水处理课件-污水的自然生物处理

污水的自然生物处理稳定塘污水的土地处理系统7.1 稳定塘（Stabilization

ponds）又名氧化塘（Oxidation

ponds）、生物塘7.1.1概述1、稳定塘——是经过人工适当修正的土地，设围堤和

防渗层的污水池塘，主要依靠生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术。√一般不人工强化（不是实质性的人工强化）√与水体自净过程相似√停留时间较长√通过微生物+水生生物的多种生物的综合作用，使有机物降解，进而净化污水√净化过程包括——好氧，兼氧，厌氧三种状态√DO来源于光合作用2、稳定塘的分类根据塘水中的微生物优势群体类型和塘水的DO工况来分:好氧稳定塘兼性稳定塘厌氧稳定塘曝气稳定塘深度处理塘（1）好氧稳定塘——好氧塘机理：好氧塘内有机物的降解过程，实质上是溶解性有机污染物转化为无机物和固态有机物（细菌与藻类细胞）的过程。特点：深度浅，一般不超过0.5m，阳光能进入塘底，主要由藻类供氧，全塘处于好氧状态，好氧微生物降解有机物。（2）兼性稳定塘——兼氧塘（※城市污水处理常用的一种塘）特点：较深，一般在1.0m以上

塘深小于0.5m，好氧状态兼性区——介于好氧与厌氧之间塘底——沉淀污泥，厌氧状态，厌氧发酵净化作用——好氧，兼性，厌氧微生物共同完成（3）厌氧稳定塘——厌氧塘原理：厌氧塘的原理与其他厌氧生物处理过程一样，依靠厌氧菌的代谢功能，使有机底物得到降解。特点：塘深＞2.0m，整个塘基本上都是厌氧状态，有机负荷率高，净化速度低，停留时间长，一般为高浓度有机废水的前级处理工艺，后接其他处理工艺。使用条件：对于高温、高浓度的有机废水有很好的去除效果，如

食品、生物制药、石油化工、屠宰场、畜牧场、养殖场、制浆造纸、酿酒、农药等工业废水。对于醇、醛、酚、酮等化学物质和重金属

也有一定的去除作用。对重金属也有一定的去除效果。（4）曝气稳定塘——曝气塘√原理：不是依靠自然净化过程为主，而是采用人工补给方式供氧，通常是在塘面上安装曝气机。实际上是介于活性污泥法中的延时曝气法与稳定塘之间的一种工艺。√分类：（1）完全混合曝气塘（或称好氧曝气塘）。（2）部分混合曝气塘（或称兼性曝气塘）。√特点：h>2.0m以上，由表曝机供氧，并对塘水搅动，在曝气条件下，藻类的生长与光合作用受到抑制。（5）深度处理塘——二级处理后用，进一步降低有机物、氮磷等，靠大气复氧和藻类光合作用供氧。根据处理水出水方式分:①连续出水塘②控制出水塘③贮存塘：只进不出，靠蒸发和渗透3、稳定塘的优点投资省，工程简单能够污水资源化，农业灌溉（效益显著，复合的生态系统）能耗低4、稳定塘的缺点占地面积大净化效果受自然因素控制对地下水的影响卫生状态差7.1.2

稳定塘的净化机理7.1.2.1稳定塘中的生物及其生态系统（1）稳定塘中的生物细菌、藻类、微型动物、水生植物及其他水生动物。①细菌——降解有机物起主要作用兼性异养菌（好氧塘和兼性塘好氧区，及兼性区存在）好氧菌和兼性菌——种属多产酸菌（兼性异氧菌）分解有机物产生乙酸等和醇类厌氧菌（厌氧塘和兼性塘污泥区，将有机酸转化为CH4+CO2，脱硫弧菌-绝对厌氧菌）硝化菌（绝对好氧菌，一般只存活在深度处理塘）常见细菌②藻类稳定塘为菌藻共生体系，藻类具有叶绿体，含有叶绿素能够通过这些色素进行光合作用，是塘水中DO的主要供应者。白昼 吸收CO2，放出O2夜间 内源呼吸，消耗O2，放出CO2绿藻蓝绿藻褐藻绿藻—最常见的，单细胞或多细胞的绿色藻类蓝绿藻（蓝藻）—机体构造简单，藻体为单细胞及丝状体褐藻常见藻类③原生动物和后生动物□与活性污泥中不一样，表现在不规则和数量不相等两方面。原生动物和后生动物不完全作为指示性生物考虑□水蚤——枝角类，捕食（细菌和藻类）出现水蚤表明水质清澈，水蚤能吞食粒状物质，分泌粘液性物质。□摇蚊幼虫——使底泥量减少④水生植物种植“水生维管束植物”能提高塘对有机物和N、P等无机营养物质的去除效果。a、浮水植物——漂浮在水面、直接从大气中吸O2、CO2，从塘水中吸取营养物质。凤眼莲——即水葫芦，具有较强的耐污性，去污能力强净化过程：O2通过叶、茎输送到根部，释放于水中；凤眼莲本身也直接吸收水中的有机物和无机物;水层是好氧，底部是厌氧，可有利于硝化和反硝化;种植在高负荷的稳定塘里，可回收作为饲料.凤眼莲（水葫芦）b、沉水植物——根生长于底泥中，叶、茎全部沉没水中，仅在开花时，花开在水面上。只能在塘水较浅，有机物负荷低和能有光照的地区生长其作用同“浮水植物”沉水植物是鸭、鹅的饲料常见的有马来眼子莲c、挺水植物——根生长于底泥中，叶、茎则挺出水面，常见水葱为深绿色，芦苇是浅绿色，其作用于上述两种植物相同，但只能生长于浅水中，收割季节需放水。水葱芦苇⑤其它水生动物放养水禽，建立良好的生态系统，鱼吞食藻类，鸭鹅吞食水草。齐齐哈尔氧化塘喀吐穆炼油厂氧化塘氧化塘出水口水体已由黑臭变为绿色（2）稳定塘生态系统①稳定塘生态系统中不同种群的关系菌藻共生关系C11H28O7H+14O2+H11CO2+13H2O+NH4

