穩(wěn)定塘和污水的土地處理.ppt

第三章穩(wěn)定塘和污水的土地處理 主要內(nèi)容 一 穩(wěn)定塘1概述2穩(wěn)定塘的原理和類型3穩(wěn)定塘系統(tǒng)的規(guī)劃設計4穩(wěn)定塘系統(tǒng)的優(yōu)缺點5穩(wěn)定塘系統(tǒng)的工藝與流程6穩(wěn)定塘的研究與發(fā)展 1概述 1 1定義穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘 其對污水的凈化過程與自然水體的自凈過程相似 是一種利用天然凈化能力處理污水的生物處理設施 應用 城鎮(zhèn)污水 可與其他工藝結合分類 根據(jù)微生物類型 供氧方式 功能劃分 1 2概述國內(nèi)外穩(wěn)定塘經(jīng)歷如下發(fā)展階段 用于小城鎮(zhèn)生活污水處理處理食品工業(yè)廢水 其他工業(yè)廢水作為活性污泥二級處理的后續(xù)深度處理穩(wěn)定塘處理與綜合利用相結合 發(fā)展養(yǎng)魚穩(wěn)定塘的運行方式 單塘變?yōu)槎嗵链?lián)運行 厭氧塘 兼性塘 好氧或兼性 好氧塘 2穩(wěn)定塘的原理和類型 自然條件下的生物處理法主要有水體凈化法和土壤凈化法兩類 氧化塘和養(yǎng)殖搪 統(tǒng)稱為生物穩(wěn)定塘 其凈化機理與活性污泥法相似 土壤滲濾和污水灌溉 統(tǒng)稱為廢水的土地處理 其凈化機理與生物膜法相似 穩(wěn)定塘的分類及功能 穩(wěn)定塘又稱氧化塘 是一種天然的或經(jīng)過一定人工修整的有機廢水處理池塘 按照占優(yōu)勢的微生物種屬和相應的生化反應 可分為好氧塘 兼性塘 曝氣塘和厭氧塘四種類型 2 1好氧塘 好氧塘是一種主要靠塘內(nèi)藻類的光合作用供氧的氧化塘 它的水深較淺 一般在0 3 0 5m 陽光能直接射透到池底 藻類生長旺盛 加上塘面風力攪動進行大氣復氧 全部塘水都是好氧狀態(tài) 1 好氧塘的種類按照有機負荷的高低 好氧塘可分為a 高負荷好氧塘b 普通好氧塘c 深處理好氧塘 精制塘 2 基本工作原理 好氧塘內(nèi)的生物種群主要有藻類 菌類 原生動物 后生動物 水蚤等微型動物 菌類主要是生存在水深0 5m的上層 濃度為1 108 5 109個 mL 主要種屬與活性污泥和生物膜相同 原生動物和后生動物的種屬數(shù)與個體數(shù) 均比活性污泥法和生物膜法少 藻類的種類和數(shù)量與塘的負荷有關 它可以反應塘的運行狀況和處理效果 3 好氧塘內(nèi)的生物種群 4 好氧塘的設計好氧塘工藝設計的主要內(nèi)容是計算好氧塘的尺寸和個數(shù) 好氧塘多采用矩形 表面的長寬比為3 1 4 1 一般以塘深的1 2處的面積作為計算塘面 好氧塘的座數(shù)一般不少于3座 規(guī)模很小時不少于2座 2 2兼性塘 1 兼性塘的基本工作原理 2 兼性塘的設計兼性塘一般不少于三座 多采用串聯(lián) 其中第一塘的面積約占兼性塘總面積的30 60 單塘面積應小于4ha 以避免布水不均勻或波浪較大等問題 2 3曝氣塘 為了強化塘面大氣復氧作用 可在氧化塘上設置機械曝氣或水力曝氣器 使塘水得到不同程度的混合而保持好氧或兼性狀態(tài) 曝氣塘有機負荷和去除率都比較高 占地面積小 但運行費用高 且出水懸浮物濃度較高 使用時可在后面連接兼性塘來改善最終出水水質 曝氣塘出水的懸浮固體濃度較高 排放前需進行沉淀 沉淀的方法可以用沉淀池 或在塘中分割出靜水區(qū)用于沉淀 若曝氣塘后設置兼性塘 則兼性塘要在進一步處理其出水的同時起沉淀作用 曝氣塘的水力停留時間為3 10d 有效水深2 6m 曝氣塘一般不少于3座 通常按串連方式運行 完全混合曝氣塘中曝氣裝置的強度應能使塘內(nèi)的全部固體呈懸浮狀態(tài) 并使塘水有足夠的溶解氧供微生物分解有機污染物 部分混合曝氣塘不要求保持全部固體呈懸浮狀態(tài) 部分固體沉淀并進行厭氧消化 其塘內(nèi)曝氣機布置較完全混合曝氣塘稀疏 