水污染控制工程第十二章稳定塘和污水的土地处理.ppt

1、第十二章 稳定塘和污水的土地处理,第一节 稳定塘,稳定塘(Stabilization Ponds)【旧称氧化塘(Oxidation Ponds)或生物塘】是一种利用天然净化能力处理废水的生物处理工艺，其对废水的净化过程与自然水体的自净过程类似。,一、概 述,1、稳定塘定义,2、稳定塘发展简况,稳定塘的研究与应用始于20世纪初期，在5060年代之间稳定塘技术的发展较迅速，期间，美国建成氧化塘400多处，七十年代又建成500多处，平均每年递增200多处。但占城市废水处理的比例很低。,一、概 述,我国的环境保护技术政策规定：“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”；198

2、5年，建成38座稳定塘；1988年，80多座；1990年，118座，处理水量190万m3/d；多用于处理中、小城镇的生活废水。,实例,南宁市南湖利用生态氧化塘养殖水葫芦净化城市污水效果很好，污水处理后，大肠菌群下降率达96.35，其他有毒有害物质亦明显下降。 广州港新沙污水处理场于1994年建成，是一个以生态氧化塘为主的污水处理场，日处理港区合油及有机污水100吨，污水经二级氧化塘（池）处理后效果显著。,2000年，天津大港油田启动蓝天碧水工程，投资800万元治理东二联污水排放。污水经过调解区的分解、污泥沉淀区的分离，再经过厌氧塘和好氧塘的处理，最终变成清澈的湖水缓缓地流向渤海湾。 齐齐哈尔市

3、的南郊污水处理厂 ，2003年10月投入使用，日处理生活污水和工业废水可达10万吨，数据显示水质相当好。,河南省新密市有大大小小的造纸企业200多家，其环境“双达标”的重点治污项目新密市双洎(j)河苏湾氧化塘工程于2000年12月20日投入使用。该工程由郑州工业大学环境工程系设计，总投资300多万元，占地400余亩，平均水深1.8米，库容41万立方米，经过点源治理的河水，由苏湾小桥的一端流入氧化塘，经漫水坎流出，污水在塘内停留最长时间103小时，经过自然沉淀，在好氧及厌氧菌及藻类等生物的氧化作用下，将废水中的有机物氧化分解，使COD的去除率达到5060，悬浮物去除率达到50以上，这样双洎河出境

4、水可实现达标排放。,按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等划分,好 氧 塘,兼 性 塘,厌 氧 塘,曝 气 塘,深度处理塘,水生植物塘,生 态 塘,完全储存塘,3、稳 定 塘 的 分 类,好 氧 塘,兼 性 塘,厌 氧 塘,曝 气 塘,深度处理塘,好氧塘的深度较浅，阳光能透至塘底，全部塘水内都含有溶解氧，塘内菌藻共生，溶解氧主要是由藻类供给，好氧微生物起净化污水作用。,兼性塘的深度较大，上层是好氧区，藻类的光合作用和大气复氧作用使其有较高的溶解氧，由好氧微生物起净化污水作用；中层的溶解氧逐渐减少，称兼性区（过渡区），由兼性微生物起净化作用；下层塘水无溶解氧，称厌氧区，沉淀污泥在塘底进行厌氧分解。

5、,厌氧塘的塘深在2m以上，有机负荷高，全部塘水均无溶解氧，呈厌氧状态，由厌氧微生物起净化作用，净化速度慢，污水在塘内停留时间长。,曝气塘采用人工曝气供氧，塘深在2m以上，全部塘水有溶解氧，由好氧微生物起净化作用污水停留时间较短。,深度处理塘又称三级处理塘或熟化塘，属于好氧塘。其进水有机污染物浓度很低，一般BOD530mg/L。常用于处理传统二级处理厂的出水，提高出水水质，以满足受纳水体或回用水的水质要求。,稳定塘的优点 条件合适时【如有可利用的旧河道、沼泽地、峡谷及无农业利用价值的荒地】，稳定塘系统的基建投资低。 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

6、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态系统。 稳定塘的缺点 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。 设计不当时，可能形成二次污染 如污染地下水、产生臭氧和滋生蚊蝇等。,4、稳定塘的优缺点,二、好 氧 塘,1、简介,好氧塘的深度较浅，阳光能透至塘底，全部塘水都含有溶解氧，塘内菌藻共生，溶解氧主要是由藻类供给，好氧微生物起净化污水作用。,（1）高负荷好氧塘 设置在处理系统的前部。有机负荷较高，HRT较短；出水中藻

