b、藻类光合作用吸收、藻类光合作用吸收COCO2 2，呼吸时又放出，呼吸时又放出COCO2 2； c c、死亡的细菌，藻类沉入池底，分解为有机碳与无、死亡的细菌，藻类沉入池底，分解为有机碳与无机碳；机碳； d d、塘底的厌氧发酵反应，对不溶解的有机碳分解。、塘底的厌氧发酵反应，对不溶解的有机碳分解。 碳碳的的转转化化途途径径 Department of Environment and Safety Engineering综合作用的结果：溶解性有机物的降解，和细菌、藻溶解性有机物的降解，和细菌、藻类的增殖类的

21、增殖塘水的PH值有变化 CO2+H2O H2CO3 HCO3- +H+ 白天pH值升高 CO32-+H2O HCO3-+OH- 夜间左移 pH值降低Department of Environment and Safety Engineering氮的转化与转移Department of Environment and Safety Engineeringa a、氨化作用氨化作用使有机氮生成氨氮进而硝化使有机氮生成氨氮进而硝化b b、硝化作用硝化作用使使NHNH4 4+ +-N-N转化为转化为NONO3 3-N-N 2NH 2NH3 3+4O+4O2 2=2HNO=2HNO3 3+2H+2H2 2

22、O+O+能能c c、反硝化作用反硝化作用：NONO3 3NN转化为转化为N N2 2 2HNO 2HNO3 3+CH+CH3 3COOH=2HCOOH=2H2 2O+2HCOO+2HCO3 3- -+N+N2 2d d、挥发作用挥发作用：HRTHRT长，温度较高的环境下，长，温度较高的环境下，NHNH3 3挥发至大挥发至大气，气， N N2 2占大气的占大气的21%21%；e e、吸收作用吸收作用: :微生物及各种水生植物，吸收铵态氮或硝微生物及各种水生植物，吸收铵态氮或硝酸氮合成其本身的有机体；酸氮合成其本身的有机体；f f、分解作用分解作用：衰死的细菌和藻类解体后，形成溶解性的：衰死的细菌

23、和藻类解体后，形成溶解性的有机氮和沉渣物，有机氮和沉渣物， 沉淀层中的有机沉淀层中的有机N N在厌氧菌的作用在厌氧菌的作用下也可得到分解。下也可得到分解。 Department of Environment and Safety Engineering磷的转化与循环磷的转化与循环 进水中，含有有机磷及溶解性的无机磷酸盐进水中，含有有机磷及溶解性的无机磷酸盐Department of Environment and Safety Engineering 白天，白天，PHPH上升，磷酸盐易于沉淀上升，磷酸盐易于沉淀 夜间，夜间，PHPH下降，磷酸盐易于溶解下降，磷酸盐易于溶解c c、有机磷在细菌作

24、用下的净化分解、有机磷在细菌作用下的净化分解稳定塘能去处稳定塘能去处磷磷50-70%50-70%有害物质的转化有害物质的转化 a a、生物降解作用、生物降解作用微生物对苯、酚、腈、有机染微生物对苯、酚、腈、有机染料、农药、多氯联苯料、农药、多氯联苯 b b、吸附与吸收作用：水生植物的根系适于微生物的、吸附与吸收作用：水生植物的根系适于微生物的生长并吸收重金属生长并吸收重金属 c c、螯合与沉淀作用、螯合与沉淀作用a a、细菌、藻类吸收无机磷转化为有机磷（满足生命、细菌、藻类吸收无机磷转化为有机磷（满足生命活动活动有机磷）有机磷） b b、溶解性、溶解性P P与不溶解性与不溶解性P P的互相转化