完全混合曝氣塘 部分混合曝氣塘 曝氣塘的兩種類型 完全混合曝氣塘 部分混合曝氣塘 1 厭氧塘的基本工作原理厭氧塘對有機污染物的降解 是由兩類厭氧菌通過產(chǎn)酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵兩階段完成的 厭氧塘的設計運行 必須以甲烷發(fā)酵階段的要求作為控制條件 控制有機污染物的投配率 以保持產(chǎn)酸菌與甲烷菌之間的動態(tài)平衡 控制有機酸濃度3000mg L以下 pH值為6 5 7 5 進水的BOD5 N P 100 2 5 1 硫酸鹽濃度應小于500mg L 2 4厭氧塘 2 厭氧塘的設計和應用有機負荷的表示方法有三種 BOD5表面負荷 kgBOD5 ha d BOD5容積負荷 kgBOD5 m3 d VSS容積負荷 kgVSS m3 d 處理城市污水的建議負荷值為200 600kg ha d 幾何尺寸厭氧塘一般為矩形 長寬比為2 1 2 5 1 單塘面積不大于4ha 塘的有效水深一般為2 0 4 5m 儲泥深度大于0 5m 超高為0 6 1 0m 進出水進水口離塘底0 6 1 0m 出水口離水面的深度應大于0 6m 圖4 3 進 出口的個數(shù)均應大于兩個 厭氧前應設置格柵 普通沉砂池 有時也設置初次沉淀池用于前處理單元 厭氧塘的主要問題是產(chǎn)生臭氣 目前是利用厭氧塘表面的浮渣層或采取人工覆蓋措施防止臭氧逸出 也有用回流好氧塘出水使其布滿厭氧塘表層來減少臭氣逸出 厭氧塘宜用于處理高濃度有機廢水 如制漿造紙 釀酒 農(nóng)牧產(chǎn)品加工 農(nóng)藥等工業(yè)廢水和家禽和家畜糞尿廢水等 也可用于處理城鎮(zhèn)污水 以上四類氧化塘的主要性能分列于下表 表中各項性能均受控于陽光輻射值 溫度 養(yǎng)料及毒物等多種因素 因此 其具體數(shù)值也因緯度高低 氣象條件和水質狀況的不同而異 穩(wěn)定塘的主要性能 穩(wěn)定塘的主要性能 3穩(wěn)定塘系統(tǒng)的設計規(guī)范 確定所需參數(shù)整體工藝流程設計 參數(shù)計算水力學條件其他附屬設施 水力條件 水力條件 廢水在塘內(nèi)的流動特征 如塘內(nèi)存在溝流 短流和返混 將使廢水在塘內(nèi)混合傳質過程受到影響 有機物的去除率將下降 推薦的水力條件 1 塘的個數(shù)不少于3個 串聯(lián)運行 2 塘形如為矩形 長寬比應大于九每個塘的面積以5000m2為度 3 進口距塘底0 5m 以多點進水為主 出口應盡可能遠離進 4 盡量設置導流墻 橫向導流墻長度為塘寬的0 8倍 縱向導流墻長度為塘長的0 7倍 5 沿塘長每隔一定距離設置一條橫向污泥溝 溝上方設障板 障板伸入水中約0 9m 水面以上部分木大于0 15m 6 塘堤的最大和最小坡度分別為3 1和6 1 穩(wěn)定塘的規(guī)劃設計 1 塘址選擇穩(wěn)定塘占地較多 應盡可能利用不宜耕種的土地 如廢舊河道 塘壩 低洼地 沼澤和貧瘠地等 若有高差 應充分利用 為了防止春 秋季翻塘時臭氣的干擾 塘址應離居民區(qū)500 1000m以上 并位于其主導風下風方向 當用于處理城鎮(zhèn)污水時 應結合建設規(guī)劃統(tǒng)一考慮污灌 污養(yǎng)和水的綜合利用問題 以求經(jīng)濟 環(huán)境 社會效益的統(tǒng)一 2 塘型及其組合塘型的選擇應從處理對象的水質特征出發(fā) 結合當?shù)貧夂?