氧化塘和土地处理系统2013

第10章氧化塘和污水的土地处理系统10.1稳定塘稳定塘（Stabilization）：又名氧化塘（OxidationPond），生物塘，利用天然净化能力处理污水的生物处理设施，其净化过程与自然水体自净过程相似。应用：在欧美和部分发展中国家推广很快。如下表，为美国的稳定塘发展情况年份19451957196819761980现在稳定塘数（个）4563125005500700020000全球有超过40个国家和地区使用稳定塘来处理污水。我国稳定塘的发展也很快，目前已经超过40座。如：黑龙江省齐齐哈尔污水库，上海金山石化总厂稳定塘，新疆克拉玛依市稳定塘，湖北鄂城鸭儿湖，江苏镇江市征润州稳定塘，云南澄江县抚仙湖，北京官厅水库黑土洼等等。稳定塘发展阶段(1)用于处理小城镇污水，美国90%用于处理万人以下小城镇污水，设计流量小于7570m3/d。(4)稳定塘处理污水与综合利用相结合，发展养鱼、养禽、水生植物、饲料等。(5)稳定塘的运行方式，由单塘运转向多塘串联运行，并以兼性塘为主，如：厌氧塘——兼性塘——好氧塘或兼性塘——好氧塘等串联方式。(3)作为活性污泥二级处理的后续深度处理。(2)用于食品工业废水，继而广泛用于造纸、纺织、皮革、石油化工等工业废水。美国20世纪70年代有处理工业废水的稳定塘1000多座，处理食品废水的占1/2。法国南部MeZe镇的氧化塘污水处理系统齐齐哈尔市南郊污水处理厂氧化塘

氧化塘的面积有880公顷已经具有生态效应野鸭成群氧化塘进水口水体黑臭氧化塘2号塘水体已变黄氧化塘3号塘水体变绿，已形成生物系统氧化塘出水口水体已由黑臭变为绿色1好氧稳定塘特点好氧微生物——藻类共生藻类进行光合作用，吸收部分有机物分解的二氧化碳，放出氧，成为微生物利用的溶解氧。好氧塘是各类稳定塘的基础，一般都设好氧塘。出水藻类含量高，如果营养过剩产生水华有机负荷法：好氧塘有效面积：BOD5面积负荷（kg/m2﹒d）有机物面积去除负荷好氧塘主要尺寸经验值：1）多采用矩形，表面长宽比为2:1～3:1，一般一塘深1/2处面积作为计算塘面积。唐高0.6～1.0m，至少0.5米的超高。单塘面积不宜超过4ha(104m2)2）塘堤的内坡坡度为1:2～1:3（垂直：水平），外坡坡度为1:4～1:5（垂直：水平），堤顶宽度取1.8～2.4m。3）好氧塘座数一般不少于3座，规模很小时不少于2座。好氧塘设计计算参数类型高负荷好氧塘普通好氧塘深度处理好氧塘BOD5表面负荷率（kg/（m2·d））0.004～0.0160.002～0.0040.0005水力停留时间（d）4～62～65～20水深（m）0.3～0.45～0.50.5～1.0BOD5去除率（%）80～9080～9560～80藻类浓度（mg/L）100～260100～2005～10回流比0.2～2.0好氧塘典型设计参数2兼性稳定塘塘数：一般为多塘，串联塘系统，最少3个塘。单塘面积要小于4ha，其中第一塘面积约占兼性塘总面积的30％～60％，塘长宽比：一般2：1～3：1，避免死角，四角应为弧形。唐深：1.2～2.5m，保护高度：0.5～1.0m，污泥层厚度取0.3m，冰盖厚度0.2～0.6m，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）。兼性塘设计基本参数：（一般采用负荷法计算）停留时间：7～180天，低纬度气候暖，取低值，高纬度取高值。BOD5负荷：0.0002～0.010kgBOD5/m2

·d，北方取低值，南方取高值。冬季月平均气温（℃）BOD5表面负荷率（g/（m2·d））水力停留时间（d）15以上70～100＞710～1550～7020～70～1030～5040～20-10～020～30120～40-20～1010～20150～120-20以下＜10180～150处理城市污水兼性塘BOD面积负荷与水力停留时间3厌氧稳定塘缺点：无法回收甲烷气体、容易产生臭味、环境效果差。一般厌氧塘都作为预处理的手段，形成厌氧——好氧塘系统，较好的应用于处理水量小、浓度高的有机废水。与厌氧生物处理过程相同，厌氧降解分为水解、产酸、产气三个阶段。影响厌氧塘处理效率的因素有：气温、水温、进水水质、浮渣、营养比、污泥成分等。a.BOD面积负荷：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:200～600kgBOD/104m2·d

b．BOD容积负荷表6—4所列举的是美国7个州处理城市污水厌氧塘的设计BOD容积负荷率与水力停留时间二项参数。塘深介于3～4.5m。c．VSS容积负荷率厌氧塘设计参数d．停留时间：城市污水30～50d（国外长达160d）主要尺寸：长宽比：(2～2.5):1，呈长方形。深度：有效深度（水深+泥深）3～5m，储泥深度不应小于0.5m，保护高度0.6～1.0m。单塘面积：≤0.8×104m2，塘底略具坡度，堤内坡1：l～1：3。

