生態(tài)治理技術

1、污水生態(tài)處理技術及應用實例清華大學環(huán)境學院2011年7月26日匯報提綱1.生態(tài)處理技術-穩(wěn)定塘l穩(wěn)定塘穩(wěn)定塘Stabilization Ponds； 舊稱氧化塘舊稱氧化塘Oxidation Ponds；l始于始于20世紀初；世紀初； 到到20世紀世紀5060年代時，發(fā)展較快；年代時，發(fā)展較快； 目前，在美、加、澳等有一定發(fā)展；目前，在美、加、澳等有一定發(fā)展；l我國有政策規(guī)定：我國有政策規(guī)定：“城市廢水處理，應推城市廢水處理，應推行廢水處理廠與氧化塘、土地處理系統(tǒng)相結行廢水處理廠與氧化塘、土地處理系統(tǒng)相結合的政策合的政策”； 1.穩(wěn)定塘優(yōu)點優(yōu)點在條件合適時，基建投資少；在條件合適時，基建投資少；

2、運行管理簡單，耗能少，運行運行管理簡單，耗能少，運行費用低費用低(1/3(1/31/5)1/5)；可進行綜合利用，形成復合生可進行綜合利用，形成復合生態(tài)系統(tǒng)，可產生明顯的經濟、態(tài)系統(tǒng)，可產生明顯的經濟、環(huán)境和社會效益。環(huán)境和社會效益。概述概述l穩(wěn)定塘是一種利用天然的穩(wěn)定塘是一種利用天然的池塘或進行一定人工修整的池塘或進行一定人工修整的池塘處理污水的構筑物，其池塘處理污水的構筑物，其凈化過程與自然水體的自凈凈化過程與自然水體的自凈過程很相似。過程很相似。缺點缺點占地面積過多；占地面積過多；受氣候影響較大，如過冬，受氣候影響較大，如過冬，春、秋季翻塘等；春、秋季翻塘等；可能形成二次污染可能形成二次

3、污染( (如污染如污染地下水、產生臭氣等地下水、產生臭氣等) )。分類分類 好氧塘；好氧塘； 兼性塘；兼性塘； 厭氧塘；厭氧塘； 曝氣塘；曝氣塘； 深度處理塘；深度處理塘； 綜合生物塘；等。綜合生物塘；等。1.1好氧塘1.1好氧塘工作原理：工作原理： 好氧塘是一種主要靠塘內藻類的光合作用供氧的氧化塘。好氧塘是一種主要靠塘內藻類的光合作用供氧的氧化塘。 水面好氧微生物 合 成 降 解BOD物質CO2、 H2O、NH3 藻類 O2 O2 O2 陽光塘底好 氧 塘 工 作 原 理 示 意 圖1.2兼性塘1 1、特點：、特點：塘內分多層塘內分多層l 上層由于藻類的光合作用和大氣復氧作用而含有較多溶解氧

4、，為好氧區(qū)；上層由于藻類的光合作用和大氣復氧作用而含有較多溶解氧，為好氧區(qū)；l 中層則溶解氧逐漸減少，為過渡區(qū)或兼性區(qū)；中層則溶解氧逐漸減少，為過渡區(qū)或兼性區(qū)；l 塘水的下層則為厭氧層；塘水的下層則為厭氧層；l 塘的最底層則為厭氧污泥層。塘的最底層則為厭氧污泥層。1.2兼性塘應用最為廣泛。應用最為廣泛。有效水深一般為有效水深一般為1.02.0m1.02.0m，有三層組成：好氧區(qū)、兼性區(qū)和厭氧區(qū)。，有三層組成：好氧區(qū)、兼性區(qū)和厭氧區(qū)。陽光光合作用：CO2 + H2O O2 + 藻類細胞水面好氧區(qū) 兼氧區(qū) 厭氧區(qū)廢水懸浮或溶解的有機物自然沉淀好氧降解：有機物O2 CO2 + 新的細胞厭氧降解：有機

5、污泥 CH4 + CO2 + 新的細胞出水（COD、藻類、細菌）CH4 + CO21.3厭氧塘l 水深一般為水深一般為2.52.54.0m4.0m；勿需供氧；勿需供氧；l 塘內幾乎沒有藻類，只有細菌；塘內幾乎沒有藻類，只有細菌；l 凈化速度慢，停留時間長；凈化速度慢，停留時間長；l 適宜于處理高濃度有機廢水；適宜于處理高濃度有機廢水；l 產生臭氣，衛(wèi)生條件差；產生臭氣，衛(wèi)生條件差；l 多作為預處理。多作為預處理。1.4曝氣塘l 定義：定義： 曝氣塘采用人工曝氣供氧，表面葉輪或鼓風曝氣：曝氣塘采用人工曝氣供氧，表面葉輪或鼓風曝氣： 完全混合曝氣塘或好氧曝氣塘；完全混合曝氣塘或好氧曝氣塘； 部分混

