水体污染及生物防治课件

第七章水体污染及生物防治1/2/20231第七章水体污染及12/12/20221水资源短缺和水体污染已经严重影响我国经济的发展。我国地表径流总量为2.7万亿m3。占世界第六位。但我国人均占有水量非常少，人均占有地表水仅2639m3，居世界第110位，为世界人均径流量的四分之一。我国城市缺水更为严重，在中国668个建制城市中，约有434座城市缺水，其中严重缺水城市108个，北方城市更为严重，如天津、哈尔滨、长春、青岛、唐山和烟台等地水资源已全面告急，而大多数南方城市则陷入水质性缺水的困境。据专家估计，2000年我国城市缺水量达400亿m3，因缺水影响的国民生产总值达2400亿元。

我国有3亿多亩农田受干旱威胁，成灾面积约1亿亩，14亿亩草场缺水。农村有5000多万人饮水困难，3000多万头牲畜缺水。1/2/20232水资源短缺和水体污染已经严重影响我国经济的发展。12/1我国水资源短缺情况：

世界水资源研究所提出评估四级水平：＜1000m3严重缺水；人均占有水量

1000-5000m3缺水；5000-10000m3中等水平，不缺水；＞10000m3高水平，水资源丰富。联合国可持续发展委员会将人均1750m3确定为缺水警告数字。按照这个标准，我国人均水资源量处于缺水上下限的中低值，总体缺水。

同时我国水资源分布也极不均衡：北方：988m3/人，低于1000m3的重度缺水标准，黄河、淮河、海河流域及内陆河流域共有11个省、市、区的人均水资源拥有量低于1750m3的缺水紧张线，其中山东为380m3，河北为330m3，北京不足300m3，天津仅为150m3，成为世界上最缺水的地区之一。联合国已将我国列为全球13个最缺水的国家之一。

1/2/20233我国水资源短缺情况：12/12/20223我国水体污染情况：全国七大重点流域地表水有机污染普遍，各流域干流有42.3%的河段不能满足饮用水源的水质要求，13.8%的河段不能满足景观、工业、农业用水功能，流经城市的河段污染更加严重，63.8%的城市河段不能作饮用水源地。主要湖泊如太湖、滇池、巢湖等有机污染问题突出，富营养化现象相当严重。根据全国118座大城市浅层地下水的调查，97.5%的城市受到不同程度的污染，40%受重度污染，更为严重的是，全国已有近90%的城镇饮用水源受到污染。

目前全国70%以上的河流湖泊遭受不同程度污染，水污染加剧了水资源的短缺，水质的恶化，严重威胁着人民群众的身心健康。据初步调查，全国农村有3亿多人饮水不安全，其中约6300多万人饮用高氟水，200万人饮用高砷水，3800多万人饮用苦咸水，1.9亿人饮用有害物质含量超标的水，血吸虫病区约1100多万人饮水不安全；相当一部分城市水源污染严重，威胁到饮水水质，严重影响人们身体健康。

1/2/20234我国水体污染情况：12/12/20224一、污水灌溉的概念

污水灌溉(sewageIrrigation)一般是指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。污水灌溉可分为：纯污水灌溉(全年污灌)清污混灌（清、污混灌或轮灌）间歇污水灌溉(冬季或作物生长期污灌)第一节污水灌溉1/2/20235一、污水灌溉的概念第一节污水灌溉12/12/20225二、污水灌溉的效益(一)提供灌溉水源污水灌溉能满足农作物的需水要求，已成为干旱、半干旱地区的稳定灌溉水源。(二)提高土壤肥力污水中含有大量的各种营养元素，如氮、磷，钾、硼、铜、锰、锌等元素。这些营养元素能被作物吸收和利用，可节省大量化肥和有机肥。污灌能增加土壤肥力、改善土壤物理性质、增强土壤微生物活性。因此，污灌能增加作物产量。(三)净化污水利用农田灌溉比其他措施对污水的净化力强。污灌能除去水体中的有机污染物和重金属。1/2/20236二、污水灌溉的效益12/12/202261/2/2023712/12/202271/2/2023812/12/20228三、净化机制①物理化学吸附和交换吸附作用。②生物氧化作用。③化学和光化学降解作用。④植物的吸收和代谢作用。四、存在的问题农田生态系统有很强的净化能力，但污染物含量一旦超过生态系统的净化阈值，系统的结构和功能就会受到严重破坏，不仅失去净化能力，还会导致污染物沿食物链迁移和富集。1/2/20239三、净化机制12/12/20229五、措施(1)利用氧化塘处理污水，再用于农灌。经氧化塘处理的污水，COD、BOD、悬浮物、酚、氰、农药及汞、镉、铅、铬等含量均明显低于未经处理的同类污水，有的已达到或接近农田灌溉水质标准。(2)利用排灌渠道的净化作用。污染物在渠道中迁移时，由于凝聚、沉降作用，其含量迅速降低。渠道越长，流速愈慢，沉降的效果越好。1/2/202310五、措施12/12/202210六五、开展污灌技术研究(1)各类污水污灌的可能性和措施。污水划分为城市生活污水和工业废水两大类。污灌前要研究污水的属性、类型、数量以及污水处理措施，并探讨污灌可能引起的后果和对策。(2)研究污染物在土壤—植物系统中迁移、转化和富集的规律，合理调整作物布局。如在镉污染区可种植玉米和高梁，不宜种小麦和水稻。大气污染区不宜栽种叶菜类，宜种瓜果。土壤污染区不宜栽种块根类作物。1/2/202311六五、开展污灌技术研究12/12/202211

