生物學(xué)污水的生物處理課件

1、第六章 污水的自然生物處理第1頁，共84頁。污水自然生物處理的回顧與前瞻污水的自然生物處理已有300多年的歷史，為了解決日益嚴(yán)重的水環(huán)境污染問題，出現(xiàn)了以普通活性污泥法、生物膜法等高效的人工凈化技術(shù)。但進(jìn)入20世紀(jì)70年代，嚴(yán)重的世界能源危機，迫使人們又轉(zhuǎn)向研究節(jié)省能源、資源和投資的處理方法。污水的自然生物處理作為“替代技術(shù)”之一受到重視。在我國，國家環(huán)保局組織了“七五”、“八五”城市廢水生物穩(wěn)定塘技術(shù)和廢水的土地處理技術(shù)攻關(guān)，使污水的自然生物處理向規(guī)范化、資源化和系統(tǒng)化邁進(jìn)了一步。目前，我國還在人工濕地方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究。第2頁，共84頁。 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

2、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。 第3頁，共84頁。1、概述2、凈化機理3、穩(wěn)定塘的分類4、穩(wěn)定塘的設(shè)計5、穩(wěn)定塘系統(tǒng)的工藝流程6.1 穩(wěn)定塘第4頁，共84頁。6.1.1概述1、定義： 穩(wěn)定塘，又叫生物穩(wěn)定塘（biological stabilization pond），俗稱氧化塘（oxidation pond），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。 穩(wěn)定塘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(shè)施。 其工作原理依靠自然生態(tài)系統(tǒng)的凈化

3、作用使污水凈化。2、分類： 按DO濃度高低分好氧塘,兼性塘,厭氧塘,曝氣塘。 按處理程度分一級、二級和深度處理塘。 按出水方式又可分連續(xù)出水塘、控制性水塘、貯存塘。第5頁，共84頁。按塘內(nèi)的微生物類型、供氧方式和功能等劃分好 氧 塘兼 性 塘厭 氧 塘曝 氣 塘深度處理塘水生植物塘生 態(tài) 塘完全貯存塘常見其他穩(wěn) 定 塘 的 分 類第6頁，共84頁。好 氧 塘兼 性 塘厭 氧 塘曝 氣 塘深度處理塘深度較淺，0.5m，陽光能透至塘底，全部塘水內(nèi)都含有溶解氧，菌藻共生，主要由藻類供氧，好氧微生物起凈化污水作用。深度較大，上層是好氧區(qū)，藻類的光合作用和大氣復(fù)氧作用使其有較高的溶解氧，由好氧微生物起凈

4、化污水作用；中層的溶解氧逐漸減少，稱兼性區(qū)（過渡區(qū)），由兼性微生物起凈化作用；下層塘稱厭氧區(qū)，沉淀污泥在塘底進(jìn)行厭氧分解。是最常見的一種。塘深2m以上，有機負(fù)荷高，全部塘水均無溶解氧，呈厭氧狀態(tài)，由厭氧微生物起凈化作用，凈化速度慢，污水在塘內(nèi)停留時間長。采用人工曝氣供氧，塘深在2m以上，全部塘水有溶解氧，由好氧微生物起凈化作用，污水停留時間較短。 又稱三級處理塘或熟化塘，屬于好氧塘。其進(jìn)水有機污染物濃度很低，一般BOD530mg/L。常用于處理傳統(tǒng)二級處理廠的出水，提高出水水質(zhì)，以滿足受納水體或回用水的水質(zhì)要求。第7頁，共84頁。穩(wěn)定塘的優(yōu)點能夠充分利用地形，工程簡單，建設(shè)投資省?；ㄍ顿Y低

5、當(dāng)有舊河道、沼澤地、谷地可利用作物作為穩(wěn)定塘?xí)r，穩(wěn)定塘系統(tǒng)的基建投資低。能夠?qū)崿F(xiàn)污水資源化，使污水處理與利用相結(jié)合污水處理能耗小，維護(hù)方便，成本低廉。穩(wěn)定塘的缺點占地面積大 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(shè)計不當(dāng)可能形成二次污染 如污染地下水、產(chǎn)生臭氧和滋生蚊蠅等。 3、穩(wěn)定塘的優(yōu)缺點第8頁，共84頁。1、穩(wěn)定塘中的生物及其生態(tài)系統(tǒng)1）生物組成a.細(xì)菌：好氧菌、兼性菌、厭氧菌、硝化菌、光合細(xì)菌等。b.藻類：綠藻、藍(lán)綠藻等。c.原生動物和后生動物：不同類型穩(wěn)定塘數(shù)量變化較大，不宜作為指示生物。 d.水生植物（耐污耐水植物）

