1） 由水面人工湿地
用人工筑成水了或沟槽状，地面铺设隔水层以防渗漏，再充填一 定深度的土壤层，土壤层种植芦苇一类的维管束植物，污水由湿地 的一端通过布水装置进入，并以较浅的水层在地表上以推流方式向 前流动，从另一端溢入集水沟，在流动地程中保持着自由水面。有 PPT文机档演模负板 荷率介于18～110kgBOD5/(ha·d)，幅度较自大然生。物处理
2）设计要点
污水进塘前要经过一级处理，多级塘串联、并联 方式运行均可，塘数不得少于2座。塘形宜根据地 形选用，但要避免产生短流现象。
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20.4 污水的土地处理
20.4.1 污水灌溉系统
污水灌溉存在以下问题：
1．不能解决污水的终年问题（为雨季及冬季），往往不 能进行终年泼水灌溉。非灌溉期间污水若不经贮存排入地表水 体，会造成地表水污染。
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2020/12/17

3、稳定塘
4、污水的土地处理
5、自然生物处理新进展
6、工程实例
7、思考题和习题
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20.1 概述
自然处理系统（Natural Treatment Systems）分为稳 定塘系统和土地处理系统。稳定塘系统（Aquatic Systems） 通过水—水生生物系统（菌藻共生系统和水生生物系统）对污 水进行自然处理。土地处理系统（Soilbased System）利用 土壤—微生物—植物系统的陆地生态系统的自我调控机制和对 污染物的综合净化功能，对污水进行净化。
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20.3 稳定塘
20.3.1 好氧塘与厌氧塘 20.3.1.1概述
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好氧塘深度一般在0.5m左右，好氧塘内高效地进行着光合作用。DO 的变化：白天饱和状态，夜间降低，凌晨时最低；PH的变化：白天PH上 升，夜间降低。
根据有机物负荷率的高低，好氧塘可分为三种：
高负荷好氧塘：BOD5表面负荷率：0.004-0.016kg/m2·d； 普通好氧塘：BOD5表面负荷率：0.002-0.004kg/m2·d； 深度处理好氧塘：BOD5表面负荷率：0.0005kg/m2·d。 污水在进入好氧塘前必须进行沉淀预处理。厌氧塘是依靠厌氧菌的 代谢功能使有机污染物得到降解，具有以下特点：
4．挥发作用:水中的NH3向大气挥发，其量可达21%。 5．吸收作用:微生物及水生植物，吸收铵氮或硝氮作为营养。 6．分解作用:沉淀在沉积层中的有机氮在厌氧菌的作用下分解。
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第20章 自然生物处理
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第20章 自然生物处理
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20.4.3 湿地处理系统
将污水投配到沼泽地上，污水沿一定方向流动，在耐水植物的土 壤联合作用下而得到净化的一种土地处理工艺。
湿地处理系统可分为以下几种类型：
1．天然湿地系统
利用天然洼地、苇塘，并加以人工修整而成。中设导流土堤，使 污水沿一定方向流动，H一般在30～80cm之间，不超过1.00m，净化 作用与好氧塘相似。
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2） 人工潜流湿地处理系统
人工潜流湿地处理系统是人工筑成的床槽，床内充填介 质支持芦苇类的挺水植物生长，床底设粘土隔水层，并具有 一定的坡度。污水从沿床宽度设置的布水装置进入，水平流 动通过介质，与布满生物膜的介质表面和溶解氧充分的植物 根区接触，在这一过程中得到净化。
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20.3.2.2计算 兼性塘计算的主要内容也是求定塘的有效面积。对兼性塘仍多
采用经验数据进行计算。 1．设计参数
1) 兼性塘可以作为独立处理技术考虑，也可以作为生物处理系 统中的一个处理单元，或者作为深度处理塘的预处理工艺。
2) 塘深。一般采用1.2～2.5m，污泥层厚度取值0.3m 3) 停留时间。一般规定为7～180d，幅度很大。 4) PPT文档演模板 BOD 表面负荷率。按0.0002～0.010kg/(m2自·然生d物)处考理 虑.
