ymM污水自然生物處理資料

1、第八章第八章 污水的自然生物處理污水的自然生物處理（1）概述n 穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘。穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘。n 穩(wěn)定塘對(duì)污水的凈化過(guò)程與自然水體的自凈過(guò)程相似，是穩(wěn)定塘對(duì)污水的凈化過(guò)程與自然水體的自凈過(guò)程相似，是一種利用自然生物凈化功能使污水得到凈化的一種污水生一種利用自然生物凈化功能使污水得到凈化的一種污水生物處理技術(shù)。物處理技術(shù)。n 穩(wěn)定塘多用于小型污水處理，可用作二級(jí)處理，也可用作穩(wěn)定塘多用于小型污水處理，可用作二級(jí)處理，也可用作三級(jí)處理。三級(jí)處理。穩(wěn)定塘的優(yōu)點(diǎn)穩(wěn)定塘的優(yōu)點(diǎn)n能夠充分利用地形，工程簡(jiǎn)單，建設(shè)投資省能夠充分利用地形，工程簡(jiǎn)單，建設(shè)投資省n 能夠?qū)崿F(xiàn)污水資源化，使污水

2、處理和利用相結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)污水資源化，使污水處理和利用相結(jié)合n 污水處理能耗少，維護(hù)方便，成本低廉污水處理能耗少，維護(hù)方便，成本低廉穩(wěn)定塘的缺點(diǎn)穩(wěn)定塘的缺點(diǎn)n 占地面積大，沒(méi)有空閑的余地不宜采用占地面積大，沒(méi)有空閑的余地不宜采用n 污水凈化效果受季節(jié)影響大污水凈化效果受季節(jié)影響大n 防滲處理不當(dāng)，可能污染地下水防滲處理不當(dāng)，可能污染地下水n 易于散發(fā)臭氣和滋生蚊蠅，影響周邊環(huán)境衛(wèi)生易于散發(fā)臭氣和滋生蚊蠅，影響周邊環(huán)境衛(wèi)生按塘內(nèi)的微生物類型、供氧方式和功能等劃分好好 氧氧 塘塘兼兼 性性 塘塘厭厭 氧氧 塘塘曝曝 氣氣 塘塘深度處理塘深度處理塘水生植物塘水生植物塘生生 態(tài)態(tài) 塘塘完全儲(chǔ)存塘完全儲(chǔ)存

3、塘常常見(jiàn)見(jiàn)其其他他穩(wěn) 定 塘 的 分 類（2）穩(wěn)定塘凈化機(jī)理sunlight o2wastewater settling matter o2algae and other aquatic planth2o,co2,nh3,po43-bacteria and fungalduck and goose fish pelagic organismshrimp spiral and shell aerobic layer facultative layer anaerobic layer organic substances carboxylic acidethanolaldehydech4+co2+

4、nh3+h2s+n2+h2422272811131114nhohcohohohc216110263106224321381812216106opnohchohhponoco細(xì)菌藻類原生動(dòng)物枝角類動(dòng)物魚類水生植物水禽（鴨鵝）有機(jī)碳污水細(xì)菌合成解體無(wú)機(jī)碳藻類解體分解代謝co2光合作用呼吸作用沉積物ch4處理水沉淀沉淀分解分解不溶性有機(jī)碳有機(jī)氮氨氮硝酸鹽氮氨化硝化污水揮發(fā)處理水反硝化藻類光合解體細(xì)菌合成解體合成合成解體合成n2固氮作用沉積物沉淀沉淀反硝化細(xì)菌吸收分解藻類溶解性無(wú)機(jī)磷有機(jī)磷不溶性無(wú)機(jī)磷有機(jī)磷污水吸收分解沉淀分解沉淀處理水（3）好氧塘 （1 1）高負(fù)荷好氧塘）高負(fù)荷好氧塘 這類塘設(shè)置在處

