废水处理的几种方法.doc

生化法SBRSBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：1、 理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。2、 运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。3、 耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。4、 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。5、 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。6、 反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。7、 SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。8、 脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。9、 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。SBR系统的适用范围由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况：1) 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。2) 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。3) 水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。4) 用地紧张的地方。5) 对已建连续流污水处理厂的改造等。6) 非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。SBR工艺设计与运行SBR设计需特别注意的问题（一）主要设施与设备1、设施的组成本法原则上不设初次沉淀池，本法应用于小型污水处理厂的主要原因是设施较简单和维护管理较为集中。为适应流量的变化，反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等方法。但是，对于游览地等流量变化很大的场合，应根据维护管理和经济条件，研究流量调节池的设置。2、反应池反应池的形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地很少。形状以矩形为准，池宽与池长之比大约为1：11：2，水深46米。反应池水深过深，基于以下理由是不经济的：如果反应池的水深大，排出水的深度相应增大，则固液分离所需的沉淀时间就会增加。专用的上清液排出装置受到结构上的限制，上清液排出水的深度不能过深。反应池水深过浅，基于以下理由是不希望的：在排水期间，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度不能过深。与其他相同BODSS负荷的处理方式相比，其优点是用地面积较少。反应池的数量，考虑清洗和检修等情况，原则上设2个以上。在规模较小或投产初期污水量较小时，也可建一个池。3、排水装置排水系统是SBR处理工艺设计的重要内容，也是其设计中最具特色和关系到系统运行成败的关键部分。目前，国内外报道的SBR排水装置大致可归纳为以下几种：潜水泵单点或多点排水。这种方式电耗大且容易吸出沉淀污泥；池端（侧）多点固定阀门排水，由上自下开启阀门。缺点操作不方便，排水容易带泥；专用设备滗水器。滗水器是是一种能随水位变化而调节的出水堰，排水口淹没在水面下一定深度，可防止浮渣进入。理想的排水装置应满足以下几个条件： 单位时间内出水量大，流速小，不会使沉淀污泥重新翻起；集水口随水位下降，排水期间始终保持反应当中的静止沉淀状态；排水设备坚固耐用且排水量可无级调控，自动化程度高。在设定一个周期的排水时间时，必须注意以下项目：上清液排出装置的溢流负荷确定需要的设备数量；活性污泥界面上的最小水深主要是为了防止污泥上浮，由上清液排出装置和溢流负荷确定，性能方面，水深要尽可能小；随着上清液排出装置的溢流负荷的增加，单位时间的处理水排出量增大，可缩短排水时间，相应的后续处理构筑物容量须扩大； 在排水期，沉淀的活性污泥上浮是发生在排水即将结束的时候，从沉淀工序的中期就开始排水符合SBR法的运行原理。SBR工艺的需氧与供氧SBR工艺有机物的降解规律与推流式曝气池类似，推流式曝气池是空间（长度）上的推流，而SBR反应池是时间意义上的推流。