第14章稳定塘和污水的土地处理

第14章稳定塘和污水的土地处理目录14.1稳定塘14.2污水土地处理14.3人工湿地处理14.1稳定塘123概述兼性塘好氧塘4厌氧塘5曝气塘1、稳定塘的定义一.概述一种利用天然池塘或人工修整的池塘处理废水的构筑物。主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的污水生物处理技术。14.1稳定塘2、稳定塘的特点优点：①工程简单，投资省②污水资源化③能耗低，维护方便，成本低缺点：①占地大②净化效果不稳定③可能会污染地下水④卫生条件差（易发散臭味，生蝇）3、稳定塘的影响因素温度光照混合营养物质有毒物质蒸发量降水量稳定塘内典型的生态系统4、稳定塘的分类：好氧塘:靠塘内藻类的光合作用供氧兼性塘:塘内好氧和厌氧生化反应兼而有之厌氧塘:塘中耗氧超过藻类和大气复氧曝气塘:塘上设置机械曝气或水力曝气器1、好氧塘概述二.好氧塘1）简述：池浅（一般深15~50cm，最多1m），停留时间一般2~6d，适于BOD5100mg/L。2）分类：高负荷好氧塘：有机物负荷率高，污水停留时间短，塘水中藻类浓度很高。普通好氧塘：有机物负荷率也较高，塘的水深较高负荷好氧塘大，污水停留时间较长。深度处理好氧塘：有机负荷率很低，处理水质良好。14.1稳定塘2、好氧塘的净化机理有机物+O2+H+CO2+H2O+NH4++C5H7O2N（细菌）106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+C106H263O110N16P+138O2（藻类）图好氧塘作用机理示意图白天藻类光合作用产生氧，吸收二氧化碳，则池内溶解氧上升，PH值上升；晚上各种生物呼吸作用消耗氧，释放二氧化碳，则溶解氧降低，PH值降低。3、好氧塘的生物种群1）细菌：降解有机物2）藻类：提供溶解氧3）原生动物、后生动物：指示生物，比活性污泥法和生物膜法少4）水蚤：捕食藻类和微生物，给高等动物提供饵料，过多抑制藻类和微生物数量5）水生植物：浮水植物（水葫芦、浮萍、水花生）、沉水植物、挺水植物（芦苇、水葱）6）其他水生动物4、好氧塘的设计可用在有供污水处理利用的湖塘、洼地，气候适应、日照条件良好的地方。一般需对进入好氧塘的污水进行预处理。主要尺寸经验值多采用矩形，长宽比3:1～4:1,超高0.6～1m塘堤内坡坡度为1:2～1:3，外坡坡度为1:2～1:5好氧塘一般不少于3座，规模很小时可采用两座1、兼性塘概述三.兼性塘兼性塘一般深1.0~2.0m，停留时间一般5~30d，上部为好氧层，下部为厌氧层，中部为兼性区。14.1稳定塘2、兼性塘净化机理1)好氧区：同好氧塘2）兼性区：异养型兼性细菌，既可利用溶解氧氧化分解有机污染物，又可进行无氧代谢。3）厌氧区：酸发酵，甲烷发酵图兼性氧化塘净化功能模式4）兼性塘的主要优点①对水量、水质的冲击负荷有一定的适应能力；②在达到同等的处理效果条件下，其建设投资与维护管理费用低于其他生物处理工艺。3、兼性塘的生物种群好氧塘种群+产酸菌+厌氧菌产酸菌：在缺氧条件下将有机物分解为乙酸、丙酸、丁酸等有机酸和醇类厌氧菌：常见于兼性塘污泥区。4、兼性塘的设计常采用负荷法进行计算，BOD5表面负荷按0.0002～0.010Kg/(m2．d)，气温升高，可采用较大负荷值；停留时间采用7～180d。兼性塘主要尺寸经验值：多采用矩形，长宽比3:1～4:1,塘深1.2～2.5m塘堤内坡坡度为1:2～1:3，外坡坡度为1:2～1:5好氧塘一般不少于3座，多采用串联，第一塘面积占总面积的30%～60%，单塘面积应小于4hm2。1、厌氧塘概述四.