污水生态工程技术幻灯片.ppt

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1、污水生态工程技术第1页，共59页，编辑于2022年，星期一稳定塘又名氧化塘或生物塘。稳定塘又名氧化塘或生物塘。稳定塘对污水的净化过程与自然水体的自净过程稳定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相似，是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。理设施。稳定塘多用于小型污水处理，可用作一级处理、稳定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。二级处理，也可用作三级处理。一、一、概概 述述15.115.1 稳稳 定定 塘塘第2页，共59页，编辑于2022年，星期一按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等划分按塘内的微生物类型、供氧方式

2、和功能等划分好好 氧氧 塘塘兼兼 性性 塘塘厌厌 氧氧 塘塘曝曝 气气 塘塘深度处理塘深度处理塘水生植物塘水生植物塘生生 态态 塘塘完全储存塘完全储存塘常常见见其其他他二、稳二、稳 定定 塘塘 的的 分分 类类第3页，共59页，编辑于2022年，星期一稳定塘的优点基建投资低 当有旧河道、沼泽地、谷地可利用作为稳定塘时，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1/31/5。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。稳定塘的缺点占地面积大

3、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。稳定塘的优缺点稳定塘的优缺点第4页，共59页，编辑于2022年，星期一三、好三、好 氧氧 塘塘第5页，共59页，编辑于2022年，星期一 高负荷好氧塘高负荷好氧塘 这类塘设置在处理系统的前部，目的是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。较短，有机负荷高。普通好氧塘普通好氧塘 这类塘用于处理污水，起二级处理作这类塘

4、用于处理污水，起二级处理作用。特点是有机负荷较高，塘的水深较高负荷好氧塘用。特点是有机负荷较高，塘的水深较高负荷好氧塘大，水力停留时间较长。大，水力停留时间较长。深度处理好氧塘深度处理好氧塘 深度处理好氧塘设置在塘处理系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，塘的水深较高负荷好氧塘大。点是有机负荷较低，塘的水深较高负荷好氧塘大。三、好三、好 氧氧 塘塘1.1.种种 类类第6页，共59页，编辑于2022年，星期一三、好三、好 氧氧 塘塘2.2.工作原理工作原理 塘内存在着菌、藻和原生动物的共生系

5、统。塘内的藻类进行光合作用，释放出氧，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表示：细菌：细菌：有机物有机物O2H+CO2H2ONH4+C5H7O2N 藻类：藻类：106CO216NO3-HPO42-122H2O18H+C106H263O110N16P138O2 第7页，共59页，编辑于2022年，星期一 藻类光合作用使塘水的溶解氧和藻类光合作用使塘水的溶解氧和pH呈昼夜变化。白呈昼夜变化。白天，藻类光合作用使天，藻类光合作用使CO2降低，降低，pH上升。夜间，藻类停止上升

6、。夜间，藻类停止光合作用，细菌降解有机物的代谢没有终止，光合作用，细菌降解有机物的代谢没有终止，CO2累积，累积，pH下降。下降。其平衡关系式如下：其平衡关系式如下：三、好三、好 氧氧 塘塘2.2.工作原理工作原理第8页，共59页，编辑于2022年，星期一 好氧塘内的生物种群主要有藻类、菌类、原生动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。物、后生动物、水蚤等微型动物。菌类菌类主要是生存在水深主要是生存在水深0.5m的上层，浓度为的上层，浓度为11085109个个/mL，主要种属与活性污泥和生物膜，主要种属与活性污泥和生物膜相同。相同。原生动物和后生动物原生动物和

7、后生动物的种属数与个体数，均比活的种属数与个体数，均比活性污泥法和生物膜法少。性污泥法和生物膜法少。藻类藻类的种类和数量与塘的负荷有关，它可以反映塘的种类和数量与塘的负荷有关，它可以反映塘的运行状况和处理效果。的运行状况和处理效果。三、好三、好 氧氧 塘塘3.3.好氧塘内的生物种群好氧塘内的生物种群第9页，共59页，编辑于2022年，星期一好氧塘工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和个数。好氧塘的主要尺寸的经验值如下：好氧塘多采用矩形，表面的长宽比为3:14:1，一般以塘深的1/2处的面积作为计算塘面。塘堤的超高为0.61.0m。单塘面积不宜大于4ha；塘堤的内坡坡度为1:21:3（垂直:水平