25、的互相转化 Department of Environment and Safety Engineering（4 4）厌氧微生物的代谢作用厌氧微生物的代谢作用：兼性塘的塘底：兼性塘的塘底+ +厌氧塘内厌氧塘内 DO=0DO=0 水解阶段、水解阶段、 产氢产乙酸、产甲烷阶段产氢产乙酸、产甲烷阶段厌氧发酵的三个阶段：厌氧发酵的三个阶段：2 2、稳定塘对污水的净化作用、稳定塘对污水的净化作用（1 1）稀释作用稀释作用 ：风力、水流及污染物扩散的作用：风力、水流及污染物扩散的作用-物物理过程理过程（2 2）沉淀和絮凝作用沉淀和絮凝作用：SSSS自然沉降，小自然沉降，小SSSS，微生物絮，微生物絮凝作用

26、凝作用 （3 3）好氧微生物的代谢作用好氧微生物的代谢作用：异养型好氧菌和兼性菌：异养型好氧菌和兼性菌Department of Environment and Safety Engineering（5 5）浮游生物的作用浮游生物的作用：藻类的主要作用藻类的主要作用-供氧；供氧；浮游生物的主要功能浮游生物的主要功能吞食游离细菌，使水清澈，吞食游离细菌，使水清澈，分泌产生生物絮凝的粘液；分泌产生生物絮凝的粘液； 底栖生物底栖生物摇蚊摄取污泥层的藻类或细菌，使污摇蚊摄取污泥层的藻类或细菌，使污泥层数量减少泥层数量减少 ； 鱼类鱼类-捕食微型水生动物及污物。捕食微型水生动物及污物。（6 6）水中维管

27、束植物的作用水中维管束植物的作用 a a、吸收、吸收N N、P P b b、富集重金属、富集重金属 c c、向塘水供氧、向塘水供氧 d d、根、茎为细菌提供了生长介质。、根、茎为细菌提供了生长介质。Department of Environment and Safety EngineeringDepartment of Environment and Safety Engineering（1 1）温度温度 好氧菌好氧菌 10-4010-40（最佳（最佳25-3525-35）藻类存活藻类存活 5-405-40（最佳（最佳30-3530-35） 厌氧菌厌氧菌 15-60 3515-60 35、53

28、53（2 2）光照光照 光照光照光合作用的能量，对藻类的产量有影响光合作用的能量，对藻类的产量有影响33-33-43g/m43g/m.d.d 光饱和值：藻类对光的利用有限值，光饱和值：藻类对光的利用有限值，Lumen/mLumen/m ；当日光的强度超过藻类所能利用的光照强度，其有向深当日光的强度超过藻类所能利用的光照强度，其有向深层移动的习性；层移动的习性；3 3、稳定塘净化过程的影响因素、稳定塘净化过程的影响因素 Department of Environment and Safety Engineering（3 3）混合混合（使营养物质与溶解氧均匀分布）（使营养物质与溶解氧均匀分布） 风

29、力风力 水力搅拌水力搅拌 人工搅拌人工搅拌（4 4）营养物质营养物质 满足正常的满足正常的C C、N N、P P、S S等等（5 5）预处理预处理Department of Environment and Safety Engineering7.1.3 7.1.3 好氧塘好氧塘1、概述、概述（1 1）塘深：）塘深：h=0.5mh=0.5m（2 2）DODO：白天充足，晚上降低：白天充足，晚上降低（3 3）PHPH：白天上升，夜间降低：白天上升，夜间降低（4 4）生物相：丰富（菌、藻、原生、后生动物）生物相：丰富（菌、藻、原生、后生动物）2 2、特点、特点（1 1）优点：净化功能较高，）优点：净

30、化功能较高，HRTHRT较短较短（2 2）缺点）缺点 进水有必要进行预处理，去除进水有必要进行预处理，去除SSSS，防止污泥，防止污泥沉淀层、占地面积大，含有大量藻类，需除藻。沉淀层、占地面积大，含有大量藻类，需除藻。3 3、分类、分类 高负荷好氧塘高负荷好氧塘 普通好氧塘普通好氧塘 深度处理好氧塘深度处理好氧塘Department of Environment and Safety Engineering4 4、设计、设计（1 1）一般规定）一般规定选址：气温选址：气温日照日照通风条件通风条件需要预处理需要预处理分格分格不能少于两格，分串联或并联不能少于两格，分串联或并联混合混合是塘水混合的

