稳定塘和污水的土地处理

快速渗滤土地处理系统是一种高效、低耗、经济的污水处理与再 生方法。适用于渗透性能良好的土壤，如砂土、砾石性砂土。
土地处理基本工艺
慢速渗滤 系统
快速渗滤 系统
地表漫流 系统
湿地处理 系统
地下渗滤 处理系统
地表漫流系统适用于渗透性低的黏土或亚黏土，废水以喷灌法或 漫灌法有控制地在地面上均匀地漫流，流向设在坡脚的集水渠，在流 动过程中少量废水被植物摄取、蒸发和渗入地下。地面上种牧草或其 他作物供微生物栖息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水体。


2、潜流人工湿地
潜流人工湿地填料类型较多。有的是沙、砾石、沸石或煤渣。
兼 性 塘
工作原理
兼性塘的有效水深一般为1.0～2.0m。 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。
二、人工湿地的净化机理
填料、植物和微生物的作用
人工湿地主要包括填料、植物和微生物三部 分
1
填料
现使用的填料有土壤、沸石、石灰石、花岗
岩碎石、蛭石、石英砂、沙、煤灰渣和高炉
渣等。
主要通过过滤除去水中的悬浮物，一些带有
微孔结构的基质同时具有吸附作用；为微生
物的生长提供附着位点；为植物生长提供基
础。
2 植物的去污机理包括植物根系对水中N、P的 吸收（去除富营养化）、根系分泌次生代谢物抑 制其他水生植物（藻类）的生长（两面性）；地 上部分遮光抑制水中水华的生成；植物根系还可 为基质中的好氧微生物提供氧气。