6、浮水植物：水葫蘆、浮萍等，可作為青貯飼料，其它處理方 式困難(因為含水率在95左右，堆肥、厭氧發(fā)酵、脫 水均困難)，易影響水體景觀及水質(zhì)，需定期打撈。 沉水植物：馬來眼子菜、葉狀眼子菜等（需定期收割）。 挺水植物：水蔥、蘆葦、蒲草等。e.高等水生動物：魚、鴨、鵝等。6.1.2 凈化機理：第9頁，共84頁。水葫蘆耐污、去污能力強第10頁，共84頁。水葫蘆 即鳳眼蓮，學(xué)名Eichharnia crassipes，屬雨久花科、鳳眼蓮屬。俗稱水葫蘆、布袋蓮、水荷花、假水仙等。它是一種水生漂浮植物，高約0.3米，在深綠色的葉下，有一個直立的橢圓形中空的葫蘆狀莖，因而得名。每年夏秋之間盛長。水葫蘆鮮品每百

7、克含水分95.2 克，蛋白質(zhì)1.1 克，脂肪0.7 克，纖維素1.4 克，鈣30 毫克，磷80 毫克，還含有多種維生素。水葫蘆具有清熱解毒、除濕、祛風(fēng)熱的功效。1901年，鳳眼蓮被作為觀賞植物引入中國，上個世紀(jì)五六十年代被作為豬飼料推廣，曾一度用它來凈化污水。之后，鳳眼蓮在中國一發(fā)不可收拾。第11頁，共84頁。鳳眼蓮對其生活的水面采取了野蠻的封鎖策略，擋住陽光，導(dǎo)致水下植物得不到足夠光照而死亡，破壞水下動物的食物鏈，導(dǎo)致水生動物死亡。同時，任何大小船只也別想在水葫蘆的領(lǐng)地里來去自由。不僅如此，鳳眼蓮還有富集重金屬的能力，鳳眼蓮死后腐爛體沉入水底形成重金屬高含量層，直接殺傷底棲生物。正可謂三位一

8、體式的滅絕戰(zhàn)術(shù)！鳳眼蓮主要分布在中國南方，由于北方河流有凍結(jié)期，鳳眼蓮無法在自然狀態(tài)下生存。在南方鳳眼蓮已經(jīng)泛濫成災(zāi)，比如現(xiàn)在的珠江水系已經(jīng)遍布鳳眼蓮（據(jù)統(tǒng)計，珠江水系鳳眼蓮每十年數(shù)目增長十倍?。?。據(jù)說云南昆明的滇池，由于水質(zhì)污染導(dǎo)致水葫蘆瘋長，幾乎遮蓋了整個滇池，使很多水生生物幾乎絕跡。 這個“引進(jìn)”，和“社壽螺”一樣，初衷是有益的，結(jié)果導(dǎo)致了禍害，真是始料所不及！第12頁，共84頁。浮萍浮萍漂泊本無根,天涯游子君莫問山河破碎風(fēng)飄絮,身世浮沉雨打萍。 宋文天祥過零丁洋 第13頁，共84頁。浮萍（fuping）（Lemna minor）又名青萍。單子葉植物浮萍科。浮水小草本。植物體退化成小葉狀

9、體，倒卵形或橢圓形，兩側(cè)對稱，長25毫米，全緣，兩面均成綠色，有時下面略帶紫色，有5條脈，下面中部具1條毛狀根。花單性，雌雄同株，生于葉狀體邊緣開裂處，生佛焰苞內(nèi)。我國南北均有分布。生長于池塘、稻田、湖泊中。全草供藥用，有發(fā)汗、利水、消腫功效；也可作家禽飼料和稻田綠肥。 利用浮萍凈化氮磷污水機理及其優(yōu)化工藝條件研究Research on Mechanism and Technological Conditions of Nitrogen-phosphorus Wastewater Treatment by Duckweed博士畢業(yè)論文第14頁，共84頁。眼子菜 Potamogeton octa