宽塘 应采用多个进口。进水管径200～300mm。出水口为淹设式，深入 水下0.6m，不得小于冰层厚度或浮渣层厚度。
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20.3.2 兼性塘
20.3.2.1概述
图 20-3 所示为典型的兼性塘净化功能模式。在各种类型的 氧化塘中，兼性塘是应用最为广泛的一种。塘的上层为好氧层； 塘的底部为厌氧层；在好氧层和厌氧层之间存在一个兼性层，该 层存活的是兼性微生物，它们能够利用水中游离的氧也能够在厌 氧条件下，从或中摄取氧。兼性塘的=(70～90)%。
b．BOD容积负荷
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第20章 自然生物处理
c．VSS容积负荷率
VSS容积率用于厌氧塘处理VSS含量废水的设计。
下面是国外对几种工业废水厌氧塘采用的VSS容积负荷。
家禽粪水
0.063～0.16kgVSS/(m3·d)
奶牛粪水
0.166～1.12kgVSS/(m3·d)
猪粪水
3) 进水口，矩形塘进水口应尽量使塘的横断面上配水均匀， 宜采用扩散管或多点进水。
4) 出水口，出水口与进水口之间的直线距离应尽可能的大，
一般在矩形塘按对角线排列设置，以减少短路。应参照有关资
料进行。
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20.3.3 其他稳定塘
20.3.3.1曝气塘 人工机械曝气向塘内污水供氧根据曝气强度大小分二类：
2．厌氧塘
1）设计参数
a．BOD表面负荷率
厌氧塘为了维持其厌氧条件，应规定其最低BOD表面负荷率。如 果厌氧塘的BOD表面负荷率过低，其工况就将接近于兼性塘。
最低容许BOD表面负荷率与BOD5容积负荷率、气温有关。我国北 方可采用300kgBOD/(104m2·d)、(200～600)kgBOD5/(104m2·d)。 我国给水排水设计手册对厌氧塘处理城市污水的建议负荷率值 为20～60gBOD5/(m2·d)、(200～600) kgBOD5/(104m2·d)。
2．污水灌溉农田后出水不加收集，不能有效控制排放与 利用。
3．如污水达不到农田灌溉标准，则会影响作物的生长、 产量和品质，特别是污水中的重金属和化学有机合成物含在作 物的某些部位富集，对人体健康造成危害。
4．重金属在土壤中积累会影响土壤的特性和使用。
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第20章 自然生物处理
式中： A——好氧塘的有效面积，m2；
Q——污水设计流量，m3/d；
S0——原污水的BOD5浓度，kg/m3
NA——BOD面积负荷率，kg/(m2·d)
BOD面积负荷率应根据试验或相近地区污水性质相近的好
氧塘的运行数据确定。表20-1为好氧塘典型设计参数，供参
考选用。
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第20章 自然生物处理
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2）厌氧塘的形状和主要尺寸
a. 厌氧塘表面仍以矩形为宜，长宽比2～2.5:1。
b. 塘深，厌氧塘的有效深度（包括污泥层深度）为3～5m，当土壤 和地下水条件适宜时，可增大到6m。
处理城市污水用厌氧塘的塘深为1.0～3.6m
处 理 城 市 污 水 的 厌 氧 塘 底 部 储 泥 深 度 ， 不 应 小 于 0.5m ， 污 泥 量 按 50L/(人·a)计算。污泥清除周期为5～10年。
c. 保护高度0.6～1.0m。
d. 塘底略具坡度，堤内坡1:1～1:3。
e. 厌氧塘的单塘面积不应大于8000m2(0.8×104m2)
f. 厌氧塘一般位于稳定塘系统之首，截留污泥量较大，因此，宜 设并联的厌氧塘，以便轮换清除塘泥。
g. 厌氧塘进出口，厌氧塘进口一般按设在高于塘底0.6～1.0m处， 使进水与塘底污泥相混合。塘底宽度小于9m时，可以只用一个进口，
好氧曝气塘：功率较大，全部生物污泥都处于悬浮状态； 兼性曝气塘：功率较小，部分污泥悬浮，部分污泥沉积。
20.3.3.2深度处理塘
深度处理塘为三级处理塘，设置在二级处理工艺之后或稳塘系统 之后，采用好氧塘或曝气塘的形式。深度处理塘能去除以下物质：
1）去除BOD、COD：ηBOD=（30～60）%；ηCOD=（10～25）%；
0.064～0.32kgVSS/(m3·d)
菜牛屠宰废水
0.593kgVSS/(m3·d)
d. 水力停留时间
污水在厌氧塘内的停留时间，采用的数值介于很大的幅度内， 无成熟数据可以遵循，应通过试验确定。我国《给水排水设计手 册》的建议值，对城市污水是30～50d。国外有长达160d的设计 运行数据，但也有短为12d的。
污水自然处理系统的净化作用主要是利用土壤浅表层中的物 理作用、化学作用和微生物的生化作用。与常规处理技术相比， 前者具有工艺简便、操作管理方便、建设投资和运转成本低的 特点。建设投资仅为常规处理技术的1／2—1／3，运转费用仅 为常规处理技术的1／2—1／10，可大幅度降低污水处理成本。 而且净化效果良好，净化水质可达二级以上处理水平。
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20.2 水体中碳氮与能量循环
氮在水体中的转化与循环途径主要是： 1．氨化作用:有机氮化合物在微生物作用下分解为氨态氮。 2．硝化作用:氨态氮在硝化菌的作用下，转化为硝酸氮。反应式为：
3．反硝化作用:硝酸氮在反硝化菌的作用下，还原成分子态氮。反应式为：
式中CH3COOH表示反硝化菌所需要的有机碳源
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20.5 自然生物处理新进展
20.5.1水解池-稳定塘生物处理系统的新工艺
稳定塘占地面积大，冬季水温低，影响处理效果，应用水解 代替沉淀池作为预处理构筑物，以提高污水的可生化性，并减少 悬浮物。