5、理系統(tǒng)的前部，水這類塘設(shè)置在處理系統(tǒng)的前部，水力停留時(shí)間較短，有機(jī)負(fù)荷高，僅適于氣候溫暖、陽(yáng)光充足力停留時(shí)間較短，有機(jī)負(fù)荷高，僅適于氣候溫暖、陽(yáng)光充足的地方采用。的地方采用。 （2 2）普通好氧塘）普通好氧塘 這類塘用于處理污水，起二級(jí)處理作用。這類塘用于處理污水，起二級(jí)處理作用。特點(diǎn)是有機(jī)負(fù)荷較高，塘的水深較高負(fù)荷好氧塘大，水力停特點(diǎn)是有機(jī)負(fù)荷較高，塘的水深較高負(fù)荷好氧塘大，水力停留時(shí)間較長(zhǎng)。留時(shí)間較長(zhǎng)。 （3 3）深度處理好氧塘）深度處理好氧塘 深度處理好氧塘設(shè)置在塘處理系統(tǒng)深度處理好氧塘設(shè)置在塘處理系統(tǒng)的后部或二級(jí)處理系統(tǒng)之后，作為深度處理設(shè)施。特點(diǎn)是有的后部或二級(jí)處理系統(tǒng)之后，作為深度

6、處理設(shè)施。特點(diǎn)是有機(jī)負(fù)荷較低，塘的水深較高負(fù)荷好氧塘大，處理水質(zhì)良好。機(jī)負(fù)荷較低，塘的水深較高負(fù)荷好氧塘大，處理水質(zhì)良好。（4）兼性塘冬季平均氣溫bod表面負(fù)荷kgbod/(hm2.d)水力停留時(shí)間d1570-100710-1550-7020-70-1030-5040-20-10-020-30120-40-20-1010-20150-120-2010180-150（5）厭氧塘州名bod容積負(fù)荷kgbod/(m3.d)水力停留時(shí)間d佐治亞州0.048；0.24-0.24-0.3250.19-0.245-100.032-0.16100.19-0.243-50.24-伊利諾斯州愛(ài)阿華州蒙大拿州內(nèi)布拉

7、斯加州南達(dá)科他州0.4-1.65-30德克薩斯州緯度（度）30.4-3537-42.540.6-43.545-4940-4343-4626-36.4預(yù)計(jì)去除率%60-806060-8070756050-100（6）曝氣塘 曝氣塘是在塘面上安裝有人工曝氣設(shè)備的穩(wěn)定塘。曝氣塘是在塘面上安裝有人工曝氣設(shè)備的穩(wěn)定塘。完完 全全 混混 合合 曝曝 氣氣 塘塘部部 分分 混混 合合 曝曝 氣氣 塘塘 曝氣塘出水的懸浮固體濃度較高，排放前需進(jìn)行沉曝氣塘出水的懸浮固體濃度較高，排放前需進(jìn)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)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(shè)置

8、兼性塘，則兼性塘要在進(jìn)一用于沉淀。若曝氣塘后設(shè)置兼性塘，則兼性塘要在進(jìn)一步處理其出水的同時(shí)起沉淀作用。步處理其出水的同時(shí)起沉淀作用。 曝氣塘的水力停留時(shí)間為曝氣塘的水力停留時(shí)間為3 310d10d，有效水深，有效水深2 26m6m。曝氣塘一般不少于曝氣塘一般不少于3 3座，通常按串連方式運(yùn)行。座，通常按串連方式運(yùn)行。 完全混合曝氣塘中曝氣裝置的強(qiáng)完全混合曝氣塘中曝氣裝置的強(qiáng)度應(yīng)能使塘內(nèi)的全部固體呈懸浮狀度應(yīng)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態(tài)，并使塘水有足夠的溶解氧供微生物分解有機(jī)污染物。生物分解有機(jī)污染物。 部分混合曝氣塘不要求保持全部部分混合曝氣塘不要求保持全部固體呈