8、）外坡坡度为1:21:5（垂直：水平）；好氧塘的座数一般不少于3座，规模很小时不少于2座。三三 、好、好 氧氧 塘塘4.4.好氧塘内的设计好氧塘内的设计第10页，共59页，编辑于2022年，星期一兼性塘的有效水深一般为兼性塘的有效水深一般为1.02.0m。好氧区好氧区对有机污染物的净化机理与好氧塘相同。对有机污染物的净化机理与好氧塘相同。兼性区兼性区的塘水溶解氧较低。异氧型兼性细菌，它们既能利用水中的的塘水溶解氧较低。异氧型兼性细菌，它们既能利用水中的溶解氧氧化分解有机污染物，也能在无分子氧条件下，以溶解氧氧化分解有机污染物，也能在无分子氧条件下，以NO3-、CO32-作为电子受体进行无氧代谢

9、。作为电子受体进行无氧代谢。厌氧区厌氧区无溶解氧。污泥层中的有机质由厌氧微生物对其进行厌氧分解，无溶解氧。污泥层中的有机质由厌氧微生物对其进行厌氧分解，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进入塘的上、中层，由好氧菌和兼性菌继续进行降解。而间产物进入塘的上、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。作用。兼性塘不仅可去除一般的有机污染物，还可以有效地去除磷、兼性塘不仅可去除一般

10、的有机污染物，还可以有效地去除磷、氮等营养物质和某些难降解的有机污染物。氮等营养物质和某些难降解的有机污染物。四、兼四、兼 性性 塘塘1.1.工工 作作 原原 理理第11页，共59页，编辑于2022年，星期一第12页，共59页，编辑于2022年，星期一兼性塘一般采用负荷法进行计算，主要尺寸的经验值如下：兼性塘一般采用矩形，长宽比3:14:1。塘的有效水深为1.22.5m,超高为0.61.0m,储泥区高度应大于0.3m。兼性塘的堤坝的内坡坡度为1:21:3（垂直:水平），外坡坡度为1:21:5。兼性塘一般不少于3座，多采用串连，其中第一塘的面积约占兼性塘总面积的3060，单塘面积应少于4hm2，

11、以避免布水不均匀或波浪较大等问题。四、兼四、兼 性性 塘塘2.2.兼性塘的设计兼性塘的设计第13页，共59页，编辑于2022年，星期一 厌氧塘对有机污染物的降解，与所有的厌氧生物处理设备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，是由两类厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段来完相同，是由两类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简单的有机物(如有机酸、醇、醛等如有机酸、醇、醛等)，再由产甲烷菌将有机酸，再由产甲烷菌将有机酸转化为甲烷和二氧化碳等。转化为甲烷和二氧化碳等。

12、由于甲烷菌的世代时间长，增殖速度慢，且对溶解氧和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，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。甲烷菌之间的动态平衡。应控制塘内的有机酸浓度在应控制塘内的有机酸浓度在3000mg/L以下，以下，pH为为6.57.5，进水的，进水的BOD5：N：P=200:4:1,硫酸盐浓度应小于硫酸盐浓度应小于500mg/L，以使厌氧塘能正常运行。以使厌氧塘能正常运行。五、厌

13、氧塘五、厌氧塘1、基本工作原理、基本工作原理第14页，共59页，编辑于2022年，星期一 厌氧塘的设计通常是用经验数据，主要经验数据如下：厌氧塘的设计通常是用经验数据，主要经验数据如下：有机负荷有机负荷 常采用常采用BOD5表面负荷。处理城市污水的建议负荷值为表面负荷。处理城市污水的建议负荷值为200600kg/（hm2d）。）。对于工业废水，设计负荷应通过试验确定。对于工业废水，设计负荷应通过试验确定。一般为矩形，一般为矩形，长宽比长宽比为为2:12.5:1。单塘面积单塘面积不大于不大于4hm2。塘水。塘水有效有效深度深度一般为一般为2.04.5m,储泥深度储泥深度大于大于0.5m，超高为，