10、ndrus Poir. 科別： 眼子菜科 介紹： 為多年生沉水浮葉型的單子葉植物，喜涼爽至溫暖、多光照至光照充足的環(huán)境。莖纖細(xì)，絲狀，分歧性高；分枝前端經(jīng)常會分化出芒狀的冬眠芽。葉兩型：沉水葉殆為互生，窄缐形或絲狀，前端尖，無柄，膜質(zhì)，綠色；浮水葉對生或互生，披針形至窄橢圓形，前端尖，有長柄，殆為青綠色；托葉膜狀，兩兩邊緣重疊?；ㄆ谙募局脸跚?，穗狀花序短，小花少數(shù)；花被片四枚，綠色；雄蕊四枚；心皮四枚。果實倒卵形，作擁擠的密集排列，無柄或具短柄，前端具有一短嘴，下部則有三道背脊，中央一道背脊有少數(shù)的粗齒突。沉水植物第15頁，共84頁?；ㄈ~水蔥(Scirpus validus cv.zebrin

11、us)綠葉水蔥的變種，與原種的區(qū)別是圓柱形莖稈上有黃色環(huán)狀條斑,比原種更具觀賞價值。植株高1.21.8m，根狀莖匍匐橫生，須根細(xì)長密集。莖稈單生，直立，圓柱形，表皮光滑，黃綠相間，中有海綿狀空隙組織。長側(cè)枝聚傘花序47個，生長黃綠色小穗，內(nèi)有長約2mm的小堅果。花期67月，果期78月。花葉水蔥原產(chǎn)于北美，性喜溫暖濕潤，在自然界中常生于沼澤地、淺水或濕地草叢中?；ㄈ~水蔥株叢挺立，色澤美麗奇特，飄灑俊逸，觀賞價值尤勝于綠葉水蔥。最適宜作湖、池水景點。挺水植物第16頁，共84頁。（2）穩(wěn)定塘生態(tài)系統(tǒng)第17頁，共84頁。1）穩(wěn)定塘生態(tài)系統(tǒng)（A）菌藻共生體系及其作用。藻類在光合作用放出氧，細(xì)菌則利用藻類

12、提供的氧降解有機污染物，其它僅起輔助作用。a、生態(tài)系統(tǒng)：由細(xì)菌、藻類、原生動物、后生動物、水生植物、高等水生動物組成，但懸浮生物總量不高。b、不同水層存在分區(qū)：上方因復(fù)氧、光合作用成好氧區(qū)，下部兼性區(qū)，底部（泥）厭氧區(qū)。c、表層藻類放氧： 106CO216NO3HPO42122H2O18H C106H263O110N16P138O2d、上層異氧菌降解： C11H29O7N14O2H11CO213H2ONH4 e、底層厭氧水解：大分子小分子揮發(fā)酸甲烷。第18頁，共84頁。第19頁，共84頁。第20頁，共84頁。第21頁，共84頁。白天，光合作用強，pH上升，不溶性磷化物沉淀出來。晚上相反。第22

13、頁，共84頁。f. C、N、P的遷移與轉(zhuǎn)化 碳的轉(zhuǎn)化：改變水體碳酸鹽的緩沖平衡 氮的轉(zhuǎn)化：有機氮氨氮（少部分揮發(fā)和被生物同化）亞硝酸氮硝酸氮氮氣。 磷的轉(zhuǎn)化：進(jìn)水中的磷有有機磷、聚磷酸鹽和正磷酸鹽(預(yù)處理沉淀約10的不溶解性磷)正磷酸鹽、偏磷酸鹽生物和化學(xué)沉淀。除磷率達(dá)5070%。 由于C、N、P的轉(zhuǎn)化以及日晝光合作用與否，導(dǎo)致水體pH變化，日間升高、夜間降低；硝化作用時降低、反硝化時升高，并引起磷酸鹽(日間易于沉淀、夜間溶解)、重金屬等沉淀和溶解。g.其它有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化： 生物降解(難降解有機物)、吸附與吸收重金屬(植物)、 螯合與沉淀(底泥)。第23頁，共84頁。2、凈化作用：a、稀釋作用：