由于SBR工艺有机物浓度是逐渐变化的，在反应初期，池内有机物浓度较高，如果供氧速率小于耗氧速率，则混合液中的溶解氧为零，对单一的微生物而言，氧气的得到可能是间断的，供氧速率决定了有机物的降解速率。随着好氧进程的深入，有机物浓度降低，供氧速率开始大于耗氧速率，溶解氧开始出现，微生物开始可以得到充足的氧气供应，有机物浓度的高低成为影响有机物降解速率的一个重要因素。从耗氧与供氧的关系来看，在反应初期SBR反应池保持充足的供氧，可以提高有机物的降解速度，随着溶解氧的出现，逐渐减少供氧量，可以节约运行费用，缩短反应时间。 SBR反应池通过曝气系统的设计，采用渐减曝气更经济、合理一些。SBR工艺排出比（1/m）的选择SBR工艺排出比（1/m）的大小决定了SBR工艺反应初期有机物浓度的高低。排出比小，初始有机物浓度低，反之则高。根据微生物降解有机物的规律，当有机物浓度高时，有机物降解速率大，曝气时间可以减少。但是，当有机物浓度高时，耗氧速率也大，供氧与耗氧的矛盾可能更大。此外，不同的废水活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能好，沉淀后上清液就多，宜选用较小的排出比，反之则宜采用较大的排出比。排出比的选择还与设计选用的污泥负荷率、混合液污泥浓度等有关。SBR反应池混合液污泥浓度根据活性污泥法的基本原理，混合液污泥浓度的大小决定了生化反应器容积的大小。SBR工艺也同样如此，当混合液污泥浓度高时，所需曝气反应时间就短，SBR反应池池容就小，反之SBR反应池池容则大。但是，当混合液污泥浓度高时，生化反应初期耗氧速率增大，供氧与耗氧的矛盾更大。此外，池内混合液污泥浓度的大小还决定了沉淀时间。污泥浓度高需要的沉淀时间长，反之则短。当污泥的沉降性能好，排出比小，有机物浓度低，供氧速率高，可以选用较大的数值，反之则宜选用较小的数值。SBR工艺混合液污泥浓度的选择应综合多方面的因素来考虑。关于污泥负荷率的选择污泥负荷率是影响曝气反应时间的主要参数，污泥负荷率的大小关系到SBR反应池最终出水有机物浓度的高低。当要求的出水有机物浓度低时，污泥负荷率宜选用低值；当废水易于生物降解时，污泥负荷率随着增大。污泥负荷率的选择应根据废水的可生化性以及要求的出水水质来确定。SBR工艺与调节、水解酸化工艺的结合SBR工艺采用间歇进水、间歇排水，SBR反应池有一定的调节功能，可以在一定程度上起到均衡水质、水量的作用。通过供气系统、搅拌系统的设计，自动控制方式的设计，闲置期时间的选择，可以将SBR工艺与调节、水解酸化工艺结合起来，使三者合建在一起，从而节约投资与运行管理费用。在进水期采用水下搅拌器进行搅拌，进水电动阀的关闭采用液位控制，根据水解酸化需要的时间确定开始曝气时刻，将调节、水解酸化工艺与SBR工艺有机的结合在一起。反应池进水开始作为闲置期的结束则可以使整个系统能正常运行。具体操作方式如下所述：进水开始既为闲置结束，通过上一组SBR池进水结束时间来控制；进水结束通过液位控制，整个进水时间可能是变化的。水解酸化时间由进水开始至曝气反应开始，包括进水期，这段时间可以根据水量的变化情况与需要的水解酸化时间来确定，不小于在最小流量下充满SBR反应池所需的时间。曝气反应开始既为水解酸化搅拌结束，曝气反应时间可根据计算得出。沉淀时间根据污泥沉降性能及混合液污泥浓度决定，它的开始即为曝气反应的结束。排水时间由滗水器的性能决定，滗水结束可以通过液位控制。闲置期的时间选择是调节、水解酸化及SBR工艺结合好坏的关键。闲置时间的长短应根据废水的变化情况来确定，实际运行中，闲置时间经常变动。通过闲置期间的调整，将SBR反应池的进水合理安排，使整个系统能正常运转，避免整个运行过程的紊乱。活性污泥SBR一种橡胶名：丁苯橡胶,由丁二烯和苯乙烯共聚制得。按生产方法分为乳液聚合丁苯橡胶和溶液聚合丁苯橡胶。其综合性能和化学稳定性好A2/OA2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。活性污泥法活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。activated sludge process 污水生物处理的一种方法。该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。影响活性污泥过程工作效率(处理效率和经济效益)的主要因素是处理方法的选择与曝气池和沉淀池的设计及运行。二、活性污泥法流程和原理11、活性污泥法的基本组成 曝气池：反应主体 二沉池： 1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。 