矿山污染治理技术-第5章-生物塘、厌氧、污泥处置课件

第五节生物塘法第五节生物塘法一、生物塘概述生物塘的发展史：第一个有记录的生物塘系统是1901年于美国德克萨斯州的圣安东尼奥市修建的。生物塘的研究和应用始于20世纪初，50年代以后发展迅速。美国1976年生物塘达5500多个，目前已发展至2万多个，其中工业废水氧化塘多达5000多座。我国也早在20世纪50年代开展了生物塘的研究，到80年代发展较快。据统计，目前已有150余座，日处理水量近180万吨，占全国污水排放总量的2%。一、生物塘概述生物塘的发展史：第一个有记录的生物塘系统是19生物塘又名稳定塘或氧化塘。生物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。生物塘多用于小型污水处理，可用作一级处理、二级处理，也可用作三级处理。一、生物塘概述一、生物塘概述生物塘的优点：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，稳定塘系统的基建投资低。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态系统。生物塘的缺点：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。设计不当时，可能形成二次污染如污染地下水、产生臭氧和滋生蚊蝇等。生物塘的优缺点一、生物塘概述生物塘的优点：生物塘的优缺点一、生物塘概述生物塘可以是天然的或人工修整的河道、池塘、洼地，也可以是由人工修成的浅水池。设计及地址选择应考虑：1、地理环境2、合适的气温与光照3、综合考虑地区污染源情况及环境保护要求，合理选择生物塘类型4、塘底污泥的处理一、生物塘概述生物塘可以是天然的或人工修整的河道、池塘、洼地，也可以是由人按塘内的生物类型、供氧方式等划分好氧塘兼性塘厌氧塘曝气塘水生植物塘生态塘常见塘水生生物塘二、生物塘类型好氧塘兼性塘厌氧塘曝气塘水生植物塘生态塘好氧塘兼性塘厌氧塘曝气塘

好氧塘的深度较浅，阳光能透至塘底，全部塘水内都含有溶解氧，塘内菌藻共生，溶解氧主要是由藻类供给，好氧微生物起净化污水作用。

兼性塘的深度较大，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；下层塘水无溶解氧，称厌氧区，沉淀污泥在塘底进行厌氧分解。厌氧塘的塘深在2m以上，有机负荷高，全部塘水均无溶解氧，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。

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。好氧塘兼性塘厌氧塘曝气塘好氧塘的深度（1）高负荷好氧塘这类塘设置在处理系统的前部，目的是处理污水和产生藻类。特点是塘的水深较浅，水力停留时间较短，有机负荷高。（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,负荷较高,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,负荷较高,好氧塘大。

1、好氧塘种类1、好氧塘种类细菌的降解作用有机物＋O2＋H+→CO2＋H2O＋NH4+

＋C5H7O2N（A）藻类的光合作用106CO2＋16NO3-＋HPO42-＋122H2O＋18H+→C106H263O110N16P＋138O2（B）上述生化反应表明，好氧塘内有机污染物的降解过程，是溶解性有机污染物转换为无机物和固态有机物－细菌和藻类细胞的过程。1、好氧塘基本工作原理（细菌）（藻类）好氧塘净化有机污染物的基本工作原理如图所示。

塘内存在着菌、藻和原生动物的共生系统。有阳光照射时，塘内的藻类进行光合作用，释放出氧，同时，由于风力的搅动，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。塘内菌藻生化反应可用下式（A）和（B）表示：细菌的降解作用1、好氧塘基本工作原理（细菌）（藻类）好

藻类光合作用是塘水的溶解氧和pH值呈昼夜变化。白昼，藻类光合作用释放的氧，超过细菌降解有机物的需氧量，此时塘水的溶解氧浓度很高，可达到饱和状态。夜间，藻类停止光合作用，且由于生物的呼吸消耗氧，水中的溶解氧浓度下降，凌晨时达到最低。阳光再照射后，溶解氧再逐渐上升。好氧塘的pH值与水中CO2浓度有关，受塘水中碳酸盐系统的CO2平衡关系影响，其平衡关系式如下：上式表明，白天，藻类光合作用使CO2降低，pH值上升。夜间，藻类停止光合作用，细菌降解有机物的代谢没有中止，CO2累积，pH值下降。1、好氧塘基本工作原理1、好氧塘基本工作原理1、好氧塘1、好氧塘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。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。1、好氧塘好氧塘内的生物种群菌类主要是生存在水深0.5m的上层，浓度为1×108～5×1

好氧塘的主要尺寸的经验值如下：⑴好氧塘多采用矩形，表面的长宽比为3:1～4:1，一般以塘深的1/2处的面积作为计算塘面。塘堤的超高为0.6～1.0m。单塘面积不宜大于4ha（公顷）；⑵塘堤的内坡坡度为1:2～1:3（垂直:水平）外坡坡度为1:2～1:5（垂直:水平）；⑶好氧塘的座数一般不少于3座，规模很小时不少于2座。

1、好氧塘好氧塘内的设计

好氧塘工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和个数。1、好氧塘好氧塘内的设计好氧塘工艺设计的主要内容好氧区对有机污染物的净化机理与好氧塘相同。兼性区的塘水溶解氧较低，且时有时无。这里的微生物是异养型兼性细菌，它们既能利用水中的溶解氧氧化分解有机污染物，也能在无溶解氧条件下，以NO3-、CO32-作为电子受体进行无氧代谢。厌氧区无溶解氧。可沉物质和死亡藻类，菌类在此形成污泥层，污泥层中的有机质由厌氧微生物对其进行厌氧分解。与一般的厌氧发酵反应相同，其厌氧分解包括酸发酵和甲烷发酵两个过程。发酵过程中未被甲烷化的中间产物（如脂肪酸、醛、醇等）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。兼性塘不仅可去除一般的有机污染物，还可以有效的去除磷、氮等营养物质和某些难降解的有机污染物。2、兼性塘工作原理

兼性塘的有效水深一般为1.0～2.0m，通常由三层组成，上层为好氧区、中层兼氧区和底部厌氧区，如图所示。2、兼性塘工作原理兼性塘的有效水深一般为1.矿山污染治理技术-第5章-生物塘、厌氧、污泥处置课件兼性塘一般采用负荷法进行计算，我国建立较完善的设计规范。兼性塘的主要尺寸的经验值如下：⑴兼性塘一般采用矩形，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。⑵兼性塘的堤坝的内坡坡度为1:2~1:3（垂直:水平），外坡坡度为1:2~1:5。⑶兼性塘一般不少于三座，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4ha，以避免布水不均匀或波浪较大等问题。兼性塘的设计2、兼性塘兼性塘一般采用负荷法进行计算，我国建立较完善的设计规范。兼性