14、 在風(fēng)力、水流與濃度差的作用下，與塘內(nèi)污水混合。b、沉淀與絮凝作用： 水力作用降低而沉淀； 微生物及其分泌物與污染物質(zhì)絮凝。c、好氧微生物的代謝： 主要是細(xì)菌，但隨負(fù)荷降低細(xì)菌作用降低。d、厭氧微生物的代謝： 能經(jīng)歷厭氧水解，產(chǎn)氫產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷的全過程。e、浮游生物：光合作用與降解作用，產(chǎn)氧作用還有放養(yǎng)的魚類等。f、水生維管束植物的作用吸收氮、磷；富集重金屬；供氧；水生植物的根和莖，為細(xì)菌和微生物提供了生長介質(zhì)，去除BOD和COD的功能有所提高。第24頁，共84頁。3、影響因素a、溫度：穩(wěn)定塘運行的主要影響因素之一。 5-30以內(nèi)，溫度每增高10微生物的代謝速度將提高一倍。 生物塘表面水溫高，但

15、晝夜溫差大；底層溫度低，但較穩(wěn)定。 溫度影響水力停留時間。溫度低，減少進(jìn)水負(fù)荷。b、光照：提供能量，使藻、植物進(jìn)行光合作用，對有機物的降解和藻類供氧有重要影響。c、混合：風(fēng)對力大且四季分布均勻，利于產(chǎn)生良好的水力條件，利于DO、污水的傳質(zhì)。進(jìn)出口設(shè)置、導(dǎo)流板、人工攪拌等。d、營養(yǎng)比例：C、N、P、K、Fe、S等。e、進(jìn)出水水質(zhì)與有機負(fù)荷：濃度高和難降解有機物多（或高負(fù)荷），采用厭氧或兼氧塘；水質(zhì)濃度低、出水水質(zhì)要求高或低負(fù)荷，采用深度處理等。f、蒸發(fā)量與降雨量：降雨稀釋、蒸發(fā)濃縮。g、污水的預(yù)處理： 去除可沉SS和油脂；調(diào)節(jié)pH值；去除有毒有害物質(zhì)。 對于城市污水，格柵、沉砂池、沉淀池、除油池

16、、水解酸化池等。第25頁，共84頁。6.1.3 好氧塘 第26頁，共84頁。（1）高負(fù)荷好氧塘 這類塘設(shè)置在處理系統(tǒng)的前部，目的是處理污水和產(chǎn)生藻類。特點是塘的水深較淺，水力停留時間較短，有機負(fù)荷高。（2）普通好氧塘 這類塘用于處理污水，起二級處理作用。特點是有機負(fù)荷較高，塘的水深較高負(fù)荷好氧塘大，水力停留時間較長。（3）深度處理好氧塘 深度處理好氧塘設(shè)置在塘處理系統(tǒng)的后部或二級處理系統(tǒng)之后，作為深度處理設(shè)施。特點是有機負(fù)荷較低，塘的水深較高負(fù)荷好氧塘大。 1、種類第27頁，共84頁。 細(xì)菌的降解作用： 有機物O2H+CO2H2ONH4+ C5H7O2N 藻類的光合作用： 106CO216NO

17、3-HPO42-122H2O18H+C106H263O110N16P138O2 2、基本工作原理（細(xì)菌） （藻類） 塘內(nèi)存在著菌、藻和原生動物的共生系統(tǒng)。塘內(nèi)的藻類進(jìn)行光合作用，釋放出氧，塘表面的好氧型異氧細(xì)菌利用水中的氧，通過好氧代謝氧化分解有機污染物并合成本身的細(xì)胞質(zhì)（細(xì)胞增殖），其代謝產(chǎn)物CO2則是藻類光合作用的碳源。 塘內(nèi)菌藻生化反應(yīng)可用下式（A）和（B）表示：第28頁，共84頁。 藻類光合作用使塘水的溶解氧和pH呈晝夜變化。白天，藻類光合作用使CO2降低，pH上升。夜間，藻類停止光合作用，細(xì)菌降解有機物的代謝沒有終止，CO2累積，pH下降。 其平衡關(guān)系式如下：好氧塘內(nèi)的生物種群主要有