(3)土壤环境容量和净化功能的研究。主要研究内容有：污染物的种类、数量；每年灌溉量及每年进入农田的污染物数量；农田土壤的污染物背景值或现状值；土壤自净能力。并计算土壤环境容量和年容量，提出灌溉定额和期限。实行对污染物的总量控制。(4)污灌的监测与管理。加强水质监测，保证污灌水中的污染物不超过土壤环境容量所规定的范围。监测污灌区农作物产品品质及卫生指标，加强污水灌溉的科学管理。(5)污水的预处理。重金属等污染物含量高的污水必须进行预处理，达到农业灌溉水质标准后再引灌。1/2/202312(3)土壤环境容量和净化功能的研究。12/12/20221第二节富营养化水体富营养化与水中氧平衡有密切的联系。因此，常用一些反映水体氧平衡的指标来描述水体富营养化。指标：DO、BOD、COD、TOC、TOD。一、富营养化形成的条件1.营养元素2．光3．温度1/2/202313第二节富营养化水体富营养化与水中氧平衡有密切的联系。二、富营养化的指标与评价1.富营养化指标：包括物理指标、化学指标和生物学指标。2.富营养化的评价：为了对水质宫营养化程度进行综合评价，已经提出了若干个水质富营养化评价与防治的数学模型。1/2/202314二、富营养化的指标与评价12/12/202214三、富营养化的危害(1)感官恶化，不利观光(2)鱼类窒息或中毒死亡(3)影响作物生长(4)水质变劣，净化费用增高(5)加速湖泊衰亡1/2/202315三、富营养化的危害(1)感官恶化，不利观光12/12/20四、富营养化的生物治理

(1)污泥法除氮

三段污泥法是生物脱氯的最经典的方法。三段污泥法是由去除BOD—硝化—脱氮3个独立工序组成，(2)活性污泥法除磷利用微生物对磷的过量摄取．使磷进入活性污泥中。(3)种植高等水生植物植物能降低水体中的BOD和COD。(4)建立良好的水生生态系统以初级生产者、消费者(食草动物、杂食性动物等)和分解者组成的水生生态系统，既能防治水体富营养化，又能提供足够的生物产量，是治理湖泊富营养化的最佳方案。1/2/202316四、富营养化的生物治理12/12/202216第三节氧化塘氧化塘(oxidationponds)：又称稳定塘或生物塘。它是利用库塘等水生生态系统对污水的净化作用，进行污水处理和利用的生物工程措施。氧化塘作用的基本原理是生物降解。氧化塘基建、运行、管理费用低廉，节能，操作简易，性能稳定可靠，具有广谱和高效的去除能力，可实现污水资源化。目前世界上已有一万多座氧化塘在40多个国家中运转，我国也有100多座氧化塘分布在自东北一直到华南的不同纬度的广大地区，承担起净化生活污水和工业废水的任务。1/2/202317第三节氧化塘氧化塘(oxidationponds)：又一、我国氧化塘的主要特点(1)充分利用地形，工程简易。(2)超大型氧化塘工程。(3)净化和利用相结合。(4)广谱、高效和稳定的净化能力。(5)人工强化系统塘的研究和应用。1/2/202318一、我国氧化塘的主要特点(1)充分利用地形，工程简易。12二、氧化塘结构及净化机理目前国内外普遍采用厌氧、兼性和好氧串联氧化塘。每塘又由于水深浅不同区分为好氧区、兼性区和厌氧区。(一)厌氧塘

