稳定塘和污水的土地处理.ppt

第三章稳定塘和污水的土地处理 主要内容 一 稳定塘1概述2稳定塘的原理和类型3稳定塘系统的规划设计4稳定塘系统的优缺点5稳定塘系统的工艺与流程6稳定塘的研究与发展 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 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 3 0 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 菌类主要是生存在水深0 5m的上层 浓度为1 108 5 109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 4 好氧塘的设计好氧塘工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和个数 好氧塘多采用矩形 表面的长宽比为3 1 4 1 一般以塘深的1 2处的面积作为计算塘面 好氧塘的座数一般不少于3座 规模很小时不少于2座 2 2兼性塘 1 兼性塘的基本工作原理 2 兼性塘的设计兼性塘一般不少于三座 多采用串联 其中第一塘的面积约占兼性塘总面积的30 60 单塘面积应小于4ha 以避免布水不均匀或波浪较大等问题 2 3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3 10d 有效水深2 6m 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 部分混合曝气塘 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 L 2 4厌氧塘 2 厌氧塘的设计和应用有机负荷的表示方法有三种 BOD5表面负荷 kgBOD5 ha d BOD5容积负荷 kgBOD5 m3 d VSS容积负荷 kgVSS m3 d 处理城市污水的建议负荷值为200 600kg ha d 几何尺寸厌氧塘一般为矩形 长宽比为2 1 2 5 1 单塘面积不大于4ha 塘的有效水深一般为2 0 4 5m 储泥深度大于0 5m 超高为0 6 1 0m 进出水进水口离塘底0 6 1 0m 出水口离水面的深度应大于0 6m 图4 3 进 出口的个数均应大于两个 厌氧前应设置格栅 普通沉砂池 有时也设置初次沉淀池用于前处理单元 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 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 3稳定塘系统的设计规范 确定所需参数整体工艺流程设计 参数计算水力学条件其他附属设施 水力条件 水力条件 废水在塘内的流动特征 如塘内存在沟流 短流和返混 将使废水在塘内混合传质过程受到影响 有机物的去除率将下降 推荐的水力条件 1 塘的个数不少于3个 串联运行 2 塘形如为矩形 长宽比应大于九每个塘的面积以5000m2为度 3 进口距塘底0 5m 以多点进水为主 出口应尽可能远离进 4 尽量设置导流墙 横向导流墙长度为塘宽的0 8倍 纵向导流墙长度为塘长的0 7倍 5 沿塘长每隔一定距离设置一条横向污泥沟 沟上方设障板 障板伸入水中约0 9m 水面以上部分木大于0 15m 6 塘堤的最大和最小坡度分别为3 1和6 1 稳定塘的规划设计 1 塘址选择稳定塘占地较多 应尽可能利用不宜耕种的土地 如废旧河道 塘坝 低洼地 沼泽和贫瘠地等 若有高差 应充分利用 为了防止春 秋季翻塘时臭气的干扰 塘址应离居民区500 1000m以上 并位于其主导风下风方向 当用于处理城镇污水时 应结合建设规划统一考虑污灌 污养和水的综合利用问题 以求经济 环境 社会效益的统一 2 塘型及其组合塘型的选择应从处理对象的水质特征出发 结合当地气候 地形条件确定 例如 在光照充足 没有持续冰封期的地区 可选用好氧塘 而在处理高浓度有机废水时 应在系统中设置厌氧塘 在处理城市污水和工业废水时 应根据原水性质及处理水的用途和要求 宜采用多糖组合系统 4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 运行费用较低 约为传统二级处理厂的1 3 1 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 稳定塘系统的工艺流程 1 稳定塘进水的预处理为防止稳定塘内污泥淤积 应先去除水中的悬浮物质 常用设备为格栅 普通沉砂池和沉淀池 5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12 5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 1 稳定塘的除藻技术国内外目前采用的除藻技术有自然沉降 混凝沉降 气浮和过滤技术 在稳定塘的最后一个塘放养水生植物机理 水生植物覆盖表面 阻碍光照 藻类不能进行正常的光合作用 6稳定塘的研究与发展 2 水力学特性研究目前很多的稳定塘都没有进行认真设计 对出水方式不讲究 水流短路现象特别严重 塘内死区较多 目前研究成果 系统结构 采用串连 3 新工艺的研究 人工湿地 4 稳定塘的过冬 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 应用实例 3 工程概况2 处理流程及设计参数工艺流程采用 污水预处理塘集水池泵房厌氧塘 两级 兼性塘 六级 生态塘出水 汉沽稳定塘系统平面示意图 主要设计参数 系统处理效果 二 污水的土地处理 1概述2土地处理系统对污水的净化机理3土地处理系统的工艺选择和工艺参数4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 2土地处理系统对污水的净化机理 净化过程废水流过土壤时 土壤将废水中处于悬浮及胶体状态的物质截留下来 在土壤颗粒表面形成薄膜 这层薄膜 生物膜 里充满着异养型微生物 它能吸附废水中的有机物 包括溶解状态 并在微生物的作用下将废水中的有机物降解为无机物质 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 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 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 土地处理基本工艺 运行数据 BOD5去除率可达95 以上 COD去除率可达85 90 以上 氮去除率可达80 90 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 BOD 95 COD 91 出水BOD 10mg L COD 40mg 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70 80 SS的去除率达90 95 另一特点 可收获植物 牧草等 土地处理基本工艺 该工艺即能处理污水 又能改善环境 我国于 七五 期间作为国家重点科技攻关项目 广泛深入地进行了科学研究 在天津 山东 邢台等地得到广泛应用 湿地处理分为 天然湿地处理系统 人工湿地处理系统 杭州西溪国家湿地公园 扎龙湿地鹤舞翩翩 土地处理基本工艺 3土地处