31、主要动力是塘水混合的主要动力面积面积40000m40000m2 2，矩形分布，长，矩形分布，长: :宽宽=2-3:1=2-3:1，塘深，塘深1/21/2处处为设计平面，取为设计平面，取0.5m0.5m为超高为超高处理水回流，定期除底泥，除藻处理处理水回流，定期除底泥，除藻处理HRTHRT约为约为2020天天（2 2）好氧塘的计算）好氧塘的计算 按表面负荷计算按表面负荷计算 A=QSA=QS0 0/N/NA A (m (m2 2) ) S S0 0 kg/mkg/m 原污水原污水BODBOD5 5浓度浓度 Q mQ m3 3/d /d 污水设计流量污水设计流量 N NA ABODBOD表面负荷率

32、表面负荷率kg/mkg/m.d.d（排水工程（排水工程P272P272，表，表6-16-1）Department of Environment and Safety EngineeringDepartment of Environment and Safety Engineering7.1.4 兼性塘1、概述（1 1）塘深塘深 1.0-2.5m1.0-2.5m 上层上层好氧好氧（2 2） 中间中间变化（变化（DODO时有时无）时有时无） 下层下层厌氧厌氧兼性区：生化反应主导兼性区：生化反应主导厌氧区：产酸，产氢产乙酸，产甲烷三阶段反应厌氧区：产酸，产氢产乙酸，产甲烷三阶段反应好氧区：与好氧塘一

33、样，（硝化菌）好氧区：与好氧塘一样，（硝化菌）（3 3）生物相也比较丰富）生物相也比较丰富2、特点（1 1）耐冲击负荷（水质、水量上的）耐冲击负荷（水质、水量上的）（2 2）效率相同时，建设投资低）效率相同时，建设投资低（3 3）适用范围广）适用范围广（4 4）可以减少底泥）可以减少底泥Department of Environment and Safety Engineering3、设计（1 1）一般规定）一般规定 停留时间，停留时间，7-180d7-180d，负荷高，负荷率的选定应以最冷月的平均温度为控制负荷高，负荷率的选定应以最冷月的平均温度为控制条件条件矩形池，长：宽矩形池，长：宽=2

34、=2：1-31-3：1 1塘数不少于两座塘数不少于两座Department of Environment and Safety Engineering（2 2）兼性塘的计算）兼性塘的计算 BODBOD5 5表面负荷率：表面负荷率：0.0002-0.010kg/m0.0002-0.010kg/m2 2.d.d停留时间停留时间71807180天天Department of Environment and Safety Engineering7.1.5 厌氧塘1、概述（1 1）主要功能）主要功能稳定废水中高浓度有机固体，稳定废水中高浓度有机固体， 而不要求提供高质量的出水而不要求提供高质量的出水 （

35、2 2）生物）生物细菌细菌 PH 6.5-7.5 PH 6.5-7.5 （3 3）控制）控制CHCH4 4阶段阶段 C:N 20C:N 20：1 1 温度、重金属离子温度、重金属离子 （4 4）塘深）塘深 3-5m3-5m 2、特点（1 1）主要问题）主要问题气味；远离住宅区至少气味；远离住宅区至少500m500m，使塘，使塘表层保持好氧（可以回流）表层保持好氧（可以回流） （2 2）浓度高，深度大，易污染地下水）浓度高，深度大，易污染地下水Department of Environment and Safety Engineering3、厌氧塘的设计（1 1）一般规定）一般规定HRTHRT的