7、类含量高；运行技术较复杂，只适用于气候温暖且阳光充足的地区；处理废水的同时又产生藻类。 （2）普通好氧塘 有机负荷低，HRT长；处理废水为主要目的。 （3）深度处理好氧塘 有机负荷短，HRT也短；目的是串联在二级处理系统之后，进行深度处理。,2、种 类,根据在处理系统中的位置和功能，好氧塘分：,好 氧 塘,3、基本工作原理,好 氧 塘,塘内存在着菌、藻和原生动物的共生系统。 有阳光照射时，塘内的藻类进行光合作用，释放出氧，同时，由于风力的搅动，塘表面还存在自然复氧，两者使塘水呈好氧状态。塘内的好氧型异氧细菌利用水中的氧，通过好氧代谢氧化分解有机污染物并合成本身的细胞质（细胞增殖），其代谢产物C

8、O2则是藻类光合作用的碳源。塘内菌藻生化反应可用下式表示：,上述生化反应表明，好氧塘内有机污染物的降解过程，是溶解性有机污染物转换为无机物和固态有机物细菌和藻类细胞的过程。,细菌的降解作用： 有机物O2H+ CO2H2ONH4+C5H7O2N（细菌） 藻类的光合作用： 106CO216NO3HPO42-122H2O18H+ C106H263O110N16P138O2,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

9、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。,好 氧 塘,4、好氧塘内的生物种群,好 氧 塘,5、好氧塘内的设计,好氧塘的设计尚没有较严密的理论计算方法和设计方法，多采用经验数据进行设计。,（1）Oswald法 （2）有机负荷法,三、兼 性 塘,1、工 作 原 理,兼性塘的有效水深一般为1.02.0m，通常由3层组成。 兼性塘的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。,2、应用,在工业废水处理中，常用在曝气塘或厌氧塘之后作为二级处理塘使用，有的也作

10、为难生化降解有机废水的贮存塘和间歇排放塘(污水库)使用。 由于它在夏季的有机负荷要比冬季所允许的负荷高得多，因而特别适用于处理在夏季进行生产的季节性食品工业废水。,兼性塘是氧化塘中最常用的塘型，常用于处理城市一级沉淀或二级处理出水。,兼性塘一般采用负荷法进行计算，我国建立较完善的设计规范。表122是我国“七五”国家科技攻关成果建议的主要设计参数。 兼性塘的主要尺寸的经验值如下： 兼性塘一般采用矩形，长宽比3:14:1。塘的有效水深为1.22.5m，超高为0.61.0m,储泥区高度应大于0.3m。 兼性塘的堤坝的内坡坡度为1:21:3（垂直:水平），外坡坡度为1:21:5。 兼性塘一般不少于三座

11、，多采用串连，其中第一塘的面积约占兼性塘总面积的3060，单塘面积应少于4ha，以避免布水不均匀或波浪较大等问题。,3、兼性塘的设计,兼 性 塘,厌氧塘处理污水的原理，与污水的厌氧生物处理相同。有机物的厌氧分解分为水解、产酸和产甲烷3个步骤。 厌氧塘全塘大都处于厌氧状态。在厌氧状态下，进入厌氧塘的可生物降解的颗粒性有机物，先被胞外酶水解成为可溶性的有机物，溶解性有机物再通过产酸菌转化为乙酸，接着在产甲烷菌的作用下，将乙酸转变为CH4和CO2。 虽然厌氧降解有机物是有顺序的，但是，在整个系统中，这些过程则是同时进行的。 厌氧塘除对污水进行厌氧处理以外，还能起到污水初次沉淀、污泥消化和污泥浓缩的作

12、用。,四、 厌 氧 塘,基 本 工 作 原 理,厌氧生物塘一般作为预处理而与好氧塘组成厌氧-好氧(兼氧)生物稳定塘系统，较好地应用于处理水量小、浓度高的有机废水。 作为稳定塘的一种形式，通常设置于稳定塘的首端，以减少后续处理单元的有机负荷。可用于处理屠宰废水、禽蛋废水、制浆造纸废水、食品工业废水、制药废水、石油化工废水等，也可用于处理城市污水(但一般城市污水有机物浓度较低，因而用于较少)。,厌 氧 塘,2、 应 用,曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘，曝气方式 为表面叶轮或鼓风曝气。,五、曝 气 塘,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