14、超高为0.61.0m。厌氧塘的厌氧塘的进水口进水口离塘底离塘底0.61.0m,出水口出水口离水面的深度应大于离水面的深度应大于0.6m，使，使塘的配水和出水较均匀，进、出口的个数均应大于两个。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的前处理单元。厌氧塘很少用于单独污水处理，而是作为其他处理设备酸的前处理单元。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。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。2、设计和应用、设计和应用五、厌氧塘五、厌氧塘第15页，共59页，编辑于2022年，星期一 曝气塘是在塘面上安装有人工曝气

15、设备的稳定塘曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘六、曝六、曝 气气 塘塘 曝气塘出水的悬浮固体浓度较高，排放前需进行沉淀。若曝气塘后设置兼性塘，则兼性曝气塘出水的悬浮固体浓度较高，排放前需进行沉淀。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。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曝气塘的水力停留时间为310d，有效水深，有效水深26m。曝气塘一般不少于。曝气塘一般不少于3座，通常按座，通常按串连方式运行。串连方式运行。完完 全全 混混 合合 曝曝 气气 塘塘部部 分分 混混 合合 曝曝 气气 塘塘曝气塘的两种类型曝气塘的两种类型曝曝气气装装

16、置置的的强强度度应应能能使使塘塘内内的的全全部部固固体体呈呈悬悬浮浮状状态态，并并使使塘塘水水有有足足够够的的溶溶解解氧氧供供微微生生物物分分解有机污染物解有机污染物不不要要求求保保持持全全部部固固体体呈呈悬悬浮浮状状态态，部部分分固固体体沉沉淀淀并并进进行行厌厌氧氧消消化化。其其塘塘内内曝曝气气机机布布置置较较完完全混合曝气塘稀疏。全混合曝气塘稀疏。第16页，共59页，编辑于2022年，星期一完完 全全 混混 合合 曝曝 气气 塘塘部部 分分 混混 合合 曝曝 气气 塘塘第17页，共59页，编辑于2022年，星期一法国南部某镇（MeZe），氧化塘污水处理系统第18页，共59页，编辑于2022

17、年，星期一MeZe生态中心的氧化塘实验装置第19页，共59页，编辑于2022年，星期一MeZe氧化塘处理系统中曝气塘第20页，共59页，编辑于2022年，星期一水生植物塘第21页，共59页，编辑于2022年，星期一七、稳七、稳 定定 塘塘 系系 统统 的的 工工 艺艺 流流 程程稳定塘处理系统的组成稳定塘处理系统的组成稳定塘进水的预处理：为防止稳定塘内污泥淤积，污水进入稳定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

18、浓度大于100mg/L时，需考虑设置沉淀池。预处理系统预处理系统稳定塘稳定塘后处理设施后处理设施第22页，共59页，编辑于2022年，星期一 稳定塘的流程组合依当地条件和处理要求不同而异，下图为几稳定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种典型的流程组合。稳定塘的流程组合稳定塘的流程组合第23页，共59页，编辑于2022年，星期一塘的位置塘的位置 稳定塘应设在居民区下风向稳定塘应设在居民区下风向200m以外，不应设在距机场以外，不应设在距机场2km以内的地方，以防止鸟类等，对飞机航行构成危险。以内的地方，以防止鸟类等，对飞机航行构成危险。防止塘体损害防止塘体损害 为

19、防止浪的冲刷，塘的衬砌应在设计水位上下各为防止浪的冲刷，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。以上。若需防止雨水冲刷时，塘的衬砌应做到堤顶。在有冰冻的地区，背阴面的衬砌应注意防冻在有冰冻的地区，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。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。塘体防渗塘体防渗 稳定塘的渗漏可能污染地下水源；若塘体出水再考虑回用，稳定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

20、要的。防渗方法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。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。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。塘的进出口塘的进出口 进出口的形式对稳定塘的处理效果有较大影响。设计时应注进出口的形式对稳定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。进口、出口之间的直线距意配水、集水均匀，避免短流、沟流及混合死区。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。离尽可能大；进口、出口的方向避开当地主导风向。稳稳 定定 塘塘 塘塘 体体 设设 计计 要要