回流系统： 1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。 剩余污泥排放系统： 1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。 供氧系统： 提供足够的溶解氧2、活性污泥系统有效运行的基本条件是： 废水中含有足够的可容性易降解有机物； 混合液含有足够的溶解氧； 活性污泥在池内呈悬浮状态； 活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥； 无有毒有害的物质流入。典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，还使混合液处于剧烈搅动的状态，形悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。第一阶段，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积和多糖类黏 性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥”。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。活性污泥法的原理形象说法：微生物“吃掉”了污水中的有机物，这样污水变成了干净的水。它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。生物接触氧化法从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。19世纪末,德国开始把生物接触氧化法用于废水处理，但限于当时的工业水平，没有适当的填料，未能广泛应用。到20世纪70年代合成塑料工业迅速发展,轻质蜂窝状填料问世,日本、美国等开始研究和应用生物接触氧化法。中国在70年代中期开始研究用此法处理城市污水和工业废水，并已在生产中应用。生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。生物处理是经过物化处理后的环节，也是整个循环流程中的重要环节，在这里氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得到去除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。如果能配合JBM新型组合式生物填料使用，可加速生物分解过程，具有运行管理简便、投资省、处理效果高、最大限度地减少占地等优点。一、生物接触氧化法的反应机理生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点：1、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；2、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；3、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。特点生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点，但又与一般生物膜法不尽相同。一是供微生物栖附的填料全部浸在废水中，所以生物接触氧化池又称淹没式滤池。二是采用机械设备向废水中充氧，而不同于一般生物滤池靠自然通风供氧，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填料，也可称为曝气循环型滤池或接触曝气池。三是池内废水中还存在约 25的悬浮状态活性污泥，对废水也起净化作用。因此生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有生物膜法和活性污泥法的优点。生物接触氧化法净化废水的基本原理与一般生物膜法相同，就是以生物膜吸附废水中的有机物，在有氧的条件下，有机物由微生物氧化分解，废水得到净化。生物接触氧化池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成。在活性污泥法中，丝状菌常常是影响正常生物净化作用的因素；而在生物接触氧化池中，丝状菌在填料空隙间呈立体结构，大大增加了生物相与废水的接触表面，同时因为丝状菌对多数有机物具有较强的氧化能力，对水质负荷变化有较大的适应性，所以是提高净化能力的有力因素。处理装置按结构分为分流式和直接式两类，其结构如图生物接触氧化池所示分流式的曝气装置在池的一侧,填料装在另一侧,依靠泵或空气的提升作用，使水流在填料层内循环，给填料上的生物膜供氧。