生态治理技术

O2 藻类
阳光
1.2兼性塘
1、特点： ————塘内分多层 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。
1.2兼性塘
• 应用最为广泛。 • 有效水深一般为1.0~2.0m，有三层组成：好氧区、兼性区和厌氧区。
优点 净化功能较高，有机物降解速率高，污水停留时间短。
缺点 占地面积大，处理水中含有大量的藻类，需进行除藻处理，对细菌的去除效果 也较差。
1.1好氧塘
• 工作原理： 好氧塘是一种主要靠塘内藻类的光合作用供氧的氧化塘。
水面
BOD物 质
O2
好氧微生物 合成 降解
O2
CO2、 H2O、 NH3
塘底 好氧塘工作原理示意图
4、通过试验确定运行参数，采用适宜负荷与运行条 件；
农田排放标准来控制灌溉水的水量 与水质；
3、无专门设计运行的参数；
5、通过管理与维护保证处理效果；
4、不能终年运行；
6、全年运行；
7、有出水收集系统，能对出水进行有控的排放与利 用；
5、出水不加收集，不能进行有控 的排放与利用；
6、无专门的环境监测系统
3.清河一期综合整治工程
3.转河
3.转河
历史文化园
生态公园
北京市房山区刺猬河
北京凉水河开发区段
北京市潮白河
北京菖蒲河
淮安水利枢纽
3.应用实例-农村环境综合治理
生态滤池
利用湿地根孔生态净水技术
亚表层地下渗滤系统
3.应用实例-农村环境综合治理
➢ 雨水属于低浓度污水，主要的污染物包括SS, COD, TN, TP, 重金属，仅需简单处理即 可收集并进入景观水体。主要的处理方法包括： – 生态雨水缓冲处理系统； – 雨水过滤系统; – 小规模雨水分离处理系统; – 生态处理系统
废水土地处理系统 (Land Treatment of Wastewater)
废水灌溉农田 (Wastewater Irrigation)
1、以控制水污染、净化污水为目标；
1、以作物对水肥资源的利用为目
2、有处理构筑物，利用土壤——植物系统净化废水， 标；
是生态工程；
2、以灌水定额、灌溉制度及废水
3、对进水水量、水质有要求，需要预处理；
1.4曝气塘
定义： ➢曝气塘采用人工曝气供氧，表面叶轮或鼓风曝气： ➢完全混合曝气塘或好氧曝气塘； ➢部分混合曝气塘或兼性曝气塘 ➢曝气塘是经过人工强化的稳定塘。
优点：投资省，管理方便，停留时间短，塘的容积和占地面积均小。 缺点： 耗能增加，运行费用高。 稳定塘可分为：
完全混合曝气塘
部分混合曝气塘
水面
阳光
光合作用：CO2 + H2O → O2 + 藻类细胞
好 废水
氧 区
悬浮或溶解的有机物
出水（COD、藻类、细菌）
好氧降解：有机物＋O2 → CO2 + 新的细胞 CH4 + CO2
兼 氧 区
厌 氧
厌氧降解：有机污泥 → CH4 + CO2 + 新的细胞
区
1.3厌氧塘
水深一般为2.5～4.0m；勿需供氧； 塘内几乎没有藻类，只有细菌； 净化速度慢，停留时间长； 适宜于处理高浓度有机废水； 产生臭气，卫生条件差； 多作为预处理。
水生植物功能区 水生动物功能区 生态护岸功能区
II级标准
韩国水质生物-生态修复设施 (处理能力为32000吨/日)
3.应用实例-流域综合治污系统
净
景
化
观
段
段
净化和生态 环境保护段
净化段
生态塘固定化微生
物高效脱氮
5.8 河道整治与防洪规划 营养物回收
浮岛式 净化床
入
或供给场 河道整治与防洪规
河道整治和防洪
地下渗滤系统
2.1慢速渗滤系统
1、概述： 该系统适用于渗水性能良好的壤土 、砂质壤土以及蒸发量小、气候湿 润的地区； 废水经面灌或喷灌后垂直向下缓慢 渗滤，其上种有农作物； 该系统可充分利用废水中的水分及 营养成分，并藉土壤—微生物—农 作物复合系统对污水进行净化，部 分污水被蒸发和渗滤； 使用寿命长。
2.5地下渗滤系统
1、定义 将废水投配到具有一定构造、距地面约0.5m深，有良好渗透性土地层中， 藉毛管浸润和土壤渗滤作用，使废水向四周扩散，通过过滤、沉淀、吸附 、生物降解等过程使废水得到净化；
2、工艺特点： 处理效果稳定； 基建投资省、运行费低。
2.6各种土地处理工艺的净化效果
废水水 质指标
2.4人工湿地分类
