稳定塘处理的研究与实践

1、我国稳定塘处理的研究与实践稳定塘是一种利用天然净化能力的生物处理构筑物的总称。主 要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系 统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效 去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点，在我国，特别 是在缺水干旱的地区，是实施污水的资源化利用的有效方法，所以稳 定塘处理污水近年来成为我国着力推广的一项新技术我国的环境 工作者近来也就此做了大量的工作，本文对我国污水稳定塘处理方面 的研究与实践作一综述，以期为国内的工程设计提供参考。1稳定塘处理污水的机理研究 1.1污泥在稳定塘中的性质及分布规律污泥在稳定塘中的纵深分布随污泥深度

2、的增加，总固体量逐渐增 加，而挥发性固体逐渐减少。沉积污泥的数量和分布，直接影响到稳 定塘内的生化过程和净水能力。在整个污泥的降解过程中，pll值先 降低，后回升，继而趋于稳定；有机物浓度对污泥降解速率无影响， 污泥降解速率与降解吋间的关系为r-t-a；温度对降解速率常数的 影响符合arrhenius指数关系式；实验室内的污泥降解符合零级反应 规律。1. 2稳定塘中溶解氧的规律在稳定塘污水处理过程中，氧是有机物好氧分解的重要组成部 分，稳定塘中氧的来源主要有藻类光合作用释放氧气和大气复氧。通 过有光无光对比试验，大气复氧试验及对实际稳定塘中运行数据进行 总结研究，定量分析藻类光合产氧和大气复氧

3、量，计算在稳定塘中有 机物的总去除量中各部分所占的比例，确定出大气复氧是稳定塘中氧 传递的主要方式。1. 3稳定塘中铅的迁移规律对城市污水中的铅在稳定塘处理过程中的归宿研究表明，不论在哪种预处理稳定塘中，悬浮颗粒态铅的沉降作用是去除污水中铅的主 要作用。进人城市污水中的铅，大部分和污水中的悬浮物结合转变成 悬浮颗粒态铅，它们输人到模拟预处理稳定塘，这些悬浮颗粒态铅即 可在很短的时间内（id）通过沉降作用得以有效地去除。1.4稳定塘中藻类抑制规律在稳定塘藻类细胞生长抑制试验中，通常是采用单项毒物条件,而对毒物联合作用（桔抗效应、叠加效应和协同效应）未能予以考虑。武汉市黑水湖中试稳定塘污染物（主要

4、为硫化物、挥发酚、石油类） 对羊角月牙藻的96h的毒性效应正交试验表明，正交试验的ec50。值都比单项毒物试验低得多，其96hec50o值降低了 20%80%；受 试的几种主要污染物对藻类有协同效应。1. 5稳定塘的生态学分析稳定塘系统是一个配合完美的生态系统，从生态学原理出发，充 分发挥稳定塘及土壤一植物自然系统内微生物种类及土壤渗滤、植物 根际等的净化能力，通过工程措施加以强化可以使城市污水在一级处 理后，达到稳定化利无害化，又可利用净化后的水进行农hi灌溉。这 在推崇生态和谐的大趋势下具有很大的优势。2稳定塘的发展和优化设计2. 1稳定塘工艺的改进aips新型稳定塘是对传统稳定塘的改进，

5、该技术具有低投资， 低运行费用，易管理，比普通稳定塘占地少等优点®。超深厌氧塘是 另一种稳定塘新工艺，与常规厌氧塘相比，具有b0d5容积负荷大， 占地面积小，受温度影响小的优点。通常，在污水处理设计时采用初沉池-稳定塘串联的工艺，色谱- 质谱联机测定结果表明，水解池能将大分子难降解有机物转化为小分 子物质，从而加速了污水在后续稳定塘中的降解。故而采用水解池一 稳定塘工艺可以较传统工艺减少停留时间50%,相应的占地面积减 少50%以上。该工艺对三氯甲烷、二氯乙烯、二氯乙烷、四氯乙烷 和四氯化碳的去除情况的实验表明，水解池中存在还原脱卤过程，而 挥发是稳定塘去除卤代桂的主耍途径。2. 2