9、懸浮狀態(tài)，部分固體沉淀并固體呈懸浮狀態(tài)，部分固體沉淀并進(jìn)行厭氧消化。其塘內(nèi)曝氣機(jī)布置進(jìn)行厭氧消化。其塘內(nèi)曝氣機(jī)布置較完全混合曝氣塘稀疏。較完全混合曝氣塘稀疏。（7）深度處理塘/(104m2.d)，水力停留時(shí)間不小于15d；/(104m2.d)，水力停留時(shí)間不小于12d，去除率65-70%；/(104m2.d)，hrt為12d，p去除率按60%考慮。類型bod表面負(fù)荷kgbod/(104m2.d)水力停留時(shí)間dbod去除率%深度m好氧塘兼性塘20-60100-1505-253-81-151.5-2.530-5540 穩(wěn)定塘的流程組合依當(dāng)?shù)貤l件和處理要求不同而異，下圖為幾種典型的流程組合。穩(wěn)定塘的

10、流程組合wastewaterpretreatmentgrid sand basinanaerobic pondfacultative pondaeration pond aquatic plant pond fishing pond feeding duck pond aquatic crop pond reed fieldfarm field irrigationrefill underground water常規(guī)塘型bod表面負(fù)荷(kg/104m2d)有效水深(m)處理效率(%)進(jìn)塘bod濃度(mg/l)i區(qū)*ii區(qū)*iii區(qū)*厭氧塘200300400353070800兼性塘3050507

11、0701001.21.56080300好氧塘常規(guī)處理塘1020152520300.51.26080100深度處理塘1010100.50.64060100曝氣塘部分曝氣塘50100100200200300356080300500完全曝氣塘100200200300200400357090300500生物塘水生植物塘-502001003000.42.06080300深度處理塘-205030600.42.06980100廢水養(yǎng)魚塘2030304040501.52.5709050生態(tài)塘2030405050601.22.5709050各種穩(wěn)定塘工藝設(shè)計(jì)參數(shù)（工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范分類匯編，2000）注：i區(qū)、i

12、i區(qū)和iii區(qū)分別是指年平均氣溫在8 oc以下、在816 oc以下和在16 oc以上的地區(qū)。（1）概述（2）凈化機(jī)理 污水土地處理系統(tǒng)的凈化機(jī)理十分復(fù)雜，它包污水土地處理系統(tǒng)的凈化機(jī)理十分復(fù)雜，它包含了物理過(guò)濾、物理吸附、物理化學(xué)吸附、化學(xué)反含了物理過(guò)濾、物理吸附、物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀、微生物對(duì)有機(jī)物的降解等過(guò)程。因應(yīng)和化學(xué)沉淀、微生物對(duì)有機(jī)物的降解等過(guò)程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個(gè)綜合凈化此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個(gè)綜合凈化過(guò)程。過(guò)程。 bodbod大部分是在土壤表層土中去除的。大部分是在土壤表層土中去除的。 土壤中含有大量的種類繁多的異養(yǎng)型微生物，它們能土壤

13、中含有大量的種類繁多的異養(yǎng)型微生物，它們能對(duì)被過(guò)濾、截留在土壤顆粒空隙間的懸浮有機(jī)物和溶解對(duì)被過(guò)濾、截留在土壤顆?？障堕g的懸浮有機(jī)物和溶解有機(jī)物進(jìn)行生物降解，并合成微生物新細(xì)胞。有機(jī)物進(jìn)行生物降解，并合成微生物新細(xì)胞。 當(dāng)污水處理的當(dāng)污水處理的bodbod負(fù)荷超過(guò)讓土壤微生物分解負(fù)荷超過(guò)讓土壤微生物分解bodbod的生物氧化能力時(shí)，會(huì)引起厭氧狀態(tài)或土壤堵塞。的生物氧化能力時(shí)，會(huì)引起厭氧狀態(tài)或土壤堵塞。 在土地處理中，磷主要是通過(guò)植物吸收，化學(xué)反應(yīng)和沉淀（與在土地處理中，磷主要是通過(guò)植物吸收，化學(xué)反應(yīng)和沉淀（與土壤中的鈣、鋁、鐵等離子形成難溶的磷酸鹽）、物理吸附和沉淀土壤中的鈣、鋁、鐵等離子形成

