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《水污染控制工程》第七章 稳定塘和污水的土地处理 (2)


曝气塘设计
BOD负荷:30~60gBOD/m2.d; 生物污泥量: 80~200mg/L;
塘深一般在2.5~6.0m之间;视表面曝气设备 功率而定;
好氧曝气塘HRT一般为1~10d;兼性塘7~ 20 d;
一般大于3座,串联运行。
法国南部某镇(MeZe),氧化塘污水处理系统
MeZe生态中心的氧化塘实验装置
(2)普通好氧塘 这类塘用于处理污水,起二级 处理作用。特点是有机负荷较高,塘的水深较高负 荷好氧塘大,水力停留时间较长。
(3)深度处理好氧塘 深度处理好氧塘设置在塘 处理系统的后部或二级处理系统之后,作为深度处 理设施。特点是有机负荷较低,塘的水深较高负荷 好氧塘大。
好氧塘净化机理
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。
厌氧塘的设计参数
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。
厌氧塘一般为矩形,长宽比为2:1~2.5:1。单塘面积不 大于4ha。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。 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。
MeZe氧化塘处理系统中曝气塘
水生植物塘
稳定塘系统的工艺流程
稳定塘处理系统的组成
预处理系统
稳定塘
后处理设施
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。
曝气塘
曝气塘采用人工曝气供氧,塘深在2m以 上,全部塘水有溶解氧,由好氧微生物起净 化作用,污水停留时间较短。
深度处理塘
深度处理塘又称三级处理塘或熟化塘,属 于好氧塘。其进水有机污染物浓度很低,一般 BOD5≤30mg/L。常用于处理传统二级处理厂的 出水,提高出水水质,以满足受纳水体或回用 水的水质要求。
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。
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。
兼性塘的设计
城镇污水兼性塘的设计负荷和水力停留时间
厌氧塘净化机理及应用
厌氧塘对有机污染物的降解,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。
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。
土地处理技术有五种类型:慢速渗滤、快速 渗滤、地表漫流、湿地和地下渗滤系统。
土地处理系统的净化机理
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、吸附、沉积、化学沉淀、微生物对有机物的 降解、及作物的吸收等过程。是一个综合净化过程。
BOD的去除 磷和氮的去除 悬浮物质的去除 病原体的去除
曝气塘
在塘中安装有人工曝气设备的稳定塘。是人 工供氧—人工强化与自然净化相结合的一种 形式;
适用于土地可用面积较小,可采用好氧塘工 艺的地区。
曝气塘的两种类型
好氧曝气塘
兼性曝气塘
曝气塘出水的悬浮固体浓度较高,不宜直接排放。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。
好氧塘的设计
好养塘的典型设计参数
兼性塘
兼性塘的有效水深一般为1.0~2.0m。
具有多种生化环境及其降解功能。
因此该工艺不仅可去除一般的有机污染物, 还可以有效地去除磷、氮等营养物质和某些 难降解的有机污染物。
兼性塘净化机理
好氧区对有机污染物的净化机理与好氧塘相同。
兼性区兼性细菌既能利用水中的溶解氧氧化分 解有机污染物,也能在无分子氧条件下,以 NO3-、CO32-作为电子受体进行无氧代谢。
没有终止,CO2累积,pH下降。 其平衡关系式如下:
CO2 H2O H2CO3
CO32

H2O

HCO
3

HCO
3
OH

H


H2O OH H

好氧塘内的生物种群
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。
氮主要是通过植物吸收,微生物脱 氮(氨化、硝化、反硝化),挥发等 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。
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。
兼性塘
兼性塘的深度较大(1~2m) ,上层是好氧区, 藻类的光合作用和大气复氧作用使其有较高的溶解 氧,由好氧微生物起净化污水作用;中层的溶解氧 逐渐减少,称兼性区(过渡区),由兼性微生物起 净化作用;下层塘为厌氧区,沉淀污泥在塘底进行 厌氧分解。
厌氧塘
厌氧塘的塘深在2m以上,有机负荷高, 全部塘呈厌氧状态,由厌氧微生物起净化作 用,净化速度慢,污水在塘内停留时间长。
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。
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,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。
稳定塘的优缺点
优点 1、基建投资低 。当有旧河道、沼泽地、谷地可利用作
物作为稳定塘时,其基建投资更低。 2、处理成本低、管理简单;运行费用较低,约为传统
二级处理厂的1/3~1/5。 3、污染物去除效果好,包括 BOD、N、P、病源体; 4、具有景观效益,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 生态系统。
第七章 污水的稳定塘和土地处理
在悬浮型-活性污泥和附着型-生物法学习的 基础上,追根溯源:
介绍两种污水处理机制较复杂的天然处理及 其人工强化工艺。
第一节 稳定塘
第二节 污水土地处理
第一节 稳定塘
稳定塘又名氧化塘或生物塘。
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,历史悠久。
塘内菌藻生化反应可用下式表示:
细菌的降解作用: 有机物+O2+H+→CO2+H2O+NH4+ +C5H7O2N
藻类的光合作用: 106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+→
C106H263O110N16P+138O2
光 藻
菌+污水
DO
好氧塘
好氧塘水的pH变化规律
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
厌氧区发酵过程中未被甲烷化的中间产物进入 塘的上、中层,由好氧菌和兼性菌继续进行降 解。而CO2、NH3等代谢产物进入好氧层,部分 逸出水面,部分参与藻类的光合作用。
兼性塘的设计
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。主要尺寸的经验值如下: 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;
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。
第二节 污水土地处理
土地处理系统概念
污水土地处理是在农田灌溉的基础上,运用 人工调控利用土壤-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。
稳定塘的流程组合
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。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。
BOD的去除 磷和氮的去除 悬浮物质的去除 病原体的去பைடு நூலகம் 重金属的去除
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