第6章 污水土地处理

氧化塘闲置后不维护保养，污染累积。现已发现淤泥里含有汞、 多环芳烃、多氯联苯等多种有害物质，有的毒性物质超标万倍以上。
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§6.2废水土地处理系统
污水的土地处理：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，水中的营养物质和水分也得以循环利用。 因此，土地处理系统使污水资源化、无害化和稳定化的处理系统。 污水的土地处理，是在污水农田灌溉的基础之上发展起来的。 污水土地处理技术包括五类：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、地下渗滤、 湿地。 净化机理：十分复杂，主要包括物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化 学吸附、化学反应、化学沉淀、微生物降解、植物吸收利用等等。是一个 综合净化的过程。
机负荷高）； 普通塘（水深、停留时间长、二级 处理作用）； 深度处理塘（安置与二级处理之后） 藻类进行光合作用，吸收部分有机物分解的二氧化碳，放出氧，成 为微生物利用的溶解氧。 好氧塘是各类稳定塘的基础，一般都设好氧塘。 出水藻类含量高，如果营养过剩产生水华
特点好氧微生物——藻类共生
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2 好氧塘设计计算
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3 厌氧稳定塘
与厌氧生物处理过程相同，厌氧降解 分为水解、产酸、产气三个阶段。
影响厌氧塘处理效率的因素有： 气温、水温、进水水质、浮渣、营养 比、污泥成分等。
一般厌氧塘都作为预处理的手段，形成厌氧——好氧塘系统，较好的应用于处理 水量小、浓度高的有机废水。 缺点：无法回收甲烷气体、容易产生臭味、环境效果差。
主要特点：1）适用于土壤渗透性差的粘土、壤土，或场地0.3—0.6m处有弱透水层土地；
2）最佳坡度为2%—8%，经人工建造形成均匀、缓和的坡面。 3）对于处理要求较低，一般经过一级处理或细筛处理即可。 4）污水浓度低的情况下，可以污水和污泥一起处理。 5）出水为地表汇集，可以直接排放或回收利用。
塘数：一般为多塘，窜联塘系统，最少3个塘。单塘面积要小于4ha
塘长宽比：方形或是矩形，一般3：1—4：1，避免死角，四角应为弧形。 唐深：1.2—2.5m， 超高：0.6—1.0m。
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6 兼性塘设计方法
面积负荷公式：
C0 Ce A 1000 L0
V t Q
也可以参照表14-3选用负荷和停留时间。
1945
1957
1968
1976
1980
现在
稳定塘数（个）
45
631
2500
5500
7000
20000
全球有超过40个国家和地区使用稳定塘来处理污水。
我国稳定塘的发展也很快，目前已经超过40座。如：黑龙江省齐齐哈尔污 水库，上海金山石化总厂稳定塘，新疆克拉玛依市稳定塘，湖北鄂城鸭 儿湖，江苏镇江市征润州稳定塘，云南澄江县抚仙湖，北京官厅水库黑土 洼等等。
(1) Oswald公式：
假设：好氧塘中微生物氧化分解有机物所需的量等于藻类光合作用所产生的氧 量。 单位表面积单位时间光 合作用产生的氧量：
Y 0.0028 F S
其中，S为设计阳光辐射值（Cal/cm2 d） F为氧转换系数，1.25—1.75之间，一般为1.6
S (1 0.00328 E) [Smin P(Smax Smin )]
微生物所需氧量近似的认为等于去除的BOD5量：
V Q(C0 Ce )
Q FS 0.0028 A BODr
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Q(C0 Ce ) V Y 0.0028 FS A A
(2) 有机复荷法：
有机物面积负荷：
QC 0 L0 A
BOD5面积负荷（kg/hm2d）
有机物面积去除负荷
停留时间：
L0：塘设计BOD5负荷，kg/ha d；V：塘有效容积m3，t：停留时间，d 经验尺寸： 长宽比3：1—— 4：1。有效水深：1.2——2.5m,超高，0.6－1.0m，储泥区高度 应大于0.3米。 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）。 兼性塘一般不少于三座，采用串联方式，其中第一塘面积约占兼性塘总面积 的30％－60％，单塘面积不大于4公顷，以避免布水不均匀或波浪较大等问题。
L 0.24NK v
污水年水利负荷m/a 渗滤池 面积 水利负荷速率测 定方法修正系数