21、点点 第24页，共59页，编辑于2022年，星期一15.215.2 污水土地处理污水土地处理第25页，共59页，编辑于2022年，星期一 污水土地处理是在农田灌溉的基础上，运用人工调控利用土壤污水土地处理是在农田灌溉的基础上，运用人工调控利用土壤-微生物微生物-植物组成的生态系统使污水中的污染物净化的处理方法。植物组成的生态系统使污水中的污染物净化的处理方法。土地处理是以土地作为主要处理系统的污水处理方法，其目的是土地处理是以土地作为主要处理系统的污水处理方法，其目的是净化污水，控制水污染，其设计参数（如负荷率）需通过试验研究净化污水，控制水污染，其设计参数（如负荷率）需通过试验研究确定。确定

22、。土地处理技术有五种类型：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫土地处理技术有五种类型：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地和地下渗滤系统。流、湿地和地下渗滤系统。土地处理系统是由污水预处理设施，污水调节和储存设施，污水土地处理系统是由污水预处理设施，污水调节和储存设施，污水的输送、布水及控制系统，土地净化田，净化出水的收集和利用系的输送、布水及控制系统，土地净化田，净化出水的收集和利用系统等五部分组成。统等五部分组成。污污 水水 土土 地地 处处 理理第26页，共59页，编辑于2022年，星期一 BOD大部分是在土壤表层土中去大部分是在土壤表层土中去除的。除的。土壤中含有大量的种类繁多的异土壤中含有大量的

23、种类繁多的异养型微生物，它们能对被过滤、截养型微生物，它们能对被过滤、截留在土壤颗粒空隙间的悬浮有机物留在土壤颗粒空隙间的悬浮有机物和溶解有机物进行生物降解，并合和溶解有机物进行生物降解，并合成微生物新细胞。成微生物新细胞。当污水处理的当污水处理的BOD负荷超过让土负荷超过让土壤微生物分解壤微生物分解BOD的生物氧化能力的生物氧化能力时，会引起厌氧状态或土壤堵塞。时，会引起厌氧状态或土壤堵塞。污水土地处理系统的净化包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、污水土地处理系统的净化包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过物理化学吸附、化学反应和化学沉

24、淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。一、土地处理系统的净化机理一、土地处理系统的净化机理BOD的去除的去除磷和氮的去除磷和氮的去除悬浮物质的去除悬浮物质的去除病原体的去除病原体的去除重金属的去除重金属的去除第27页，共59页，编辑于2022年，星期一 污水土地处理系统的净化包含了物理过滤、物理吸附、物理沉污水土地处理系统的净化包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在

25、土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。BOD的去除的去除氮和磷的去除氮和磷的去除悬浮物质的去除悬浮物质的去除病原体的去除病原体的去除重金属的去除重金属的去除 氮主要是通过植物吸收，生物氮主要是通过植物吸收，生物脱氮、挥发、渗出（氨在碱性条件脱氮、挥发、渗出（氨在碱性条件下逸出、硝酸盐的渗出）等方式被下逸出、硝酸盐的渗出）等方式被去除。去除。磷主要是通过植物根系吸收，磷主要是通过植物根系吸收，化学反应和沉淀（形成难溶的磷酸化学反应和沉淀（形成难溶的磷酸盐）、物理吸附和沉淀（土壤中的盐）、物理吸附和沉淀（土壤中的黏土矿物吸附和沉积），物

26、理化学黏土矿物吸附和沉积），物理化学吸附（离子交换、络合吸附）等方吸附（离子交换、络合吸附）等方式被去除。式被去除。一、土地处理系统的净化机理一、土地处理系统的净化机理第28页，共59页，编辑于2022年，星期一 污水土地处理系统的净化包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、污水土地处理系统的净化包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。BOD的去除的去除氮和磷的去除氮和磷的去除

27、悬浮物质的去除悬浮物质的去除病原体的去除病原体的去除重金属的去除重金属的去除 污水中的悬浮物质是依靠作物污水中的悬浮物质是依靠作物和土壤颗粒间的孔隙截留、过滤去和土壤颗粒间的孔隙截留、过滤去除的。土壤颗粒的大小、颗粒间孔除的。土壤颗粒的大小、颗粒间孔隙的形状、大小、分布和水流通道，隙的形状、大小、分布和水流通道，以及悬浮物的性质、大小和浓度等以及悬浮物的性质、大小和浓度等都影响对悬浮物的截留过滤效果。都影响对悬浮物的截留过滤效果。若悬浮物的浓度太高、颗粒太大，若悬浮物的浓度太高、颗粒太大，会引起土壤堵塞。会引起土壤堵塞。一、土地处理系统的净化机理一、土地处理系统的净化机理第29页，共59页，编