36、确定（经验）的确定（经验）形状：矩形，长宽比：形状：矩形，长宽比：2-2.52-2.5：1 1，面积不大于，面积不大于8000m8000m贮存底泥深度不小于贮存底泥深度不小于0.5m0.5m，清除周期，清除周期5-85-8年年进水出水进水出水 进水口进水口据塘底据塘底0.6-1.0m0.6-1.0m，进入消化槽中，可以控制，进入消化槽中，可以控制气味，且与活性污泥固体混合气味，且与活性污泥固体混合 出水口出水口淹没式，入水中淹没式，入水中0.6m0.6mDepartment of Environment and Safety Engineering（2）经验数据设计有机负荷率：厌氧反应是HRT

37、的函数，而与塘面积的函数关系较小温度保持15以上，最好为32，因此不应过深，降温梯度为-1/0.3mDepartment of Environment and Safety Engineering7.1.6 曝气塘1、概述（1 1）曝气塘）曝气塘人工强化的稳定塘。人工强化的稳定塘。（2 2）塘的种类）塘的种类曝气相关，可分为好氧曝气塘和兼性曝气相关，可分为好氧曝气塘和兼性曝气塘。曝气塘。（1 1）效率高，占地少、耗电高。）效率高，占地少、耗电高。2、特点Department of Environment and Safety Engineering3、设计（1 1）一般规定）一般规定BOD表面

38、负荷率：30-60gBOD5/m.d；塘深 ：2.5-5.0m， SS：80-200mg/L；HRT：好氧1-10d、兼性曝气塘7-20d； Department of Environment and Safety Engineering（2 2）计算公式）计算公式 流态完全混合流态完全混合 假定假定 有机物降解是一级反应有机物降解是一级反应 无污泥回流系统无污泥回流系统 因此有下式成立因此有下式成立 ds/dtds/dt=-=-ksks 改写为改写为(S(S0 0-Se)/t=-Se)/t=-kSekSe K K：有机物降解速度常数；：有机物降解速度常数；t: t: 污水在塘内的停留时间污水

39、在塘内的停留时间d;d;S S0 0、SeSe：原水和处理水有机物浓度：原水和处理水有机物浓度mg/Lmg/L；Department of Environment and Safety Engineering由物料平衡：由物料平衡：(S(S0 0-Se)Q=(-Se)Q=(kSe)VkSe)V V V：曝气塘容积：曝气塘容积 m3m3将将V/Q=tV/Q=t及去除率及去除率(S(S0 0-Se)/S-Se)/S0 0100=E100=E曝气塘：曝气塘：t=E/K(100-E) t=E/K(100-E) 推出推出 Se=SSe=S0 0/(1+Kt) /(1+Kt) 兼性曝气塘：兼性曝气塘：Se

40、=S0/(1+Kt)F F:Se=S0/(1+Kt)F F:夏季夏季1.4 1.4 、冬季、冬季1.01.0；K(tK(t)=K)=K(20)(20)T-20T-20 是温度系数，介于是温度系数，介于1.065-1.091.065-1.09之间之间Department of Environment and Safety Engineering7.1.7 深度处理塘（三级处理塘、熟化塘）1、概述（1 1）处理对象）处理对象二级出水，设在稳定塘的最后或起缓冲二级出水，设在稳定塘的最后或起缓冲作用作用 BODBOD：不高于：不高于30mg/l30mg/l（2 2）进水水质）进水水质 CODCOD：不

41、高于：不高于120mg/l120mg/l SS SS：30-60mg/l 30-60mg/l 进水除进水除BOD BOD 、SSSS外，其他指标应符合渔业用水标准。外，其他指标应符合渔业用水标准。Department of Environment and Safety Engineering（1 1）BODBOD的去除的去除(COD)(COD)，去除率不高，去除率不高（2 2）除菌效果好）除菌效果好（3 3）藻类的去除）藻类的去除养鱼养鱼（4 4）N N、P P的去除的去除藻类的吸收藻类的吸收2、特点3、计算 负荷率计算负荷率计算 负荷率的选取根据去除的具体污染物选取负荷率的选取根据去除的具体