14、難溶的磷酸鹽）、物理吸附和沉淀（土壤中的黏土礦物對(duì)磷酸鹽的吸附和沉積），物理化學(xué)吸附（離（土壤中的黏土礦物對(duì)磷酸鹽的吸附和沉積），物理化學(xué)吸附（離子交換、絡(luò)合吸附）等方式被去除。其去除效果受土壤結(jié)構(gòu)、陽(yáng)離子交換、絡(luò)合吸附）等方式被去除。其去除效果受土壤結(jié)構(gòu)、陽(yáng)離子交換容量、鐵鋁氧化物和植物對(duì)磷的吸收等因素的影響。子交換容量、鐵鋁氧化物和植物對(duì)磷的吸收等因素的影響。 氮主要是通過(guò)植物吸收，微生物脫氮（氨化、硝化、反硝化），氮主要是通過(guò)植物吸收，微生物脫氮（氨化、硝化、反硝化），揮發(fā)（氨在堿性條件下逸出）等方式被去除。其去除率受作物的類揮發(fā)（氨在堿性條件下逸出）等方式被去除。其去除率受作物的類型、

15、生長(zhǎng)期、對(duì)氮的吸收能力以及土地處理系統(tǒng)等工藝因素型、生長(zhǎng)期、對(duì)氮的吸收能力以及土地處理系統(tǒng)等工藝因素 的影響。的影響。 污水中的懸浮物質(zhì)是依靠作物和土壤顆粒間的孔污水中的懸浮物質(zhì)是依靠作物和土壤顆粒間的孔隙截留、過(guò)濾去除的。土壤顆粒的大小、顆粒間孔隙隙截留、過(guò)濾去除的。土壤顆粒的大小、顆粒間孔隙的形狀、大小、分布和水流通道，以及懸浮物的性質(zhì)、的形狀、大小、分布和水流通道，以及懸浮物的性質(zhì)、大小和濃度等都影響對(duì)懸浮物的截留過(guò)濾效果。若懸大小和濃度等都影響對(duì)懸浮物的截留過(guò)濾效果。若懸浮物的濃度太高、顆粒太大，會(huì)引起土壤堵塞。浮物的濃度太高、顆粒太大，會(huì)引起土壤堵塞。 污水經(jīng)土壤處理后，水中大部分的

16、病菌和病毒可被污水經(jīng)土壤處理后，水中大部分的病菌和病毒可被去除，去除率可達(dá)去除，去除率可達(dá)92929797。其去除率與選用的土地。其去除率與選用的土地處理系統(tǒng)工藝有關(guān)，其中地表漫流的去除率較低，但若處理系統(tǒng)工藝有關(guān)，其中地表漫流的去除率較低，但若有較長(zhǎng)的漫流距離和停留時(shí)間，也可以達(dá)到較高的去除有較長(zhǎng)的漫流距離和停留時(shí)間，也可以達(dá)到較高的去除效率。效率。 病原體主要通過(guò)過(guò)濾、吸附、干化、輻照、生物捕食病原體主要通過(guò)過(guò)濾、吸附、干化、輻照、生物捕食以及暴露在不利條件下等方式而被去除。以及暴露在不利條件下等方式而被去除。 重金屬主要是通過(guò)物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)與沉淀重金屬主要是通過(guò)物理化學(xué)吸附、化學(xué)