厌氧塘是在处理高浓度有机污染物时，在兼性塘和好氧塘前的预处理塘，有机负荷高，厌氧占优势。厌氧降解包括两个阶段，第一阶段是产酸阶段，主要靠厌氧菌把大分子的碳水化合物、脂肪、蛋白质分解为较小分子的有机化合物(羧酸和醇类)。第二阶段是甲烷发酵，由绝对厌氧的甲烷菌将羧酸和醇类等转化为甲烷、二氧化碳等最终产物。甲烷发酵阶段COD和BOD明显降低。1/2/202319二、氧化塘结构及净化机理目前国内外普遍采用厌氧、

厌氧塘的关键是保证甲烷发酵正常。甲烷菌要求pH6.5—7.5(低于6.2则对生长有害)；最适温度30—35℃，不能低于15℃等；其中的关键是保证绝对厌氧，不能有溶解氧。为使进水与底部沉积的带菌种的熟污泥充分接触，进水管应设在塘首的底部，使厌氧菌和污水充分混合。在塘内设置网式或挂帘式的纤维填料，可增加厌氧菌的分布空间和生物总量。这种强化氧化塘与一般氧化塘相比，有机负荷可增加30％—40％。或在相同的处理条件和有机负荷下，污水在塘中的停留时间可缩短30％—40％，而悬浮物的去除增加60％—65％。1/2/202320厌氧塘的关键是保证甲烷发酵正常。甲烷菌要求pH6厌氧塘的设计参数：BOD5：最低负荷l00—150kg／hm2·d，最高负荷2000—3000kg／hm2·dCOD：最低负荷200—300kg／hm2·d，最高负荷3000—5000kg／hm2·d水停留时间：3—5d塘深(水深)：3—5m去除率：BOD5：60％(冬季)—90％(夏季)COD：50％(冬季)—80％(夏季)有机氮：60％—90％硝酸盐氮：80％—95％1/2/202321厌氧塘的设计参数：12/12/202221(二)兼性塘

兼性塘在氧化塘系统中是最常用和起主要作用的塘，广泛应用于处理工业、农业和生活污水。上层：阳光充沛，藻类光合作用旺盛，溶解氧充足，为好氧菌——藻类共生系统；中层：光照弱，溶解氧少，兼性微生物占优势；底层：厌氧层，厌氧微生物占优势，对塘底污泥进行厌氧发酵。兼性塘的BOD去除率取决于水中藻类浓度，一般可达70％—90％。比好氧塘更广谱地去污。在兼性塘中放养水葫芦、狐尾藻等植物时，能增强其除污能力。1/2/202322(二)兼性塘12/12/202222兼性塘的设计参数：BOD5负荷：普通兼性塘20(北方)—50(南方)kg／hm2·d有水葫芦等的兼性塘40(北方)—100(南方)kg／hm2·d水停留时间：7—15d塘深(水深)：BOD5浓度较高时，塘深1—1.5m为宜BOD5浓度较低时(≤100mg/L)，15—2.5m为宜北方寒冷地区，单塘深可达3m。BOD5去除率：70％—90％。1/2/202323兼性塘的设计参数：12/12/202223(三)好氧塘塘水深应保证阳光透射到塘底，使藻类能在整个塘内进行光合作用，好氧塘中藻一菌共生系统能很好地除去BOD、氮、磷等无机营养，但由于藻类大量繁殖，致使出水水质含藻类过多而使悬浮物、BOD、COD、总氮等含量偏高，造成水体第二次污染。第二级好氧塘(最后氧化塘)处理的污水污染程度轻，BOD、COD含量低，氮、磷营养物质含量较多，导致藻类大量繁殖。

最简便、经济和合理的除藻技术是养鱼、虾、贝、鸭、鹅等，消耗藻类，维持水体营养平衡，实现污水资源化。好氧塘如果水质差，塘浅不宜养鱼，可种植耐污而有净化能力的水葱、芦苇、菖蒲、水花生、水葫芦等。1/2/202324(三)好氧塘塘水深应保证阳光透射到塘底，使藻类能好氧塘的设计参数：（1）处理原生污水或沉淀污水的好氧塘BOD5负荷：100—200kg／hm2·d水停留时间：2—6d塘深(水深)：0.2—0.3mBOD5去除率：80％—95％(2)第二级好氧塘(最后氧化塘)DOD5负荷：10—20mg/L水停留时间：3—10d塘深(水深)：1—1.5m(养鱼)0.5—1m(养鸭、鹅)0.2—0.5m(种芦苇、水葱等)SS(悬浮物)：＞90％BOD5：80％—90％COD：70％—80％总氮：≥90％总磷：≥90％氨氮：80％—90％细菌、大肠杆菌＞99%1/2/202325好氧塘的设计参数：12/12/202225三、氧化塘的效益1.净化效率:李建华等(1992)对安达市氧化塘系统进行研究，得出其氮和磷的去除有明显的季节性，并且与生态系统的类型及生物量成正相关关系。2.经济效益:氧化塘具有较好的经济效益，其基建投资，运转费用与耗电量均比二级污水处理厂低。1/2/202326三、氧化塘的效益1.净化效率:李建华等(1992)对安1/2/20232712/12/202227四、氧化塘系统的类型根据不同地区环境特点、差异以及污水的性质，可设计不同类型的氧化塘：(一)处理一贮存塘系统