18、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11085109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(fù)荷有關(guān)，可反映塘的運行狀況和處理效果。3、好氧塘內(nèi)的生物種群第29頁，共84頁。4、好氧塘內(nèi)的設(shè)計一般規(guī)定：處理水回流、底泥清除、除藻處理。（1) 除可懸浮物。（2）好氧塘分格，不宜少于兩格。（3）水深應(yīng)保證陽光投射到塘底。（4）應(yīng)對污水進(jìn)行良好的混合。風(fēng)是穩(wěn)定塘塘水混合的主要動力，應(yīng)建于高處通風(fēng)的地方。（5）塘表面積以矩形為宜。（6）可能的話考慮回流措

19、施。（7）塘泥定期清除準(zhǔn)備。（8）進(jìn)行除藻處理。好氧塘的計算以面積負(fù)荷率來計算第30頁，共84頁。6.1.4 兼性塘第31頁，共84頁。好氧區(qū)對有機污染物的凈化機理與好氧塘相同。兼性區(qū)的塘水溶解氧較低。異氧型兼性細(xì)菌，它們既能利用水中的溶解氧氧化分解有機污染物，也能在無分子氧條件下，以NO3-、CO32-作為電子受體進(jìn)行無氧代謝。厭氧區(qū)無溶解氧。污泥層中的有機質(zhì)由厭氧微生物對其進(jìn)行厭氧分解，其厭氧分解包括酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵兩個過程。發(fā)酵過程中未被甲烷化的中間產(chǎn)物進(jìn)入塘的上、中層，由好氧菌和兼性菌繼續(xù)進(jìn)行降解。而CO2、NH3等代謝產(chǎn)物進(jìn)入好氧層，部分逸出水面，部分參與藻類光合作用。兼性塘不僅可去

20、除一般的有機污染物，還可以有效地去除磷、氮等營養(yǎng)物質(zhì)和某些難降解的有機污染物。 1、工 作 原 理第32頁，共84頁。兼性塘的主要尺寸的經(jīng)驗值如下：兼性塘可以作為獨立處理技術(shù)考慮。塘的有效水深為1.2-2.5m,超高為0.5-1.0m。污泥厚度取值0.3m,可容納10年左右的積泥。(3)停留時間：7-180天(4)BOD5表面負(fù)荷率，按0.0002-0.010kg/(m2d)(5)BOD去除率一般為70%-90%。（6）藻類濃度取值10-100mg/L(7)如采取處理水循環(huán)措施，循環(huán)率可為0.2-2.0 在塘的構(gòu)造方面：1）塘形，以矩形為宜，長寬比以2：1或3：1為宜。2）塘數(shù)，一般不少于2座

21、。宜采用多以串聯(lián)，第一塘面積占 30-60%。3）進(jìn)水口，矩形塘進(jìn)水口應(yīng)盡量使塘的橫斷面上配水均勻， 宜采用擴散管和多點進(jìn)水。4）出水口，出水口和進(jìn)水口之間的直線距離應(yīng)盡可能大，一 般在矩形塘對角線排列設(shè)置。2、兼性塘的設(shè)計第33頁，共84頁。3、優(yōu)點（1）對水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷有一定的適應(yīng)能力；（2）在達(dá)到同等的處理效果條件下，其建設(shè)投資與維護(hù)管理費用低于其他生物處理工藝。第34頁，共84頁。6.1.5 厭氧塘 1）只有細(xì)菌參與。產(chǎn)酸菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌是由兼性菌和厭氧菌，產(chǎn)甲烷菌是專性厭氧菌。2）三者不是直接的食物鏈關(guān)系，而是代謝產(chǎn)物有機酸、乙酸和氫是產(chǎn)甲烷菌的營養(yǎng)物質(zhì)。第35頁，共84頁。

22、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)酵兩階段來完成的。即先由兼性厭氧產(chǎn)酸菌將復(fù)雜的有機物水解、轉(zhuǎn)化為簡單的有機物(如有機酸、醇、醛等)，再由絕對厭氧菌（甲烷菌）將有機酸轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等。 由于甲烷菌的世代時間長，增殖速度慢，且對溶解氧和pH敏感，因此厭氧塘的設(shè)計和運行，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)酸菌和甲烷菌之間的動態(tài)平衡。 1）產(chǎn)酸、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷三個階段保持平衡，應(yīng)控制塘內(nèi)的有機酸濃度在3000mg/L以下。2）pH 6.57.53）C：N=20:14）控制抑菌物質(zhì)（重金屬和有毒物質(zhì)）的量。1工作原理第36頁，共8

