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第十四章稳定塘和污水的土地处理第一节稳定塘第二节污水土地处理第三节人工湿地处理第一节稳定塘一、概述又名氧化塘（Oxidationponds）、生物塘,是经过人工适当的修整的土地，设围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。1、稳定塘齐齐哈尔氧化塘喀吐穆炼油厂氧化塘2、稳定塘的优缺点（1）投资省，工程简单（2）能够污水资源化，农业灌溉（3）能耗低缺点：（1）占地面积大（2）净化效果受自然因素控制（3）对地下水的影响（4）卫生状态差优点：3、稳定塘的分类（1）好氧稳定塘——好氧塘特点——深度浅，一般不超过0.5m，阳光能进入塘底，主要由藻类供氧，全塘处于好氧状态，好氧微生物降解有机物（2）兼性稳定塘——兼氧塘（※城市污水处理常用的一种塘）特点：较深，一般在1.0m以上塘深小于0.5m，好氧状态兼性区——介于好氧与厌氧之间塘底——沉淀污泥，厌氧状态，厌氧发酵根据塘水中的微生物优势群体类型和塘水的DO工况来分（3）厌氧稳定塘——厌氧塘特点：塘深〉2.0m，整个塘基本上都是厌氧状态，有机负荷率高，净化速度低，停留时间长，一般为高浓度有机废水的前处理工艺，后接其他处理工艺。（5）深度处理塘——二级处理后用，进一步降低有机物、氮磷等，靠大气复氧和藻类光合作用供氧。根据处理水出水方式分:①连续出水塘②控制出水塘③贮存塘：只进不出，靠蒸发和渗透（4）曝气稳定塘——曝气塘分为好氧曝气塘和兼氧曝气塘特点：h2.0m以上，由表曝机供氧，并对塘水搅动，在曝气条件下，藻类的生长与光合作用受到抑制（4）厌氧微生物的代谢作用:兼性塘的塘底+厌氧塘内DO=0（5）浮游生物的作用：藻类的主要作用——供氧；浮游动物的主要功能——吞食游离细菌，使水清澈，分泌产生生物絮凝的粘液；底栖生物——摇蚊摄取污泥层的藻类或细菌，使污泥层数量减少；鱼类——捕食微型水生动物及污物。4、稳定塘对污水的净化作用（1）稀释作用:风力、水流及污染物扩散的作用--物理过程（2）沉淀和絮凝作用：SS自然沉降，小SS具有絮凝作用（3）好氧微生物的代谢作用:异养型好氧菌和兼性菌（6）水中维管束植物的作用a、吸收N、Pb、富集重金属c、向塘水供氧d、根、茎为细菌提供了生长介质。（1）温度好氧菌10-40℃（最佳25-35℃）藻类存活5-40℃（最佳30-35℃）厌氧菌15-60℃35℃、53℃（2）光照光照——光合作用的能量，当日光的强度超过藻类所能利用的光照强度，其有向深层移动的习性；（3）混合（使营养物质与溶解氧均匀分布）5、稳定塘净化过程的影响因素风力水力搅拌人工搅拌（4）营养物质满足正常的C、N、P、S等（5）预处理二、好氧塘1、概述（1）塘深：h=0.5m（2）DO：白天充足，晚上降低（3）pH：白天上升，夜间降低（4）生物相：丰富（菌、藻、原生、后生动物）2、特点（1）优点：净化功能较高，HRT较短（2）缺点：进水有必要进行预处理，去除SS，防止污泥沉淀层、占地面积大，含有大量藻类，需除藻高负荷好氧塘普通好氧塘深度处理好氧塘3、分类4、好氧塘的净化机理细菌的降解作用：有机物＋O2＋H+→CO2＋H2O＋NH4+＋C5H7O2N（A）藻类的光合作用：106CO2＋16NO3-＋HPO42-＋122H2O＋18H+→C106H263O110N16P＋138O2（B）（细菌）（藻类）塘内存在着菌、藻和原生动物的共生系统。塘内的藻类进行光合作用，释放出氧，塘表面的好氧型异氧细菌利用水中的氧，通过好氧代谢氧化分解有机污染物并合成本身的细胞质（细胞增殖），其代谢产物CO2则是藻类光合作用的碳源。塘内菌藻生化反应可用下式（A）和（B）表示：藻类光合作用使塘水的溶解氧和pH呈昼夜变化。白天，藻类光合作用使CO2降低，pH上升。夜间，藻类停止光合作用，细菌降解有机物的代谢没有终止，CO2累积，pH下降。