(二)多级生态处理与利用系统1/2/202328四、氧化塘系统的类型(二)多级生态处理与利用系统12/12/(三)高浓度有机废水的多级氧化塘处理系统(四)病原微生物污水氧化塘处理系统1/2/202329(三)高浓度有机废水的多级氧化塘处理系统(四)病原微生物污五、氧化塘发展趋势氧化塘技术已越来越受到重视，今后氧化塘的发展趋势包括：厌氧、兼性、好氧、曝气和水葫芦塘的技术日趋成熟，将得到广泛应用。(2)研究、开发和利用一些新型氧化塘(如水解池一稳定塘，水生植物塘）。(3)自然净化与人工强化措施相结合，提高净化效率。(4)充分利用氧化塘污水处理和污水资源化的双重功能。(5)由主要处理生活污水，发展为处理各种废水。1/2/202330五、氧化塘发展趋势12/12/202230第四节污水土地处理系统

土地处理系统（landtreatmentsystem)：是指利用生态工程原理，将污水通过土壤—生物系统，除去污水中的营养成分和污染物，达到净化和综合利用的目的。土地处理系统应包括污水的预处理设施(氧化塘)、贮水湖(污水库)、灌溉系统和地下排水系统等部分。土地处理系统较工程处理既节省投资，又节约能耗，还能综合利用，因此，是一种大有发展前途的污水处理措施。土地处理系统早在19世纪后半叶就开始出现。近年来，由于水资源紧张，土地处理系统得到了较快的发展。1/2/202331第四节污水土地处理系统土地处理系统（landtrea

土地处理系统与污水灌溉的联系与区别：相同点：组成单元都是污水与土地，包括土壤、植物和微生物，土地均有净化污水的功能。区别：侧重点不同

污水灌溉土地处理系统主要目的灌溉净化污水生长植物粮食和蔬菜牧草和森林污水处理设施无有1/2/202332土地处理系统与污水灌溉的联系与区别：一、土地处理系统类型(1)慢速渗滤（慢速灌溉）：用污水灌溉农田、草场和林地。(2)快速渗滤：污水通过土层得到净化，相当于把土层作为柱层析的载体。不一定有植被覆盖，不利用污水中的肥分。要求土壤具较好的渗透性。(3)坡面径流：使污水在长有植物的缓坡漫流。污水流动过程中，悬浮物被滤掉，有机物被微生物氧化分解。该法主要用于处理浓度高的有机污水。(4)人工湿地：该法介于土地处理与水生生物处理之间。用填料（如砾石）和植物（如芦苇)，构成一个人工湿地生态系统。污染物通过土壤、水生植物、水生动物和微生物得到净化，具较强的氮、磷处理能力。1/2/202333一、土地处理系统类型12/12/2022331/2/20233412/12/202234二、土地处理系统的基本功能与处理机制1.物理沉淀作用去除悬浮物污水中的悬浮物进入土壤中，土壤颗粒间的孔隙将其阻留，起着过滤作用。2.物理沉淀作用和生物降解作用去除有机物有机污水从土壤表层50-100cm渗透通过时，经微生物、动物、植物根部的作用以及过滤、吸咐、凝集等物理作用而得到去除。

3.物理化学吸附作用、化学固定作用和植物吸收作用去除重金属4.氧化还原作用和植物吸收作用去除氮5.化学固定作用和植物吸收作用去除磷6.物理沉淀作用和微生物间的相互作用去除病原微生物1/2/202335二、土地处理系统的基本功能与处理机制1.物理沉淀作用去三、影响土地处理系统的条件(一)土壤性质土壤的结构和各种特性能影响污水的渗透性，影响其对各种营养元素和污染物的吸收与分解。(二)气候因子冬季气温低，其自然净化能力很差，主要原因是低温影响了微生物的增长和活性，改变了其生化反应。(三)植物植物种类不同，净化功能也不同，种类间差异较大。1/2/202336三、影响土地处理系统的条件(一)土壤性质(二)气候因子四、土地处理系统的效益分析(一)净化效率：人工湿地处理系统具有较好的净化效果。丁延华(1992)报道污水芦苇湿地系统处理工业废水和生活污水的处理效果可达到或超过二级处理水平。慢速渗滤土地处理系统比其他土地处理系统和人工常规二级污水处理技术的具有更好效果。