42、污染物选取Department of Environment and Safety Engineering7.1.8 控制出水塘1、概述（1 1）控制除水塘多为兼性塘）控制除水塘多为兼性塘（2 2）主要考虑冬贮问题）主要考虑冬贮问题 停留时间（冬季）停留时间（冬季） 一般稳定塘（夏季）一般稳定塘（夏季）2、设计要点（1 1）设计应考虑的因素）设计应考虑的因素: : 塘深高于冰冻线塘深高于冰冻线1m;1m;进出水口：污泥层之上进出水口：污泥层之上, ,冰冻层冰冻层之下之下（2 2）需有一级处理：不少于）需有一级处理：不少于2 2座，可并联或串联，避座，可并联或串联，避免短流免短流（3 3）BOD

43、BOD表面负荷率法表面负荷率法Department of Environment and Safety Engineering7.1.9 稳定塘设计要点1、包括土堤和进出水工程（1 1）以挖方和填方平衡为依据）以挖方和填方平衡为依据（2 2）堤的外坡）堤的外坡1 1：3 3，（垂直于水流），内坡（，（垂直于水流），内坡（1 1：2-12-1：3 3）, , 需防渗漏需防渗漏Department of Environment and Safety Engineering（3 3）进水）进水 小塘小塘塘的中心塘的中心 大塘大塘多点布水的进水扩散装置多点布水的进水扩散装置（4 4）短流的控制）短流的

44、控制多塘串联，多点进水，塘内安装多塘串联，多点进水，塘内安装导流板，一个塘系统不小于导流板，一个塘系统不小于3 3个塘个塘（5 5）渗漏的控制）渗漏的控制塘底和堤内面做防渗塘底和堤内面做防渗, , 土：膨润土：膨润土土; ; 混凝土：膜混凝土：膜Department of Environment and Safety Engineering（6）污泥的容积一切塘均有的问题 优点：进水构筑物旁，通过厌氧层可提高BOD降解 现象：温度变化诱发翻转，使水底SS悬浮起来，春季时发生; 冬天:污泥的蓄积 后果：臭气上升，水质下降（NH3-N）等升高 方法：一般保留容积，以蓄积污泥（7）病菌的控制 长的H

45、RT的兼性塘和控制出水塘，病菌存在明显， FC：200个/100ml，亦可用氯消毒Department of Environment and Safety Engineering7.2.1 概述背景：废水稳定塘（背景：废水稳定塘（pondpond）可有效去除水中）可有效去除水中BODBOD，其缺，其缺点是出水点是出水SSSS高，通过土地处理系统的几种改善出水的高，通过土地处理系统的几种改善出水的方法，提高塘水出水水质方法，提高塘水出水水质 。7.2 污水的土地处理系统1 1、涵义、涵义人工控制，将污水投配土地，土壤人工控制，将污水投配土地，土壤植物系统植物系统净化净化 。Department

46、of Environment and Safety Engineering（1）预处理；）预处理；（2）调贮；）调贮；（3）输送、控制；）输送、控制；（4）土地净化田；）土地净化田；（5）净化水的收集、利用。）净化水的收集、利用。2、组成、组成Department of Environment and Safety Engineering7.2.2 净化作用机理1 1、物理过滤、物理过滤土壤颗粒间的孔隙具有截留、滤除水中土壤颗粒间的孔隙具有截留、滤除水中的的SSSS的功能的功能 。2 2、物理吸附与物理化学吸附、物理吸附与物理化学吸附 范德华力（中性分子）范德华力（中性分子） 金属离子（分子交

47、换、吸附和螯合作用）金属离子（分子交换、吸附和螯合作用）3 3、化学反应与化学沉淀、化学反应与化学沉淀金属离子与土壤中的某些组金属离子与土壤中的某些组分分4 4、微生物代谢作用、微生物代谢作用Department of Environment and Safety Engineering7.2.3 污水土地处理系统工艺1 1、慢速渗滤、慢速渗滤2 2、快速渗滤、快速渗滤3 3、地表漫流、地表漫流4 4、湿地处理系统、湿地处理系统Department of Environment and Safety Engineering7.2.4 湿地处理系统1、湿地在耐水植物和土壤联合作用下的一种土地处理