垂直水利传导系数，m/h 年设计运行天数
P，是全年运行周数，
1.9Q A LP
全年运行
A
0.0365 Q L
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3 污水地表漫流处理系统
污水地表漫流系统（OF）：是将污水有控制的投配到土壤渗透性低、具有一定坡度、 生长牧草的土地表面，污水再沿坡面以薄层流动过程中不断被净化，大部分出水以 地表径流汇集排放的一种土地处理类型。
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1 慢速渗滤系统
特点：
1）不产生径流排放。 2）土层厚应大于0.6m，地下水位大 于1.2m，土壤渗透系数应大于 1.5cm/h 3）根据土壤、气候和污水特点选择 适宜植物，获得的生物量大，以经济 作物为主。
4）污染负荷低，处理效率高。
Lw ET P r P w
投配污水 水利负荷 蒸散量 降水量
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5 兼性稳定塘
兼性塘有机复荷不如好氧塘高，
出水水质也不如好氧塘好，但水
较深，可以缩小占地面积，常作 为好氧塘的前期处理塘.
兼性塘设计基本参数：（一般采用负荷法计算）
停留时间：7—8天，低纬度气候暖，取低值，高纬度取高值。 BOD5负荷：10—100kgBOD5/ha d，北方取低值，南方取高值。
氧化塘出水口水体已由黑臭变为绿色
氧化塘3号塘水体变绿，已形成生物系统
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氧化塘
可以在氧化塘中
种植经济作物，
既可以处理污水，
又可以资源利用。
8
基建投资低
优 点
运行管理简单经济 可进行综合利用
占地面积大
缺 点
处理效果受气候影响 设计运行不当时，可能形成二次污染
9
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1 好氧稳定塘
好氧塘又可分为：
高复荷塘（水浅、停留时间短、有
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4 厌氧塘设计参数与方法
主要尺寸： 长宽比：(2-2.5):1，呈长方形。
主要参数：有机负荷、水利 停留时间。他们与地理位置、 气候条件有关。
深度：有效深度（水深+泥深）3-5m
单塘面积：4*104m2
设计原则：厌氧塘可按冬季平均气温最为控制设计的条件。流量应取平均 日流量。厌氧塘的格栅、沉砂池或沉淀池按设计的最大流量计算。合流制 城市污水按旱流污水量设计，即取低水位。
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云南澄江县抚仙湖马料河湿地工程
ห้องสมุดไป่ตู้
生物滤床
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抚仙湖马料河湿地工程工艺流程
潜流型湿地(散竹＋芦苇)
沉 沙 池 美 人 蕉
氧化塘1
氧化塘2
氧化塘3
潜流型湿地(芦苇) 潜流型湿地(香蒲)
梯级表流型人工湿地 梯级表流型人工湿地 （水芹菜和茨菰）
(水芹菜+浮萍+睡莲)
湖 滨 天 然 湿 地
(
)
潜流型湿地(香蒲＋芦苇)
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8 稳定塘的工艺流程
稳定塘处理系统一般由：预处理设施、稳定塘、后处理设施。 预处理：防止污泥淤积、去除悬浮物、格栅、沉砂池、沉淀池 等。 组合流程：以当地条件、处理要求不同而异。
好氧塘
厌氧塘 好氧塘
曝气塘
沉淀池
厌氧塘
兼性塘
好氧塘
曝气塘
兼性塘
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稳定塘的除藻技术
9 稳定塘的研究与进展
(1) 最后一塘放养水生植物，覆盖水面，阻碍藻类光合作用。 (2)气浮除藻。
5）受气候和植物限制。冬季雨季收 割期不能投配污水。 6）要求水质于处理程度高。
污水渗滤率
单位：cm/a，长度/时间
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2 快速渗滤系统
污水通过具有良好渗透性能的土壤，
藉生物氧化、沉淀、过滤氧化还原、
硝化、反硝化等过程得到净化的方法 土壤厚度大于1.5m，渗透性能好 地下水深2.5m以上，地面坡度小于10% 距离人口密集区有一定距离的的河滩地、 砂荒地。
KT 0.024234 e0.1245T
K20 (T 20)
KT 0.29229 (1.13258 )T 20 15
厌氧塘使用注意事项