13、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 混 合 曝 气 塘,稳 定 塘 系 统 的 工 艺 流 程,稳定塘处理系统的组

14、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。,稳定塘的流程组合,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。此外，塘不应设在距机场2km以内的地方，以防止鸟类（如水鸥）到塘内觅食、聚集，对飞机航行构成危险。 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。若需防止雨水冲刷时，塘的衬砌应做到堤顶。衬砌方法有干砌块石、浆砌块石和混凝土板等。 在有冰冻的地区，背阴面的衬砌应注意防冻 若筑堤土为黏土时，冬季会因毛细作用吸水而冻胀，因此，在结冰水位以上位置换为非黏性土。 塘体防渗 稳定塘的渗漏可能污染地下水源；若

15、塘体出水再考虑回用，则塘体渗漏会造成水资源损失，因此，塘体防渗是十分重要的。但某些防渗措施的工程费用较高，选择防渗措施时应十分谨慎。防渗方法有素土夯实、沥青防渗衬面、膨胀土防渗衬面和塑料薄膜防渗衬面等。 塘的进出口 进出口的形式对稳定塘的处理效果有较大影响。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。,稳 定 塘 塘 体 设 计 要 点,第二节 污水土地处理,在人工调控和系统自我调控的条件下，利用土壤-微生物-植物组成的生态系统对废水中的污染物进行一系列物理的、化学的和生物的净化过程，

16、使废水水质得到净化和改善；并通过系统内营养物质和水分的循环利用，使绿色植物生长繁殖，从而实现废水的资源化、无害化和稳定化的生态系统工程，称为废水土地处理系统。,一、概述,1、概念,2、历史和现状,历史悠久；发展迅速： 1987年美国有4000多座土地处理系统；原苏联3.6%的城市废水处理系统是土地处理系统；澳大利亚5%的城市废水处理系统是土地处理系统等。,3、废水灌溉与土地处理,二、系统的组成、作用机理与工艺分类,1、 系统的组成,废水的输送、废水的预处理(常用氧化塘)；废水的调节与贮存设施（如污水库）；污水灌溉系统；地下排水系统等部分。,物理过滤,物理吸附和物理沉积,物理化学吸附,化学反应与

17、沉淀,微生物的代谢和有机物的分解,2、净化机理,物理过滤,物理吸附和物理沉积,物理化学吸附,化学反应与沉淀,微生物的代谢和有机物的分解,2、净化机理,物理过滤,物理吸附和物理沉积,物理化学吸附,化学反应与沉淀,微生物的代谢和有机物的分解,2、净化机理,物理过滤,物理吸附和物理沉积,物理化学吸附,化学反应与沉淀,微生物的代谢和有机物的分解,2、净化机理,物理过滤,物理吸附和物理沉积,物理化学吸附,化学反应与沉淀,微生物的代谢和有机物的分解,2、净化机理,3、污水的要求与预处理,对土地处理污水的水质的总要求是： 不使农作物枯干、减产； 不使土壤盐碱化； 不传染疾病或对人畜产生危害； 不至于污染地面

18、水和地下水源。,3、污水的要求与预处理,预处理： 一般采用氧化塘法，重金属和难降解有机物必须在排入下水道前进行预处理。,4、废水土地处理必须注意的问题,废水终年利用问题,卫生问题,对土壤性质的影响,4、废水土地处理必须注意的问题,废水终年利用问题,卫生问题,对土壤性质的影响,5、土 地 处 理 基 本 工 艺,作物选择: 处理废水为目标时，可选多年生牧草，其生长期长，对氧利用率高，忍受水力负荷能力强；种植谷物则应以利用、生产为主，对废水的调蓄应加强管理。,土 地 处 理 基 本 工 艺,土 地 处 理 基 本 工 艺,土 地 处 理 基 本 工 艺,湿地可以是天然湿地，也可以是人工湿地。可用于直接处理污水或深度处理。污水进入系统前需预处理，方法有化粪池、格栅、筛网、初沉池、酸化(水解)和稳定塘等。,土 地 处 理 基 本 工 艺,863项目中试系