48、工艺 人工湿地（constructed wetland ）70年代以来，德国首先建造。2、湿地净化机理（1）物理作用沉降，植物根系的截留；（2）物质的化学沉淀；（3）土壤及植物表面的吸附吸收；（4）微生物的代谢。湿地处理系统以生长在沼泽地的维管束植物为主要特征Department of Environment and Safety Engineering3、湿地类型天然湿地系统自由水面人工湿地人工潜流湿地处理系统。（1）F=6.5710-3Q(104m) F人工湿地的面积（2）主要参数4、湿地设计HRT7-10d ，湿地坡度0-3% ，长宽比10：1 ，有机负荷10-20kgBOD/104.m

49、.d ，植物芦苇、水葱，土壤粘土 Department of Environment and Safety Engineering污水与植物作用污水与植物作用投配污水投配污水与土壤作用与土壤作用湿地出水湿地出水图图6 611 11 天然湿地处理系统示意图天然湿地处理系统示意图水深水深3080cm,3080cm,净化作用与好氧塘相似，适宜作污水的深净化作用与好氧塘相似，适宜作污水的深度处理度处理Department of Environment and Safety Engineering横孔布水管横孔布水管芦苇芦苇水面水面溢流出水溢流出水溢流出水溢流出水集水沟集水沟隔水层隔水层土壤层土壤层生物

50、膜生物膜苇根苇根图图6-126-12自由水面人工湿地自由水面人工湿地首要条件是使水层保持好氧状态；有机负荷率及水力负荷首要条件是使水层保持好氧状态；有机负荷率及水力负荷率较低，有机负荷率介于率较低，有机负荷率介于18110kgBOD5/ha.d18110kgBOD5/ha.d。Department of Environment and Safety Engineering碎石碎石坡度坡度土壤层土壤层根系层根系层隔水层隔水层可调水位的可调水位的集水管集水管芦苇芦苇穿孔布水管穿孔布水管图图6 613 13 人工潜流湿地处理系统人工潜流湿地处理系统Department of Environment

51、and Safety Engineering进水进水带孔布水管带孔布水管碎石碎石碎石碎石隔水层隔水层集水管集水管去出水管去出水管芦苇芦苇图图6 61414人工潜流湿地（碎石床）人工潜流湿地（碎石床）Department of Environment and Safety Engineering二级人工湿二级人工湿地地二级植物塘二级植物塘一级人工湿地一级人工湿地一级植物塘一级植物塘进水进水Department of Environment and Safety EngineeringDepartment of Environment and Safety Engineering处理前的星云湖水处

52、理前的星云湖水处理前的星云湖水处理前的星云湖水Department of Environment and Safety Engineering星云湖水经人工湿地处理后的出水星云湖水经人工湿地处理后的出水Department of Environment and Safety Engineering除藻情况除藻情况进水进水一级一级植物植物塘塘一级一级碎石碎石床床二级二级植物植物塘塘二级二级碎石碎石床床植物植物砂滤砂滤池池浓度浓度万个万个/ /升升273.1273.1103.103.3 37.87.82.72.70.40.40.30.3去除率去除率（）（）62.462.435.035.01.91.

53、90.80.80.040.04投资、运行费和占地投资、运行费和占地投资、运行费和占地投资、运行费和占地1 1 1 1、投资处理：、投资处理：、投资处理：、投资处理：1m1m1m1m3 3 3 3投资投资投资投资500500500500元左右。元左右。元左右。元左右。2 2 2 2、运行费：每日处理、运行费：每日处理、运行费：每日处理、运行费：每日处理1m1m1m1m3 3 3 3费用费用费用费用0.050.050.050.050.200.200.200.20元元元元3 3 3 3、占地：每处理、占地：每处理、占地：每处理、占地：每处理1m1m1m1m3 3 3 3水占地水占地水占地水占地1-2m1-2m1-2m1-2m2 2 2 2。