式(6-1)+1.56gO2/g有（每分解1g有机物需氧1.56g）(植物性浮游生物）藻类的分子式：C106H263O110N16P其光合反应：106CO2+16NO3

+HPO4

+122H2O+18H-

2-

+C106H263O110N16P+118O2式（6-2）1.244gO2/g藻（每合成1g藻类，放出1.244g氧气）稳定塘内的食物链网细菌藻类水生植物原生动物

好氧微生物鱼类水禽（鸭、鹅）图6-2稳定塘内主要的食物链网②稳定塘内各种物质的转化a、细菌的新陈代谢作用，使溶解性有机碳转化为CO2合成细菌增殖；b、藻类光合作用吸收CO2，呼吸时又放出CO2；c、死亡的细菌，藻类沉入池底，分解为有机碳与无机碳；d、塘底的厌氧发酵反应，对不溶解的有机碳分解。碳的转化途径※综合作用的结果：溶解性有机物的降解，和细菌、藻

类的增殖※塘水的PH值有变化白天pH值升高pH值降低氮的转化与转移a、氨化作用使有机氮生成氨氮进而硝化b、硝化作用使NH4+-N转化为NO3--N-2NH3+4O2=2HNO3+2H2O+能c、反硝化作用：NO3—N转化为N22HNO3+CH3COOH=2H2O+2HCO3

+N2d、挥发作用：HRT长，温度较高的环境下，NH3挥发至大气，N2占大气的21%；e、吸收作用:微生物及各种水生植物，吸收铵态氮或硝酸氮合成其本身的有机体；f、分解作用：衰死的细菌和藻类解体后，形成溶解性的有机氮和沉渣物，沉淀层中的有机N在厌氧菌的作用下也可得到分解。磷的转化与循环进水中，含有有机磷及溶解性的无机磷酸盐白天，PH上升，磷酸盐易于沉淀夜间，PH下降，磷酸盐易于溶解c、有机磷在细菌作用下的净化分解——稳定塘能去处磷50-70%有害物质的转化a、生物降解作用——微生物对苯、酚、腈、有机染料、农药、多氯联苯b、吸附与吸收作用：水生植物的根系适于微生物的生长并吸收重金属c、螯合与沉淀作用a、细菌、藻类吸收无机磷转化为有机磷（满足生命活动——有机磷）b、溶解性P与不溶解性P的互相转化7.1.2.2稳定塘对污水的净化作用稀释作用

：风力、水流及污染物扩散的作用--物理过程沉淀和絮凝作用：SS自然沉降，小SS，微生物絮凝作用好氧微生物的代谢作用：异养型好氧菌和兼性菌厌氧微生物的代谢作用：兼性塘的塘底+厌氧塘内DO=0水解阶段、 产氢产乙酸、产甲烷阶段浮游生物的作用：藻类的主要作用------供氧；浮游生物的主要功能——吞食游离细菌，使水清澈，分泌产生生物絮凝的粘液；底栖生物——摇蚊摄取污泥层的藻类或细菌，使污泥层数量减少；鱼类------捕食微型水生动物及污物。水中维管束植物的作用a、吸收N、P

b、富集重金属c、向塘水供氧d、根、茎为细菌提供了生长介质。10-40℃（最佳25-35℃）5-40℃（最佳30-35℃）15-60℃ 35℃、53℃温度好氧菌藻类存活厌氧菌光照光照——光合作用的能量，对藻类的产量有影响33--

