《水污染控制工程》第七章 稳定塘和污水的土地处理 (2)

曝气塘设计
BOD负荷：30~60gBOD/m2.d; 生物污泥量： 80~200mg/L；
塘深一般在2.5~6.0m之间；视表面曝气设备 功率而定；
好氧曝气塘HRT一般为1~10d；兼性塘7~ 20 d；
一般大于3座，串联运行。
法国南部某镇（MeZe），氧化塘污水处理系统
MeZe生态中心的氧化塘实验装置
（2）普通好氧塘 这类塘用于处理污水，起二级 处理作用。特点是有机负荷较高，塘的水深较高负 荷好氧塘大，水力停留时间较长。
（3）深度处理好氧塘 深度处理好氧塘设置在塘 处理系统的后部或二级处理系统之后，作为深度处 理设施。特点是有机负荷较低，塘的水深较高负荷 好氧塘大。
好氧塘净化机理
塘内存在着菌、藻和原生动物的共生系统。塘内 的藻类进行光合作用，释放出氧，塘表面的好氧型异 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 CO2则是藻类光合作用的碳源。
厌氧塘的设计参数
我国采用BOD5表面负荷。处理城市污水的建议负荷 值为200～600kg/（hm2·d）。对于工业废水，设计负荷 应通过试验确定。
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。塘水有效深度一般为2.0~4.5m，储泥深度大 于0.5m，超高为0.6~1.0m。 厌氧塘的进水口离塘底0.6~1.0m,出水口离水面的深度 应大于0.6m，使塘的配水和出水较均匀，进、出口的 个数均应大于两个。
MeZe氧化塘处理系统中曝气塘
水生植物塘
稳定塘系统的工艺流程
稳定塘处理系统的组成
预处理系统
稳定塘
后处理设施
稳定塘进水的预处理：
为防止稳定塘内污泥淤积，污水进入稳定塘前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。若塘前有提升泵站，而泵站 的格栅间隙小于20mm时，塘前可不另设格栅。原污水中的悬浮固体浓度 小于100mg/L时，可只设沉砂池，以去除砂质颗粒。原污水中的悬浮固体 浓度大于100mg/L时，需考虑设置沉淀池。设计方法与传统污水二级处理 方法相同。
曝气塘
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
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 BOD5≤30mg/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。
堤坝的内坡坡度为1:2~1:3（垂直:水平），外坡坡 度为1:2~1:5。
一般不少于3座，多采用串连，其中第一塘的面积 约占兼性塘总面积的30％~60％，单塘面积应少于 4hm2，以避免布水不均匀或波浪较大等问题。
兼性塘的设计
城镇污水兼性塘的设计负荷和水力停留时间
厌氧塘净化机理及应用
厌氧塘对有机污染物的降解，即先由兼性厌 氧产酸菌将复杂的有机物水解、转化为简单的 有机物(如有机酸、醇、醛等)，再由绝对厌氧 菌（甲烷菌）将有机酸转化为甲烷和二氧化碳 等。
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
污水经土壤处理后，水中 大部分的病菌和病毒可被去除， 去除率可达92％～97％。其去 除率与选用的土地处理系统工 艺有关，其中地表漫流的去除 率较低，但若有较长的漫流距 离和停留时间，也可以达到较 高的去除效率。
土地处理技术有五种类型：慢速渗滤、快速 渗滤、地表漫流、湿地和地下渗滤系统。
土地处理系统的净化机理
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、吸附、沉积、化学沉淀、微生物对有机物的 降解、及作物的吸收等过程。是一个综合净化过程。
BOD的去除 磷和氮的去除 悬浮物质的去除 病原体的去除
曝气塘
在塘中安装有人工曝气设备的稳定塘。是人 工供氧—人工强化与自然净化相结合的一种 形式；
适用于土地可用面积较小，可采用好氧塘工 艺的地区。
曝气塘的两种类型
好氧曝气塘
兼性曝气塘
曝气塘出水的悬浮固体浓度较高，不宜直接排放。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。
好氧塘的设计
好养塘的典型设计参数
兼性塘
兼性塘的有效水深一般为1.0～2.0m。
具有多种生化环境及其降解功能。
因此该工艺不仅可去除一般的有机污染物， 还可以有效地去除磷、氮等营养物质和某些 难降解的有机污染物。
兼性塘净化机理
好氧区对有机污染物的净化机理与好氧塘相同。
兼性区兼性细菌既能利用水中的溶解氧氧化分 解有机污染物，也能在无分子氧条件下，以 NO3-、CO32-作为电子受体进行无氧代谢。
没有终止，CO2累积，pH下降。 其平衡关系式如下：
CO2 H2O H2CO3
CO32