此法的优点是废水在隔间充氧，氧的供应充分，对生物膜生长有利。缺点是氧的利用率较低，动力消耗较大；因为水力冲刷作用较小，老化的生物膜不易脱落,新陈代谢周期较长,生物膜活性较小；同时还会因生物膜不易脱落而引起填料堵塞。直接式是在氧化池填料底部直接鼓风曝气。生物膜直接受到上升气流的强烈扰动，更新较快，保持较高的活性；同时在进水负荷稳定的情况下，生物膜能维持一定的厚度，不易发生堵塞现象。一般生物膜厚度控制在1毫米左右为宜。选用适当的填料以增加生物膜与废水的接触表面积是提高生物膜净化废水能力的重要措施。一般采用蜂窝状填料。蜂窝状填料的比表面积如：蜂窝状填料孔径须根据废水水质（BOD即五日生化需氧量、悬浮物等的浓度）、BOD负荷、充氧条件等因素进行选择。在一般情况下,BOD浓度为100300毫克升，孔径可选用32毫米；BOD为50100毫克升,可选用1520毫米；如在50毫克升以下，可选用1015毫米孔径的填料。填料要质量轻，强度好，抗氧化腐蚀性强，不带来新的毒害。目前采用较多的有玻璃布、塑料等蜂窝状填料，此外，也可采用绳索、合成纤维、沸石、焦炭等作填料。填料型式有蜂窝状、网状、斜波纹板等。生物接触氧化法的 BOD负荷与废水的基质浓度有关，对低BOD浓度（50300毫克升）废水每日每立方米的填料采用25千克(BOD)，废水停留时间为0.51.5小时，氧化池内耗氧量约13毫克升。由于氧化池内生物量较大，处理负荷高，可控制溶解氧量较高，一般要求氧化池出水中剩余溶解氧为23毫克升。生物接触氧化法的优点是：净化效率高；处理所需时间短；对进水有机负荷的变动适应性较强；不必进行污泥回流，同时没有污泥膨胀问题；运行管理方便。目前存在的问题主要是池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象，尚待改进。研究的方向是针对不同的进水负荷控制曝气强度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形状、尺寸和材质合适的填料。生物转盘法rotating biological disk 由水槽和部分浸没于污水中的旋转盘体组成的生物处理构筑物。盘体表面上生长的微生物膜反复地接触槽中污水和空气中的氧，使污水获得净化。生物转盘工艺是生物膜法污水生物处理技术的一种，是污水灌溉和土地处理的人工强化，这种处理法使细菌和菌类的微生物、原生动物一类的微型动物在生物转盘填料载体上生长繁育，形成膜状生物性污泥生物膜。污水经沉淀池初级处现后与生物膜接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物作为营养，使污水得到净化。在气动生物转盘中，微生物代谢所需的溶解氧通过设在生物转盘下侧的曝气管供给。转金表面覆有空气罩，从曝气管中释放出的压缩空气驱动空气罩使转金转动，当转金离开污水时，转金表面上形成一层薄薄的水层，水层也从空气中吸收溶解氧。生物流化床生物流化床是指为提高生物膜法的处理效率，以砂（或无烟煤、活性炭等）作填料并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供养，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。构筑物中填料的表面积超过3300m2/m3填料，填料上生长的生物膜很少脱落，可省去二次沉淀池。床中混合液悬浮固体浓度达8000-40000mg/L，氧的利用率超过90%，根据半生产性试验结果，当空床停留时间为16-45分钟时BOD和氮的去除率均大于90%，此时填料粒径为1mm，膨胀率为100%，BOD负荷16.6kg(BOD5)/( m3d)。生物硫化床工艺效率高、占地少、投资省，在美、日等国已用于污水硝化、脱氮等深度处理和污水二级处理及其他含酚、制药等工业废水处理。氧化塘稳定塘旧称氧化塘或生物塘，是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点，在我国，特别是在缺水干旱的地区，是实施污水的资源化利用的有效方法，所以稳定塘处理污水近年来成为我国着力推广的一项新技术。1、 优点（1）能充分利用地形，结构简单，建设费用低。采用污水处理稳定塘系统，可以利用荒废的河道、沼泽地、峡谷、废弃的水库等地段建设结构简单，大都以土石结构为主，在建设土地具有施工周期短，易于施工和基建费低等优点。污水处理与利用生态工程的基建投资约为相同规模常规污水处理厂的1/3-1/2。（2）可实现污水资源化和污水回收及再用，实现水循环，既节省了水资源，又获得了经济收益。稳定塘处理后的污水，可用于农业灌溉，也可在处理后的污水中进行水生植物和水产的养殖。将污水中的有机物转化为水生作物、鱼、水禽等物质，提供给人们使用或其他用途。