厌氧塘厌氧塘一般深2.5~5m，停留时间一般20~50d，表面积较小，深度较大，主要反应是酸化和甲烷发酵14.1稳定塘2、厌氧塘的净化机理1）产酸发酵（复杂有机物转化成简单有机物）2）甲烷化（简单有机物转化成甲烷和二氧化碳）3）控制BOD5：N：P=100：2.5：13、厌氧塘的生物种群参加反应的只有细菌，系统中产酸菌、产氢产甲烷菌共存（产酸菌和产乙酸菌的产物是产甲烷菌的营养物质）。4、厌氧塘的设计有机负荷:BOD5表面负荷（kgBOD5/(hm2﹒d)）、BOD5容积负荷（kgBOD5/(m3﹒d)）、VSS容积负荷（kgVSS/(m3﹒d)）。我国常用200～600kgBOD5/(hm2﹒d)。多采用矩形，长宽比2:1～2.5:1,塘深2.0～4.5m单塘面积不大于40000m2，储泥深0.5m，超高0.6～1.0m塘堤内坡1:1～1:3厌氧塘位于稳定塘之首，进水口距塘底0.6～1.0m，出水口距水面大于0.6m14.1稳定塘1、曝气塘概述五.曝气塘曝气塘是人工强化和自然净化相结合的一种形式，适用于土地面积有限，不足以建成完全以自然净化为特征的塘系统。有好氧曝气塘和兼性曝气塘两种。4、曝气塘的设计BOD5负荷常用200～600gBOD5/(hm2﹒d),悬浮固体浓度80～200mg/L。塘深与曝气装置功率有关，常用2.5～6.0m好氧曝气塘停留时间1～10d，兼性曝气塘7～20d一般不少于三座，串联运行1．稳定塘的工艺流程1）稳定塘进水的预处理预处理的目的①去除悬浮物，特别是可沉性悬浮物和油脂；②调整pH值，使进水的pH值处于中性左右；③去除有毒有害物质，使其浓度降至允许值以下。预处理工艺格栅、沉砂池、沉淀池、需要时应增设除油池补充14.1稳定塘2．稳定塘的流程组合a.流程一:（图）预处理:格珊、沉砂池，塘主体:厌氧塘-兼氧塘-好氧塘流程，出水可达二级水平.b.流程二：（图）酸化池代替厌氧塘，采用三级水生植物塘。c.流程三（图）预处理:沉淀塘,中间:厌氧塘-兼性塘,最后:生态塘。d.流程四：（图）城市污水格栅、沉砂池厌氧塘兼氧塘出水城市污水格栅、沉砂池酸化(水解)池水生植物塘2水生植物塘1出水水生植物塘3好氧塘城市污水沉淀塘厌氧塘兼氧塘出水泵房生态塘(控制出水塘)污泥沉淀塘城市污水格栅、沉砂池厌氧塘兼氧塘养殖芦苇塘工程实例一：深圳布吉塘1．概况布吉镇地处东经1l40，北纬22o.33/，南面紧邻深圳特区，距市中心6km．面积93km2，属南亚热带海洋性季风气候，台风影响显著，年平均气温22℃，最低月平均气温14.1℃，员高月平均气温28.3℃，年平均降雨量1926.7mm，年平均日照时数2208.7h。布吉河全长17km．穿越布吉镇区，受纳该镇生活及生产废水，也是泄洪渠道。布吉氧化塘设计能力2.5万t／d，占地6.5hm2。1994年建成并运行，投资1550万元。2．处理程序(图)3．主要设计参数集水池、提升泵、沉砂池、厌氧塘、水生植物塘及曝气塘、污泥干化场、植物处理场、储砂场。4．处理效果BOD5、SS均小于30mg/L，满足二级污水处理厂出水要求。但有机物的去除尚不够理想。图布吉塘废水处理工艺流程及采样点工程实例二：863实验基地14.2污水土地处理123概述土地处理系统的工艺类型土地处理系统净化原理1.污水土地处理系统在人工控制条件下，将污水投配在土地上，通过土壤—植物系统，进行一系列物理、化学和生物净化过程，使污水得到净化的一种工艺。2．污水土地处理系统的组成a.污水的预处理设备和污水的调节、贮存设备；b.污水的输送、配布与控制系统与设备；c.土地净化田和净化水的收集、利用系统。一.概述14.2污水土地处理1.净化机理总括1）物理过滤:悬浮物、病原体2）物理吸附与物理化学吸附:N、P、重金属3）化学反应与化学沉淀:N、P、重金属4）微生物代谢作用下的有机物分解:BOD二.净化原理14.2污水土地处理2.