污水的自然处理

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,*,污水的自然生物处理,一、稳定塘,1概述,2 稳定塘的原理和类型,3 稳定塘系统的优缺点,4 稳定塘系统的工艺与流程,1 概述,1.1定义,稳定塘又名氧化塘或生物塘，其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。,应用：,城镇污水，可与其他工艺结合,分类,：根据微生物类型、供氧方式、功能划分,1.2 概述国内外稳定塘经历如下发展阶段,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,2 稳定塘的原理和类型,自然条件下的生物处理法主要有水体净化法和土壤净化法两类。氧化塘和养殖搪，统称为生物稳定塘，,其净化机理与活性污泥法相似,；土壤渗滤和污水灌溉，统称为废水的土地处理，其净化机理与生物膜法相似。,稳定塘的净化原理,稳定塘的净化原理是利用了细菌与藻类的互生关系。,藻类进行光合作用释放氧气；,细菌利用藻类产生的氧气分解流入塘内的有机物；,分解产物中的,CO,2,、,N,、,P,等无机物以及一部分小分子有机物成为藻类的营养源；,增殖的细菌和藻类细胞为微型动物所捕食。,稳定塘内的反应过程,藻类和光合细菌的光合放氧过程；,好氧反应：氧化作用、氮氧化作用、硫氧化作用等；,厌氧反应：硝酸盐还原反应、硫酸盐还原反应、发酵反应等；,稳定塘的分类及功能,稳定塘又称氧化塘，是一种天然的或经过一定人工修整的有机废水处理池塘。按照占优势的微生物种属和相应的生化反应，可分为好氧塘、兼性塘、曝气塘和厌氧塘四种类型。,2.1 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0.30.5m，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,(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。,2.2 厌氧塘,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。,2.3 兼性塘,(1)兼性塘的基本工作原理,-,2.4 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310d，有效水深26m。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,完 全 混 合 曝 气 塘,部 分 混 合 曝 气 塘,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,2.5 生态系统塘,在稳定塘内（一般是好氧塘和兼性塘）种植水生植物的水生植物塘和放养动物的养殖塘，统称生态系统塘。,养殖的植物或动物与原生动物、浮游动物、底栖动物、细菌、藻类之间通过起相互协调的“食物链”，构成复杂的生态系统，既能进一步净化水质，又可以使出水中藻类的含量降低，以提高污水处理效果。,水生植物塘种植的维管束水生植物分为挺水植物、浮水植物和沉水植物。,水生植物对污染物的净化，主要是通过两种途径完成的：一是通过根部吸收氮、磷、重金属等营养物后富集在生物体内；二是它们发达的根系上形成了大量的生物膜，植株通过根端向生物膜输氧，使微生物参与对污染物的净化。,养殖塘以阳光为能源、对污染物进行同化降解，并在食物链中迁移转化，最终转化为动物蛋白,前一、二级使废水有机物浓度大幅度降低并培养藻类，水深应浅一些，第三、四级主要培养浮游动物，它们以前面好氧塘的藻类为食料，又作为后面养鱼塘鱼类的饵料；最后一级做养鱼塘。,3 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1/31/5。,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。,4 稳 定 塘 系 统 的 工 艺 流 程,(1)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，图125为几种典型的流程组合。,(2)稳定塘的流程组合,(3)稳定塘塘体设计要点,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。,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。,塘体防渗 稳定塘渗漏可能污染地下水源，应做好防渗。方法有素土夯实、沥青防渗衬面、膨润土防渗衬面和塑料薄膜防渗衬面等。,塘的进出口 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。,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,二、污水的土地处理,1 概述,2 土地处理系统对污水的净化机理,3 土地处理系统应注意的几个问题,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。,1 概述,人工调控,土壤微生物植物,目的：污水资源化、无害化、稳定化,类型：慢速渗滤,、,快速渗滤,、,地表漫流,、,湿地,（,wetland,）,、,地下渗滤,发展方向：不受季节限制、二次污染可能性小、效率高（有机负荷或水力负荷）,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9297。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