(二)面积比较：土地处理系统占地面积大是致命的弱点。但在中小城镇、乡村等地区，可利用山林、荒地作为土地处理系统之用，还能产生经济效益。(三)耗能比较：节能是土地处理系统的一大优点。电能消耗仅为其他方法的1/15—1/2，燃油消耗为其他方法的1/20—1/10。(四)费用比较：土地处理系统的投入较少，同时还有一定的生物产品的经济收入。1/2/202337四、土地处理系统的效益分析12/12/2022371/2/20233812/12/2022381/2/20233912/12/202239

土地处理系统具有效率高，节约能源和资金，操作简便以及能变废为宝等优点，但处理不好也会污染地面水和地下水，以及污染物积累，甚至进入食物链。因此，在土地处理系统投入运转前要进行调查，作出评估，确定土地处理的适宜度，并作出预测。当系统投人生产后，要定期观察，追踪各种元素在植物—土壤—水中的迁移动态。如发现土壤中污染物含量已超过土壤的负荷，应暂停污灌，以恢复土壤的活性。1/2/202340土地处理系统具有效率高，节约能源和资金，操作简便思考题1.污水灌溉的概念是什么？污水灌溉有哪些效益?2.简述水体富营养化的危害及生物防治方法。3.描述水体富营养化的指标可分为哪几类，各有何特点?4.氧化塘的概念是什么?分为哪几类，各有何特点?5.污水土地处理系统的概念是什么?污水土地处理系统有哪些类型?6.试述污水土地处理系统的基本功能及处理机制。7.影响污水土地处理系统的条件有哪些?8.比较污水土地处理系统与污水灌溉的异同点。1/2/202341思考题12/12/202241第七章水体污染及生物防治1/2/202342第七章水体污染及12/12/20221水资源短缺和水体污染已经严重影响我国经济的发展。我国地表径流总量为2.7万亿m3。占世界第六位。但我国人均占有水量非常少，人均占有地表水仅2639m3，居世界第110位，为世界人均径流量的四分之一。我国城市缺水更为严重，在中国668个建制城市中，约有434座城市缺水，其中严重缺水城市108个，北方城市更为严重，如天津、哈尔滨、长春、青岛、唐山和烟台等地水资源已全面告急，而大多数南方城市则陷入水质性缺水的困境。据专家估计，2000年我国城市缺水量达400亿m3，因缺水影响的国民生产总值达2400亿元。

我国有3亿多亩农田受干旱威胁，成灾面积约1亿亩，14亿亩草场缺水。农村有5000多万人饮水困难，3000多万头牲畜缺水。1/2/202343水资源短缺和水体污染已经严重影响我国经济的发展。12/1我国水资源短缺情况：

世界水资源研究所提出评估四级水平：＜1000m3严重缺水；人均占有水量

1000-5000m3缺水；5000-10000m3中等水平，不缺水；＞10000m3高水平，水资源丰富。联合国可持续发展委员会将人均1750m3确定为缺水警告数字。按照这个标准，我国人均水资源量处于缺水上下限的中低值，总体缺水。

同时我国水资源分布也极不均衡：北方：988m3/人，低于1000m3的重度缺水标准，黄河、淮河、海河流域及内陆河流域共有11个省、市、区的人均水资源拥有量低于1750m3的缺水紧张线，其中山东为380m3，河北为330m3，北京不足300m3，天津仅为150m3，成为世界上最缺水的地区之一。联合国已将我国列为全球13个最缺水的国家之一。

1/2/202344我国水资源短缺情况：12/12/20223我国水体污染情况：全国七大重点流域地表水有机污染普遍，各流域干流有42.3%的河段不能满足饮用水源的水质要求，13.8%的河段不能满足景观、工业、农业用水功能，流经城市的河段污染更加严重，63.8%的城市河段不能作饮用水源地。主要湖泊如太湖、滇池、巢湖等有机污染问题突出，富营养化现象相当严重。根据全国118座大城市浅层地下水的调查，97.5%的城市受到不同程度的污染，40%受重度污染，更为严重的是，全国已有近90%的城镇饮用水源受到污染。