28、辑于2022年，星期一 污水土地处理系统的净化包含了物理过滤、物理吸附、物污水土地处理系统的净化包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。综合净化过程。土地处理系统的净化机理BOD的去除的去除磷和氮的去除磷和氮的去除悬浮物质的去除悬浮物质的去除病原体的去除病原体的去除重金属的去除重金属的去除 污水经土壤处理后，水中大部污水经土壤处理后，水中大部分的病菌和病毒可被去除，去除率分的病菌

29、和病毒可被去除，去除率可达可达9297。其去除率与选用其去除率与选用的土地处理系统工艺有关，其中地的土地处理系统工艺有关，其中地表漫流的去除率较低，但若有较长表漫流的去除率较低，但若有较长的漫流距离和停留时间，也可以达的漫流距离和停留时间，也可以达到较高的去除效率到较高的去除效率。第30页，共59页，编辑于2022年，星期一 污水土地处理系统的净化包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、污水土地处理系统的净化包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化

30、是一个综合净化过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。BOD的去除的去除氮和磷的去除氮和磷的去除悬浮物质的去除悬浮物质的去除病原体的去除病原体的去除重金属的去除重金属的去除 重金属主要是通过物理化学吸附、重金属主要是通过物理化学吸附、化学反应与沉淀等途径被去除的。由化学反应与沉淀等途径被去除的。由于大多数痕量金属的吸附发生在粘土于大多数痕量金属的吸附发生在粘土矿物质、金属氧化物以及有机物的表矿物质、金属氧化物以及有机物的表面，所以质地细黏和有机质丰富的土面，所以质地细黏和有机质丰富的土壤对痕量金属的吸附能力比砂质土壤壤对痕量金属的吸附能力比砂质土壤大。大。一、土地处理系统的净

31、化机理一、土地处理系统的净化机理第31页，共59页，编辑于2022年，星期一 二、土土 地地 处处 理理 基基 本本 工工 艺艺 地表漫流地表漫流系统系统快速渗滤快速渗滤系统系统湿地处理湿地处理系统系统慢速渗滤慢速渗滤系统系统地下渗滤地下渗滤处理系统处理系统 慢速渗滤系统适用于渗水性能良好的壤土、砂质壤土慢速渗滤系统适用于渗水性能良好的壤土、砂质壤土及蒸发量小、气候润湿的地区。及蒸发量小、气候润湿的地区。慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，渗流速度慢，慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，渗流速度慢，故污水净化效率高，出水水质优良。故污水净化效率高，出水水质优良。慢速渗滤系统有农业型和森林型两种

32、。其主要控制因慢速渗滤系统有农业型和森林型两种。其主要控制因素为：灌水率、灌水方式、作物选择和预处理等。素为：灌水率、灌水方式、作物选择和预处理等。第32页，共59页，编辑于2022年，星期一 快速渗滤土地处理系统是一种高效、低耗、经济的污水处理快速渗滤土地处理系统是一种高效、低耗、经济的污水处理与再生方法。适用于渗透性能良好的土壤。与再生方法。适用于渗透性能良好的土壤。污水灌入后快速下渗进入地下，并最终进入地下水层。灌污水灌入后快速下渗进入地下，并最终进入地下水层。灌水与休灌反复循环进行，使滤田表面土壤处于厌氧水与休灌反复循环进行，使滤田表面土壤处于厌氧-好氧交替运好氧交替运行状态，依靠土壤