地形條件確定 例如 在光照充足 沒有持續(xù)冰封期的地區(qū) 可選用好氧塘 而在處理高濃度有機廢水時 應在系統(tǒng)中設置厭氧塘 在處理城市污水和工業(yè)廢水時 應根據(jù)原水性質及處理水的用途和要求 宜采用多糖組合系統(tǒng) 4穩(wěn)定塘的優(yōu)缺點 1 優(yōu)點基建投資低舊河道 沼澤地 谷地可利用作為穩(wěn)定塘 穩(wěn)定塘系統(tǒng)基建投資低 運行管理簡單經(jīng)濟穩(wěn)定塘運行管理簡單 動力消耗低 運行費用較低 約為傳統(tǒng)二級處理廠的1 3 1 5 可進行綜合利用實現(xiàn)污水資源化 如將穩(wěn)定塘出水用于農(nóng)業(yè)灌溉 充分利用污水的水肥資源 養(yǎng)殖水生動物和植物 組成多級食物鏈的復合生物系統(tǒng) 2 缺點占地面積大沒有空閑余地時不宜采用 處理效果受氣候影響如季節(jié) 氣溫 光照 降雨等自然因素都影響穩(wěn)定塘的處理效果 設計運行不當時 可能形成二次污染如污染地下水 產(chǎn)生臭氣和滋生蚊蠅等 穩(wěn)定塘系統(tǒng)的工藝流程 1 穩(wěn)定塘進水的預處理為防止穩(wěn)定塘內(nèi)污泥淤積 應先去除水中的懸浮物質 常用設備為格柵 普通沉砂池和沉淀池 5穩(wěn)定塘系統(tǒng)的工藝流程 1 穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)的組成 穩(wěn)定塘的流程組合依當?shù)貤l件和處理要求不同而異 圖12 5為幾種典型的流程組合 2 穩(wěn)定塘的流程組合 3 穩(wěn)定塘塘體設計要點塘的位置穩(wěn)定塘應設在居民區(qū)下風向200m以外 以防止塘散發(fā)的臭氣影響居民區(qū) 防止塘體損害為防止浪的沖刷 塘的襯砌應在設計水位上下各0 5m以上 塘體防滲穩(wěn)定塘滲漏可能污染地下水源 應做好防滲 方法有素土夯實 瀝青防滲襯面 膨潤土防滲襯面和塑料薄膜防滲襯面等 塘的進出口設計時應注意配水 集水均勻 避免短流 溝流及混合死區(qū) 主要措施為采用多點進水和出水 進口 出口之間的直線距離盡可能大 進口 出口的方向避開當?shù)刂鲗эL向 1 穩(wěn)定塘的除藻技術國內(nèi)外目前采用的除藻技術有自然沉降 混凝沉降 氣浮和過濾技術 在穩(wěn)定塘的最后一個塘放養(yǎng)水生植物機理 水生植物覆蓋表面 阻礙光照 藻類不能進行正常的光合作用 6穩(wěn)定塘的研究與發(fā)展 2 水力學特性研究目前很多的穩(wěn)定塘都沒有進行認真設計 對出水方式不講究 水流短路現(xiàn)象特別嚴重 塘內(nèi)死區(qū)較多 目前研究成果 系統(tǒng)結構 采用串連 3 新工藝的研究 人工濕地 4 穩(wěn)定塘的過冬 我國穩(wěn)定塘發(fā)展概況 50年代末 開始試驗研究80 90年代 迅速發(fā)展 七五 八五 兩個五年計劃期間 國家均將城市污水穩(wěn)定塘處理技術列為國家重點科技攻關項目 應用實例 3 工程概況2 處理流程及設計參數(shù)工藝流程采用 污水預處理塘集水池泵房厭氧塘 兩級 兼性塘 六級 生態(tài)塘出水 漢沽穩(wěn)定塘系統(tǒng)平面示意圖 主要設計參數(shù) 系統(tǒng)處理效果 二 污水的土地處理 1概述2土地處理系統(tǒng)對污水的凈化機理3土地處理系統(tǒng)的工藝選擇和工藝參數(shù)4土地處理系統(tǒng)應注意的幾個問題 污水土地處理是在人工調(diào)控下利用土壤 微生物 植物組成的生態(tài)系統(tǒng)使污水中的污染物凈化的處理方法 在污染物得以凈化的同時 水中營養(yǎng)物質和水分也得以循環(huán)利用 因此 土地處理是使污水資源化 無害化和穩(wěn)定化的處理利用系統(tǒng) 1概述人工調(diào)控土壤 微生物 植物目的 污水資源化 無害化 穩(wěn)定化類型 慢速滲濾 快速滲濾 地表漫流 濕地 wetland 地下滲濾發(fā)展方向 不受季節(jié)限制 二次污染可能性小 效率高 有機負荷或水力負荷 土壤的特性和重要性 土壤 即陸地表面的礦物質 有機質 水分和空氣四種物質組成 具有一定肥力 能夠生長植物的疏松表層 土壤是一個獨立的生態(tài)系統(tǒng) 與人類的關系十分密切 土壤的組成 土壤是由礦物質 有機質 水分和空氣四種物質組成的 土壤有機質多集中在表層 它是土壤的重要成分 直接影響土壤肥力的形成和發(fā)展 