目前全国70%以上的河流湖泊遭受不同程度污染，水污染加剧了水资源的短缺，水质的恶化，严重威胁着人民群众的身心健康。据初步调查，全国农村有3亿多人饮水不安全，其中约6300多万人饮用高氟水，200万人饮用高砷水，3800多万人饮用苦咸水，1.9亿人饮用有害物质含量超标的水，血吸虫病区约1100多万人饮水不安全；相当一部分城市水源污染严重，威胁到饮水水质，严重影响人们身体健康。

1/2/202345我国水体污染情况：12/12/20224一、污水灌溉的概念

污水灌溉(sewageIrrigation)一般是指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。污水灌溉可分为：纯污水灌溉(全年污灌)清污混灌（清、污混灌或轮灌）间歇污水灌溉(冬季或作物生长期污灌)第一节污水灌溉1/2/202346一、污水灌溉的概念第一节污水灌溉12/12/20225二、污水灌溉的效益(一)提供灌溉水源污水灌溉能满足农作物的需水要求，已成为干旱、半干旱地区的稳定灌溉水源。(二)提高土壤肥力污水中含有大量的各种营养元素，如氮、磷，钾、硼、铜、锰、锌等元素。这些营养元素能被作物吸收和利用，可节省大量化肥和有机肥。污灌能增加土壤肥力、改善土壤物理性质、增强土壤微生物活性。因此，污灌能增加作物产量。(三)净化污水利用农田灌溉比其他措施对污水的净化力强。污灌能除去水体中的有机污染物和重金属。1/2/202347二、污水灌溉的效益12/12/202261/2/20234812/12/202271/2/20234912/12/20228三、净化机制①物理化学吸附和交换吸附作用。②生物氧化作用。③化学和光化学降解作用。④植物的吸收和代谢作用。四、存在的问题农田生态系统有很强的净化能力，但污染物含量一旦超过生态系统的净化阈值，系统的结构和功能就会受到严重破坏，不仅失去净化能力，还会导致污染物沿食物链迁移和富集。1/2/202350三、净化机制12/12/20229五、措施(1)利用氧化塘处理污水，再用于农灌。经氧化塘处理的污水，COD、BOD、悬浮物、酚、氰、农药及汞、镉、铅、铬等含量均明显低于未经处理的同类污水，有的已达到或接近农田灌溉水质标准。(2)利用排灌渠道的净化作用。污染物在渠道中迁移时，由于凝聚、沉降作用，其含量迅速降低。渠道越长，流速愈慢，沉降的效果越好。1/2/202351五、措施12/12/202210六五、开展污灌技术研究(1)各类污水污灌的可能性和措施。污水划分为城市生活污水和工业废水两大类。污灌前要研究污水的属性、类型、数量以及污水处理措施，并探讨污灌可能引起的后果和对策。(2)研究污染物在土壤—植物系统中迁移、转化和富集的规律，合理调整作物布局。如在镉污染区可种植玉米和高梁，不宜种小麦和水稻。大气污染区不宜栽种叶菜类，宜种瓜果。土壤污染区不宜栽种块根类作物。1/2/202352六五、开展污灌技术研究12/12/202211

(3)土壤环境容量和净化功能的研究。主要研究内容有：污染物的种类、数量；每年灌溉量及每年进入农田的污染物数量；农田土壤的污染物背景值或现状值；土壤自净能力。并计算土壤环境容量和年容量，提出灌溉定额和期限。实行对污染物的总量控制。(4)污灌的监测与管理。加强水质监测，保证污灌水中的污染物不超过土壤环境容量所规定的范围。监测污灌区农作物产品品质及卫生指标，加强污水灌溉的科学管理。(5)污水的预处理。重金属等污染物含量高的污水必须进行预处理，达到农业灌溉水质标准后再引灌。1/2/202353(3)土壤环境容量和净化功能的研究。12/12/20221第二节富营养化水体富营养化与水中氧平衡有密切的联系。因此，常用一些反映水体氧平衡的指标来描述水体富营养化。指标：DO、BOD、COD、TOC、TOD。一、富营养化形成的条件1.营养元素2．光3．温度1/2/202354第二节富营养化水体富营养化与水中氧平衡有密切的联系。二、富营养化的指标与评价1.富营养化指标：包括物理指标、化学指标和生物学指标。2.富营养化的评价：为了对水质宫营养化程度进行综合评价，已经提出了若干个水质富营养化评价与防治的数学模型。1/2/202355二、富营养化的指标与评价12/12/202214三、富营养化的危害(1)感官恶化，不利观光(2)鱼类窒息或中毒死亡(3)影响作物生长(4)水质变劣，净化费用增高(5)加速湖泊衰亡1/2/202356三、富营养化的危害(1)感官恶化，不利观光12/12/20四、富营养化的生物治理