厌氧塘对有机污染物的降解，与所有的厌氧生物处理设备相同，是由厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段来完成的。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。由于甲烷菌的世代时间长，增殖速度慢，且对溶解氧和pH敏感，因此厌氧塘的设计和运行，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，以保持产酸菌和甲烷菌之间的动态平衡。应控制塘内的有机酸浓度在3000mg/L以下，pH值为6.5～7.5，进水的BOD5：N：P=100:2.5:1,硫酸盐浓度应小于500mg/L，以使厌氧塘能正常运行。3、厌氧塘基本工作原理3、基

厌氧塘的设计通常是用经验数据，采用有机负荷进行设计的。设计的主要经验数据如下：⑴有机负荷有机负荷的表示方法有三种：BOD5表面负荷（kgBOD5/ha·d）、BOD5容积负荷（kgBOD5/m3·d）VSS容积负荷（kgVSS/m3·d），我国采用BOD5表面负荷。处理城市污水的建议负荷值为200～600kg/ha·d。对于工业废水，设计负荷应通过试验确定。⑵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。⑶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（图12－3），使塘的配水和出水较均匀，进、出口的个数均应大于两个。厌氧塘很少用于单独污水处理，而是作为其他处理设备酸前处理单元。厌氧塘宜用于处理高浓度有机废水，也可用于处理城镇污水。3、厌氧塘设计和应用3、设曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的生物塘4、曝气塘

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曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的生物塘4、曝气塘完全混合曝气塘部分混合曝气塘完全混合曝气塘部分混合曝气塘三、生物塘系统的工艺流程1、生物塘处理系统的组成生物塘进水的预处理为防止生物塘内污泥淤积，污水进入生物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。预处理系统生物塘后处理设施三、生物塘系统的工艺流程1、生物塘处理系统的组成预处理系统生

生物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。2、生物塘的流程组合生物塘的流程组合依当地条件和处理要求不同而异，下图为塘的位置生物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。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，因此，在结冰水位以上位置换为非黏性土。塘体防渗生物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，因此，塘体防渗是十分重要的。但某些防渗措施的工程费用较高，选择防渗措施时应十分谨慎。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。塘的进出口进出口的形式对生物塘的处理效果有较大影响。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。3、生物塘塘体设计要点3、生物塘塘体设计要点第六节厌氧生物法第六节厌氧生物法一、厌氧生物法概述一、厌氧生物法概述一、厌氧生物法概述一、厌氧生物法概述一、厌氧生物法概述一、厌氧生物法概述第一阶段：水解发酵第二阶段：产氢产乙酸三阶段理论第三阶段：产甲烷一、厌氧生物法概述第一阶段：水解发酵第二阶段：产氢产乙酸三阶段理论第三阶段：产甲烷菌专性厌氧，且处理系统中不能含有浓度过高的SO42-，SO32-。污水和泥液中的碱度有缓冲作用，如果有足够的碱度中和有机酸，其pH有可能维持在6.8以上，酸化和甲烷化两大类细菌就可以共存，从而消除分阶段现象。厌氧法与好氧法相比，降解较不彻底，放出的热量少，反应速度低。主要用于污泥的消化、高浓度有机废水和温度较高的有机工业废水的处理。影响甲烷菌生长的因素pH：6.8～7.2温度：35～38ºC和52～55ºC一、厌氧生物法概述甲烷菌专性厌氧，且处理系统中不能含有浓度过高的SO4二、化粪池化粪池例图用于处理来自厕所的粪便废水，早期用于处理废水的厌氧消化构筑物。化粪池是一个矩形密闭的池子，用隔墙分为两室或三室，各室之间用水下连接管接通。废水由一端进入，通过各室后由另一端排出。悬浮物沉于池底后进行缓慢的厌氧发酵。各室的顶盖上设有入孔，可定期（数月）将消化后的污泥挖出，供作农肥。这种处理构筑物通常设于独立的居住或公共建筑物的下水管道上，用于初步处理粪便废水。二、化粪池化粪池例图用于处理来自厕所的粪便废水，早期三、厌氧生物滤池优点：处理能力高；滤池内可以保持很高的微生物浓度；不需另设泥水分离设备，出水SS较低；设备简单、操作方便。缺点：滤料费用较高；滤料易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚；堵塞后，没有简单有效的清洗方法。因此，悬浮物高的废水不适用。填料：

拳状石质滤料：负荷3～6kgCOD/m3d

塑料填料：负荷3～10kgCOD/m3d三、厌氧生物滤池优点：处理能力高；滤池内可以保持很高四、厌氧接触法对于悬浮物较高的有机废水，可以采用厌氧接触法。本质是厌氧活性污泥，但：（1）只搅拌不曝气（机械或泵循环）（2）需真空脱气（产物中气体很多）适用：SS高之废水（肉类加工废水）特点：MLSS很高（12～15g/L）四、厌氧接触法对于悬浮物较高的有机废水，可以采用厌氧五、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)试验结果证明，良好的污泥床，有机负荷率和去除率高，不需要搅拌设备，能适应负荷冲击和温度与pH的变化。底部污泥层MLSS达60～80g/L，高活性，在此完成产甲烷化阶段（生成CH4和CO2等）悬浮污泥层：靠污泥层出气悬浮三相分离器：污泥滑下，水溶出，气释放特点：负荷率高，10～20kgCOD/m3d（30℃水温）耐冲击负荷，PH、温度适应能力强五、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)试验结果证明，六、分段厌氧处理法第一段：水解和液化有机物为有机酸；缓冲和稀释负荷冲击与有害物质，并将截留难降解的固态物质。第二段：保持严格的厌氧条件和pH，以利于甲烷菌的生长；降解、稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气，并截留悬浮固体，以改善出水水质。六、分段厌氧处理法第一段：水解和液化有机物为有机酸；第七节污泥的处理与处置第七节污泥的处理与处置一、概述污水处理厂产生的污泥占处理水量的0.3%～0.5%左右。污泥含大量有害有毒物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等；有用物质如植物营养素(氮、磷、钾)、有机物及水分等。污泥处理与处置达到如下目的：(1)使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果；(2)使有毒有害物质得到妥善处理或利用；(3)使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理；(4)使有用物质能够得到综合利用，变害为利。处理污泥占全部建设费用的20%～50%，甚至70%。一、概述污泥处理方法：污泥浓缩（重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩）污泥稳定（厌氧消化、好氧消化、热处理）污泥调理（化学法、热处理）污泥脱水（干化床、真空转鼓、压滤机、离心脱水）

污泥干燥与焚烧（干燥器、焚烧炉）污泥处置方法：卫生填埋、堆肥、污泥投放、建材利用等一、概述污泥处理方法：污泥处置方法：一、概述二、污泥的分类与性质1、污泥分类1)按成分不同分为：污泥有机物为主要成分，初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属污泥。易腐化发臭，颗粒细，比重小(约为1.02～1.006)，含水率高且不易脱水，胶状结构。沉渣以无机物为主要成分的称沉渣。沉渣的主要性质是颗粒较粗，比重较大(约为2左右)，含水率较低且易于脱水，流动性差。沉砂池与某些工业废水处理沉淀池的沉淀物属沉渣。2)按来源不同分为：初次沉淀污泥来自初次沉淀池。剩余活性污泥来自活性污泥法后的二次沉淀池。腐殖污泥来自生物膜法后的二次沉淀池。（以上3种污泥可统称为生污泥或新鲜污泥）消化污泥生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后，称为消化污泥或熟污泥。化学污泥用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物称为化学污泥或化学沉渣：