6、合曝氣塘或兼性曝氣塘部分混合曝氣塘或兼性曝氣塘 曝氣塘是經過曝氣塘是經過人工強化人工強化的穩(wěn)定塘。的穩(wěn)定塘。l 優(yōu)點：投資省，管理方便，停留時間短，塘的容積和占地面積均小。優(yōu)點：投資省，管理方便，停留時間短，塘的容積和占地面積均小。l 缺點：缺點： 耗能增加，運行費用高。耗能增加，運行費用高。l 穩(wěn)定塘可分為：穩(wěn)定塘可分為：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1.5穩(wěn)定塘系統(tǒng)的工藝流程1 1 、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)組成由預處理設施、穩(wěn)定塘和后處理設施組成。由預處理設施、穩(wěn)定塘和后處理設施組成。2 2、流程組合、流程組合好氧塘進水出水單塘系統(tǒng)雙塘系統(tǒng)兼性塘進

7、水出水好氧塘三塘系統(tǒng)兼性塘進水出水好氧塘厭氧塘1.5穩(wěn)定塘系統(tǒng)的工藝流程曝氣塘系統(tǒng)曝氣塘進水出水沉淀池曝氣塘與兼性塘的組合系統(tǒng)曝氣塘進水出水兼性塘兼性塘多塘系統(tǒng)兼性塘進水出水好氧塘厭氧塘消毒沉砂池多塘系統(tǒng)兼性塘進水出水好氧塘消毒沉砂池2.生態(tài)處理技術-污水土地處理廢水土地處理系統(tǒng)廢水土地處理系統(tǒng)(Land Treatment of Wastewater)(Land Treatment of Wastewater)廢水灌溉農田廢水灌溉農田(Wastewater Irrigation)(Wastewater Irrigation)1 1、以控制水污染、凈化污水為目標；、以控制水污染、凈化污水為目標

8、；2 2、有處理構筑物，利用土壤、有處理構筑物，利用土壤植物系統(tǒng)凈化廢水，植物系統(tǒng)凈化廢水，是生態(tài)工程；是生態(tài)工程；3 3、對進水水量、水質有要求，需要預處理；、對進水水量、水質有要求，需要預處理；4 4、通過試驗確定運行參數(shù)，采用適宜負荷與運行條、通過試驗確定運行參數(shù)，采用適宜負荷與運行條件；件；5 5、通過管理與維護保證處理效果；、通過管理與維護保證處理效果；6 6、全年運行；、全年運行；7 7、有出水收集系統(tǒng)，能對出水進行有控的排放與利、有出水收集系統(tǒng)，能對出水進行有控的排放與利用；用；8 8、對周圍環(huán)境設有監(jiān)測系統(tǒng)、對周圍環(huán)境設有監(jiān)測系統(tǒng)1 1、以作物對水肥資源的利用為目、以作物對水肥

9、資源的利用為目標；標；2 2、以灌水定額、灌溉制度及廢水、以灌水定額、灌溉制度及廢水農田排放標準來控制灌溉水的水量農田排放標準來控制灌溉水的水量與水質；與水質；3 3、無專門設計運行的參數(shù)；、無專門設計運行的參數(shù)；4 4、不能終年運行；、不能終年運行；5 5、出水不加收集，不能進行有控、出水不加收集，不能進行有控的排放與利用；的排放與利用；6 6、無專門的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、無專門的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)2. 污水土地處理物理過濾：土壤顆粒間的孔隙能截留，濾除廢水中的懸浮顆粒；物理吸附和物理沉積： 土壤中粘土礦物具有吸附功能； 廢水中的部分重金屬離子可能會由于被吸附、被置換而沉積于土壤中。物理化學吸附： 金屬

10、離子與土壤中無機或有機膠體反應形成螯合物； 有機物與無機物反應生成復合物； 重金屬離子由于陽離子交換而被置換吸附； 生成非溶性化合物?；瘜W反應與沉淀：微生物的代謝與分解 分類： 慢速滲濾； 快速滲濾； 地表漫流； 濕地系統(tǒng)； 地下滲濾系統(tǒng)2.1慢速滲濾系統(tǒng)1 1、概述：、概述：l 該系統(tǒng)適用于滲水性能良好的壤土、砂質壤土以及蒸發(fā)量小、氣候濕潤的地區(qū)；l 廢水經面灌或噴灌后垂直向下緩慢滲濾，其上種有農作物；l 該系統(tǒng)可充分利用廢水中的水分及營養(yǎng)成分，并藉土壤微生物農作物復合系統(tǒng)對污水進行凈化，部分污水被蒸發(fā)和滲濾；l 使用壽命長。2 2、工藝性能：、工藝性能： 廢水投配負荷一般較低，由于滲濾速度