23、4頁。采用有機負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計：(1)BOD5表面負(fù)荷（kgBOD5/hm2d）,北方300kgBOD/(104d)(2)BOD5容積負(fù)荷（kgBOD5/m3d ）(3)VSS容積負(fù)荷（kgVSS/m3d）。P276頁 停留時間：給水排水手冊建議值，城市污水30-50d，國外160天，短的為12天。形狀：(1) 一般為矩形，長寬比為2:12.5:1。單塘面積不大于8000m2。塘水有效深度一般為1.03.6m,儲泥深度大于0.5m，超高為0.61.0m。(2）厭氧塘進(jìn)水口離塘底0.61.0m,出水口離水面深度應(yīng)大于0.6m，使塘的配水和出水較均勻，塘底寬度大于9米時，采用多個進(jìn)口。 厭氧塘很少用于

24、單獨污水處理，而是作為其他處理設(shè)備的前處理單元。厭氧塘宜用于處理高濃度有機廢水，也可用于處理城鎮(zhèn)污水。易產(chǎn)生臭氣及浮渣。 2設(shè)計和應(yīng)用第37頁，共84頁。（4）厭氧塘的處理效果1）與水溫、負(fù)荷率、水力停留時間以及污水性質(zhì)有關(guān)。2）具有去除重金屬離子的能力，成為重金屬硫化物而被沉淀。3）產(chǎn)氣量與所產(chǎn)氣體的成分與水溫有關(guān)。3、對周圍不利影響1）易于污染地下水，應(yīng)做好防滲措施。2）多散發(fā)臭氣，應(yīng)遠(yuǎn)離住宅區(qū)，在500m以上。3）某些廢水形成浮渣層，有礙觀瞻，滋生小蟲，影響環(huán)境衛(wèi)生，應(yīng)采取措施。第38頁，共84頁。類型 完全混合曝氣塘: 全部固體呈懸浮狀態(tài)，并有足夠的溶解氧 部分混合曝氣塘: 不要求全部

25、固體呈懸浮狀態(tài)， 部分固體沉淀并進(jìn)行厭氧消化。6.1.6 曝氣塘 曝氣塘:是人工強化的穩(wěn)定塘，采用人工曝氣裝置向塘內(nèi)污水充氧，多用表面機械曝氣，也可用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。第39頁，共84頁。（1）排放水的處理： 1)沉淀池、或在塘中分割出靜水區(qū)來沉淀。 2)后設(shè)置兼性塘，則兼性塘要在進(jìn)一步處理其出水的同 時起沉淀作用。（2）水力停留時間,耗氧曝氣塘為110d，兼性曝氣塘為7- 20天。（3）有效水深2.55.0m。（4）塘內(nèi)懸浮固體濃度為80-200mg/L（5）曝氣塘一般不少于3座，通常按串連方式運行。 第40頁，共84頁。完 全 混 合 曝 氣 塘部 分 混 合 曝 氣 塘第41頁，共84頁。項

26、目曝氣好氧兼性厭氧進(jìn)水BOD5較低中等中等較高DO飽和飽和飽和 過渡 0（從上至下）0微生物好氧兼性好氧好氧 兼性 厭氧厭氧兼性氧源曝氣藻類大氣藻類、大氣、無無凈化速度快快慢停留時間短短長穩(wěn)定塘的主要性能 第42頁，共84頁。法國南部某鎮(zhèn)（MeZe），氧化塘污水處理系統(tǒng)第43頁，共84頁。MeZe生態(tài)中心的氧化塘實驗裝置第44頁，共84頁。MeZe氧化塘處理系統(tǒng)中曝氣塘第45頁，共84頁。水生植物塘第46頁，共84頁。（1）處理對象二級出水，設(shè)在穩(wěn)定塘的最后或起緩沖作用 BOD；不高于30mg/l（2）進(jìn)水水質(zhì) COD：不高于120mg/l SS：30-60mg/l 6.1.7 深度處理塘1、