6、稳定塘数学模型及工艺设计人们在研究稳定塘的设计和运行时，建立了多种数模。与其他的 污水处理过程的数学模型一样，有些废水稳定塘的数模能够反映设计 参数在内的重要因素的内在联系，能够抽象地描述稳定塘的本质。稳 定塘的数模对于处理效果预测、设计参数的确定，塘系统的优化和稳 定塘工程设计都是必不可少的。近来提出的离散进料数学模型，是 在全面系统地分析生化利水力特性的基础上提出的，并研究了利用示 踪实验技术计算水力停留时间的方法，从而使稳定塘的设计更为合 理。传统的设计方法需要进一步完善，微机性能的提高和普及使得利 用辅助设计软件进行工程设计成为高效的方法，在稳定塘设计中近来 开发的“稳定塘辅助设计系统

7、”应用软件，具有系统性、实用性、可 靠性和开放性等特点，可以作为设计者的得力工具。3稳定塘应用实例3. 1生活污水的处理汉沽生物稳定塘建于1993年，由10级池塘组成，占地75hni； 用于处理城市污水（主要是化工废水人根据2a试运行期间化学和生 物学资料，分析了此稳定塘的净化效果，结果表明，该稳定塘处理效 果较好，主要污染物bod5、codcr. nhln和p0?-p的平均去除率分 别为 86.2%、70.1%、60.3%和 67. 5%；平均年去除 b0d54297. 8t> c0dcr617986t、nh3-n154. 6tl0o对塘建成后的藻类进行了调查，结 果表明，随污水的净化

8、，藻类的群落结构发生了明显变化；从人水口 至生态塘出口，藻类的种类数，种类多样性指数d值不断上升，出水 口平均达26.8种，累积达56种，d值平均为1. 42；优势种由耐污种 逐渐变为中污种；藻类的数量随污染物浓度的下降而上升，平均为 41155. 6x101 个/l。水中的 ss, b0d5, codcr, nh3-n, p0?-一p 等 的浓度与藻类的种类数呈直线相关。山东诸城市白玉山污水处理厂占地28hm2,处理水量3 x 105m3 / d。 半物处理采用稳定塘与土地处理相结合的自然处理系统，该工程投资 省，能耗少，运行费用低，污水经处础codcr为120mg / l, boa为 30

9、mg / l, nhsn 为 40mg / l12 o平度市地处山东半岛西部，流经市区的东现河水体已被严重污 染，水资源十分紧缺，利用东现河废旧河床和两岸荒芜沙地，选用快 速渗滤+稳定塘组合工艺对污水治理进行了规划，出水可以回用于农 业生产，处理成本为0046元/m3,是常规生化级处理的1/4,总投 资是生化二组处理的1/3l13o3. 2农药废水的处理采用厌氧水解（酸化）塘-好氧塘、兼性塘-好氧塘、好氧塘-厌 氧塘三种工艺分别对乐果废水进行处理，研究结果表明：笫一种工艺 处理效果优于它两种工艺。在试验条件下，其codcr, b0d5,乐果的 平均去除率分别为74. 3%,85. 8%和91.

10、 0%,平均出水codct在240mg /l左右。通过综合分析得出，厌氧水解（酸化）塘-好氧塘工艺处 理乐果废水比普通生物稳定塘的水力停留时间短，处理效果稳定。3. 3食品工业废水的处理肉联厂废水具有高生物降解性，其水质及排放量随季节变化很 大，一般的小型肉联厂不能承担传统的处理方法，应用厌氧接触发酵 -稳定塘工艺，以及采用新型过滤材料，可以取得显箸的处理效果冏, 为处理小型肉联厂废水提供了一个良好的范例。3.4造纸废水的处理利用稳定塘和苇田组成的生态工程处理芦苇制浆中段废水，工程 的预期处理效果和半态经济效益都是非常可观的，不仅可以达到控制 污染的目的，而且可以取得较好的生态经济效益血。另外