(1)污泥法除氮

三段污泥法是生物脱氯的最经典的方法。三段污泥法是由去除BOD—硝化—脱氮3个独立工序组成，(2)活性污泥法除磷利用微生物对磷的过量摄取．使磷进入活性污泥中。(3)种植高等水生植物植物能降低水体中的BOD和COD。(4)建立良好的水生生态系统以初级生产者、消费者(食草动物、杂食性动物等)和分解者组成的水生生态系统，既能防治水体富营养化，又能提供足够的生物产量，是治理湖泊富营养化的最佳方案。1/2/202357四、富营养化的生物治理12/12/202216第三节氧化塘氧化塘(oxidationponds)：又称稳定塘或生物塘。它是利用库塘等水生生态系统对污水的净化作用，进行污水处理和利用的生物工程措施。氧化塘作用的基本原理是生物降解。氧化塘基建、运行、管理费用低廉，节能，操作简易，性能稳定可靠，具有广谱和高效的去除能力，可实现污水资源化。目前世界上已有一万多座氧化塘在40多个国家中运转，我国也有100多座氧化塘分布在自东北一直到华南的不同纬度的广大地区，承担起净化生活污水和工业废水的任务。1/2/202358第三节氧化塘氧化塘(oxidationponds)：又一、我国氧化塘的主要特点(1)充分利用地形，工程简易。(2)超大型氧化塘工程。(3)净化和利用相结合。(4)广谱、高效和稳定的净化能力。(5)人工强化系统塘的研究和应用。1/2/202359一、我国氧化塘的主要特点(1)充分利用地形，工程简易。12二、氧化塘结构及净化机理目前国内外普遍采用厌氧、兼性和好氧串联氧化塘。每塘又由于水深浅不同区分为好氧区、兼性区和厌氧区。(一)厌氧塘

厌氧塘是在处理高浓度有机污染物时，在兼性塘和好氧塘前的预处理塘，有机负荷高，厌氧占优势。厌氧降解包括两个阶段，第一阶段是产酸阶段，主要靠厌氧菌把大分子的碳水化合物、脂肪、蛋白质分解为较小分子的有机化合物(羧酸和醇类)。第二阶段是甲烷发酵，由绝对厌氧的甲烷菌将羧酸和醇类等转化为甲烷、二氧化碳等最终产物。甲烷发酵阶段COD和BOD明显降低。1/2/202360二、氧化塘结构及净化机理目前国内外普遍采用厌氧、

厌氧塘的关键是保证甲烷发酵正常。甲烷菌要求pH6.5—7.5(低于6.2则对生长有害)；最适温度30—35℃，不能低于15℃等；其中的关键是保证绝对厌氧，不能有溶解氧。为使进水与底部沉积的带菌种的熟污泥充分接触，进水管应设在塘首的底部，使厌氧菌和污水充分混合。在塘内设置网式或挂帘式的纤维填料，可增加厌氧菌的分布空间和生物总量。这种强化氧化塘与一般氧化塘相比，有机负荷可增加30％—40％。或在相同的处理条件和有机负荷下，污水在塘中的停留时间可缩短30％—40％，而悬浮物的去除增加60％—65％。1/2/202361厌氧塘的关键是保证甲烷发酵正常。甲烷菌要求pH6厌氧塘的设计参数：BOD5：最低负荷l00—150kg／hm2·d，最高负荷2000—3000kg／hm2·dCOD：最低负荷200—300kg／hm2·d，最高负荷3000—5000kg／hm2·d水停留时间：3—5d塘深(水深)：3—5m去除率：BOD5：60％(冬季)—90％(夏季)COD：50％(冬季)—80％(夏季)有机氮：60％—90％硝酸盐氮：80％—95％1/2/202362厌氧塘的设计参数：12/12/202221(二)兼性塘