11、慢，廢水在表層土壤（含大量微生物)中的停留時間長，廢水凈化效率高，出水水質好。2.2快速滲濾系統(tǒng)1 1、概述：、概述：l 凈化機理類似于間歇“生物砂濾器”；l 適用于透水性非常良好的土壤，如砂土、壤土砂或砂壤土等；l 廢水周期性地布水(投配或灌入)和落干(休灌)，使快速滲濾池的表層土壤處于厭氧、好氧交替運行的狀態(tài)，藉不同種群的微生物分解降解廢水中的有機物，A-O交替運行有利于去除N、P；l 該系統(tǒng)的有機負荷與水力負荷比其他土地處理工藝明顯地高得多，但其凈化效率仍很高。2 2、工藝特點：、工藝特點：l 可將凈化水補給地下水；l 可藉井或地下排回收凈化水；l 可將凈化水貯存在地下含水層。3 3、工

12、藝性能：、工藝性能：l 可直接采用快速滲濾系統(tǒng)處理一級處理(或酸化池)出水：l 系統(tǒng)對污染物的去除率高：COD90%，BOD595%，SS98%；l 系統(tǒng)出水的COD40mg/L，BOD510mg/L；l 耐沖擊負荷能力強；l 具有脫氮功能2.2快速滲濾系統(tǒng)2.3地表漫流系統(tǒng)一、將廢水投配到多年生牧草、坡度和緩、土壤滲透性差的坡面上，廢水在沿坡面緩慢流動的過程中得到凈化；l其凈化機制類似于固定膜生物處理法；l適用于土壤滲透性低的粘土、亞粘土。二、工藝特點：l 廢水要求預處理(如格柵、篩濾)后進入系統(tǒng)，出水水質相當于傳統(tǒng)生物處理后的出水；l 對BOD、SS、N的去除率較高；l 在處理廢水的同時，

13、可收獲作物.2.4人工濕地處理系統(tǒng)2.4人工濕地凈化廢水的原理物理作用物理作用過濾和沉淀過濾和沉淀能除去含有能除去含有C C、N N、P P的有機的有機及無機顆粒物和懸浮固體及無機顆粒物和懸浮固體微生物作用微生物作用氧化還原反應氧化還原反應吸收降解吸收降解化學作用化學作用植物作用植物作用吸附和絮凝吸附和絮凝可溶性的有機化合物可溶性的有機化合物陰離子（陰離子（ POPO4 43-3- ）和陽離子）和陽離子（重金屬陽離子）（重金屬陽離子）揮發(fā)作用揮發(fā)作用揮發(fā)性有機物揮發(fā)性有機物(VOC)(VOC)氣體運輸作用氣體運輸作用植物吸收植物吸收根系有利于微生物繁殖根系有利于微生物繁殖2.4人工濕地分類l

14、人工濕地（Constructed Wetlands) ，它分為 表面流濕地(Surface Flow Wetlands縮寫為SFW) 潛流濕地(Subsurface Flow Wetlands縮寫為SSFW) 垂直流濕地(Vertica1 Flow Wetlands縮寫為VFW)2.5地下滲濾系統(tǒng)1 1、定義、定義 將廢水投配到具有一定構造、距地面約將廢水投配到具有一定構造、距地面約0.5m0.5m深，有良好滲透性土地層中，深，有良好滲透性土地層中，藉毛管浸潤和土壤滲濾作用，使廢水向四周擴散，通過過濾、沉淀、吸附藉毛管浸潤和土壤滲濾作用，使廢水向四周擴散，通過過濾、沉淀、吸附、生物降解等過程使

15、廢水得到凈化；、生物降解等過程使廢水得到凈化；2 2、工藝特點：、工藝特點： 處理效果穩(wěn)定；處理效果穩(wěn)定； 基建投資省、運行費低?；ㄍ顿Y省、運行費低。2.6各種土地處理工藝的凈化效果廢水水質指標慢速滲濾快速滲濾地表漫濾濕地系統(tǒng)地下滲濾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 55 1010 151020 30 2 5SS 1 52 510 2010 20 1 5TN3 810 205 1010 203 8NH3-N 0.5 20.5 2 4 851015 0.5 2TP 0.1 0.31 54 6410 0.1 0.3大腸菌群0 100100 200020002