如果考虑综合利用的收入，可能到达收支平衡，甚至有所盈余。（3）处理能耗低，运行维护方便，成本低。风能是稳定塘的重要辅助能源之一，经过适当的设计，可在稳定塘中实现风能的自然曝气充氧，从而达到节省电能降低处理能耗的目的。此外，在稳定塘中无需复杂的机械设备和装置，这使稳定塘的运行更能稳定并保持良好的处理效果，而且其运行费用仅为常规污水处理厂的1/5-1/3。（4）美化环境，形成生态景观。将净化后的污水引入人工湖中，用作景观和游览的水源。由此形成的处理与利用生态系统不仅将成为有效的污水处理设施，而且将成为现代化生态农业基地和游览的胜地。（5）污泥产量少。稳定塘污水处理技术的另一个优点就是产生污泥量小，仅为活性污泥法所产生污泥量的1/10，前端处理系统中产生的污泥可以送至该生态系统中的藕塘或芦苇塘或附近的农田，作为有机肥加以使用和消耗。前端带有雁洋塘或碱性塘的塘系统通过其底部的污泥发酵坑使污泥发生酸化、水解和甲烷发酵，从而使有机固体颗粒转化为液体或气体，可以实现污泥等零排放。（6）能承受污水水量大范围的波动，其适应能力和抗冲击和能力强。我国许多城市其污水BOD浓度很小，低于100mg/L，是活性污泥法尤其时候氧化沟无法正常运行，而稳定塘不仅能够有效的处理高浓度有机物水，也可以处理低浓度污水。2、缺点（1）占地面积过多。（2）气候对稳定塘的处理效果影响较大。（3）若设计或运行管理不当，则会造成二次污染。 运行原理稳定塘是以太阳能为初始能量，通过在塘中种植水生植物，进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统，在太阳能（日光辐射提供能量）作为初始能量的推动下，通过稳定塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，将进入塘中污水的有机污染物进行降解和转化，最后不仅去除了污染物，而且以水生植物和水产、水禽的形式作为资源回收，净化的污水也可作为再生资源予以回收再用，使污水处理与利用结合起来，实现污水处理资源化。人工生态系统利用种植水生植物、养鱼、鸭、鹅等形成多条食物链。其中，不仅有分解者生物即细菌和真菌，生产者生物即藻类和其他水生植物，还有消费者生物，如鱼、虾、贝、螺、鸭、鹅、野生水禽等，三者分工协作，对污水中的污染物进行更有效地处理与利用。如果在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比，就可建立良好多生态平衡系统。污水进入这种稳定塘其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化，而其降解的最终产物，一些无机化合物作为碳源，氮源和磷源，以太阳能为初始能量，参与到食物网中的新陈代谢过程，并从低营养级到高营养级逐级迁移转化，最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等产物，从而获得可观的经济效益。 类型按照塘内微生物的类型和供氧方式来划分，稳定塘可以分为以下四类：好氧塘深度较浅，一般小于0.5m。塘内存在着细菌、原生动物和藻类，由藻类的光合作用和风力搅动提供溶解氧，好氧微生物对有机物进行降解。兼性塘深度较大，一般大于1m。上层为好氧区；中间层为兼性区；塘底为厌氧区，沉淀污泥在此进行厌氧发酵。厌氧塘塘水深度一般在2 m以上。曝气塘塘深大于2 m，采取人工曝气方式供氧，塘内全部处于好氧状态。此外，还有其他一些类型的稳定塘：深度处理塘作用是进一步提高二级处理水的出水水质。水生植物塘在塘内种植一些纤维管束水生植物，比如芦苇、水花生、水浮莲、水葫芦等，能够有效地去除水中的污染物，尤其是对氮磷有较好的去除效果。生态系统塘在塘内养殖鱼、蚌、螺、鸭、鹅等，这些水产水禽与原生动物、浮游动物、底栖动物、细菌、藻类之间通过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。由于稳定塘具有很多类型，所以可以组合成多种不同的流程。几种典型的流程见（图6-1） 稳定塘的应用第一个有记录的塘系统是美国于1901年在得克萨斯州修建的。目前，全世界已经有50多个国家在使用稳定塘系统，其中法国有稳定塘1500余座，西德2000余座，美国已有稳定塘20000余座。在发展中国家，稳定塘的应用也比较广泛。例如，马来西亚工业废水总量的40%都是利用稳定塘进行处理的。由于稳定塘具有经济节能并能实现污水资源化等特点，所以受到我国政府的高度重视。我国利用稳定塘处理污水的研究始于50年代。我国政府对稳定塘一直采取鼓励扶植的措施。国家环保局曾拨款300万元，资助齐齐哈尔对稳定塘进行了改建和扩建。到1990年为止，我国已经建成稳定塘118座，日处理污水量190万吨。