二、污泥的分类与性质1、污泥分类2、污泥的性质

（1）污泥含水率污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。V1,W1,C1—污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度；V2,W2,C2—污泥含水率变为p2时的污泥体积、重量与固体物浓度;污泥的体积、重量及所含固体浓度之间的关系如下：2、污泥的性质（1）污泥含水率污泥的体积、重量及所含固（2）污泥的脱水性能污泥的脱水性能可用污泥比阻来衡量，污泥比阻（r）系指在一定压力下，在单位过滤界面上，单位重量的干污泥所受到的阻力。（3）灼烧减量和灼烧残量（4）污泥比重和干物质比重（5）pH值（6）碱度（7）有机物的含量（8）有机酸的含量（9）污泥颗粒组成（10）污泥热值（11）污泥肥分（12）污泥的沉淀、浓缩性能（13）污泥的离心分离性能（2）污泥的脱水性能三、污泥处理与处置基本方法（一）污泥处理处置的原则

减量化：便于贮存、运输和消纳，降低其含水率稳定化：采用生物好氧或厌氧消化工艺，使污泥中的有机组分转化成稳定的最终产物无害化：杀死污泥中的病原菌、寄生虫卵及病毒资源化：回收和利用污泥中的能源和资源

三、污泥处理与处置基本方法（一）污泥处理处置的原则减量化：便（二）污泥处理处置基本工艺流程

污泥处理处置的方法很多，污泥处理处置的基本工艺可分为以下几类：浓缩→前处理→脱水→好氧消化→土地还原；浓缩→前处理→脱水→干燥→土地还原；浓缩→前处理→脱水→焚烧（或热分解）→灰分填埋；浓缩→前处理→脱水→干燥→熔融烧结→做建材；浓缩→前处理→脱水→干燥→做燃料；浓缩→厌氧消化→前处理→脱水→土地还原；浓缩→蒸发干燥→做燃料；浓缩→湿法氧化→脱水→填埋；（二）污泥处理处置基本工艺流程污泥处理1、污泥的浓缩（1）重力浓缩

重力浓缩的基本原理是污泥-水悬浮液中的固体在重力作用下沉淀和进一步固化的物理过程。1、污泥的浓缩（1）重力浓缩重力浓缩池图12-3间歇式浓缩池示意图重力浓缩池图12-3间歇式浓缩池示意图图12-4连续式重力浓缩池图12-4连续式重力浓缩池（2）机械浓缩

机械浓缩设备主要形式有：转鼓式浓缩机螺旋式浓缩机带式浓缩机离心式浓缩机前三种是借助于自然重力场的作用(重力式浓缩机)通过投加化学絮凝药剂(一般投加有机高分子絮凝药剂)来抵消水分子间结合力的。后一种是借助于人工重力场的作用进行污泥“液相”和“固相”分离的机械。（2）机械浓缩机械浓缩设备主要形式有：转鼓浓缩机转鼓式浓缩机工作系统图转鼓浓缩机转鼓式浓缩机工作系统图螺旋式浓缩机螺旋式浓缩机示意图螺旋式浓缩机螺旋式浓缩机示意图带式浓缩机带式浓缩机示意图带式浓缩机带式浓缩机示意图离心机离心式浓缩机示意图离心机离心式浓缩机示意图（3）气浮浓缩气浮浓缩是利用固体与水的密度差而产生的浮力，使固体上浮，达到固液分离，实现固体浓缩的目的。对于密度小于1g/cm3固体，可以直接进行上浮分离；对密度大于1g/cm3的固体，则可通过减小其密度，从而实现固液分离。一般采用将气泡附着在污泥颗粒周围的方法，降低固体密度，产生上浮的动力，达到浓缩的目的。（3）气浮浓缩气浮浓缩是利用固体与水的密度差而产生的浮力，使气浮浓缩的装置气浮浓缩装置主要由三部分组成，即布气或溶气系统、溶气释放系统（存在于加压溶气气浮中）及气浮分离系统。布气或溶气系统指通过布气或溶气装置如水泵、叶轮、曝气装置、空压机、溶气罐及一些附属设备等向水中冲入或溶入气体的一类系统装置。溶气释放系统设备一般由溶气释放器(或穿孔管、减压阀)及溶气水管路组成。溶气释放器的功能是将压力溶气水通过消能、减压，使溶入水中的气体以微气池的形式释放出来，并能迅速又均匀地附着到污泥絮体上。气浮分离系统一般可分为三种类型，即平流式、竖流式及综合式。气浮浓缩的装置气浮浓缩工艺控制影响气浮浓缩的因素很多，主要有：压力循环比流入污泥浓度停留时间气固比、污泥种类和性质固体负荷和水力负荷絮凝剂的使用与否气浮浓缩工艺控制2、污泥的稳定污泥稳定的目的是消除污泥中散发的臭味和杀灭污泥中的病原微生物。其方法有厌氧消化、好氧消化、药剂氧化、药剂稳定等。厌氧消化、好氧消化是利用微生物的作用将污泥中可生物降解的有机物分解，药剂氧化是利用氧化剂的作用将污泥中的有机物分解，药剂稳定是利用化学药剂的作用抑制微生物对污泥中有机物的分解，杀灭污泥中的病原微生物，使之不散发臭味。在污泥的稳定处理中最常用的是厌氧消化法。2、污泥的稳定污泥稳定的目的是消除污泥中散发的臭味和杀灭污泥（1）污泥的厌氧消化污泥厌氧消化具有如下优点：产生能量(甲烷)，有时超过废水处理过程所需能量；使最终需处置的污泥体积减少30%～50%；消化完全时，可以消除恶臭：杀死病原微生物，特别是高温消化时；消化污泥容易脱水，含有有机肥效成分，适用于改良土壤。（1）污泥的厌氧消化污泥厌氧消化具有如下优点：A、厌氧消化的机理

A、厌氧消化的机理A、厌氧消化的机理第一步水解过程：高分子物质，通常是非溶解性物质在酶的作用下水解为溶解性的物质。第二步酸化过程：水解后的物质在兼性菌和大气恩斯特作用下转变成为短链的有机酸（如：丁酸、丙酸、醋酸等）、乙醇、H2，CO2。在这些中间产物中，甲烷菌仅能将醋酸和H2、CO2转变成为甲烷。第三步醋酸化过程：将第二步过程产生的有机酸、乙醇转变成为醋酸，在这一过程的醋酸菌与甲烷菌是共生的。第四步甲烷化过程：将醋酸及H2、CO2转化为甲烷。A、厌氧消化的机理第一步水解过程：高分子物质，通常是非溶解性