11、，河北省唐 海县也采用稳定塘系统处理制浆造纸废水，效果稳定。我国污水处理的可持续发展1我国污水处理的概况 1.1我国水污染的状况1.1.1我国污水排放量的统计与预测根据中国统计年鉴统计，我国8795年排放污水情况如下表。单位：亿立方米年污水排年增长工业废水年增长生活污水年增长份放总量率(%)排放总量率(%)排放总量率(%)87348.6263.784.988367.25.4268.41.898.816.489353. 5-3.8252.0-6. 1101.42.690353.80. 1248. 7-1. 3105. 13.691336.2-5.0235.7-5.2100.5-4.492358.

12、86. 7233.9-0.8124.924.393355. 1-0.9219. 5-6. 1136. 19.094365. 32. 7215.5-1.8149.810.095372.92. 1221. 93.0151.00.8年平均污水排放增长率为1%,其中工业废水占60%,并且呈下降 趋势，年平均下降2%,半活污水约占40%上升趋势，年平均增长7. 9%o根据清华大学紫光投资公司统计资料预计20012005年的污水 排水增长率0. 8%, 20062010年污水排放年增长率为0. 1%,这样到 2010年我国的年污水排放量为763亿吨。单位：亿立方米年份污水排放总量年增长率(%)工业废水排放

13、总量年增长率(%)生活污水排放总量年增长率(%)96376.61217. 52159. 15.497380.31213. 52167. 25. 198384. 11208.92175. 24.899388.01204. 72183. 34.62000391. 11200.62191. 34.41. 1. 2我国水污染状况及造成的损失根据统计,我国的江河湖泊和水库中，已经受污染的约占82. 3%,全国有监测系统的1200条河流中，已有850条受到污染。据全国2222监测站的监测结果显示，我国七大水系符合地面水环境质量标准i、ii类仅占33. 2%,符合iii类标准的占28. 9%,属于iv、v类

14、标准 的占38. 9%o在统计的138个城市河段有133个河段受到不同程度的 污染，占统计总数的96。4%,属于超v类水质的有53个河段占38%, 属v类水的27个河段占20%,属iv类水的26个河段占20%, ii、iii 类水仅占23%。我国现有的淡水资源34550亿吨，其中地表水26000亿吨，按每 立方米水资源价0.2元，仅地表水污染造成的损失4278亿元，而要 治理这些水按一吨1000元，共需投资21398000亿元，可见由于水污 染造成的损失是何等巨大，而要治理费用就更大了。12我国污水处理情况1. 2. 1我国污水处理厂建设情况截止1998年底，我国现有污水处理厂187座，年处理

15、能力43亿 吨。我国平均668万人拥有一座污水处理厂，而美国每万人就拥有一 座污水处理厂，瑞典每五千人就有一座污水处理厂可见我国的污水处 理建设远远落后于发达国家。其处理能力与实际需要相差甚远，仅有 的187座污水处理厂绝大部分是一、二级污水处理。bi1. 2. 2我国污水处理的技术设备情况。我国污水处理技术，在吸收、消化国外技术的同时也发展了自己的技术。从国外引进的鼓曝法，a2/0法、氧化沟法、ab法，以及近 几年出现的abc、sbr法、生物膜法、高压膜法等，但这些技术在不 同程度上存在着基建造价和运行成本较咼、处理效率右待提咼等冋 题。我国的污水设备存在着效率低、能耗高、维修率高、自动化程

16、度 低等缺点。目前我国现存污水处理的设备运行状况是1/3运行正常、 1/3不正常、1/3处于停止状态。这使污水处理厂的运转率只能达到 50%,这是一个十分严重的问题。尽管，随着改革开放步伐的加快，我国也引进了一些国外的设备, 然而这些设备价格i分昂贵，如果全面引进国外的设备，一方面巨大 投资难以承受，另一方面也不利于我国污水处理设备制造业的发展。1. 2. 3污水处理预测根据我国污水排放的预测，以及我国环境治理的95计划和2010 年远景规划，我国2000年污水处理率要达到25%, 2010年达到45%。2000年我国污水排放量将达到392亿立方米，处理25%为98亿 立方米 即每口 2685