17、反應(yīng)與沉淀等途徑被去除的。重金屬離子在土壤膠體表面進(jìn)行陽(yáng)離等途徑被去除的。重金屬離子在土壤膠體表面進(jìn)行陽(yáng)離子交換而被置換、吸附，并生成難溶性化合物被固定于子交換而被置換、吸附，并生成難溶性化合物被固定于礦物晶格中；重金屬與某些有機(jī)物生成可吸性鰲合物被礦物晶格中；重金屬與某些有機(jī)物生成可吸性鰲合物被固定于礦物質(zhì)晶格中；重金屬離子與土壤的某些組分進(jìn)固定于礦物質(zhì)晶格中；重金屬離子與土壤的某些組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成金屬磷酸鹽和有機(jī)重金屬等沉積于土行化學(xué)反應(yīng)，生成金屬磷酸鹽和有機(jī)重金屬等沉積于土壤中。壤中。 （3）慢速滲濾系統(tǒng)滲濾灌入污水蒸發(fā)蒸騰蒸騰（4）快速滲濾系統(tǒng)地下水（井）(c)（井）（井）不飽和

18、區(qū)(a)回收水滲濾(b)不飽和區(qū)蒸發(fā)滲濾滲濾地下排水管灌入污水（5）地表漫流處理系統(tǒng)（6）地下滲濾系統(tǒng) 濕地指陸地上常年或季節(jié)性積水（水深2m以內(nèi)，積水期4個(gè)月以上）和過(guò)濕的土地與其生長(zhǎng)、棲息的生物群落構(gòu)成獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)。 全世界約有濕地面積8.56億公頃，其中加拿大面積最大，約有1.27億公頃；其次是俄羅斯，約0.83億公頃；中國(guó)居第三位，約有天然濕地和人工濕地0.63億公頃。 濕地可分為天然濕地和人工濕地兩大類。天然濕地主要包括沼澤、泥炭地、濕草甸、淺水湖泊、鹽沼和海洋灘等；人工濕地包括沼澤化稻田、水庫(kù)、水塘等。 濕地是地球上的主要生態(tài)系統(tǒng)之一，國(guó)際濕地組織制定的世界自然資源保護(hù)綱領(lǐng)中，將

19、濕地與農(nóng)業(yè)和林業(yè)并列為三大生態(tài)系統(tǒng)。 濕地與生長(zhǎng)、棲息的生物種群，構(gòu)成了獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，這種生態(tài)系統(tǒng)具有極高的生產(chǎn)力，對(duì)發(fā)展畜牧業(yè)具有很大的潛能?？蒲姓{(diào)查表明，每平方米濕地可年均生產(chǎn)2公斤左右的有機(jī)質(zhì)，僅次于熱帶雨林的生產(chǎn)力。reed grass (蘆葦蘆葦)綠葉荻綠葉荻bamboo (富貴竹富貴竹)花葉荻花葉荻cannaceac (美人蕉美人蕉)sedge family (紙莎草紙莎草)water onion (水蔥水蔥)(再力花再力花)污水與植物作用污水與植物作用投配污水投配污水與土壤作用與土壤作用濕地出水濕地出水橫孔布水管橫孔布水管蘆葦蘆葦水面水面溢流出水溢流出水集水溝集水溝隔水層隔水層

20、土壤層土壤層生物膜生物膜葦根葦根碎石碎石坡度坡度土壤層土壤層根系層根系層隔水層隔水層可調(diào)水位可調(diào)水位的集水管的集水管蘆葦蘆葦穿孔布水管穿孔布水管進(jìn)水進(jìn)水帶孔布水管帶孔布水管碎石碎石碎石碎石隔水層隔水層集水管集水管去出水管去出水管蘆葦蘆葦有機(jī)物去除機(jī)理sunlight photosynthesis o2+biofilmorganicsh2o+co2總氮去除機(jī)理air n2+n2onh3organic nnh4+no3-nh4+no3-no2-water settling matter immobilizationassimilationvolatilizationdiffusionammonificat