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，该进水与塘底污泥相混合。塘底宽度小于9m时，可以设一个进口，宽塘应采用多个进口。进水管径200～300mm。出水口为淹没式，深入水下0.6m，不得小于冰层厚度或浮渣层厚度。厌氧塘宜设于塘系统之首，厌氧塘宜并联设置。4曝气稳定塘曝气稳定塘：塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘曝气稳定塘一般可分为：完全混合式曝气塘，部分混合式曝气塘。由于出水悬浮物浓度较高，一般后续需设立沉淀池或设兼性塘。停留时间：好氧1～10天，兼性7～20天塘深：2.5～5m，塘数：一般不少于3座，一般串连布置。一般处理1m3污水所需功率大于常规活性污泥法曝气池。曝气稳定塘：塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘曝气稳定塘一般可分为：完全混合时曝气塘，部分混合式曝气塘。由于出水悬浮物浓度较高，一般后续需设立沉淀池或设兼性塘。5深度处理塘

(1)深度处理塘的进水水质，除BOD、SS以外，其它各项指标应达到渔业水域水质标准的要求。(2)放养的鱼种应以动物性浮游生物为食的鱼类为主，如花鲢、白鲢，并配以鳙、鲤、罗非鱼等。

(3)放养方式先饲养鱼种，待鱼体长达10～15cm，后再转移到水质良好的塘内饲养成商品鱼，商品鱼上市前都要在清洁水域中饲养一段时间，以利释放残毒（对商品鱼作残毒分析）。

(4)放养鱼的深度处理塘，出水的藻类含量可降至1000个／mL左右。深度处理塘的计算采用负荷率进行，根据去除对象的不同而采用不同的负荷率及其它各项设计参数。

(2)养鱼的深度处理塘。

BOD负荷率可取值20～35kg/104m2·d)，水力停留时间应不小于15d。(1)以去除BOD值为主要目的的深度处理塘。

(3)以去除氨氮为目的的深度处理塘；BOD表面负荷率不高于20kg/104m2·d)。水力停留时间不少于12d，氨氮的去除率可达65％～70％。

(4)以除磷为目的的深度处理塘；BOD表面负荷率在13kg/104m2·d。水力停留时间不少于12d，磷酸盐的去除率可达60％。6控制出水塘(1)控制出水塘在低温季节按贮存塘考虑，不排放处理水，这个期间的具体时间和长短根据当地的具体条件确定。

(2)为了保证冬贮容量，在冰封前或处理水质达不到排放标准前，必须将塘水排空或排放到塘内某一特定水深。为此，应提前作好准备，即在处理水达标的期间加大排放量。(3)在冰封期，冰层下的水温仍可保持2～5℃，在耐低温的某些微生物的作用下，有机污染物仍可降解，当塘的有效水深在2.5m以上时，冰层全部融化后测定，BOD去除率可达50％左右。