27、概述第47頁，共84頁。2、特點（1）BOD的去除(COD)，去除率不高(B:30-60%，C:10-25%）（2）除菌效果好（大腸桿菌、結(jié)核桿菌和葡萄球菌），受溫度、光照時間、 強度等影響。（3）藻類的去除養(yǎng)魚（藻類-動物性浮游生物-魚食物鏈）（4）N、P的去除藻類的吸收 盛夏季節(jié)：硝酸氮去除率：30% 磷 ：70% 冬季： 硝酸氮 ：0-10% 磷 ：2-27% 氮去除： 反硝化 磷去除： 磷酸鹽（pH)第48頁，共84頁。3、深度處理塘的計算1）以去除BOD、COD為主要目標(biāo)的深度處理，見表6-6.2）養(yǎng)魚的深度處理塘。BOD5負(fù)荷率取20-35kg/(104d)，水力停留時間不小于15

28、d.3）以除去氨氮為目的。BOD5表面負(fù)荷率，不高于20kg/(104d)，水力停留時間不小于12d.4）以除磷為目的， BOD5表面負(fù)荷率，13kg/(104d)，水力停留時間不小于12d，磷酸鹽的去除率可按60%計算。第49頁，共84頁。6.1.8 控制出水塘(多為兼性塘類型，很少為好氧塘和厭氧塘）1、概述1）在低溫季節(jié)多按貯水塘考慮，不排放處理水。2）為了保證冬貯存量，在冰封或處理水達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)前，必須將塘水 排空或排放到塘內(nèi)某一特定水深。3）在冰封期，在耐低溫微生物的作用下，有機污染物仍可降解，當(dāng)塘深 在2.5米以上時，BOD5去處理可達(dá)50%左右。4）從冰融到塘的凈化功能完全恢復(fù)之

29、前的期間，仍不得排放處理水。5）在冬貯期間，在進(jìn)水區(qū)應(yīng)有一定范圍的 活水區(qū)，使流入污水能夠漫流 在結(jié)冰區(qū)的冰層上。6）在夏季，控制出水塘可按一般穩(wěn)定塘的設(shè)計類型進(jìn)行。第50頁，共84頁。2、控制出水塘的設(shè)計要點1）塘深應(yīng)大于該地區(qū)冰凍深度1米，在冰層下應(yīng)保證有1.0米的水層。2）多塘系統(tǒng)的控制出水塘，各塘應(yīng)逐級降低塘底標(biāo)高，以利排放塘水。3）塘底應(yīng)考慮0.3-0.6米的貯泥層。4）進(jìn)水口應(yīng)設(shè)在污泥層之上，冰凍層之下。3、設(shè)計的一般要求1）要有一級處理，即污水進(jìn)入前經(jīng)格柵去除懸浮物。2）多塘既可串聯(lián)也可并聯(lián)。3）塘水不能少于2座。4）控制出水塘根據(jù)地形條件，可采用任何的表面形狀，但應(yīng)盡量避免產(chǎn)生

30、短流現(xiàn)象。4、設(shè)計方法和數(shù)據(jù)。表6-7第51頁，共84頁。. 污水的土地處理系統(tǒng)1 概念2 土地處理系統(tǒng)對污水的凈化機理3 土地處理系統(tǒng)的組成4 土地處理基本工藝5 土地處理系統(tǒng)應(yīng)注意的幾個問題第52頁，共84頁。6.2.1 概述 在人工控制條件下,將污水投配在土地上，通過土壤微生物植物的生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)行物理、化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)的凈化過程，使污水得到凈化的一種污水處理工藝。 其中土壤膠體和土壤微生物是土壤能夠容納、緩沖和分解微生物的關(guān)鍵。 在污染物得以凈化的同時，水中營養(yǎng)物質(zhì)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)。 第53頁，共84頁。6.2.2

31、凈化作用機理1）物理過濾： 土壤顆粒孔隙的截留。2）物理吸附： 黏土等硅酸鹽類物質(zhì)具有離子交換和吸附作用。3）物理化學(xué)吸附：重金屬離子與土壤膠體、腐植酸等螯合作 用。4）化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀：與土壤中的某些組分形成難溶性化 合物或因pH改變而沉淀、揮發(fā)。如與土壤中的鐵、鋁、鈣、 磷、碳酸鹽等發(fā)生反應(yīng)，氨氮在堿性條件下的揮發(fā)等。5）微生物代謝：通過各種微生物的相互依存、協(xié)同作用，降 解各種有機物和氮磷等污染物質(zhì)。6）植物代謝：植物的吸收、降解和蒸騰作用。 第54頁，共84頁。 BOD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，它們能對被過濾、截留在土壤顆?？障堕g的懸浮有