33、微生物将有机物分解，使污水得以净化。行状态，依靠土壤微生物将有机物分解，使污水得以净化。快速渗滤法的主要目的是补给地下水和废水再生回用。快速渗滤法的主要目的是补给地下水和废水再生回用。二、土 地 处 理 基 本 工 艺 地表漫流地表漫流系统系统快速渗滤快速渗滤系统系统湿地处理湿地处理系统系统慢速渗滤慢速渗滤系统系统地下渗滤地下渗滤处理系统处理系统第33页，共59页，编辑于2022年，星期一第34页，共59页，编辑于2022年，星期一 二、土 地 处 理 基 本 工 艺 地表漫流系统适用于渗透性的黏土或亚黏土，地面的地表漫流系统适用于渗透性的黏土或亚黏土，地面的最佳坡度为最佳坡度为 2 8。废水

34、以喷灌法或漫灌法有控制地废水以喷灌法或漫灌法有控制地在地面上均匀地漫流，流向设在坡脚的集水渠，在流动过在地面上均匀地漫流，流向设在坡脚的集水渠，在流动过程中少量废水被植物摄取、蒸发和渗入地下。地面上种牧程中少量废水被植物摄取、蒸发和渗入地下。地面上种牧草或其他作物供微生物栖息并防止土壤流失，尾水收集后草或其他作物供微生物栖息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水体。可回用或排放水体。地表漫流地表漫流系统系统快速渗滤快速渗滤系统系统湿地处理湿地处理系统系统慢速渗滤慢速渗滤系统系统地下渗滤地下渗滤处理系统处理系统第35页，共59页，编辑于2022年，星期一第36页，共59页，编辑于2022年，星

35、期一 二、土 地 处 理 基 本 工 艺 湿地处理系统是一种利用低洼湿地和沼泽地处理污水的湿地处理系统是一种利用低洼湿地和沼泽地处理污水的方法。污水有控制地投配到种有芦苇、香蒲等耐水性、沼方法。污水有控制地投配到种有芦苇、香蒲等耐水性、沼泽性植物的湿地上，废水在沿一定方向流动过程中，在耐泽性植物的湿地上，废水在沿一定方向流动过程中，在耐水性植物和土壤共同作用下得以净化。水性植物和土壤共同作用下得以净化。湿地处理可直接处理污水或深度处理。污水进入系统湿地处理可直接处理污水或深度处理。污水进入系统前需预处理。前需预处理。地表漫流地表漫流系统系统快速渗滤快速渗滤系统系统湿地处理湿地处理系统系统慢速渗

36、滤慢速渗滤系统系统地下渗滤地下渗滤处理系统处理系统第37页，共59页，编辑于2022年，星期一第38页，共59页，编辑于2022年，星期一 将污水投配到距地面约将污水投配到距地面约0.5m深、有良好渗透性的地层深、有良好渗透性的地层中，在毛管浸润和土壤渗透作用下向四周扩散，通过过滤、中，在毛管浸润和土壤渗透作用下向四周扩散，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。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。污水进入处理系统前需经化粪池或酸化池预处污水处理。污水进入处理系统前需

37、经化粪池或酸化池预处理。理。二、土 地 处 理 基 本 工 艺 地表漫流地表漫流系统系统快速渗滤快速渗滤系统系统湿地处理湿地处理系统系统慢速渗滤慢速渗滤系统系统地下渗滤地下渗滤处理系统处理系统第39页，共59页，编辑于2022年，星期一建设中的氧化塘处理试验系统建设中的氧化塘处理试验系统第40页，共59页，编辑于2022年，星期一 土地处理系统工艺类型的选择主要是根据土壤性土地处理系统工艺类型的选择主要是根据土壤性质、透水性、地形、作物种类、气候条件和废水处理质、透水性、地形、作物种类、气候条件和废水处理程度的要求来选择。程度的要求来选择。土地处理系统的主要工艺参数为负荷率。常用的土地处理系统

38、的主要工艺参数为负荷率。常用的负荷率有水量负荷和有机负荷，有时还辅以氮负荷和负荷率有水量负荷和有机负荷，有时还辅以氮负荷和磷负荷。磷负荷。土土 地地 处处 理理 系系 统统 的的 工工 艺艺 选选 择择 和和 工工 艺艺 参参 数数第41页，共59页，编辑于2022年，星期一15.315.3 人人 工工 湿湿 地地 湿地是地球上一种重要的生态系统。它是陆生生态系湿地是地球上一种重要的生态系统。它是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带统和水生生态系统之间的过渡带。天然湿地系统：天然湿地系统：以生态系统的保护为主，以维护生物多以生态系统的保护为主，以维护生物多样性和野生生物良好生境为主，净化废水