目前，稳定塘除了用于处理中小城镇的生活污水之外，还被广泛用来处理各种工业废水，此外，由于稳定塘可以构成复合生态系统，而且塘底的污泥可以用作高效肥料，所以稳定塘在农业、畜牧业、养殖业等行业的污水处理中也得到了越来越多的应用。特别是在我国西部地区，人少地多，氧化塘技术的应用前景非常广泛。 厌氧塘厌氧塘的工作原理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。如图6-2：厌氧塘的特点及适用条件优点： （1）有机负荷高，耐冲击负荷较强。（2）由于池深较大，所以占地省。（3）所需动力少，运转维护费用低。（4）贮存污泥的容积较大。（5）一般置于塘系统的首端，作为预处理设施，在其后再设兼性塘、好氧塘甚至深度处理塘，做进一步处理，这样可以大大减少后续兼性塘和好氧塘的容积。缺点：（1）温度无法控制，工作条件难以保证。（2）臭味大。（3）净化速率低，污水停留时间长。城市污水的水力停留时间为3050天。厌氧塘的适用条件对于高温、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。对重金属也有一定的去除效果。一般规定（1）必须严格作好防渗措施。（2）厌氧塘前要进行预处理。（3）进水水质： 进水中有机负荷不能过高。有机酸在系统中的浓度应小于3000mg/L；进水硫酸盐浓度不宜大于500mg/L；进水BOD：N：P=100：2.5：1；C：N一般为20：1左右；pH值要介于6.57.5；进水中不得含有有毒物质，重金属和有害物质的浓度也不能过高，应符合室外排水设计规范的规定。厌氧塘的设计计算（1）设计方法有机负荷法完全混合数学模型法：很少采用。有机负荷法分为3类：BOD容积负荷法、BOD表面负荷法、VSS容积负荷法。1）BOD表面负荷法：必须规定塘中的最低容许BOD表面负荷。根据实际情况，我国厌氧塘的最低容许负荷为：北方300kg BOD5/（104m2.d）；南方800kg BOD5/（104m2.d）。2）BOD容积负荷法：国外城市污水厌氧塘的设计一般都采用此方法，我国的工业废水厌氧塘也有不少采用该方法。根据美国7个州处理城市污水厌氧塘的设计参数，BOD容积负荷为一般采用0.20.4 kgBOD5/（m3.d），也有个别取值范围比较大，比如蒙大拿州采用的设计参数是0.0321.6 kgBOD5/（m3.d）。工业废水的设计负荷应该通过实验来确定，我国肉类加工废水厌氧塘处理的中试结果如下表：表6-1 我国肉类加工废水厌氧塘处理的中试数据 序号BOD容积负荷率kgBOD5/（m3.d）水力停留时间（d）水温T（）进水BOD5（mg/L）处理水BOD5（mg/L）去除率（%）10.4917.3 486 25148.8 2 0.53128.2530 330 37.7 30.22224.5 43820054.440.242 30.2 47315068.2 3）VSS容积负荷法：当厌氧塘处理含VSS较高的废水时，宜采用VSS容积负荷进行设计。根据国外资料，几种处理工业废水的厌氧塘的设计参数如下：奶牛粪尿废水：0.1661.12 kgVSS/（m3.d）；家禽粪尿废水：0.0630.16kgVSS/（m3.d）；猪粪尿废水0.0640.32 kgBOD5/（m3.d）；菜牛屠宰废水0.593 kgBOD5/（m3.d）；挤奶间废水0.197 kgBOD5/（m3.d）。（2）构造和主要尺寸1）厌氧塘一般为矩形，长宽比为22.5：12）塘的深度：有效水深h1：3.05.0m。若深度过大，虽然有利于形成厌氧条件，但是会使塘底的水温过低，也对反应不利。储泥厚度h2：0.5m。城市污水厌氧塘的污泥量按每人每年50升计，污泥清除的周期一般为510年。此外，还应考虑一定的超高h3，一般取为0.61.0m。塘的面积越大，超高越大。3）堤坡：塘内坡度1.5：11：3；塘外坡度：1：21：44）进出水口：厌氧塘进口设在底部，高出塘底0.61.0m，以便使进水与塘底污泥相混合。进水管直径一般为200300mm；对于含油废水，进水管直径应不小于300mm。出水管应在水面以下，淹没深度不小于0.6m，并要求在浮渣层或冰冻层以下。一般进口和出口均不得少于两个，当塘底宽小于9m时，也可以只用一个进水口。5）塘数及单塘面积由于厌氧塘通常位于稳定塘系统之首，会截留较多的污泥，所以至少应有两座并联，以便轮换除泥；单塘面积不应大于（0.84）104m2。 兼性塘兼性塘的工作原理兼性塘是最常见的一种稳定塘。兼性塘的有效水深一般为1.02.0m，从上到下分为三层：上层好氧区，中层兼性区（也叫过渡区）；塘底厌氧区，见图6-3）好氧区对的净化原理与好氧塘基本相同。藻类进行光合作用，产生氧气，溶解氧充足。