H2O

HCO
3

HCO
3
OH

H


H2O OH H

好氧塘内的生物种群
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。
氮主要是通过植物吸收，微生物脱 氮（氨化、硝化、反硝化），挥发等 方式被去除。其去除率受作物的类型、 生长期、对氮的吸收能力以及土地处 理系统等工艺因素 的影响。
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
污水中的悬浮物质是依靠 作物和土壤颗粒间的孔隙截留、 过滤去除的。土壤颗粒的大小、 颗粒间孔隙的形状、大小、分 布和水流通道，以及悬浮物的 性质、大小和浓度等都影响对 悬浮物的截留过滤效果。若悬 浮物的浓度太高、颗粒太大， 会引起土壤堵塞。
兼性塘
兼性塘的深度较大（1~2m） ，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；下层塘为厌氧区，沉淀污泥在塘底进行 厌氧分解。
厌氧塘
厌氧塘的塘深在2m以上，有机负荷高， 全部塘呈厌氧状态，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。
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。
塘体防渗 稳定塘的渗漏可能污染地下水源；若塘 体出水再考虑回用，则塘体渗漏会造成水资源损失，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。
稳定塘的优缺点
优点 1、基建投资低 。当有旧河道、沼泽地、谷地可利用作
物作为稳定塘时，其基建投资更低。 2、处理成本低、管理简单；运行费用较低，约为传统
二级处理厂的1/3~1/5。 3、污染物去除效果好，包括 BOD、N、P、病源体； 4、具有景观效益，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。
第七章 污水的稳定塘和土地处理
在悬浮型-活性污泥和附着型-生物法学习的 基础上，追根溯源：
介绍两种污水处理机制较复杂的天然处理及 其人工强化工艺。
第一节 稳定塘
第二节 污水土地处理
第一节 稳定塘
稳定塘又名氧化塘或生物塘。
稳定塘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，历史悠久。
塘内菌藻生化反应可用下式表示：
细菌的降解作用： 有机物＋O2＋H+→CO2＋H2O＋NH4+ ＋C5H7O2N
藻类的光合作用： 106CO2＋16NO3-＋HPO42-＋122H2O＋18H+→
C106H263O110N16P＋138O2
光 藻
菌+污水
DO
好氧塘
好氧塘水的pH变化规律
藻类光合作用使塘水的溶解氧和pH呈昼夜变化。 白天，藻类光合作用使CO2降低，pH上升。 夜间，藻类停止光合作用，细菌降解有机物的代谢
厌氧区发酵过程中未被甲烷化的中间产物进入 塘的上、中层，由好氧菌和兼性菌继续进行降 解。而CO2、NH3等代谢产物进入好氧层，部分 逸出水面，部分参与藻类的光合作用。
兼性塘的设计
兼性塘一般采用负荷法进行计算，我国建立了较 完善的设计规范。主要尺寸的经验值如下： 一般采用矩形，长宽比3:1~4:1。塘的有效水深为 1.2~2.5m,超高为0.6~1.0m,储泥区高度应大于0.3m；
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。
第二节 污水土地处理
土地处理系统概念
污水土地处理是在农田灌溉的基础上，运用 人工调控利用土壤-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。
稳定塘的流程组合
稳定塘的流程组合依当地条件和处理要求 不同而异，下图为几种典型的流程组合。
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。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。
BOD的去除 磷和氮的去除 悬浮物质的去除 病原体的去பைடு நூலகம் 重金属的去除