高负荷消化池具有加热和搅拌系统，高负荷消化池既被用于中温、也用于高温消化过程。大部分消化池在中温范围操作。

高负荷消化池具有加热和搅拌系统，高负荷消化池既被用B、厌氧消化的影响因素1）温度的影响酸化和甲烷化过程对温度的变化非常敏感。要达到相同的消化率，温度越低要求的消化时间越长。运行过程中最常用的中温消化池大多是在30～35℃范围内运行的。2）营养物和微量元素的影响污泥中通常含有丰富的碳水化合物、氮、磷、硫和微量元素，但是在某些污泥中，如食品工业污水污泥中含有丰富的碳水化合物，而氮和磷的含量较少。污泥生物厌氧消化要求碳：氮为10：1～16：1，氮：磷：硫为7：1：1。除营养物以外，污泥生物厌氧消化还要求供给以溶解状态存在的微量元素，如镍、钴、钼、铁、硒、钨等。对于醋酸菌除上述元素外，还需要锌、铜、锰，对于甲烷菌则需要较多的镍。3）有毒物质的影响当污泥中某些重金属含量(如铜、铬、镍等)及有机化合物(如氯仿、酚等)含量超过一定量时会对污泥厌氧稳定过程产生破坏性的影响。重金属毒性最大的是铅，其次分别为镉、镍、铜和锌，碱金属的毒性按钠、钾、铬、锰的次序增加。B、厌氧消化的影响因素厌氧消化池形式厌氧消化池形简图厌氧消化池形式厌氧消化池形简图（2）污泥的好氧消化好氧消化，即在不投加底物的条件下，对污泥进行较长时间的曝气，使污泥中微生物处于内源呼吸阶段进行自身氧化。因此微生物机体的可生物降解部分被氧化去除，消化程度高，剩余消化污泥量少。在好氧消化中，氨氮被氧化为NO3-，pH值将降低，故需要有足够的碱度来调节，以便使好氧消化池内的pH值维持在7左右。池内溶解氧不得低于2mg/L，并应使污泥保持悬浮状态，因此要有搅拌，污泥的含水率在95%左右。（2）污泥的好氧消化好氧消化，即在不投加底物的条件下，对污泥好氧消化池的构造

好氧消化池工艺图好氧消化池的构造好氧消化池工艺图

污泥好氧消化主要有如下优缺点：优点：1.污泥中可生物降解有机物的降解程度高；2.上清液BOD5浓度低；3.消化污泥量少，无臭、稳定、易脱水，处置方便；4.消化污泥的肥分高，易被植物吸收；5.好氧消化池运行管理方便简单，构筑物基建费用低。缺点：1.运行能耗多，运行费用高；2.不能回收沼气；3.因好氧消化不加热，所以污泥有机物分解程度随温度波动大；4.消化后的污泥进行重力浓缩时，上清液SS浓度高。污泥好氧消化主要有如下优缺点：混合堆肥：曝气或搅动供氧筛分二次发酵脱水污泥成肥回流调理剂

堆肥的基本流程工艺图添加剂污泥的好氧堆肥

混合堆肥：曝气或搅动供氧筛分二次发酵脱水污泥成肥回流调理污泥好氧堆肥污泥好氧堆肥3、污泥的调理（1）

污泥调理概念污泥水与污泥固体颗粒的结合力是很强的，如果没有预先的处理，即通过化学的、物理的或者热工的方法进行预处理，绝大多数污泥的脱水是非常困难的，这种污泥预先处理的过程称为污泥调理。调理的目的就是改善污泥脱水的性质，减小水与污泥固体颗粒的结合力，加速污泥脱水过程。污泥中所含水分大致分为4类：颗粒间的空隙水，约占总水分的70%；毛细水，即颗粒间毛细管内的水，约占20%，污泥颗粒吸附水和颗粒内部水，约占10%。污泥调理对于所有污泥都适用，但不同的污泥所能够达到的调理效果不同。污泥调理的方法很多，但主要的方法有化学调理法和物理调理法。3、污泥的调理（1）污泥调理概念（2）污泥调理方法化学调理法化学调理就是在需要脱水的污泥中加入化学混凝药剂，使污泥颗粒，包括细小的颗粒及胶体颗粒凝聚、絮凝，以改善其脱水性能。所以需要设置药剂溶解、配制、投加设备。物理调理法物理调理是向被调理的污泥中投加不会产生化学反应的物质，如投加焚烧后的污泥，或者粉煤灰，作为污泥的“支架”结构，以降低或者改善污泥的可压缩性。物理调理主要采用的物质有：烟道灰、硅藻土、焚烧后的污泥灰、粉煤灰等，其中以烟道灰效果最好。热工调理法A、热处理法对污泥加热可加速粒子的热运动，提高粒子碰撞和结合的频率，达到粒子相互间的凝聚。同时污泥中的细胞体受热膨胀而破裂，释放出蛋白质和胶质、矿物质和细胞膜碎片。胶体结构被破坏，大量释放出内部结合水，产生脱水收缩作用。进而释放出的有机物在高温下受热水解、溶化，形成由可溶性聚缩氨酸、氨氮、挥发酸及碳水化合物组成的茶褐色液体。热调质效果取决于污泥的性质、温度和处理时间等条件。B、冷冻法冷冻熔解法是将含大量水分的污泥冷冻，使温度下降到凝固点以下，污泥开始冻结，然后加热熔解。污泥经过冷冻-熔解过程，由于温度发生大幅度变化，使胶体颗粒脱稳凝聚，颗粒由细变大，失去了毛细状态。（2）污泥调理方法化学调理法矿山污染治理技术-第5章-生物塘、厌氧、污泥处置课件4、污泥脱水污泥经浓缩和消化之后，其含水率仍在96％左右，体积很大，不便于运输和使用，为了综合利用和最终处置，需要进一步脱水，提高泥饼的含固率，以减少污泥堆置的占地面积，污泥脱水是整个污泥处理工艺的一个重要步骤或者环节。目的是使固体部分得到富集，减少污泥体积，为污泥的最终处置创造条件。其主要方法有自然干化法和机械脱水法两种。4、污泥脱水污泥经浓缩和消化之后，其含水率仍在96％左右，体污泥的自然干化