17、万立方米 已建成的污水厂的口处理能力为1167 万立方米，尚需建设日处理1518万立方米 的污水处理系统，约需资 金304亿元。2010年我国污水排放量将达到763亿立方米，处理45%为343. 8 亿立方米即每日9407万立方米，扣除2000年已经达到的日处理能力 即2685万立方米，尚需建设口处理能力6722万立方米的污水处理厂, 约需人民币1344亿元。2我国污水处理面临的形势及存在问题2. 1我国污水处理面临的形势我国污水处理面临的形势是，水污染严重，治理起步晩、基础差、 要求高。政府利人民的重视给污水处理事业的发展带来了好机会。通过前面对水污染的情况介绍，我们清楚地看到我国水污染的严

18、 重性。不仅污水排放量大，污染物种类多、浓度高、造成的污染范围 大、损失大后果严重这不仅影响社会生产，还将直接威胁人类的安全。我国建国以来，由于受国情的限制及人们的环保意识落后的影 响，建国初期污水处理没有形成行业，到84年才开始缓慢发展，处 理率长期在5%徘徊，造成污水处理事业严重落后。直到1996年全国 仅有污水处理厂169座，日处理能力466万吨，占总排水量的9%, 即使这样还有大多数污水处理厂达不到设计能力，更有甚者由于种种 原因停产的，可见我国污水处理基础差、水平低。随着我国人民环保意识的提高，人们对污水处理提出了更高的要 求。我国环保法规定了各种污水的排放标准。禁止超标准排放。这

19、一要求意味着不仅要求新建项目的污水必须达标排放，而且要求多年 积累的超标准排放的污水也必须在短时间内达标排放，这从污水处理 的数量上提岀了更高的要求。另外，由于我国水资源乏，不少地方要求污水处理必须达到回 用标准，实现污水处理资源化，这就从污水处理的质量上提出更高要 求。2. 2我国污水处理存在的问题应该说我国污水处理面对的问题很多，但归纳起来最突出的有三 点。2. 2. 1资金严重不足为了实现我国污水处理的2000年和2010年的目标，我们必须在 较短时间内建设足够数量的污水处理厂，根据统计资料表明，我国 2000年需增加1518万吨的日处理能力，约需投资304亿元。到2010 年还要增加6

20、722万吨的日处理能力，约需资金1344亿元。短时间内 要筹集这么多资金，资金不足也就十分突出了。资金短缺，还体现在污水处理厂的运行成本的巨大支出，初步预 测我国2000年口处理能力2685万吨，以每立方米的运行费用0. 5元 计，年需运行费用49亿元。2010年约需171. 7亿元，这样多的运行 费用也是造成资金短缺的一个重要原因。资金短缺严重制约了污水处理的发展。2. 2. 2污水处理水平低污水处理水平低，表现在污水处理设备落后，据清华大学紫光顾 问公司调查，我国污水处理设备只有1/3正常运转，这严重影响我国 污水处理的水平。2. 2. 3污水处理的运行机制不合理我国污水处理的建设、运行、

21、管理体制是从建国以来形成的计划 经济体制条件下的建设、运行、管理机制。污水处理的全部费用都由 政府全部承担，而污水处理又是纯公益事业，这就造成了一般建不起, 建起了也养不起的局面。3我国污水处理的可持续发展3. 1关于可持续发展随着人类社会的发展，由于人类对自然的高消费和高排放，使我 们的主存环境正日益受到破坏，自然资源日益减少，我们如何持续发 展下去这一重要问题已经摆到我们的面前。从自然属性看，可持续发展就是要保护环境，保护地域的生产更 新能力的发展；从社会属性看，可持续发展就是不影响环境，改善人民生活质量 的发展；从经济属性看，可持续发展就是人均财富不断增加的发展从科技属性看，可持续发展就