人工湿地（Constructed Wetlands) ，它分为 ➢表面流湿地(Surface Flow Wetlands缩写为SFW) ➢潜流湿地(Subsurface Flow Wetlands缩写为SSFW) ➢垂直流湿地(Vertica1 Flow Wetlands缩写为VFW)
排水管排水槽 河床
排水口 排水槽 排入河流
进 水
滤层接 触 防堵床
湿地 植物
潜流湿 地床
集 水出 槽水
人工浮岛 毛管渗滤
功能水草
3应用实例-河流修复
生态沟渠、 生态修复耦合系统 生态护岸
3应用实例-多功能河道生物与生态组合工艺
进水 汇水区
一级 人工河道
二级 人工河道
三级 人工河道
生态塘床 渗虑系统
分类
➢ 好氧塘； ➢ 兼性塘； ➢ 厌氧塘； ➢ 曝气塘； ➢ 深度处理塘； ➢ 综合生物塘；等。
缺点
➢占地面积过多； ➢受气候影响较大，如过冬， 春、秋季翻塘等； ➢可能形成二次污染(如污染 地下水、产生臭气等)。
1.1好氧塘
定义 全塘皆为好氧区； 塘深较浅，阳光可以达到塘底。
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)
1.5稳定塘系统的工艺流程
1 、系统组成 由预处理设施、稳定塘和后处理设施组成。 2、流程组合
进水 好氧塘 出水 进水 兼性塘
好氧塘
单塘系统
双塘系统
出水
进水 厌氧塘
兼性塘 三塘系统
好氧塘
出水
1.5稳定塘系统的工艺流程
进水
出水
曝气 塘
沉淀 池
曝气塘系统
进 水
曝气 塘
兼性
出
塘
水
兼性塘
曝气塘与兼性塘的组合系统
BOD 80/90 85~99
> 92
COD > 80
> 50
> 80
SS 80/99 > 98
> 92
TN 80/99
80
70~90
TP 病毒 细菌 金属
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
80/99 90/98 90/99 > 95
70~90 > 98 99 50~95
40~80 > 98 > 98 > 50
2.7生态工程污水处理的应用
❖分散式生活污水处理技术-生态处理技术
人工湿地
氧化塘
地下渗滤
生态处理技术具有基建投资小，运行管理简单，出水可综合利用， 可美化生态环境等特点，非常适合在农村应用。
❖分散式与集中式相结合—人工湿地处理系统
庭院式湿地处理系统
将生活污水中浓度较高的黑水部分分 离出去以后，灰水利用简单的湿地处 理系统即可达到排放标准。
2、工艺性能：
废水投配负荷一般较低，由于渗滤速 度慢，废水在表层土壤（含大量微 生物)中的停留时间长，废水净化效 率高，出水水质好。
2.2快速渗滤系统
1、概述： 净化机理类似于间歇“生物砂滤器”； 适用于透水性非常良好的土壤，如砂土、壤土砂或砂壤土等； 废水周期性地布水(投配或灌入)和落干(休灌)，使快速渗滤池的表层土壤 处于厌氧、好氧交替运行的状态，藉不同种群的微生物分解降解废水中的 有机物，A-O交替运行有利于去除N、P； 该系统的有机负荷与水力负荷比其他土地处理工艺明显地高得多，但其净 化效率仍很高。
8、对周围环境设有监测系统
2. 污水土地处理
净化机理： ➢ 物理过滤：土壤颗粒间的孔隙能截留，滤除废水中的悬浮颗粒； ➢ 物理吸附和物理沉积： 土壤中粘土矿物具有吸附功能； 废水中的部分重金属离子可能会由于被吸附、被置换而沉积于土壤中。 ➢ 物理化学吸附： 金属离子与土壤中无机或有机胶体反应形成螯合物； 有机物与无机物反应生成复合物； 重金属离子由于阳离子交换而被置换吸附； 生成非溶性化合物。 ➢ 化学反应与沉淀： ➢ 微生物的代谢与分解 ➢ 分类： 慢速渗滤； 快速渗滤； 地表漫流； 湿地系统；
5
< 10 10 < 20
3
<8
0.5
<2
<4
< 8 5~10 <15 < 0.5 < 2
TP
大肠菌 群
< 0.1 0
< 0.3 < 100
1
<5
4
<6
4
<10 < 0.1 < 0.3
100 < 2000 2000 20000 4*105 <4*106 0
< 100
2.6各种土地处理工艺的净化效
慢速渗滤 快速渗滤 地表漫流
生态雨水缓冲处理系统 小规模雨水分离处理系统
湿地构建
3.应用实例-农村
• 分散与集中相结合，以分散处理为主－庭院式人工湿 地处理系统