其平衡关系式如下：HOHOHOHHCOOHCOHHCOCOHOHCO2322333222好氧塘内的生物种群主要有藻类、菌类、原生动物、后生动物、水蚤等微型动物。菌类主要是生存在水深0.5m的上层，浓度为1×108～5×109个/mL，主要种属与活性污泥和生物膜相同。原生动物和后生动物的种属数与个体数，均比活性污泥法和生物膜法少。藻类的种类和数量与塘的负荷有关，它可以反映塘的运行状况和处理效果。5、好氧塘内的生物种群①细菌——降解有机物起主要作用兼性异氧菌（好氧塘和兼性塘好氧区，及兼性区存在）好氧菌和兼性菌——种属多产酸菌（兼性异氧菌）分解有机物产生乙酸等和醇类厌氧菌（厌氧塘和兼性塘污泥区，将有机酸转化为CH4+CO2，脱硫弧菌-绝对厌氧菌）硝化菌（绝对好氧菌，一般只存活在深度处理塘）常见细菌常见藻类蓝绿藻能够代谢产生H2S能够将大气中的N2固定②藻类稳定塘为菌藻共生体系，藻类具有叶绿体，含有叶绿素，能够通过这些色素进行光合作用，是塘水中DO的主要供应者。白昼吸收CO2，放出O2夜间内源呼吸，消耗O2，放出CO2绿藻——最常见的，单细胞或多细胞的绿色藻类蓝藻（蓝绿藻）——机体构造简单，藻体为单细胞及丝状体③原生动物和后生动物与活性污泥中不一样，表现在不规则和数量不相等两方面。原生动物和后生动物不完全作为指示性生物考虑。水蚤——枝角类，捕食（细菌和藻类）出现水蚤表明水质清澈，水蚤能吞食粒状物质，分泌粘液性物质。摇蚊幼虫——使底泥量减少④水生植物种植“水生维管束植物”能提高塘对有机物和N、P等无机营养物质的去除效果。a、浮水植物——漂浮在水面、直接从大气中吸O2、CO2，从塘水中吸取营养物质。凤眼莲——即水葫芦，具有较强的耐污性，去污能力强净化过程：O2通过根、茎输送到根部，释放于水中；凤眼莲本身也直接吸收水中的有机物和无机物;水层是好氧，底部是厌氧，可有利于硝化和反硝化;种植在高负荷的稳定塘里，并可回收作为“青贮饲料”。b、沉水植物——根生长于底泥中，叶、茎全部沉没水中，仅在开花时，花开在水面上只能在塘水深较高，有机物负荷低和能有光照的地区生长其作用同“浮水植物”沉水植物是鸭、鹅的饲料常见的有马来眼子菜等。c、挺水植物——根生长于底泥中，叶、茎则挺出水面，常见水葱为深绿色，芦苇是浅绿色，其作用于上述两种植物相同，但只能生长于浅水中，收割季节需放水⑤其它水生植物6、好氧塘的设计（1）一般规定①选址：气温——日照——通风条件②需要预处理③分格——不能少于两格，分串联或并联④混合——是塘水混合的主要动力⑤面积≯40000m2，矩形分布，长：宽=3-4：1，塘深1/2处为设计平面，取0.6~1m为超高⑥处理水回流，定期除底泥，除藻处理⑦HRT约为20天（2）好氧塘的计算按表面负荷计算A=QS0/NA(m2)S0——kg/m³原污水BOD5浓度Q——m3/d污水设计流量NA——BOD表面负荷率kg/m²·d三、兼性塘1、概述（1）塘深1.0-2.5m上层——好氧（2）中间——变化（DO时有时无）下层——厌氧兼性区：生化反应主导厌氧区：产酸，产氢产乙酸，产甲烷三阶段反应好氧区：与好氧塘一样（3）生物相也比较丰富2、特点（1）耐冲击负荷（水质、水量上的）（2）效率相同时，建设投资低（3）适用范围广（4）可以减少底泥3、净化机理兼性塘一般采用负荷法进行计算，我国建立了较完善的设计规范。兼性塘的主要尺寸的经验值如下：⑴兼性塘一般采用矩形，长宽比3:1~4:1。塘的有效水深为1.2~2.5m,超高为0.6~1.0m,储泥区高度应大于0.3m。⑵兼性塘的堤坝的内坡坡度为1:2~1:3（垂直:水平），外坡坡度为1:2~1:5。⑶兼性塘一般不少于3座，多采用串连，其中第一塘的面积约占兼性塘总面积的30％~60％，单塘面积应少于4hm2，以避免布水不均匀或波浪较大等问题。4、兼性塘的设计四、厌氧塘1、概述（1）主要功能——稳定废水中高浓度有机固体，而不要求提供高质量的出水（2）生物——细菌（3）塘深3-5m2、特点（1）主要问题——气味,远离住宅区至少500m（2）浓度高，深度大，易污染地下水厌氧塘对有机污染物的降解，与所有的厌氧生物处理设备相同，是由两类厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段来完成的。