污水的生态处理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,10,章 污水的自然生物处理（生态处理）,6.1,稳定塘,1,定义,稳定塘又名氧化塘或生物塘，,是一种天然的或经过一定人工修整的有机废水处理池塘。,稳定塘对污水的净化过程与,自然水体的自净过程,相似，是一种利用,天然净化能力,处理污水的生物处理设施。,分类,：根据微生物类型、供氧方式、功能划分,好氧塘、兼性塘、曝气塘和厌氧塘四种类型。,用于小城镇生活污水处理,处理食品工业废水，其他工业废水,作为活性污泥二级处理的后续深度处理,稳定塘处理与综合利用相结合，发展养鱼,稳定塘的运行方式，单塘变为多塘串联运行。,厌氧塘兼性塘好氧或兼性好氧塘,我国稳定塘发展概况,50,年代末，开始试验研究,80-90,年代，迅速发展,“七五”、“八五”两个五年计划期间，国家 均将城市污水稳定塘处理技术列为国家重点科技攻关项目,1.1,好氧塘,好氧塘是一种主要靠塘内藻类的光合作用供氧的氧化塘。它的,水深较浅,，一般在,0.3,0.5m,，,阳光能直接射透到池底,，藻类生长旺盛，加上塘面风力搅动进行大气复氧，全部塘水都是好氧状态。,（,1,）好氧塘的种类,按照有机负荷的高低，好氧塘可分为,a.,高负荷好氧塘,b.,普通好氧塘,c.,深处理好氧塘,(,精制塘,),(2),基本工作原理,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,110,8,510,9,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，它可以反应塘的运行状况和处理效果。,(3),好氧塘内的生物种群,2.2,兼性塘,(1),兼性塘的基本工作原理,-,6.3,曝气塘,为了强化塘面大气复氧作用，可在氧化塘上设置机械曝气或水力曝气器，使塘水得到不同程度的混合而保持好氧或兼性状态。曝气塘有机负荷和去除率都比较高，占地面积小，但运行费用高，且出水悬浮物浓度较高，使用时可在后面连接兼性塘来改善最终出水水质。,曝气塘出水的悬浮固体浓度较高，排放前需进行沉淀，沉淀的方法可以用沉淀池，或在塘中分割出静水区用于沉淀。若曝气塘后设置兼性塘，则兼性塘要在进一步处理其出水的同时起沉淀作用。,曝气塘的水力停留时间为,3,10d,，有效水深,2,6m,。曝气塘一般不少于,3,座，通常按串连方式运行。,完全混合曝气塘中曝气装置的强,度应能使塘内的全部固体呈悬浮状,态，并使塘水有足够的溶解氧供微,生物分解有机污染物。,部分混合曝气塘不要求保持全部,固体呈悬浮状态，部分固体沉淀并,进行厌氧消化。其塘内曝气机布置,较完全混合曝气塘稀疏。,完 全 混 合 曝 气 塘,部 分 混 合 曝 气 塘,曝气塘的两种类型,(1),厌氧塘的基本工作原理,厌氧塘对有机污染物的降解，是由两类厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段完成的。厌氧塘的设计运行，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，以保持产酸菌与甲烷菌之间的动态平衡。控制有机酸浓度,3000mg/L,以下，,pH,值为，进水的,BOD,5,:N:P=100:2.5:1,，硫酸盐浓度应小于,500mg/L,。,6.4,厌氧塘,(2),厌氧塘的设计负荷,有机负荷的表示方法有三种：,BOD,5,表面负荷,(kgBOD,5,/had),BOD,5,容积负荷,(kgBOD,5,/m,3,d),VSS,容积负荷,(kgVSS/m,3,d),厌氧塘的主要问题是产生臭气，目前是利用厌氧塘表面的浮渣层或采取人工覆盖措施防止臭氧逸出。也有用回流好氧塘出水使其布满厌氧塘表层来减少臭气逸出。,厌氧塘宜用于处理高浓度有机废水，如制浆造纸、酿酒、农牧产品加工、农药等工业废水和家禽和家畜粪尿废水等。