22、是建立极少污染环境，极少消耗自 然资源的工艺和设备的发展；从哲学属性看，可持续发展就是维护自然的伦理道德的平衡。人类社会要实现可持续发展，必需遵守公平性，可持续性，共同 性原则，平衡好社会、经济、自然的关系，以保护自然为基础、鼓励 社会经济增长，追求提高质量、特别是提高人民的生活质量，用现代 的经济观、社会观、自然观相结合的发展观去武装人的头脑，树立可 持续发展的思想，指导人类社会的一切活动。水是一种重要的自然资源，也是影响人类社会能否持续发展的重 要资源，污水处理正是防止水资源污染的重要手段，而污水处理的持 续发展是保证水资源长期不受污染和水资源持续再生的重要保证，因 此研究污水处理的可持续

23、发展是研究人类社会可持续发展的重要课 题。3. 2解决我国污水处理的可持续发展的关键是改革我国现行的污水 处理建设、运营、管理机制。我国目前的污水处理的建设、运行、管理是一种典型的计划经济 模式，已不符合现代的市场经济，造成污水处理厂建不起、养不起， 建的不想建、管的不爱管、用的不想用的局面。要想改变污水处理这 种步履维艰的窘境，必须把污水处理纳入市场经济的轨道，建立市场 经济的运行机制。把污水处理作为一种市场行为，作为一种商品生产 的过程。中水作为一种商品，通过销售中水来取得维系运行的经费， 为经营者创造利润和再发展的资本。这样才能调动污水处理的积极 性，投资者积极的多渠道融资。扩大资金来源

24、，经营者按市场经济的 规律努力提高管理水平、寻求最佳方案、提高水质、降低成本、扩大 销售，使污水处理持续发展下去。3. 3实现污水处理资源化是污水处理可持续发展的根本出路从自然属性看，污水处理资源化就是保护水资源的更新能力的有 效手段；从社会属性看，污水处理资源化就是解决污水对环境的污染; 从经济属性看，污水处理资源化，就是从流通的角度增加水资源；从 科技属性看，污水处理资源化就是要研究出先进的污水处理的设备和 工艺，来减少污水对环境的污染；从哲学属性看，污水处理资源化就 是维持人的生命源泉，水的伦理道德的平衡，以确保人类社会的可持 续发展。从另一角度看，污水处理资源化是实现污水处理的市场化、

25、商品 化的根本。只有将污水变成再生水，才能实现污水的市场化、商品化, 才能实现污水处理的可持续发展。3. 4实现污水处理的可持续发展，还要有一系列的相关的政策、法规 作保证3. 4.1制定鼓励污水处理的经济政策制定鼓励污水处理的经济政策，实现污水有价排放、有偿处理、 有偿使用。并利用价格杠杆，使污水排放的价格略高于处理的价格。 这样污水处理厂，只要认真管理、积极经营、就会有赢利，且略高于 其他行业的赢利水平，这样就会使污水处理有发展潜力，在市场经济 发展规律中，有竞争力。不断的调整价格，使污水处理持续发展。3. 4. 2实行按质供水为了确保再生水的销售市场，合理使用水资源，政府应出台按质 供水政策。目前我国水资源不仅在数量上浪费惊人，在水质上的浪费 更为突岀。根据需要确定合理的供水水质，按水质确定供水价格，这 即可节约水资源，又可降低需要低水质的用户成本，调动用户使用再 生水的积极性，既避免了用水水质的浪费，又减少了水资源的过量开 发，保持水资源的合理储备，以求持续开采。3. 4.3搞好污水排放、处理、回用的规划以污水处理可持续发展为出发点，搞好污水排放、处理、回用的 规划和建设要实行以水回用为目地的原则。这是我国在吸取发达国家 污水处理的经验和教训后应遵循的原则。随着社会的发展水资源的逐 步廣乏，污水处理达标排放