即先由兼性厌氧产酸菌将复杂的有机物水解、转化为简单的有机物(如有机酸、醇、醛等)，再由绝对厌氧菌（甲烷菌）将有机酸转化为甲烷和二氧化碳等。由于甲烷菌的世代时间长，增殖速度慢，且对溶解氧和pH敏感，因此厌氧塘的设计和运行，必须以甲烷发酵阶段的要求作为控制条件，控制有机污染物的投配率，以保持产酸菌和甲烷菌之间的动态平衡。应控制塘内的有机酸浓度在3000mg/L以下，pH为6.5～7.5，进水的BOD5：N：P=100:2.5:1,硫酸盐浓度应小于500mg/L，以使厌氧塘能正常运行。3、净化机理厌氧塘的设计通常是用经验数据，采用有机负荷进行设计的。设计的主要经验数据如下：⑴有机负荷有机负荷的表示方法有三种：BOD5表面负荷（kgBOD5/hm2·d）、BOD5容积负荷（kgBOD5/m3·d）、VSS容积负荷（kgVSS/m3·d）。我国采用BOD5表面负荷。处理城市污水的建议负荷值为200～600kg/（hm2·d）。对于工业废水，设计负荷应通过试验确定。⑵厌氧塘一般为矩形，长宽比为2:1~2.5:1。单塘面积不大于4hm2。塘水有效深度一般为2.0~4.5m,储泥深度大于0.5m，超高为0.6~1.0m。⑶厌氧塘的进水口离塘底0.6~1.0m,出水口离水面的深度应大于0.6m，使塘的配水和出水较均匀，进、出口的个数均应大于两个。厌氧塘很少用于单独污水处理，而是作为其他处理设备的前处理单元。厌氧塘宜用于处理高浓度有机废水，也可用于处理城镇污水。4、厌氧塘的设计五、曝气塘1、概述（1）曝气塘——人工强化的稳定塘。（2）塘的种类——曝气相关，可分为好氧曝气塘和兼性曝气塘。（1）效率高，占地少、耗电高。2、特点（2）污水在塘内停留时间短，所需容积及占地面积均较小。3、设计（1）一般规定BOD表面负荷率：30-60gBOD5/m².d；塘深：2.5-5.0m，SS：80-200mg/l；HRT：好氧1-10d、兼性曝气塘7-20d；六、稳定塘系统的工艺流程稳定塘处理系统的组成稳定塘进水的预处理：为防止稳定塘内污泥淤积，污水进入稳定塘前应先去除水中的悬浮物质。常用设备为格栅、普通沉砂池和沉淀池。若塘前有提升泵站，而泵站的格栅间隙小于20mm时，塘前可不另设格栅。原污水中的悬浮固体浓度小于100mg/L时，可只设沉砂池，以去除砂质颗粒。原污水中的悬浮固体浓度大于100mg/L时，需考虑设置沉淀池。设计方法与传统污水二级处理方法相同。预处理系统稳定塘后处理设施稳定塘的流程组合依当地条件和处理要求不同而异，下图为几种典型的流程组合。稳定塘的流程组合塘的位置稳定塘应设在居民区下风向200m以外，以防止塘散发的臭气影响居民区。此外，塘不应设在距机场2km以内的地方，以防止鸟类（如水鸥）到塘内觅食、聚集，对飞机航行构成危险。防止塘体损害为防止浪的冲刷，塘的衬砌应在设计水位上下各0.5m以上。若需防止雨水冲刷时，塘的衬砌应做到堤顶。衬砌方法有干砌块石、浆砌块石和混凝土板等。在有冰冻的地区，背阴面的衬砌应注意防冻若筑堤土为黏土时，冬季会因毛细作用吸水而冻胀，因此，在结冰水位以上位置换为非黏性土。塘体防渗稳定塘的渗漏可能污染地下水源；若塘体出水再考虑回用，则塘体渗漏会造成水资源损失，因此，塘体防渗是十分重要的。但某些防渗措施的工程费用较高，选择防渗措施时应十分谨慎。防渗方法有素土夯实、沥青防渗衬面、膨胀土防渗衬面和塑料薄膜防渗衬面等。塘的进出口进出口的形式对稳定塘的处理效果有较大影响。设计时应注意配水、集水均匀，避免短流、沟流及混合死区。主要措施为采用多点进水和出水；进口、出口之间的直线距离尽可能大；进口、出口的方向避开当地主导风向。稳定塘塘体设计要点稳定塘实例某县的河水实际是一天然排水沟，长期受工业及生活污水的污染，严重影响沿河村民的身体健康。该河旱季流量在