有机物在好氧性异养菌的作用下进行氧化分解，兼性区的溶解氧的供应比较紧张，含量较低，且时有时无。其中存在着异养型兼性细菌，它们既能利用水中的少量溶解氧对有机物进行氧化分解，同时，在无分子氧的条件下，还能以NO3-、CO32-作为电子受体进行无氧代谢。厌氧区内不存在溶解氧。进水中的悬浮固体物质以及藻类、细菌、植物等死亡后所产生的有机固体下沉到塘底，形成1015cm厚的污泥层，厌氧微生物在此进行厌氧发酵和产甲烷发酵过程，对其中的有机物进行分解。在厌氧区一般可以去除30%的BOD。兼性塘的特点及适用条件优点：（1）投资省，管理方便。（2）耐冲击负荷较强。（3）处理程度高，出水水质好。缺点：（1）池容大，占地多。（2）可能有臭味，夏季运转时经常出现漂浮污泥层。（3）出水水质有波动。适用条件：既可用来处理城市污水，也能用于处理石油化工、印染、造纸等工业废水。兼性塘的一般规定（1）应该建在通风、无遮蔽的地方。（2）预处理及对进水水质的要求：如果兼性塘作为第一级，则要求有一定的预处理措施。具体规定与厌氧塘相同，唯一不同的是兼性塘要求进水中BOD：N：P=100：5：1。兼性塘的设计计算（1）设计方法：一般是采用经验方法进行计算，即BOD表面负荷法。BOD表面负荷与冬季平均气温有很大关系。下表是我国“七五”科技攻关成果对城市废水兼性塘建议的主要设计参数：表6-2 城市废水兼性塘的设计负荷和水力停留时间 冬季平均气温（）BOD5表面负荷（kgBOD5/（104m2.d）水力停留时间（d）15 70100 7 1015 5070 207 010 3050 4020 -100 2030 12040 -20-10 1020 150120 -20 10 180150 （2）构造及主要尺寸：1）长宽比：多采用矩形塘，长宽比为3：14：1。塘的四角宜作成圆形，以避免死区。2）塘深：有效水深h1：1.22.5m储泥厚度h2：不小于0.3m超高h3：0.61.0m3）堤坡：塘内坡度为1：21：3；塘外坡度为1：21：54）进出水口：进水口宜采用扩散管或多点进水，保证塘的横断面上配水均匀。5）塘数及单塘面积。系统中兼性塘一般不少于3座，多串联。其中第一塘的面积比较大，约占总面积的30%60%。单塘面积一般介于（0.84）104m2。 好氧塘好氧塘的工作原理与类型好氧塘净化污水的基本原理如图6-4：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细胞的过程。好氧塘的分类：（1）高负荷好氧塘有机负荷较高，HRT（Hydraulic Retention Time水力停留时间）较短，塘水的深度较浅。出水中藻类含量高。（2）普通好氧塘有机负荷比前者低，水力停留时间较长。以处理污水为主要目的，起二级处理作用。（3）深度处理好氧塘有机负荷较低，水力停留时间也短。其目的是在二级处理系统之后，进行深度处理。好氧塘的特点及适用条件优点：（1）投资省，（2）管理方便，（3）水力停留时间较短，降解有机物的速率很快，处理程度高。缺点：（1）池容大，占地面积多。（2）处理水中含有大量的藻类，需要对出水进行除藻处理。（3）对细菌的去除效果较差。适用条件：适用于去除营养物，处理溶解性有机物；由于处理效果较好，多用于串联在其他稳定塘后做进一步处理，处理二级处理后的出水。好氧塘的一般规定（1）好氧塘应该建在温度适宜、光照充分、通风条件良好的地方。（2）既可以单独使用，又可以串联在其他处理系统之后，进行深度处理。（3）如果好氧塘用于单独处理废水，则在废水进入好氧塘之前必须进行彻底的预处理。好氧塘的设计计算（1）设计方法：实际工程中多采用经验数据进行设计，即BOD5表面负荷法。下表是好氧塘的典型设计参数：表6-3 好氧塘的典型设计参数 设计参数高负荷好氧塘普通好氧塘深度处理好氧塘BOD5表面负荷kgBOD5/（104m2.d）80160 40120 5 水力停留时间（d） 461040 520 有效水深（m） 0.30.45 0.51.5 0.51.5 pH值 6.510.56.510.5 6.510.5 温度范围（） 530 030030 BOD5去除率（%） 8095 8095 6080 藻类浓度（mg/L） 100260 40100 510 出水SS（mg/L） 150300 80140 1030 （2）构造及主要尺寸：1）好氧塘多采用矩形塘，长宽比为3：14：1。2）塘深：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好氧塘的超高取为0.61.0m。3）堤坡：塘内坡度1：21：3；塘外坡度：1：21：54）塘数及单塘面积：好氧塘的座数一般不少于3座，至少为2座。