水污染度高，塘水深大，容易污染地
下水，必须进行防渗设计。


臭气会散发，要离居住地500m以上。
浮渣有碍观瞻，应注意去除。 浮渣中有小虫滋生，应由防虫措施。
2
稳定塘的类型

好氧稳定塘：较浅，阳光透射，全塘含有溶解氧 兼性稳定塘：深度较大，上层好氧，下层厌氧
厌氧稳定塘：2m以上，有机负荷高，全塘无溶解氧
曝气稳定塘：2m以上，采用人工曝气供氧

深度处理塘：又称三级处理塘，或熟化塘，好氧处理，进
水污染物浓度低，BOD5≤30mg/L。用于处理二级处理厂出水。

水力学特性的研究
采用串联系统，避免短路。

新工艺的研究
(1)高效、曝气稳定塘、增加填料的强化稳定塘（如云南澄江抚仙湖）。 (2)塘前增加水解池，将大分子有机物水解为小分子，有利于出水水质提高。

稳定塘过冬问题
(1)美国：取冬季最低有机负荷设计稳定塘，全年低负荷运行。 (2)齐齐哈尔：“冬蓄夏灌”，冬天作为污水库使用。 这两种办法都要加大塘容积和面积。
3
稳定塘发展阶段
(1) 用于处理小城镇污水，美国90%用于处理万人以下小城镇
污水，设计流量小于7570m3/d。
(2) 用于食品工业废水，继而广泛用于造纸、纺织、皮革、石油化工等工 业废水。美国20世纪70年代有处理工业废水的稳定塘1000多座，处理食品 废水的占1/2。 (3) 作为活性污泥二级处理的后续深度处理。 (4) 稳定塘处理污水与综合利用相结合，发展养鱼、养禽、水生植物、饲
(2)稳定塘发臭，影响环境卫生。
(3)没有采取有效的防渗防漏措施，地下水严重污染。
(4)缺乏统一、有效的设计标准，有些严重超负荷，有些却常 年处于低负荷运行，很不经济。
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湖北省鄂州鸭儿湖氧化塘成公害
1976年，国家投资653万元修建了6000多亩的鸭儿湖氧化塘三级处理场，主要 处理鸭儿湖附近的葛店化工厂、武汉化工二厂、建汉化工厂的工业废水 。
Ce 1 C0 1 KT t
C0 t C 1 / KT e
KT—反应速率常数（d-1），与水温、污水性质、BOD5负荷、水利停留时间有关系 当进水BOD5在80—400mg/L之间，表面BOD负荷 在300—2000kg/ha d，t在1—6d之间时： 或利用Phelps公式：KT
到1997年，随着武汉化工二厂的全面停产，这个用于废水处理的氧化塘彻底
闲置了。 昔日亚洲最大的氧化塘，如今成了当地村民的大鱼塘。
鱼身发黑，吃起来有种怪味道，有点像农药的味道，
当地肝炎和癌症的发病率比别的地方要高， 黄陂岭村这几年死于癌症的已有20多人。
由于氧化塘主要是处理农药废水，大量的有毒物质吸附在淤泥上。
第六章
氧化塘和污水的土地 处理系统
管理资料 1
§6.1 稳定塘
稳定塘（Stabilization）：又名氧化塘（Oxidation Pond），生物塘，利用天然净化能力处理污水的生物 处理设施，其净化过程与自然水体自净过程相似。
应用：在欧美和部分发展中国家推广很快。如下表，为美国的稳定塘发展情况
年份
料等。
(5) 稳定塘的运行方式，由单塘运转向多塘串联运行，并以兼性塘为主， 如：厌氧塘——兼性塘——好氧塘或兼性塘——好氧塘等串联方式。
4
法国南部MeZe镇的氧化塘污水处理系统
5
齐齐哈尔市 南郊污水处理厂氧化塘
氧化塘的面积有880公顷 已经具有生态效应 野鸭成群
6
氧化塘进水口水体黑臭
氧化塘2号塘水体已变黄
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湿地工程净化后的水样 和净化前的水样对比
主要依靠生物氧化、沉淀和过 滤，把生活污水和农业生产污 水变为清水后再流入湖泊。该 工程占地近30亩，2003年10月 建成运行，每天可净化污水4 万多吨，
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10 稳定塘出现的问题
我国的稳定塘工艺应用刚刚起步，问题也比较多，主要集中于 以下几点： (1)污泥淤积严重，减少塘容积。
Q(C0 Ce ) Lr A
好氧塘主要尺寸经验值：
1）多采用矩形，表面长宽比为3:1 — 4:1，一般一塘深1/2处面积作为计
算塘面积。唐高0.6-1.0m，单塘面积不宜超过4ha(104m2)
2）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）。 3）好氧塘座数一般不少于3座，规模很小时不少于2座。
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7 曝气稳定塘
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曝气稳定塘：塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘
曝气稳定塘一般可分为：完全混合时曝气塘，部分混合式 曝气塘。
由于出水悬浮物浓度较高，一般后续需设立沉淀池或设兼
性塘。 停留时间：3—10天，塘深：2—6m， 塘数：一般不少于3座，一般串连布置。 一般处理1m3污水所需功率大于常规活性污泥法曝气池。