人工滤层干化场污泥的自然干化人工滤层干化场污泥的机械脱水滚压带式脱水机（对置滚压式）污泥的机械脱水滚压带式脱水机（对置滚压式）滚压带式脱水机（水平滚压式）滚压带式脱水机（水平滚压式）离心脱水机离心脱水机板框式压滤机板框式压滤机转鼓真空过滤机工艺流程转鼓真空过滤机工艺流程转鼓真空过滤机转鼓真空过滤机5、污泥的干燥与焚烧污泥脱水干化后，体积仍较大，为了便于利用与处理，可以进一步作干燥处理或焚烧。干燥处理后，污泥含水率可降至20％以下，体积可大大减小，便于运输、利用或最终处理。通过焚烧可将污泥中水分和有机杂质完全去除，并杀灭病原微生物。污泥干燥与焚烧各有专用设备，也可以在同一设备中进行。5、污泥的干燥与焚烧污泥脱水干化后，体积仍较大，为了便于利用回转圆筒式干燥器工艺流程（1）污泥的干燥常用的污泥干燥设备有回转圆筒干燥机、急骤干燥器和带式干燥器。回转圆筒式干燥器工艺流程（1）污泥的干燥急骤干燥器与焚烧炉急骤干燥器与焚烧炉带式干燥器带式干燥器（2）污泥的焚烧设备污泥焚烧可分为两种：完全焚烧和湿式燃烧(即不完全使烧)。污泥所含水分被完全蒸发、有机物质被完全焚烧，焚烧的最终产物是CO2、H2O、N2等气体及焚烧灰称为完全焚烧。湿式燃烧——不完全焚烧或称湿式氧化是经浓缩后的污泥(含水率约96％)，在液态下加温加压、并压入压缩空气，使有机物被氧化去除，从而改变污泥结构与成分，脱水性能大大提高。湿式燃烧约有80％～90％的有机物被氧化，故又称为不完全焚烧。（2）污泥的焚烧设备污泥焚烧可分为两种：完全焚烧和湿式燃烧(立式多段焚烧炉立式多段焚烧炉流化床焚烧炉流化床焚烧炉逆流回转焚烧炉以上都是完全焚烧设备逆流回转焚烧炉以上都是完全焚烧设备湿式燃烧——不完全焚烧设备

湿式燃烧工艺流程湿式燃烧——不完全焚烧设备湿式燃烧工艺流程四、污泥的最终处置与利用四、污泥的最终处置与利用四、污泥的最终处置与利用污泥的最终处置与利用主要有：作为农肥利用

污泥中含有丰富的氮、磷、有机质等，是良好的土壤改良剂制化工原料

污泥经干化、脱水、干燥后，可采用低温裂解和高温干馏裂解的方法制取可燃气、焦油及苯酚、丙酮、甲醇等化工原料，所需的能量由产生的燃料燃烧提供，剩余能量以燃料形式回收。建筑材料利用污泥可用作制砖、制纤维板材与灰渣水泥和混凝土。填地与填海造地不符合利用条件的污泥．或当地需要时，可利用脱水污泥填地或填海造地。投海

投海污泥最好是经过消化处理的污泥，而且投海地点必需远离海岸。管道输送或船运。四、污泥的最终处置与利用污泥的最终处置与利用主要有：矿山污染治理技术-第5章-生物塘、厌氧、污泥处置课件污泥堆肥一般工艺流程作为农肥利用污泥堆肥一般工艺流程作为农肥利用污泥高温干馏裂解工艺流程制化工原料污泥高温干馏裂解工艺流程制化工原料污泥太阳能干化技术（德国WATERLINK德国斯图加特污水厂）红线虫消化污泥技术（浙江菲达宏宇环境发展有限公司）污泥蚯蚓堆肥技术（常熟理文造纸厂处理污泥）污泥与垃圾混合堆肥技术（甘肃省某市污水处理厂）污泥与粉煤灰混合堆肥技术（唐山西郊污水处理厂）污泥热化学液化制油技术（澳大利亚污泥直接热化学液化法制油厂）超声波处理污泥技术（德国巴姆堡市污水厂）臭氧氧化污泥减量化技术（日本Shima污水处理厂）污泥碳化技术五、污泥处理处置新技术五、污泥处理处置新技术1污泥太阳能干化技术

（德国WATERLINK德国斯图加特污水厂）工作原理：阳光辐射干化通风加速干化发酵升温加速干化出泥含固率：根据要求的不同，平均

60-90%干化前污泥床高度：10-30mm干化后污泥床高度：5-15mm有机物去除率：50-70%电耗：太阳能干化每蒸发一吨水需要约20-30度，传统干化则需要70-200度1污泥太阳能干化技术

（德国WAT

污泥太阳能干化示意图及实例图污泥太阳能干化示意图及实例图2利用红线虫消解污泥技术

（浙江菲达宏宇环境发展有限公司）原理：

在城镇生活污水处理池中引入红线虫，与微生物协同作用，转换消化污泥，使污泥减量技术特点及优势：成本低，除接种费用外，不增加运行成本效果好，污泥减量化可达50%以上，大幅度减少污泥最终处置费用适用范围广，适用于绝大部分城市生活污水处理厂，及部分城市综合污水处理厂2利用红线虫消解污泥技术

（浙江菲达3污泥蚯蚓堆肥技术

（常熟理文造纸厂处理污泥）技术特点：蚯蚓以污泥为食物排出的蚓粪是高效有机肥增殖的蚯蚓具有重要的饲料和药用价值技术优势：造价比常规的污泥处理低运行费用低产出的蚯蚓和蚓粪有很高的利用价值能耗、物耗低，清洁型环保3污泥蚯蚓堆肥技术

（常熟理文造纸厂处理

蚯蚓污泥稳定床示意图蚯蚓污泥稳定床示意图4污泥与垃圾混合堆肥技术

（甘肃省某市污水处理厂）

污泥与垃圾混合堆肥工艺图4污泥与垃圾混合堆肥技术

（5污泥与粉煤灰混合堆肥技术

（唐山西郊污水处理厂）技术原理：

污泥和粉煤灰中都含有农作物所必需的营养物，另外，粉煤灰含有丰富的CaO、MgO，能钝化污泥中的重金属，堆肥产物更安全

污泥与粉煤灰混合制肥的工艺流程5污泥与粉煤灰混合堆肥技术

（唐6污泥热化学液化制油技术

（澳大利亚污泥直接热化学液化法制油厂）技术原理：污泥中的有机物在一定温度压力下进行裂解反应。期间发生低分子化的分解反应和分解物高分子化的聚合反应，大部分有机物转化为低分子油状物，用萃取剂进行分离收集

污泥热化学液化制油基本流程图6污泥热化学液化制油技术

（澳大利亚污泥直接热7超声波处理污泥技术

（德国巴姆堡市污水厂）技术原理：超声波使污泥不断被压缩和膨胀，产生超高温、高压，破坏污泥絮体结构和微生物细胞壁，使细胞质和酶从细胞中溶出，从而利于污水厂运行及污泥处置

超声波对污泥的作用实际效果图7超声波处理污泥技术

（德国巴姆堡市污水厂）技8臭氧氧化污泥减量化技术

（日本Shima污水处理厂）技术原理：臭氧使部分污泥溶解，溶解后的泥水混合液回流到曝气池等生物氧化系统被生物二次利用，整个污水处理系统向外排放的生物固体量达到最少，甚至不排放，从源头上控制污泥量8臭氧氧化污泥减量化技术