6控制出水塘

(4)从冰融到塘的净化功能完全恢复之间的期间，仍不得排放处理水，稳定塘应能容纳这个期间的污水。(5)在冬贮期间，在近水区应有一定范围的活水区，使流入污水能够漫流在结冰区的冰层上。(6)在夏季，控制出水塘可按一般稳定塘的设计类型进行，用于处理城市污水的控制出水塘，在夏季运行期间均可达到排放要求。(1)设计应考虑的因素1)塘深应大于该地区冰冻深度1m，在冰层下应保证有1.0m深的水层2)多塘系统的控制出水塘，各塘应逐级降低塘底标高，以利排放塘水。3)在塘底应考虑高为0.3～0.6m的贮泥层。4)进出水应设在污泥层之上，冰冻层之下。7稳定塘的工艺流程稳定塘处理系统一般由：预处理设施、稳定塘、后处理设施。预处理：防止污泥淤积、去除悬浮物、格栅、沉砂池、沉淀池等。组合流程：以当地条件、处理要求不同而异。好氧塘厌氧塘好氧塘曝气塘沉淀池厌氧塘兼性塘好氧塘曝气塘兼性塘8稳定塘的研究与进展稳定塘的除藻技术(1)最后一塘放养水生植物，覆盖水面，阻碍藻类光合作用。(2)气浮除藻。水力学特性的研究采用串联系统，避免短路。新工艺的研究(1)高效、曝气稳定塘、增加填料的强化稳定塘（如云南澄江抚仙湖）。(2)塘前增加水解池，将大分子有机物水解为小分子，有利于出水水质提高。稳定塘过冬问题(1)美国：取冬季最低有机负荷设计稳定塘，全年低负荷运行。(2)齐齐哈尔：“冬蓄夏灌”，冬天作为污水库使用。这两种办法都要加大塘容积和面积。9稳定塘出现的问题我国的稳定塘工艺应用刚刚起步，问题也比较多，主要集中于以下几点：(1)污泥淤积严重，减少塘容积。(2)稳定塘发臭，影响环境卫生。(3)没有采取有效的防渗防漏措施，地下水严重污染。(4)缺乏统一、有效的设计标准，有些严重超负荷，有些却常年处于低负荷运行，很不经济。我国的稳定塘工艺应用刚刚起步，问题也比较多，主要集中于以下几点：(1)污泥淤积严重，减少塘容积。(2)稳定塘发臭，影响环境卫生。(3)没有采取有效的防渗防漏措施，地下水严重污染。(4)缺乏统一、有效的设计标准，有些严重超负荷，有些却常年处于低负荷运行，很不经济。湖北省鄂州鸭儿湖氧化塘成公害1976年，国家投资653万元修建了6000多亩的鸭儿湖氧化塘三级处理场，主要处理鸭儿湖附近的葛店化工厂、武汉化工二厂、建汉化工厂的工业废水。到1997年，随着武汉化工二厂的全面停产，这个用于废水处理的氧化塘彻底闲置了。昔日亚洲最大的氧化塘，如今成了当地村民的大鱼塘。鱼身发黑，吃起来有种怪味道，有点像农药的味道，当地肝炎和癌症的发病率比别的地方要高，黄陂岭村这几年死于癌症的已有20多人。

由于氧化塘主要是处理农药废水，大量的有毒物质吸附在淤泥上。氧化塘闲置后不维护保养，污染累积。现已发现淤泥里含有汞、多环芳烃、多氯联苯等多种有害物质，有的毒性物质超标万倍以上。

云南澄江县抚仙湖马料河湿地工程生物滤床

抚仙湖马料河湿地工程工艺流程沉砂池(美人蕉)氧化塘1氧化塘2氧化塘3(水芹菜+浮萍+睡莲)潜流型湿地(香蒲＋芦苇)潜流型湿地(香蒲)潜流型湿地(芦苇)潜流型湿地(散竹＋芦苇)梯级表流型人工湿地梯级表流型人工湿地（水芹菜和茨菰）湖滨天然湿地湿地工程净化后的水样和净化前的水样对比

主要依靠生物氧化、沉淀和过滤，把生活污水和农业生产污水变为清水后再流入湖泊。该工程占地近30亩，2003年10月建成运行，每天可净化污水4万多吨，10.2废水土地处理系统污水的土地处理：是在人工调控下，利用土壤——微生物——植物组成的生态系统使污水中的污染物净化的处理方法。在污染物得以净化的同时，水中的营养物质和水分也得以循环利用。因此，土地处理系统使污水资源化、无害化和稳定化的处理系统。污水的土地处理，是在污水农田灌溉的基础之上发展起来的。污水土地处理技术包括五类：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、地下渗滤、湿地。净化机理：十分复杂，主要包括物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应、化学沉淀、微生物降解、植物吸收利用等等。是一个综合净化的过程。1慢速渗滤系统4）污染负荷低，处理效率高。5）受气候和植物限制。冬季雨季收割期不能投配污水。6）要求水质的处理程度高。特点：1）不产生径流排放。2）土层厚应大于0.6m，地下水位大于1.2m，土壤渗透系数应大于1.5cm/h3）根据土壤、气候和污水特点选择适宜植物，获得的生物量大，以经济作物为主。2快速渗滤系统污水通过具有良好渗透性能的土壤，藉生物氧化、沉淀、过滤氧化还原、硝化、反硝化等过程得到净化的方法土壤厚度大于1.5m，渗透性能好地下水深2.5m以上，地面坡度小于10%距离人口密集区有一定距离的的河滩地、砂荒地。3污水地表漫流处理系统污水地表漫流系统（OF）：是将污水有控制的投配到土壤渗透性低、具有一定坡度、生长牧草的土地表面，污水再沿坡面以薄层流动过程中不断被净化，大部分出水以地表径流汇集排放的一种土地处理类型。主要特点：1）适用于土壤渗透性差的粘土、壤土，或场地0.3～0.6m处有弱透水层土地；2）最佳坡度为2%～8%，经人工建造形成均匀、缓和的坡面。3）对于处理要求较低，一般经过一级处理或细筛处理即可。