43g/m².d光饱和值：藻类对光的利用有限值，Lumen/m²；

当日光的强度超过藻类所能利用的光照强度，其有向深层移动的习性；7.1.2.3 稳定塘净化过程的影响因素混合（使营养物质与溶解氧均匀分布）风力水力搅拌人工搅拌营养物质满足正常的C、N、P、S等预处理7.1.3

稳定塘设计要点7.1.3.1 好氧塘1、概述（1）塘深：h=0.5mDO：白天充足，晚上降低PH：白天上升，夜间降低生物相：丰富（菌、藻、原生、后生动物）2、特点优点：净化功能较高，HRT较短缺点进水有必要进行预处理，去除SS，防止污泥沉淀层、占地面积大，含有大量藻类，需除藻。3、分类高负荷好氧塘普通好氧塘深度处理好氧塘4、设计（1）一般规定①选址：气温——日照——通风条件②需要预处理③分格——不能少于两格，分串联或并联④混合——是塘水混合的主要动力⑤面积≯40000m2，矩形分布，长:宽=2-3:1，塘深1/2处为设计平面，取0.5m为超高⑥处理水回流，定期除底泥，除藻处理⑦HRT约为20天（2）好氧塘的计算按表面负荷计算

A=QS0/NA(m2)S0

——kg/m³Q ——m3/d原污水BOD5浓度污水设计流量NA——BOD表面负荷率kg/m².d7.1.3.2 兼性1、塘概述（1）塘深1.0-2.5m上层——好氧中间——变化（DO时有时无）下层——厌氧兼性区：生化反应主导厌氧区：产酸，产氢产乙酸，产甲烷三阶段反应好氧区：与好氧塘一样，（硝化菌）生物相也比较丰富2、特点耐冲击负荷（水质、水量上的）效率相同时，建设投资低适用范围广可以减少底泥3、设计（1）一般规定①停留时间，7-180d，②负荷高，负荷率的选定应以最冷月的平均温度为控制条件③矩形池，长：宽=2：1-3：1④塘数不少于三座，多用串联（2）兼性塘的计算➢BOD5表面负荷率：0.0002---0.010kg/m2.d➢停留时间7—180天7.1.3.3 厌氧塘1、概述主要功能——稳定废水中高浓度有机固体，而不要求提供高质量的出水生物——细菌PH 6.5-7.5控制CH4阶段

C:N

20：1温度、重金属离子塘深 3-5m2、特点主要问题——气味；远离住宅区至少500m，使塘表层保持好氧（可以回流）浓度高，深度大，易污染地下水3、厌氧塘的设计①HRT的确定（经验）②形状：矩形，长宽比：2-2.5：1，面积不大于8000m²③贮存底泥深度不小于0.5m，清除周期5-8年④进水出水进水口——距塘底0.6-1.0m出水口——淹没式，入水中0.6m7.1.3.4 曝气塘1、概述曝气塘——人工强化的稳定塘。塘的种类——曝气相关，可分为好氧曝气塘和兼性曝气塘。2、特点效率高，占地少、耗电高。3、曝气塘的设计HRT为3-10天有效水深2-6米一般不少于3座，按串联方式采用表面曝气机（北方可采用鼓风曝气）后接沉淀单元7.1.3.5 深度处理塘（三级处理塘、熟化塘）1、概述（1）处理对象——二级出水，设在稳定塘的最后或起缓冲作用BOD：不高于30mg/l（2）进水水质COD：不高于120mg/lSS：30-60mg/l进水除BOD、SS外，其他指标应符合渔业用水标准。2、特点BOD的去除(COD)，去除率不高除菌效果好藻类的去除※——养鱼N、P的去除——藻类的吸收3、计算负荷率计算负荷率的选取根据去除的具体污染物选取稳定塘设计要点1、包括土堤和进出水工程以挖方和填方平衡为依据堤的外坡1：3，（垂直于水流），内坡（1：2-1：3）, 需防渗漏进水

小塘——塘的中心大塘——多点布水的进水扩散装置短流的控制——多塘串联，多点进水，塘内安装导流板，一个塘系统不小于3个塘渗漏的控制——塘底和堤内面做防渗病菌的控制长的HRT的兼性塘和控制出水塘，病菌存在明显，FC：200个/100ml，亦可用氯消毒7.2.1概述背景：废水稳定塘（pond）可有效去除水中BOD，其缺点是出水SS高，通过土地处理系统，提高塘水出水水质。7.2

污水的土地处理系统2、系统组成预处理；调贮；输送、控制；土地净化田；净化水的收集、利用。7.2.2

净化作用机理1、物理过滤—土壤颗粒间的孔隙具有截留、滤除水中的SS的功能。2、物理吸附与物理化学吸附范德华力（中性分子）金属离子（分子交换、吸附和螯合作用）3、化学反应与化学沉淀——金属离子与土壤中的某些组分4、微生物代谢作用7.2.3

污水土地处理系统工艺1、慢速渗滤2、快速渗滤3、地表漫流4、湿地处理系统7.