（日本S9污泥低温碳化技术

技术原理：低温碳化处理污泥是将污泥在250℃的条件下缓慢脱水干燥炭化的过程，使污泥中炭水化合物(甲烷气体的原生物)反应结晶成固体燃料，并固化在物料中提高污泥的发热量9污泥低温碳化技术技术原理：

污泥经过低温碳化处理后细胞外聚合物和细胞壁被彻底破坏。所以经碳化处理后的污泥能够采用传统的脱水方法将污泥含水率控制在50％以内污泥经碳化处理前后细胞破坏情况电镜图污泥经过低温碳化处理后细胞外聚合物和细胞壁被彻底破坏第五节生物塘法第五节生物塘法一、生物塘概述生物塘的发展史：第一个有记录的生物塘系统是1901年于美国德克萨斯州的圣安东尼奥市修建的。生物塘的研究和应用始于20世纪初，50年代以后发展迅速。美国1976年生物塘达5500多个，目前已发展至2万多个，其中工业废水氧化塘多达5000多座。我国也早在20世纪50年代开展了生物塘的研究，到80年代发展较快。据统计，目前已有150余座，日处理水量近180万吨，占全国污水排放总量的2%。一、生物塘概述生物塘的发展史：第一个有记录的生物塘系统是19生物塘又名稳定塘或氧化塘。生物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。生物塘多用于小型污水处理，可用作一级处理、二级处理，也可用作三级处理。一、生物塘概述一、生物塘概述生物塘的优点：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，稳定塘系统的基建投资低。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态系统。生物塘的缺点：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。设计不当时，可能形成二次污染如污染地下水、产生臭氧和滋生蚊蝇等。生物塘的优缺点一、生物塘概述生物塘的优点：生物塘的优缺点一、生物塘概述生物塘可以是天然的或人工修整的河道、池塘、洼地，也可以是由人工修成的浅水池。设计及地址选择应考虑：1、地理环境2、合适的气温与光照3、综合考虑地区污染源情况及环境保护要求，合理选择生物塘类型4、塘底污泥的处理一、生物塘概述生物塘可以是天然的或人工修整的河道、池塘、洼地，也可以是由人按塘内的生物类型、供氧方式等划分好氧塘兼性塘厌氧塘曝气塘水生植物塘生态塘常见塘水生生物塘二、生物塘类型好氧塘兼性塘厌氧塘曝气塘水生植物塘生态塘好氧塘兼性塘厌氧塘曝气塘

好氧塘的深度较浅，阳光能透至塘底，全部塘水内都含有溶解氧，塘内菌藻共生，溶解氧主要是由藻类供给，好氧微生物起净化污水作用。

兼性塘的深度较大，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；下层塘水无溶解氧，称厌氧区，沉淀污泥在塘底进行厌氧分解。厌氧塘的塘深在2m以上，有机负荷高，全部塘水均无溶解氧，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。

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。好氧塘兼性塘厌氧塘曝气塘好氧塘的深度（1）高负荷好氧塘这类塘设置在处理系统的前部，目的是处理污水和产生藻类。特点是塘的水深较浅，水力停留时间较短，有机负荷高。（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,负荷较高,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,负荷较高,好氧塘大。

1、好氧塘种类1、好氧塘种类细菌的降解作用有机物＋O2＋H+→CO2＋H2O＋NH4+

＋C5H7O2N（A）藻类的光合作用106CO2＋16NO3-＋HPO42-＋122H2O＋18H+→C106H263O110N16P＋138O2（B）上述生化反应表明，好氧塘内有机污染物的降解过程，是溶解性有机污染物转换为无机物和固态有机物－细菌和藻类细胞的过程。1、好氧塘基本工作原理（细菌）（藻类）好氧塘净化有机污染物的基本工作原理如图所示。

塘内存在着菌、藻和原生动物的共生系统。有阳光照射时，塘内的藻类进行光合作用，释放出氧，同时，由于风力的搅动，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。塘内菌藻生化反应可用下式（A）和（B）表示：细菌的降解作用1、好氧塘基本工作原理（细菌）（藻类）好

藻类光合作用是塘水的溶解氧和pH值呈昼夜变化。白昼，藻类光合作用释放的氧，超过细菌降解有机物的需氧量，此时塘水的溶解氧浓度很高，可达到饱和状态。夜间，藻类停止光合作用，且由于生物的呼吸消耗氧，水中的溶解氧浓度下降，凌晨时达到最低。阳光再照射后，溶解氧再逐渐上升。好氧塘的pH值与水中CO2浓度有关，受塘水中碳酸盐系统的CO2平衡关系影响，其平衡关系式如下：上式表明，白天，藻类光合作用使CO2降低，pH值上升。夜间，藻类停止光合作用，细菌降解有机物的代谢没有中止，CO2累积，pH值下降。1、好氧塘基本工作原理1、好氧塘基本工作原理1、好氧塘1、好氧塘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。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。1、好氧塘好氧塘内的生物种群菌类主要是生存在水深0.5m的上层，浓度为1×108～5×1

好氧塘的主要尺寸的经验值如下：⑴好氧塘多采用矩形，表面的长宽比为3:1～4:1，一般以塘深的1/2处的面积作为计算塘面。塘堤的超高为0.6～1.0m。单塘面积不宜大于4ha（公顷）；⑵塘堤的内坡坡度为1:2～1:3（垂直:水平）外坡坡度为1:2～1:5（垂直:水平）；⑶好氧塘的座数一般不少于3座，规模很小时不少于2座。

1、好氧塘好氧塘内的设计

好氧塘工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和个数。1、好氧塘好氧塘内的设计好氧塘工艺设计的主要内容好氧区对有机污染物的净化机理与好氧塘相同。兼性区的塘水溶解氧较低，且时有时无。这里的微生物是异养型兼性细菌，它们既能利用水中的溶解氧氧化分解有机污染物，也能在无溶解氧条件下，以NO3-、CO32-作为电子受体进行无氧代谢。厌氧区无溶解氧。可沉物质和死亡藻类，菌类在此形成污泥层，污泥层中的有机质由厌氧微生物对其进行厌氧分解。与一般的厌氧发酵反应相同，其厌氧分解包括酸发酵和甲烷发酵两个过程。发酵过程中未被甲烷化的中间产物（如脂肪酸、醛、醇等）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。兼性塘不仅可去除一般的有机污染物，还可以有效的去除磷、氮等营养物质和某些难降解的有机污染物。2、兼性塘工作原理

兼性塘的有效水深一般为1.0～2.0m，通常由三层组成，上层为好氧区、中层兼氧区和底部厌氧区，如图所示。2、兼性塘工作原理兼性塘的有效水深一般为1.矿山污染治理技术-第5章-生物塘、厌氧、污泥处置课件兼性塘一般采用负荷法进行计算，我国建立较完善的设计规范。兼性塘的主要尺寸的经验值如下：⑴兼性塘一般采用矩形，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。⑵兼性塘的堤坝的内坡坡度为1:2~1:3（垂直:水平），外坡坡度为1:2~1:5。⑶兼性塘一般不少于三座，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4ha，以避免布水不均匀或波浪较大等问题。兼性塘的设计2、兼性塘兼性塘一般采用负荷法进行计算，我国建立较完善的设计规范。兼性