各项污染物去除机理1）悬浮固体去除：过滤截留作用、沉淀、生物吸附、作物阻截2）BOD去除：表层吸附+生物降解3）氮去除：作物吸附吸收、生物脱氮、挥发4）磷去除：植物根系吸收、生物作用过程、吸附和沉淀5）金属元素去除：吸附、沉淀、离子交换、螯合6）痕量有机物去除：挥发、光分解、吸附、生物降解7）病原微生物去除：过滤、吸附、干化、辐照、生物捕食、暴露在不利条件下1．慢速渗滤处理系统（SR系统不回收处理水）是将污水投配到种有作物的土地表面，污水缓慢地在土地表面流动并向土壤中渗滤，一部分污水直接为作物所吸收，一部分则渗入土壤中，从而使污水得到净化的一种土地处理工艺(图)。类型：农业型和森林型图慢速渗滤示意图三.工艺类型14.2污水土地处理2．快速渗滤系统（RI系统回收处理水）将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土地表面，在污水向下渗滤的过程中，在过滤、沉淀、氧化、还原以及生物氧化、硝化、反硝化等一系列物理、化学和生物作用下，得到净化的一种工艺(图)。3．地表漫流处理系统（OF系统）将污水有控制地投配到多年生牧草、坡度和缓、土壤渗透性差的土地上，污水以薄层方式沿土地缓慢动，在流动的过程中得到净化。（图）图地表漫流处理系统4．地下渗滤系统（SWI系统）将污水有控制地投配到距地表一定深度、具有一定构造和良好扩散性能的土层中，使污水在土壤的毛细管浸润和渗滤作用下，向周围运动且达到净化污水要求的土地处理系统。（图）5.污水土地处理工艺类型比较将污水投放到土壤经常处水饱和状态，且生长有芦苇、香蒲等沼泽地上，在污水沿一定方向流动中，在耐水植物和土壤联合作用下，污水得到净化的工艺。1.优点：1）效果稳定可靠，出水水质好；2）基建费用低；3）能耗低，运行费用低；4）操作简便；5）耐污及水力负荷强，抗冲击负荷性能好；6）美化环境2.缺点：1）占地面积大2）抵御恶劣气候能力弱3）净化能力受作物生长情况的影响大4）滋生蚊蝇系统进水与出水水质比较一.概述14.2湿地处理1.净化机理总括1）物理作用:沉降、过滤2）化学作用：沉淀、吸附、分解3）生物作用：微生物代谢4）植物作用：植物代谢、植物吸收二.净化原理14.2湿地处理2.填料、植物、微生物作用1）填料:不仅为植物和微生物提供生长介质，还直接去除污染物2）植物：净化水质、美化环境（挺水植物、沉水植物、浮水植物）3）微生物：微生物代谢处理污水3.有机物、氮、磷的去除1）有机物去除不溶性有机物通过沉淀、过滤作用被截留利用；可溶性有机物通过植物根系生物膜的吸附、吸收以及生物代谢过程去除。2）氮的去除a.有机基质吸附；b.阳离子交换与固氮；c.植物吸收及其因收获而去除；d.NH3挥发；e.微生物代谢形成新细胞；f.化学及生物的硝化、反硝化；g.随净化水流出；h.渗入地下水3.有机物、氮、磷的去除3）磷的去除a.植物吸收；b.生物除磷；c.在介质中的物化储存进水磷总量=出水含磷量+植物吸收磷量+填料截留磷量（13%）（17%）（70%）三.类型14.2湿地处理类型人工湿地处理天然湿地处理表面流湿地处理水平潜流湿地处理垂直流湿地处理水力停留时间：7～10d投配负荷：2～20cm/d布水深度：夏季10cm，冬季30cm有机负荷：15～20kgBOD5/(hm2·d)长宽比：L:B10:1植物：芦苇、香蒲、水葱、灯心草湿地坡度：0～3%对土壤要求：黏土—壤土，渗透性为慢—中等，渗透率为0.025～0.35cm/h占地面积F（hm2）：F=6.57×10-3Q；Q—污水设计流量，m3/d四.人工湿地的设计14.2湿地处理深圳市甘坑人工湿地系统已经建成的深圳市甘坑人工湿地系统石岩人工湿地全貌洪湖人工湿地系统出水池汉十高速武当山服务区湿地青海第一峰湿地长江源头湿地高原湿地黑龙江省扎龙自然保护区湿地深圳宝安石岩河人工湿地深圳市在海上田景区内人工湿地人工湿地现北京