4）污水浓度低的情况下，可以污水和污泥一起处理。

5）出水为地表汇集，可以直接排放或回收利用。

6）处理出水一般可以达到二级处理标准。4污水的地下渗滤处理系统地下渗滤处理系统：是将污水投配到距地面约0.5m深，有良好渗透性的地层中，藉毛管浸润和土壤渗透作用，使污水向四周扩散，通过过滤、沉淀、吸附和生物降解作用等过程使污水得到净化。地下渗滤系统适用于无法接入城市排水管网的小水量污水处理，如分散的居民点住宅、度假村、疗养院等。污水进入处理系统前需经化粪池或酸化(水解)池预处理。5人工湿地（CW）处理系统湿地：指地下水位终年接近地表面、土壤处于饱和状态并生长着植物的地方。污水人工湿地处理系统（ConstructedWetland）：是将污水有控制地投配到经人工构造的湿地上，主要利用土壤、植物和微生物等作用处理污水的一种污水自然处理系统。按水流方式，污水人工湿地可以分为地表流、地下流和垂直流湿地三种。地表流湿地：水在生长稠密的水生（沼生）植物丛中流动，有自由水面。地下流湿地：水以潜流形式渗过长有植物的浅层多层滤床。垂直流湿地：结合上述两种湿地特性，由上而下垂直流态。5人工湿地（CW）处理系统污水人工湿地处理系统通常可以分为预处理、湿地田、水质水量监控三个部分预处理：沉砂池、提升泵、配水井、沉淀池、酸化水解池等湿地田：有缓坡的长方形单元地块。包括床基、水层、植物、动物、微生物五个部分。水质水量监控：BOD5、CODcr、SS、pH值、水温等等。湿地概述湿地是指水域与陆地交界的沼泽地带，与森林、海洋并称为全球三大生态系统，湿地，可以沉淀、排除、吸收和降解有毒物质，使潜在的污染物转化为资源，因而被誉为“地球之肾”。人工湿地技术起源于上世纪50年代，目前已经成为一个较为成熟的污水处理技术，研究表明，城市污水在3～5小时内流过200余公顷的沼泽湿地后，硝酸盐即可减少63％，磷减少57％；两公顷湿地可净化200公顷农田径流中过剩的氮和磷。人工湿地一般由人工基质(多为碎石)和生长在其上的水生植物(如芦苇、茳芏等)组成，是一种独特的“土壤——植物——微生物”生态系统。人工湿地处理废水的净化机理十分复杂，至今仍不完全清楚。一般认为，人工湿地通过物理、化学及生化反应三重作用净化污水。

人工湿地的工艺原理

方法特点

人工湿地系统具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点，同时如果选择合适的植物品种还有美化环境的作用。但另一方面具有占地面积较大的缺点。适用范围

经过人工湿地系统系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准，因此它实际上是一种深度处理的方法。特别适用于饮用水源和景观用水保护，处理后的水可以直接排入饮用水源或景观用水的湖泊、水库或河流中。国家环保总局给这项技术定位：适用于污水收集管网不及地区污水处理、适用于小城镇污水处理、适用于河湖水水体修复、适用于小区别墅区污水处理回用。人工湿地系统水质净化技术是一种生态工程方法，其基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统，当污水通过系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，使水质得到净化。香蒲芦苇灯芯草人工湿地中的挺水植物菖蒲马尾草人工湿地中的浮水植物浮萍凤眼莲睡莲眼子菜水葫芦人工湿地中的沉水植物轮藻金鱼藻人工湿地试验点小试系统

人工湿地试验点中试系统

沉砂池格栅湿地1泄洪沟泻洪闸人工湿地处理暴雨方法日本渡良濑蓄水池的人工湿地韩国良才川水质生物－生态修复设施成都南河活水公园CW系统成都南河活水公园CW系统成都活水公园CW系统污染物去除率指标去除率％厌氧池塘床系统鱼塘溪水池总排口CODCr35.485.3-89>89BOD529.988.2-88.7>89TP18.754.789.393.997.4TN19.853.889.393.894.3系统设计规模为1000吨/天。此项目宗旨是将高效垂直流人工湿地系统水质净化技术应用到洪湖的污染治理，从布吉河取水经系统净化后为洪湖补充清洁水量，同时截去洪湖周边的污水排入，从而达到改善洪湖水质的目的。洪湖人工湿地水质净化工程洪湖人工湿地系统

洪湖人工湿地系统出水沟洪湖人工湿地系统出水池

北京官厅水库黑土洼湿地系统中德合作官厅水库流域水生态环境综合治理示范工程稳定塘（面积84公顷）

稳定塘库滨挺水植物

湿地塘内生物填料

湿地冬季冰下运行

湿地系统进出水对比

深圳“石岩人工湿地系统工程”石岩人工湿地全貌