厌氧塘对有机污染物的降解，与所有的厌氧生物处理设备相同，是由厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段来完成的。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。由于甲烷菌的世代时间长，增殖速度慢，且对溶解氧和pH敏感，因此厌氧塘的设计和运行，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，以保持产酸菌和甲烷菌之间的动态平衡。应控制塘内的有机酸浓度在3000mg/L以下，pH值为6.5～7.5，进水的BOD5：N：P=100:2.5:1,硫酸盐浓度应小于500mg/L，以使厌氧塘能正常运行。3、厌氧塘基本工作原理3、基

厌氧塘的设计通常是用经验数据，采用有机负荷进行设计的。设计的主要经验数据如下：⑴有机负荷有机负荷的表示方法有三种：BOD5表面负荷（kgBOD5/ha·d）、BOD5容积负荷（kgBOD5/m3·d）VSS容积负荷（kgVSS/m3·d），我国采用BOD5表面负荷。处理城市污水的建议负荷值为200～600kg/ha·d。对于工业废水，设计负荷应通过试验确定。⑵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。⑶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（图12－3），使塘的配水和出水较均匀，进、出口的个数均应大于两个。厌氧塘很少用于单独污水处理，而是作为其他处理设备酸前处理单元。厌氧塘宜用于处理高浓度有机废水，也可用于处理城镇污水。3、厌氧塘设计和应用3、设曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的生物塘4、曝气塘

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曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的生物塘4、曝气塘完全混合曝气塘部分混合曝气塘完全混合曝气塘部分混合曝气塘三、生物塘系统的工艺流程1、生物塘处理系统的组成生物塘进水的预处理为防止生物塘内污泥淤积，污水进入生物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。预处理系统生物塘后处理设施三、生物塘系统的工艺流程1、生物塘处理系统的组成预处理系统生

生物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。2、生物塘的流程组合生物塘的流程组合依当地条件和处理要求不同而异，下图为塘的位置生物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。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，因此，在结冰水位以上位置换为非黏性土。塘体防渗生物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，因此，塘体防渗是十分重要的。但某些防渗措施的工程费用较高，选择防渗措施时应十分谨慎。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。塘的进出口进出口的形式对生物塘的处理效果有较大影响。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。3、生物塘塘体设计要点3、生物塘塘体设计要点第六节厌氧生物法第六节厌氧生物法一、厌氧生物法概述一、厌氧生物法概述一、厌氧生物法概述一、厌氧生物法概述一、厌氧生物法概述一、厌氧生物法概述第一阶段：水解发酵第二阶段：产氢产乙酸三阶段理论第三阶段：产甲烷一、厌氧生物法概述第一阶段：水解发酵第二阶段：产氢产乙酸三阶段理论第三阶段：产甲烷菌专性厌氧，且处理系统中不能含有浓度过高的SO42-，SO32-。污水和泥液中的碱度有缓冲作用，如果有足够的碱度中和有机酸，其pH有可能维持在6.8以上，酸化和甲烷化两大类细菌就可以共存，从而消除分阶段现象。厌氧法与好氧法相比，降解较不彻底，放出的热量少，反应速度低。主要用于污泥的消化、高浓度有机废水和温度较高的有机工业废水的处理。影响甲烷菌生长的因素pH：6.8～7.2温度：35～38ºC和52～55ºC一、厌氧生物法概述甲烷菌专性厌氧，且处理系统中不能含有浓度过高的SO4二、化粪池化粪池例图用于处理来自厕所的粪便废水，早期用于处理废水的厌氧消化构筑物。化粪池是一个矩形密闭的池子，用隔墙分为两室或三室，各室之间用水下连接管接通。废水由一端进入，通过各室后由另一端排出。悬浮物沉于池底后进行缓慢的厌氧发酵。各室的顶盖上设有入孔，可定期（数月）将消化后的污泥挖出，供作农肥。这种处理构筑物通常设于独立的居住或公共建筑物的下水管道上，用于初步处理粪便废水。二、化粪池化粪池例图用于处理来自厕所的粪便废水，早期三、厌氧生物滤池优点：处理能力高；滤池内可以保持很高的微生物浓度；不需另设泥水分离设备，出水SS较低；设备简单、操作方便。缺点：滤料费用较高；滤料易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚；堵塞后，没有简单有效的清洗方法。因此，悬浮物高的废水不适用。填料：

拳状石质滤料：负荷3～6kgCOD/m3d

塑料填料：负荷3～10kgCOD/m3d三、厌氧生物滤池优点：处理能力高；滤池内可以保持很高四、厌氧接触法对于悬浮物较高的有机废水，可以采用厌氧接触法。本质是厌氧活性污泥，但：（1）只搅拌不曝气（机械或泵循环）（2）需真空脱气（产物中气体很多）适用：SS高之废水（肉类加工废水）特点：MLSS很高（12～15g/L）四、厌氧接触法对于悬浮物较高的有机废水，可以采用厌氧五、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)试验结果证明，良好的污泥床，有机负荷率和去除率高，不需要搅拌设备，能适应负荷冲击和温度与pH的变化。底部污泥层MLSS达60～80g/L，高活性，在此完成产甲烷化阶段（生成CH4和CO2等）悬浮污泥层：靠污泥层出气悬浮三相分离器：污泥滑下，水溶出，气释放特点：负荷率高，10～20kgCOD/m3d（30℃水温）耐冲击负荷，PH、温度适应能力强五、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)试验结果证明，六、分段厌氧处理法第一段：水解和液化有机物为有机酸；缓冲和稀释负荷冲击与有害物质，并将截留难降解的固态物质。第二段：保持严格的厌氧条件和pH，以利于甲烷菌的生长；降解、稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气，并截留悬浮固体，以改善出水水质。六、分段厌氧处理法第一段：水解和液化有机物为有机酸；第七节污泥的处理与处置第七节污泥的处理与处置一、概述污水处理厂产生的污泥占处理水量的0.3%～0.5%左右。污泥含大量有害有毒物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等；有用物质如植物营养素(氮、磷、钾)、有机物及水分等。污泥处理与处置达到如下目的：(1)使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果；(2)使有毒有害物质得到妥善处理或利用；(3)使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理；(4)使有用物质能够得到综合利用，变害为利。处理污泥占全部建设费用的20%～50%，甚至70%。一、概述污泥处理方法：污泥浓缩（重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩）污泥稳定（厌氧消化、好氧消化、热处理）污泥调理（化学法、热处理）污泥脱水（干化床、真空转鼓、压滤机、离心脱水）