单塘面积一般不得大于（0.84.0）104m2 曝气塘曝气塘的工作原理与类型不是依靠自然净化过程为主，而是采用人工补给方式供氧，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。曝气塘可以分为以下两种类型：（1）完全混合曝气塘（或称好氧曝气塘）。（2）部分混合曝气塘（或称兼性曝气塘）。曝气塘的特点及适用条件优点：（1）体积小，占地省；水力停留时间短。（2）无臭味；（3）处理程度高；耐冲击负荷较强缺点：（1）运行维护费用高。（2）由于采用了人工曝气，所以容易起泡沫，出水中含固体物质高。适用条件：适用于处理城市污水与工业废水。曝气塘的一般规定（1）排放前必须进行沉淀。（2）完全混合曝气塘的出水经沉淀后污泥可回流也可以不回流。（3）曝气塘一般宜采用表面曝气机进行曝气，但在北方要采用鼓风曝气。曝气塘的设计计算（1）设计方法曝气塘也采用BOD5表面负荷法进行计算。BOD5表面负荷为130kg BOD5/（104m2.d）（2）构造和主要尺寸1、 好氧曝气塘的水力停留时间（RHT）为310d；兼性曝气塘的HRT有可能超过10d。2、 有效水深一般为为26m。3、 塘数一般不少于3座，通常按串联方式运行 稳定塘的塘体及其附属设施稳定塘的塘体设计要点（1） 塘体位置及设计1）稳定塘位置应设在居民区下风向200m以外。2）塘体一般设为矩形，拐角处应作成圆角。3）塘体的设计应考虑抗冲击和抗破坏。4）若采用多级稳定塘系统，则各级稳定塘之间应考虑超越设置。（2）堤顶宽度及坡度堤顶宽度最小为1.82.4m，一般不小于3m，堤岸的外坡度为1：（35），堤岸的内坡度为1：（23）。（） 塘底要求1） 应充分夯实，并且尽可能平整，塘底的竣工高差不得超过0.5m。2） 曝气塘表曝机的正下方塘体必须用混凝土加固。3）必须采取防渗措施。稳定塘的附属设施（1）进出水口1）进水口的设计原则是：尽量避免在塘内产生短流、沟流、反混和死区，使塘内水流状态尽可能接近推流，以增加进水在塘内的平均停留时间。一般的矩形塘，进水口宜设置在1/3池长处。在少数情况下，稳定塘采用方形或圆形，进水口宜设置在接近中心处。2）出水口的布置原则是：应考虑能适应塘内不同水深的变化要求，宜在不同高度的断面上，设置可调节的出流孔口或堰板。在稳定塘出口前，应设置浮渣挡板。但是在深度处理塘前，不应设置挡板，以免截留藻类。3）对于多级稳定塘，在各级稳定塘的每个进出口均应设置单独的闸门。4）进出口宜采取多点进水多点出水，尽量使塘的横断面上配水均匀。5）进口和出口之间的直线距离应该尽可能大。通常采用对角线布置。6）进出口至少应距塘面0.3m。厌氧塘进水应接近底部的污泥层。7）进口至出口的方向应避开当地常年主导风向，以防止臭气污染。（2）曝气塘的充氧设施1）如果曝气塘的进水高程与塘的水面高程有一定的高差，则可考虑利用此高差进行跌水充氧。若高差较大，应建造多级跌水。2）曝气塘的人工充氧设备与其他好氧工艺相同。比如在活性污泥法和氧化沟工艺中广泛采用的鼓风曝气机、表面曝气机、水平轴转刷曝气机等，均可用于曝气塘的充氧。物化法吹脱法1、 基本原理将空气通入废水中，使废水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相，使废水得到处理的过程称为吹脱。被吹脱物质在液相和气相中的浓度差是其由液相转入气相的推动力。吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论。2、吹脱法处理废水的工艺组成预处理应对废水进行预处理，如调整废水的水温和pH值，去除悬浮物和油类等污染物。回收解吸气体吹脱过程中的解吸气体的处置原则是：符合排放标准时，向大气排放；对中等浓度的有害气体，可以导入炉内燃烧；对高浓度的有害气体，应考虑回收利用，回收解吸气体的方法是吸收和吸附。吸收：用氢氧化钠溶液吸收氰化氢或硫化氢，可生成氰化钠和硫化钠，然后再将饱和溶液蒸发结晶。吸附：可以采用固体吸附剂吸附有害气体，吸附设备为固定床过滤装置。当吸附达到饱和状态时，用溶液浸泡吸附剂，溶解气体，并使吸附剂再生。例如：在用活&考试大&性炭吸附硫化氢时，当达到吸附饱和后用亚氨基硫化物浸洗活性炭1h后进行解吸，反复浸洗数次后，再用蒸汽清洗活性炭，使其恢复吸附能力。溶剂经蒸发后，可回收其中的硫。吹脱设备吹脱设备有吹脱池和吹脱塔。吹脱池依靠池面液体与空气自然接触而脱除溶解气体的吹脱池称为自然吹脱池。它适用于溶解气体，极易挥发、水温较高、风速较大、有开阔地段和不产生二次污染的场合。此类吹脱池也兼作贮水池。吹脱塔为提高吹脱效率，回收有用气体，防止二次污染，常采用填料塔、板式塔等高效气液分离设备。填料塔的主要特征是在塔内设置一定高度的填料层，废水从塔顶喷下，沿填料表面向下流动，空气由塔底鼓入，呈连续相由下而上同废水逆流接触。板式塔的主要特征是在塔内装置一定数量的塔板，废水水平流过塔板，