兼性塘在氧化塘系统中是最常用和起主要作用的塘，广泛应用于处理工业、农业和生活污水。上层：阳光充沛，藻类光合作用旺盛，溶解氧充足，为好氧菌——藻类共生系统；中层：光照弱，溶解氧少，兼性微生物占优势；底层：厌氧层，厌氧微生物占优势，对塘底污泥进行厌氧发酵。兼性塘的BOD去除率取决于水中藻类浓度，一般可达70％—90％。比好氧塘更广谱地去污。在兼性塘中放养水葫芦、狐尾藻等植物时，能增强其除污能力。1/2/202363(二)兼性塘12/12/202222兼性塘的设计参数：BOD5负荷：普通兼性塘20(北方)—50(南方)kg／hm2·d有水葫芦等的兼性塘40(北方)—100(南方)kg／hm2·d水停留时间：7—15d塘深(水深)：BOD5浓度较高时，塘深1—1.5m为宜BOD5浓度较低时(≤100mg/L)，15—2.5m为宜北方寒冷地区，单塘深可达3m。BOD5去除率：70％—90％。1/2/202364兼性塘的设计参数：12/12/202223(三)好氧塘塘水深应保证阳光透射到塘底，使藻类能在整个塘内进行光合作用，好氧塘中藻一菌共生系统能很好地除去BOD、氮、磷等无机营养，但由于藻类大量繁殖，致使出水水质含藻类过多而使悬浮物、BOD、COD、总氮等含量偏高，造成水体第二次污染。第二级好氧塘(最后氧化塘)处理的污水污染程度轻，BOD、COD含量低，氮、磷营养物质含量较多，导致藻类大量繁殖。

最简便、经济和合理的除藻技术是养鱼、虾、贝、鸭、鹅等，消耗藻类，维持水体营养平衡，实现污水资源化。好氧塘如果水质差，塘浅不宜养鱼，可种植耐污而有净化能力的水葱、芦苇、菖蒲、水花生、水葫芦等。1/2/202365(三)好氧塘塘水深应保证阳光透射到塘底，使藻类能好氧塘的设计参数：（1）处理原生污水或沉淀污水的好氧塘BOD5负荷：100—200kg／hm2·d水停留时间：2—6d塘深(水深)：0.2—0.3mBOD5去除率：80％—95％(2)第二级好氧塘(最后氧化塘)DOD5负荷：10—20mg/L水停留时间：3—10d塘深(水深)：1—1.5m(养鱼)0.5—1m(养鸭、鹅)0.2—0.5m(种芦苇、水葱等)SS(悬浮物)：＞90％BOD5：80％—90％COD：70％—80％总氮：≥90％总磷：≥90％氨氮：80％—90％细菌、大肠杆菌＞99%1/2/202366好氧塘的设计参数：12/12/202225三、氧化塘的效益1.净化效率:李建华等(1992)对安达市氧化塘系统进行研究，得出其氮和磷的去除有明显的季节性，并且与生态系统的类型及生物量成正相关关系。2.经济效益:氧化塘具有较好的经济效益，其基建投资，运转费用与耗电量均比二级污水处理厂低。1/2/202367三、氧化塘的效益1.净化效率:李建华等(1992)对安1/2/20236812/12/202227四、氧化塘系统的类型根据不同地区环境特点、差异以及污水的性质，可设计不同类型的氧化塘：(一)处理一贮存塘系统

(二)多级生态处理与利用系统1/2/202369四、氧化塘系统的类型(二)多级生态处理与利用系统12/12/(三)高浓度有机废水的多级氧化塘处理系统(四)病原微生物污水氧化塘处理系统1/2/202370(三)高浓度有机废水的多级氧化塘处理系统(四)病原微生物污五、氧化塘发展趋势氧化塘技术已越来越受到重视，今后氧化塘的发展趋势包括：厌氧、兼性、好氧、曝气和水葫芦塘的技术日趋成熟，将得到广泛应用。(2)研究、开发和利用一些新型氧化塘(如水解池一稳定塘，水生植物塘）。(3)自然净化与人工强化措施相结合，提高净化效率。(4)充分利用氧化塘污水处理和污水资源化的双重功能。(5)由主要处理生活污水，发展为处理各种废水。1/2/202371五、氧化塘发展趋势12/12/202230第四节污水土地处理系统

土地处理系统（landtreatmentsystem)：是指利用生态工程原理，将污水通过土壤—生物系统，除去污水中的营养成分和污染物，达到净化和综合利用的目的。土地处理系统应包括污水的预处理设施(氧化塘)、贮水湖(污水库)、灌溉系统和地下排水系统等部分。土地处理系统较工程处理既节省投资，又节约能耗，还能综合利用，因此，是一种大有发展前途的污水处理措施。土地处理系统早在19世纪后半叶就开始出现。近年来，由于水资源紧张，土地处理系统得到了较快的发展。1/2/202372第四节污水土地处理系统土地处理系统（landtrea

土地处理系统与污水灌溉的联系与区别：相同点：组成单元都是污水与土地，包括土壤、植物和微生物，土地均有净化污水的功能。区别：侧重点不同

污水灌溉土地处理系统主要目的灌溉净化污水生长植物粮食和蔬菜