根据其在水中的生长位置分为：沉水植物、挺水 植物和浮水植物
3

微生物
在填料中、植物根系等处都含有大量微生物，他们 分解转化的污染物一部分可以自身利用，一部分可 转化为植物利用部分 。
厌氧塘很少用于单独污水处理，而是作为其 他处理设备的前处理单元。厌氧塘宜用于处理高 浓度有机废水，也可用于处理城镇污水。
曝 气 塘
曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘。 曝气塘的两种类型 好氧 曝 气 塘 好氧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。 兼性 曝 气 塘 兼性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。
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。
好氧 曝 气 塘
兼性 曝 气 塘
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
MeZe氧化塘处理系统中曝气塘
水生植物塘
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。
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
在土地处理中，磷主要是通过植物吸收， 化学反应和沉淀（与土壤中的钙、铝、铁等离 子形成难溶的磷酸盐）、物理吸附和沉淀（土 壤中的黏土矿物对磷酸盐的吸附和沉积），物 理化学吸附（离子交换、络合吸附）等方式被 去除。 氮主要是通过植物吸收，微生物脱氮（氨 化、硝化、反硝化），挥发、渗出（氨在碱性 条件下逸出、硝酸盐的渗出）等方式被去除。
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。
好 氧 塘
种
类
（1）高负荷好氧塘 这类塘设置在处理系统的前部，目的 是处理污水和产生藻类。特点是塘的水深较浅，水力停留时 间较短，有机负荷高。 （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。
厌
氧
塘
设 计 和 应 用
厌氧塘的设计通常是用经验数据，采用有机 负荷进行设计的。设计的主要经验数据如下：
⑴有机负荷 有机负荷的表示方法有三种： BOD5表面负荷（kgBOD5/hm2· d）、BOD5容积负 荷（kgBOD5/m3· ）、VSS容积负荷 d （kgVSS/m3· d）。我国采用BOD5表面负荷。处理 城市污水的建议负荷值为200～600kg/（ha· d）。 对于工业废水，设计负荷应通过试验确定。
稳 定 塘 的 分 类
按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等划分
好 兼 厌 曝
氧 性 氧 气
塘 塘 塘 塘 常 见 其 他
深度处理塘 强化塘
综合生物塘
储存塘
稳定塘的优缺点
稳定塘的优点 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，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。
厌
氧
塘
基 本 工 作 原 理 厌氧塘对有机污染物的降解，与所有的厌氧 生物处理设备相同，是由两类厌氧菌通过产酸发 酵和甲烷发酵两阶段来完成的。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。
由于甲烷菌的世代时间长，增殖速度慢，且 对溶解氧和pH敏感，因此厌氧塘的设计和运行， 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，以保持产酸菌和甲烷菌之 间的动态平衡。
好氧塘内的设计 好氧塘工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺 寸和个数。 好氧塘的主要尺寸的经验值如下： ⑴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。塘堤的超高 为0.6~1.0m。单塘面积不宜大于40000m2；
⑵塘堤的内坡坡度为1:2~1:3（垂直:水平）外坡坡 度为1:2~1:5（垂直：水平）； ⑶好氧塘的座数一般不少于3座，规模很小时不少 于2座。
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。
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 重金属主要是通过物理化学吸附、化 学反应与沉淀等途径被去除的。
土地处理基本工艺
慢速渗滤 系统
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。
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 ％。
土地处理系统的净化机理
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、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。
BOD的去除 磷和氮的去除 BOD大部分是在土壤表层土中去除的。 悬浮物质的去除 病原体的去除 重金属的去除
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、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。
CO 2 H 2 O H 2 CO 3 HCO 3 H 2 CO 3 H 2 O HCO 3 OH H 2 O OH H
好 氧 塘
好 氧 塘
好Hale Waihona Puke Baidu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。 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，它可以反映塘 的运行状况和处理效果。
快速渗滤 系统
地表漫流 系统
湿地处理 系统
地下渗滤 处理系统
慢速渗滤系统适用于渗水性能良好的土壤、砂质土壤及蒸发量小、 气候润湿的地区。 慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，渗流速度慢，故污水净 化效率高，出水水质优良。
土地处理基本工艺
慢速渗滤 系统
快速渗滤 系统
地表漫流 系统
湿地处理 系统
地下渗滤 处理系统
好 氧 塘
基本工作原理
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。 塘内菌藻生化反应可用下式（A）和（B）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：
第二节 污水土地处理
污水土地处理
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。
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。 土地处理系统是由污水预处理设施，污水调节和储存设 施，污水的输送、布水及控制系统，土地净化田，净化出水 的收集和利用系统等五部分组成。
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、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。
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。
土地处理系统的净化机理
第三节 人工湿地处理
一、概述
天然湿地
人工湿地
人工湿地
人工湿地是一种由人工建造和监督控制的, 与自然 湿地类似的地面, 它利用与自然生态系统相似的物理、
化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。
人工湿地处理污水系统是由一些适合污染环境条件 下生存的以大型水生植物为主的高、低等生物和处 于水饱和状态的基质组成的人工复合体—污染生态 系统。
现研究较为成熟的有氮细菌、磷细菌等。另外还有 硫酸盐还原细菌、氨化细菌、碳水化合物分解细菌、 铁细菌及诺卡菌属、链霉菌属、小单孢菌属的放线 菌等。

三、人工湿地的类型

1、表面流人工湿地 表面流人工湿地基质为土壤，污水在湿地表面运行。 这种类型湿地容易滋生蚊虫，散发臭味，环境效果差。污水 与植物根系、基质中微生物不能充分接触，不能完全发挥植 物根系及基质中微生物的作用，现在建造的人工湿地大多不 选用这种类型。
第十四章 稳定塘和污水 的土地处理
第一节 第二节 第三节 稳定塘 污水土地处理 人工湿地处理
第一节 稳 定 塘
概 述
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。
稳定塘多用于小型污水处理，可用作一级处理、 二级处理，也可用作三级处理。
土地处理基本工艺
慢速渗滤 系统
快速渗滤 系统
地表漫流 系统
湿地处理 系统
地下渗滤 处理系统
地下污水处理系统是将污水投配到距地面约0.5m深、有良好渗透 性的底层中，藉毛管浸润和土壤渗透作用，使污水向四周扩散，通过 过滤、沉淀、吸附和生物降解作用等过程使污水得到净化。 地下渗滤系统适用于无法接入城市排水管网的小水量污水处理。 污水进入处理系统前需经化粪池或酸化池预处理。
（细菌）
（A）
106CO2＋16NO3-＋HPO42-＋122H2O＋18H+→C106H263O110N16P＋138O2 （B）
（藻类）
好 氧 塘
基本工作原理
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没有终止，CO2累积，pH下降。 其平衡关系式如下：