16、00004*1054*1060 92COD 80 50 80SS80/99 98 92TN80/99807090TP80/9970904080病毒90/98 98 98細菌90/9999 98金屬 955095 50強化一強化一級處理級處理一級一級二級二級三級三級二級排放標準二級排放標準 一級排放標準一級排放標準農灌水農灌水中水回用中水回用生態(tài)塘生態(tài)塘強化滲濾層地下滲濾強化滲濾層地下滲濾潛流人工濕地系統(tǒng)潛流人工濕地系統(tǒng)園林型慢速滲濾系統(tǒng)園林型慢速滲濾系統(tǒng)類標準類標準類標準類標準類標準類標準進水進水2.7生態(tài)工程污水處理的應用3應用實例-河流修復生物強化人工河道生物強化人工河道 自然河道生態(tài)塘自

17、然河道生態(tài)塘 種植水生植物種植水生植物水產和水禽養(yǎng)殖水產和水禽養(yǎng)殖太陽能太陽能人工生人工生態(tài)系統(tǒng)態(tài)系統(tǒng)3應用實例-河流修復復合人工濕地功能水草毛管滲濾人工浮島液流通道防堵高效生物塘床泵站泵站布水管布水管大型植物大型植物排水口排水口排水槽排水槽排水管排水管河床河床排水槽排水槽排入河流排入河流進進水水濕地濕地植物植物潛流濕潛流濕地床地床濾層接濾層接觸觸防堵床防堵床出出水水集集水水槽槽人工浮島毛管滲濾功能水草生態(tài)溝渠、生態(tài)溝渠、 生態(tài)修復耦合系統(tǒng)生態(tài)修復耦合系統(tǒng) 生態(tài)護岸生態(tài)護岸 3應用實例-河流修復匯水區(qū)匯水區(qū)一級一級人工河道人工河道二級二級人工河道人工河道三級三級人工河道人工河道生態(tài)塘床生態(tài)塘床

18、滲慮系統(tǒng)滲慮系統(tǒng)水生植物功能區(qū)水生植物功能區(qū)水生動物功能區(qū)水生動物功能區(qū)生態(tài)護岸功能區(qū)生態(tài)護岸功能區(qū)II級標準級標準進水進水3應用實例-多功能河道生物與生態(tài)組合工藝 韓國水質生物-生態(tài)修復設施(處理能力為32000噸/日) 3.應用實例-流域綜合治污系統(tǒng)5.8 河道整治與防洪規(guī)劃河道整治與防洪規(guī)劃 河道整治和防洪河道整治和防洪工程規(guī)劃方案工程規(guī)劃方案制定制定 優(yōu)化優(yōu)化方案的推薦方案的推薦河道整治和防洪河道整治和防洪 措施現(xiàn)狀措施現(xiàn)狀分析分析 河道整治與防洪規(guī)河道整治與防洪規(guī)劃的劃的基礎資料分析基礎資料分析構建多功能景觀河構建多功能景觀河道面臨的問題分析道面臨的問題分析 技術經濟可行性技術經濟可

19、行性 固定化微生物高效脫氮入水浮島式凈化床生態(tài)塘監(jiān)測站生物強化系統(tǒng)人工濕地系統(tǒng)出水凈化段凈化和生態(tài)環(huán)境保護段凈化段營養(yǎng)物回收或供給場景觀段公園道路廣場凈化植物群落水系濱河湖綠化景觀帶圖例強化復氧技術強化復氧技術生物生物- -生態(tài)聯(lián)合技術生態(tài)聯(lián)合技術濱河緩沖帶構建濱河緩沖帶構建生態(tài)護岸技術生態(tài)護岸技術水質改善物化技術水質改善物化技術3.北京市昆玉河（整治后）3.清河一期綜合整治工程3.轉河生態(tài)公園歷史文化園3.轉河北京市房山區(qū)刺猬河北京涼水河開發(fā)區(qū)段北京市潮白河 北京菖蒲河淮安水利樞紐利用濕地根孔生態(tài)凈水技術利用濕地根孔生態(tài)凈水技術3.應用實例-農村環(huán)境綜合治理3.應用實例-農村環(huán)境綜合治理 雨

20、水屬于低濃度污水，主要的污染物包括SS, COD, TN, TP, 重金屬，僅需簡單處理即可收集并進入景觀水體。主要的處理方法包括： 生態(tài)雨水緩沖處理系統(tǒng)； 雨水過濾系統(tǒng); 小規(guī)模雨水分離處理系統(tǒng); 生態(tài)處理系統(tǒng)3.應用實例-農村庭院式人工濕地處理系統(tǒng)利用基質微生物植物復合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學和生物的三重協(xié)調作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現(xiàn)對污水的高效凈化。 分散與集中相結合，以分散處理為主庭院式人工濕地處理系統(tǒng)v分散式生活污水處理技術-生態(tài)處理技術生態(tài)處理技術具有基建投資小，運行管理簡單，出水可綜合利用，可美化生態(tài)環(huán)境等特點，非常適合在農村應用。人 工 濕 地地 下 滲 濾氧 化 塘將生活污水