污泥干燥与焚烧（干燥器、焚烧炉）污泥处置方法：卫生填埋、堆肥、污泥投放、建材利用等一、概述污泥处理方法：污泥处置方法：一、概述二、污泥的分类与性质1、污泥分类1)按成分不同分为：污泥有机物为主要成分，初次沉淀池与二次沉淀池的沉淀物均属污泥。易腐化发臭，颗粒细，比重小(约为1.02～1.006)，含水率高且不易脱水，胶状结构。沉渣以无机物为主要成分的称沉渣。沉渣的主要性质是颗粒较粗，比重较大(约为2左右)，含水率较低且易于脱水，流动性差。沉砂池与某些工业废水处理沉淀池的沉淀物属沉渣。2)按来源不同分为：初次沉淀污泥来自初次沉淀池。剩余活性污泥来自活性污泥法后的二次沉淀池。腐殖污泥来自生物膜法后的二次沉淀池。（以上3种污泥可统称为生污泥或新鲜污泥）消化污泥生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后，称为消化污泥或熟污泥。化学污泥用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物称为化学污泥或化学沉渣：

二、污泥的分类与性质1、污泥分类2、污泥的性质

（1）污泥含水率污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。V1,W1,C1—污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度；V2,W2,C2—污泥含水率变为p2时的污泥体积、重量与固体物浓度;污泥的体积、重量及所含固体浓度之间的关系如下：2、污泥的性质（1）污泥含水率污泥的体积、重量及所含固（2）污泥的脱水性能污泥的脱水性能可用污泥比阻来衡量，污泥比阻（r）系指在一定压力下，在单位过滤界面上，单位重量的干污泥所受到的阻力。（3）灼烧减量和灼烧残量（4）污泥比重和干物质比重（5）pH值（6）碱度（7）有机物的含量（8）有机酸的含量（9）污泥颗粒组成（10）污泥热值（11）污泥肥分（12）污泥的沉淀、浓缩性能（13）污泥的离心分离性能（2）污泥的脱水性能三、污泥处理与处置基本方法（一）污泥处理处置的原则

减量化：便于贮存、运输和消纳，降低其含水率稳定化：采用生物好氧或厌氧消化工艺，使污泥中的有机组分转化成稳定的最终产物无害化：杀死污泥中的病原菌、寄生虫卵及病毒资源化：回收和利用污泥中的能源和资源

三、污泥处理与处置基本方法（一）污泥处理处置的原则减量化：便（二）污泥处理处置基本工艺流程

污泥处理处置的方法很多，污泥处理处置的基本工艺可分为以下几类：浓缩→前处理→脱水→好氧消化→土地还原；浓缩→前处理→脱水→干燥→土地还原；浓缩→前处理→脱水→焚烧（或热分解）→灰分填埋；浓缩→前处理→脱水→干燥→熔融烧结→做建材；浓缩→前处理→脱水→干燥→做燃料；浓缩→厌氧消化→前处理→脱水→土地还原；浓缩→蒸发干燥→做燃料；浓缩→湿法氧化→脱水→填埋；（二）污泥处理处置基本工艺流程污泥处理1、污泥的浓缩（1）重力浓缩

重力浓缩的基本原理是污泥-水悬浮液中的固体在重力作用下沉淀和进一步固化的物理过程。1、污泥的浓缩（1）重力浓缩重力浓缩池图12-3间歇式浓缩池示意图重力浓缩池图12-3间歇式浓缩池示意图图12-4连续式重力浓缩池图12-4连续式重力浓缩池（2）机械浓缩

机械浓缩设备主要形式有：转鼓式浓缩机螺旋式浓缩机带式浓缩机离心式浓缩机前三种是借助于自然重力场的作用(重力式浓缩机)通过投加化学絮凝药剂(一般投加有机高分子絮凝药剂)来抵消水分子间结合力的。后一种是借助于人工重力场的作用进行污泥“液相”和“固相”分离的机械。（2）机械浓缩机械浓缩设备主要形式有：转鼓浓缩机转鼓式浓缩机工作系统图转鼓浓缩机转鼓式浓缩机工作系统图螺旋式浓缩机螺旋式浓缩机示意图螺旋式浓缩机螺旋式浓缩机示意图带式浓缩机带式浓缩机示意图带式浓缩机带式浓缩机示意图离心机离心式浓缩机示意图离心机离心式浓缩机示意图（3）气浮浓缩气浮浓缩是利用固体与水的密度差而产生的浮力，使固体上浮，达到固液分离，实现固体浓缩的目的。对于密度小于1g/cm3固体，可以直接进行上浮分离；对密度大于1g/cm3的固体，则可通过减小其密度，从而实现固液分离。一般采用将气泡附着在污泥颗粒周围的方法，降低固体密度，产生上浮的动力，达到浓缩的目的。（3）气浮浓缩气浮浓缩是利用固体与水的密度差而产生的浮力，使气浮浓缩的装置气浮浓缩装置主要由三部分组成，即布气或溶气系统、溶气释放系统（存在于加压溶气气浮中）及气浮分离系统。布气或溶气系统指通过布气或溶气装置如水泵、叶轮、曝气装置、空压机、溶气罐及一些附属设备等向水中冲入或溶入气体的一类系统装置。溶气释放系统设备一般由溶气释放器(或穿孔管、减压阀)及溶气水管路组成。溶气释放器的功能是将压力溶气水通过消能、减压，使溶入水中的气体以微气池的形式释放出来，并能迅速又均匀地附着到污泥絮体上。气浮分离系统一般可分为三种类型，即平流式、竖流式及综合式。气浮浓缩的装置气浮浓缩工艺控制影响气浮浓缩的因素很多，主要有：压力循环比流入污泥浓度停留时间气固比、污泥种类和性质固体负荷和水力负荷絮凝剂的使用与否气浮浓缩工艺控制2、污泥的稳定污泥稳定的目的是消除污泥中散发的臭味和杀灭污泥中的病原微生物。其方法有厌氧消化、好氧消化、药剂氧化、药剂稳定等。厌氧消化、好氧消化是利用微生物的作用将污泥中可生物降解的有机物分解，药剂氧化是利用氧化剂的作用将污泥中的有机物分解，药剂稳定是利用化学药剂的作用抑制微生物对污泥中有机物的分解，杀灭污泥中的病原微生物，使之不散发臭味。在污泥的稳定处理中最常用的是厌氧消化法。2、污泥的稳定污泥稳定的目的是消除污泥中散发的臭味和杀灭污泥（1）污泥的厌氧消化污泥厌氧消化具有如下优点：产生能量(甲烷)，有时超过废水处理过程所需能量；使最终需处置的污泥体积减少30%～50%；消化完全时，可以消除恶臭：杀死病原微生物，特别是高温消化时；消化污泥容易脱水，含有有机肥效成分，适用于改良土壤。（1）污泥的厌氧消化污泥厌氧消化具有如下