也可用于处理城镇污水。,以上四类氧化塘的主要性能分列于下表。表中各项性能均受控于阳光辐射值、温度、养料及毒物等多种因素。因此，其具体数值也因纬度高低、气象条件和水质状况的不同而异。,项目,曝气,好氧,兼性,厌氧,进水,BOD,5,较低,中等,中等,较高,DO,饱和,饱和,饱和,过渡,0,（从上至下）,0,微生物,好氧,兼性,好氧,好氧,兼性,厌氧,厌氧,兼性,氧源,曝气,藻类,大气,藻类、大气、无,无,净化速度,快,快,慢,停留时间,短,短,长,稳定塘的主要性能,稳定塘的主要性能,4,稳定塘的优缺点,(1),优点,基建投资低 旧河道、沼泽地、谷地可利用作为稳定塘，稳定塘系统基建投资低。,运行管理简单经济 稳定塘运行管理简单，动力消耗低，运行费用较低，约为传统二级处理厂的,1/3,1/5,。,可进行综合利用 实现污水资源化，如将稳定塘出水用于农业灌溉，充分利用污水的水肥资源；养殖水生动物和植物，组成多级食物链的复合生物系统。,(2),缺点,占地面积大 没有空闲余地时不宜采用。,处理效果受气候影响 如季节、气温、光照、降雨等自然因素都影响稳定塘的处理效果。,设计运行不当时，可能形成二次污染 如污染地下水、产生臭气和滋生蚊蝇等。,污水土地处理是在,人工调控,下利用,土壤,-,微生物,-,植物,组成的生态系统使污水中的污染物净化的处理方法。在污染物得以净化的同时，水中营养物质和水分也得以循环利用。因此，土地处理是使污水资源化，无害化和稳定化的处理利用系统。,6.5,污水的土地处理,土壤的特性和重要性,土壤，即陆地表面的矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成，具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层。,土壤是一个独立的生态系统，与人类的关系十分密切。,土壤的组成,土壤是由,矿物质、有机质、水分和空气,四种物质组成的。土壤有机质多集中在表层，它是土壤的重要成分，直接影响土壤肥力的形成和发展。通常把有机质的含量作为土壤肥力高低的一个重要标志。,土壤中的水分空气有很大的流动性，它们的运动和比例的变化对土壤肥力也起很大的作用。,BOD,大部分是在土壤表层土中去除的。,土壤中含有大量的种类繁多的异氧型微生物，它们能对被过滤、截留在土壤颗粒空隙间的悬浮有机物和溶解有机物进行生物降解，并合成微生物新细胞。,当污水处理的,BOD,负荷超过让土壤微生物分解,BOD,的生物氧化能力时，会引起厌氧状态或土壤堵塞。,污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。,土地处理系统的净化机理,BOD,的去除,磷和氮的去除,悬浮物质的去除,病原体的去除,重金属的去除,污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。,土地处理系统的净化机理,BOD,的去除,磷和氮的去除,悬浮物质的去除,病原体的去除,重金属的去除,在土地处理中，磷主要是通过植物吸收，化学反应和沉淀（与土壤中的钙、铝、铁等离子形成难溶的磷酸盐）、物理吸附和沉淀（土壤中的黏土矿物对磷酸盐的吸附和沉积），物理化学吸附（离子交换、络和吸附）等方式被去除。其去除效果受土壤结构、阳离子交换容量、铁铝氧化物和植物对磷的吸收等因素的影响。,氮主要是通过植物吸收，微生物脱氮（氨化、硝化、反硝化），挥发、渗出（氨在碱性条件下逸出、硝酸盐的渗出）等方式被去除。其去除率受作物的类型、生长期、对氮的吸收能力，以及土地处理系统等工艺因素 的影响。,污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。,土地处理系统的净化机理,BOD,的去除,磷和氮的去除,悬浮物质的去除,病原体的去除,重金属的去除,污水中的悬浮物质是依靠作物和土壤颗粒间的孔隙截留、过滤去除的。