通常把有機質的含量作為土壤肥力高低的一個重要標志 土壤中的水分空氣有很大的流動性 它們的運動和比例的變化對土壤肥力也起很大的作用 2土地處理系統(tǒng)對污水的凈化機理 凈化過程廢水流過土壤時 土壤將廢水中處于懸浮及膠體狀態(tài)的物質截留下來 在土壤顆粒表面形成薄膜 這層薄膜 生物膜 里充滿著異養(yǎng)型微生物 它能吸附廢水中的有機物 包括溶解狀態(tài) 并在微生物的作用下將廢水中的有機物降解為無機物質 污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復雜 它包含了物理過濾 物理吸附 物理沉積 物理化學吸附 化學反應和化學沉淀 微生物對有機物的降解等過程 因此 污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程 土地處理系統(tǒng)的凈化機理 BOD的去除 磷和氮的去除 懸浮物質的去除 病原體的去除 重金屬的去除 污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復雜 它包含了物理過濾 物理吸附 物理沉積 物理化學吸附 化學反應和化學沉淀 微生物對有機物的降解等過程 因此 污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程 土地處理系統(tǒng)的凈化機理 BOD的去除 磷和氮的去除 懸浮物質的去除 病原體的去除 重金屬的去除 污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復雜 它包含了物理過濾 物理吸附 物理沉積 物理化學吸附 化學反應和化學沉淀 微生物對有機物的降解等過程 因此 污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程 土地處理系統(tǒng)的凈化機理 BOD的去除 磷和氮的去除 懸浮物質的去除 病原體的去除 重金屬的去除 污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復雜 它包含了物理過濾 物理吸附 物理沉積 物理化學吸附 化學反應和化學沉淀 微生物對有機物的降解等過程 因此 污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程 土地處理系統(tǒng)的凈化機理 BOD的去除 磷和氮的去除 懸浮物質的去除 病原體的去除 重金屬的去除 污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復雜 它包含了物理過濾 物理吸附 物理沉積 物理化學吸附 化學反應和化學沉淀 微生物對有機物的降解等過程 因此 污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程 土地處理系統(tǒng)的凈化機理 BOD的去除 磷和氮的去除 懸浮物質的去除 病原體的去除 重金屬的去除 土地處理基本工藝 運行數(shù)據(jù) BOD5去除率可達95 以上 COD去除率可達85 90 以上 氮去除率可達80 90 以上 我國沈陽 昆明等地采用較多 土地處理基本工藝 特點 1 去除率高 BOD 95 COD 91 出水BOD 10mg L COD 40mg L 2 具有脫氮除磷功能 NH3去除率85 TN去除率80 除磷率65 3 去除大腸菌得能力強 可達99 9 土地處理基本工藝 運行數(shù)據(jù) BOD去除率達90 左右 總氮去除率達70 80 SS的去除率達90 95 另一特點 可收獲植物 牧草等 土地處理基本工藝 該工藝即能處理污水 又能改善環(huán)境 我國于 七五 期間作為國家重點科技攻關項目 廣泛深入地進行了科學研究 在天津 山東 邢臺等地得到廣泛應用 濕地處理分為 天然濕地處理系統(tǒng) 人工濕地處理系統(tǒng) 杭州西溪國家濕地公園 扎龍濕地鶴舞翩翩 土地處理基本工藝 3土地處