32、機物和溶解有機物進(jìn)行生物降解，并合成微生物新細(xì)胞。 當(dāng)污水處理的BOD負(fù)荷超過讓土壤微生物分解BOD的生物氧化能力時，會引起厭氧狀態(tài)或土壤堵塞。 BOD的去除第55頁，共84頁。磷和氮的去除 在土地處理中，磷主要是通過植物吸收，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（土壤中的黏土礦物對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)、陽離子交換容量、鐵鋁氧化物和植物對磷的吸收等因素的影響。 氮主要是通過植物吸收，微生物脫氮（氨化、硝化、反硝化），揮發(fā)、滲出（氨在堿性條件下逸出、硝酸鹽的滲出）等方式被去除。其去除率受

33、作物的類型、生長期、對氮的吸收能力以及土地處理系統(tǒng)等工藝因素 的影響。第56頁，共84頁。懸浮物質(zhì)的去除 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)、大小和濃度等都影響對懸浮物的截留過濾效果。若懸浮物的濃度太高、顆粒太大，會引起土壤堵塞。第57頁，共84頁。病原體的去除 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)9297。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，但若有較長的漫流距離和停留時間，也可以達(dá)到較高的去除效率。 第58頁，共84頁。重金屬的去除 重金屬主

34、要是通過物理化學(xué)吸附、化學(xué)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)行陽離子交換而被置換、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)行化學(xué)反應(yīng)，生成金屬磷酸鹽和有機重金屬等沉積于土壤中。 第59頁，共84頁。 6.2.3土 地 處 理 基 本 工 藝 地表漫流系統(tǒng)快速滲濾系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)1、慢速滲濾系統(tǒng)地下滲濾處理系統(tǒng) 是將污水投配到種有作物的土地表面，污水緩慢地在土地表面流動并向土壤中滲濾，一部分污水直接作為作物所吸收，一部分則滲入土壤中，從而使污水得到凈化。 第60頁，共84頁。BOD5去除率可

35、達(dá)95%以上；COD去除率可達(dá)8590%以上；氮去除率可達(dá)8090%以上； 我國沈陽、昆明等地采用較多。慢速滲濾示意圖表面布水和噴灌布水兩種方式第61頁，共84頁。適用于滲透性能良好的土壤，如砂土、礫石性砂土、砂質(zhì)壚坶等。污水灌至快速濾滲田表面后很快下滲進(jìn)入地下，并最終進(jìn)入地下水層。灌水與休灌反復(fù)循環(huán)進(jìn)行，使濾田表面土壤處于厭氧-好氧交替運行狀態(tài)，有利于氮磷的去除。依靠土壤微生物將被土壤截留的溶解性和懸浮有機物進(jìn)行分解，使污水得以凈化。快速滲濾法的主要目的是補給地下水和廢水再生回用。進(jìn)入快速滲濾系統(tǒng)的污水應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)預(yù)處理，以保證有較大的滲濾速率和硝化速率。 2、快速滲濾系統(tǒng)第62頁，共84頁。

36、 （1）去除率高： BOD95%； COD91% 出水BOD10mg/L； COD40mg/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）去除大腸菌能力強， 可達(dá)99.9%第63頁，共84頁。 地表漫流是以處理污水為主，兼行生長牧草的污水處理與利用工藝。 地表漫流系統(tǒng)適用于滲透性差的黏土或亞黏土，地面的最佳坡度為 2 8。廢水以噴灌法或漫灌法有控制地在地面上均勻漫流，流向設(shè)在坡腳的集水渠，在流動過程中少量廢水被植物攝取、蒸發(fā)和滲入地下。地面上種牧草或其他作物供微生物棲息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水體。 進(jìn)水必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。3、地表漫流處理系統(tǒng)第64頁，共84頁。BOD去除率達(dá)90%左右，總氮去除率達(dá)7080%SS的去除率達(dá)9095%可收獲植物，牧草等。第65頁，共84頁。 濕地處理系統(tǒng)是一種利用低洼濕地和沼澤地處理污水的方法。污水有控制地投配到種有蘆葦、香蒲等耐水性、沼澤性植物的濕地上，廢水在沿一定方向流動過程中，在耐水性植物和土壤共同作用下得以凈化。 濕地處理可直接處