土壤颗粒的大小、颗粒间孔隙的形状、大小、分布和水流通道，以及悬浮物的性质、大小和浓度等都影响对悬浮物的截留过滤效果。若悬浮物的浓度太高、颗粒太大会引起土壤堵塞。,污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。,土地处理系统的净化机理,BOD,的去除,磷和氮的去除,悬浮物质的去除,病原体的去除,重金属的去除,污水经土壤处理后，水中大部分的病菌和病毒可被去除，去除率可达,92,97,。其去除率与选用的土地处理系统工艺有关，其中地表漫流的去除率较低，但若有较长的漫流距离和停留时间，也可以达到较高的去除效率。,污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。,土地处理系统的净化机理,BOD,的去除,磷和氮的去除,悬浮物质的去除,病原体的去除,重金属的去除,重金属的去和主要是通过物理化学吸附，化学反应与沉淀等途径被去除的。重金属离子在土壤胶体表面进行阳离子交换而被置换、吸附，并生成难溶性化合物被固定于矿物晶格中；重金属于某些有机物生成可吸性鳌合物被固定于矿物质晶格中；重金属离子于土壤的某些组分进行化学反应，生成金属磷酸盐和有机重金属等沉积于土壤中。,土 地 处 理 基 本 工 艺类型,地表漫流,系统,快速渗滤,系统,湿地处理,系统,慢速渗滤,系统,地下渗滤,处理系统,慢速渗滤系统适用于渗水性能良好的土壤、砂质土壤及蒸发量小、气候润湿的地区。,慢速渗滤系统的污水,投配负荷一般较低，渗流速度慢，故污水净化效率高，,出水水质优良。,慢速渗滤系统有农业型和森林型两种。其主要控制因素为：灌水率、灌水方式、作物选择和预处理等。,运行数据：,BOD,5,去除率可达,95%,以上；,COD,去除率可达,8590%,以上；,氮去除率可达,8090%,以上；,我国沈阳、昆明等地采用较多。,快速渗滤土地处理系统是一种高效、低耗、经济的污水处理与再生方法。适用于渗透性能良好的土壤，如砂土、砾石性砂土、砂质垆坶等。,污水灌至快速滤渗田表面后很快下渗进入地下，并最终进入地下水层。灌水与休灌反复循环进行，使滤田表面土壤处于厌氧,好氧交替运行状态，依靠土壤微生物将被土壤截留的溶解性和悬浮有机物进行分解，使污水得以净化。,快速渗滤法的主要目的是补给地下水和废水再生回用。进入快速渗滤系统的污水应进行适当预处理，以保证有较大的渗滤速率和硝化速率。,土 地 处 理 基 本 工 艺,地表漫流,系统,快速渗滤,系统,湿地处理,系统,慢速渗滤,系统,地下渗滤,处理系统,特点：,（,1,）去除率高：,BOD,95%,；,COD,91%,出水,BOD,10mg/L,；,COD,40mg/L,（,2,）具有脱氮除磷功能：,NH,3,去除率,85%,；,TN,去除率,80%,除磷率,65%,（,3,）去除大肠菌得能力强，可达,99.9%,土 地 处 理 基 本 工 艺,地表漫流系统适用于渗透性的黏土或亚黏土，地面最佳坡度为,2,8,。废水以喷灌法或漫灌法有控制的在地面上均匀的漫流，流向设在坡脚的集水渠，在流行过程中少量废水被植物摄取、蒸发和渗入地下。地面上种牧草或其他作物供微生物栖息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水体。,采用何种方法灌溉取决于土壤性质、作物类型、气象和地形。,地表漫流,系统,快速渗滤,系统,湿地处理,系统,慢速渗滤,系统,地下渗滤,处理系统,运行数据：,BOD,去除率达,90%,左右，,总氮去除率达,7080%,SS,的去除率达,9095%,另一特点：可收获植物，牧草等。,土 地 处 理 基 本 工 艺,湿地处理系统是一种利用低洼湿地和沼泽地处理污水的方法。污水有控制地投配到种有芦苇、香蒲等耐水性、沼泽性植物的湿地上，废水在沿一