庭院式人工湿地处理系统利用基质—微生物—植物复合生态系统的 物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子 交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。
慢速渗滤
快速渗滤
地表漫滤
湿地系统
地下渗滤
平均值 最高值 平均值 最高值 平均值 最高值 平均值 最高值 平均值 最高值
BOD < 2
<5
5
< 10 10 < 15 10~20 < 30 < 2
<5
SS
<1
<5
TN
3
<8
NH3-N < 0.5 < 2
2
<5
10 < 20 10 < 20 < 1
<5
10 < 20
污水生态处理 技术及应用实例
清华大学环境学院 2011年7月26日
汇报提纲
1.生态处理技术-稳定塘
稳定塘——Stabilization Ponds； 旧称氧化塘——Oxidation Ponds；
始于20世纪初； 到20世纪50~60年代时，发展较快； 目前，在美、加、澳等有一定发展；
我国有政策规定：“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”；
农灌水
二级排放标准 一级排放标准
进水 强化一 级处理
一级
二级
三级
中水回用
生态塘
强化渗滤层地下渗滤 潜流人工湿地系统 园林型慢速渗滤系统
Ⅲ类标准 Ⅳ类标准 Ⅳ类标准
3应用实例-河流修复
• 生物强化人工河道
• 自然河道生态塘
太阳能 种植水生植物
人工生 态系统
水产和水禽养殖
3应用实例-河流修复
泵站
布水管 大型植物
1.稳定塘
概述
稳 定 塘 是 一 种 利 用 天 然 的 池塘或进行一定人工修整的 池塘处理污水的构筑物，其 净化过程与自然水体的自净 过程很相似。
优点
➢在条件合适时，基建投资少； ➢运行管理简单，耗能少，运行 费用低(1/3～1/5)； ➢可进行综合利用，形成复合生 态系统，可产生明显的经济、 环境和社会效益。
水 构建多功能景观河
划的基础资料分析
措施现状分析
道面临的问题分析
出 水
人工湿地系统
河道整治和防洪 工生程物规强划化方案制定
系统 监测站 技术经济可行性
优化方案的推荐
图例
滨河湖绿化景观带 水系 净化植物群落 公园道路广场
强化复氧技术
生物-生态联合技术
生态护岸技术
滨河缓冲带构建
水质改善物化技术
3.北京市昆玉河（整治后）
2、工艺特点： 可将净化水补给地下水； 可藉井或地下排回收净化水； 可将净化水贮存在地下含水层。
3、工艺性能： 可直接采用快速渗滤系统处理一级处理(或酸化池)出水： 系统对污染物的去除率高：COD＞90%，BOD5＞95%，SS＞98%； 系统出水的COD＜40mg/L，BOD5＜10mg/L； 耐冲击负荷能力强； 具有脱氮功能
2.4人工湿地处理系统
2.4人工湿地净化废水的原理
物理作用
过滤和沉淀
－能除去含有C、N、P的有 机及无机颗粒物和悬浮固体
化学作用
吸附和絮凝
－可溶性的有机化合物 －阴离子（ PO43- ）和阳离 子（重金属阳离子）
挥发作用 －挥发性有机物(VOC)
微生物作用
氧化－还原反应 吸收降解
植物作用
气体运输作用 植物吸收 根系有利于微生物繁殖
进水 沉砂池 厌氧塘
兼性塘
好氧塘
出水
消毒
进水
沉砂池
多塘系统
兼性塘
好氧塘
消毒 出水
多塘系统
2.生态处理技术-污水土地处理
定义：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降解的处理方式。
分类：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地和地下渗滤系统。 与农灌系统的区别：
2.2快速渗滤系统
2.3地表漫流系统
一、将废水投配到多年生牧草、坡度和缓、土壤渗透性差的坡面上，废水在沿 坡面缓慢流动的过程中得到净化； 其净化机制类似于固定膜生物处理法； 适用于土壤渗透性低的粘土、亚粘土。
二、工艺特点： 废水要求预处理(如格栅、筛滤)后进入系统，出水水质相当于传统生物处 理后的出水； 对BOD、SS、N的去除率较高； 在处理废水的同时，可收获作物.