39、为辅；样性和野生生物良好生境为主，净化废水为辅；人工湿地系统：人工湿地系统：是通过人为的控制条件，利用湿地复杂是通过人为的控制条件，利用湿地复杂特殊的物理、化学和生物综合功能净化废水并以此为主。特殊的物理、化学和生物综合功能净化废水并以此为主。第42页，共59页，编辑于2022年，星期一无植物时人工湿地系统空白试验第43页，共59页，编辑于2022年，星期一建设中的人工湿地处理试验系统建设中的人工湿地处理试验系统第44页，共59页，编辑于2022年，星期一人工湿地系统植物栽种人工湿地系统植物栽种第45页，共59页，编辑于2022年，星期一昆明滇池人工湿地处理暴雨径流试验系统昆明滇池人工湿地处理

40、暴雨径流试验系统第46页，共59页，编辑于2022年，星期一沉砂池格栅湿地1泄洪沟泻洪闸示范工程（占地示范工程（占地6.2公顷）公顷）人工湿地处理暴雨示范工程第47页，共59页，编辑于2022年，星期一第48页，共59页，编辑于2022年，星期一一、人工湿地的特点一、人工湿地的特点优点：优点：处理效果稳定、有效、可靠；处理效果稳定、有效、可靠；基建投资费用低，一般为二级生物处理的基建投资费用低，一般为二级生物处理的1/3-1/41/3-1/4，能耗省，运行费用低，为二级生物处理的能耗省，运行费用低，为二级生物处理的1/5-1/61/5-1/6；运行操作简便，运行操作简便，耐污及水力负荷强，抗冲

41、击负荷能力强；耐污及水力负荷强，抗冲击负荷能力强；既能净化污水，又能美化景观，形成良好生态环境，为野生既能净化污水，又能美化景观，形成良好生态环境，为野生动植物提供良好的生境。动植物提供良好的生境。缺点：缺点：需要土地面积较大；需要土地面积较大；对恶劣气候条件抵制能力弱；对恶劣气候条件抵制能力弱；净化能力受作物生长成熟程度的影响大；净化能力受作物生长成熟程度的影响大；可能需要控制蚊蝇孳生等。可能需要控制蚊蝇孳生等。第49页，共59页，编辑于2022年，星期一二、人工湿地二、人工湿地系统的组成系统的组成 人工湿地中的基质又称填料、滤料，一般由土壤、细沙、人工湿地中的基质又称填料、滤料，一般由土壤

42、、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣等构成。基质不仅为植物和微生粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣等构成。基质不仅为植物和微生物提供生长介质，还通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除物提供生长介质，还通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物。污染物。基质基质植物植物微生物微生物第50页，共59页，编辑于2022年，星期一二、人工湿地二、人工湿地系统的组成系统的组成湿地植物湿地植物包括挺水植物、沉水植物和浮水植物。包括挺水植物、沉水植物和浮水植物。挺水植物主要起固定床体表面、提供良好的过滤条件、防止挺水植物主要起固定床体表面、提供良好的过滤条件、防止湿地被淤泥淤积、为微生物提供良好根区环境以及冬季运行湿地被淤泥淤

43、积、为微生物提供良好根区环境以及冬季运行支撑冰面的作用。支撑冰面的作用。人工湿地中的植物对污染物都具有吸收、代谢、累积作用，人工湿地中的植物对污染物都具有吸收、代谢、累积作用，对大多数金属离子具有富集作用，对大多数金属离子具有富集作用，一般来说，植物长势越好，密度越大，净化水质的能力越强。一般来说，植物长势越好，密度越大，净化水质的能力越强。基质基质植物植物微生物微生物第51页，共59页，编辑于2022年，星期一二、人工湿地二、人工湿地系统的组成系统的组成 人工湿地中的微生物主要去除污水中的有机质和氮，某些难降解的有机物质和有毒物质需要运用微生物的诱发变异特性，培育驯化适宜吸收和消化这些有机物

44、质和有毒物质的优势细菌，进行降解。基质基质植物植物微生物微生物第52页，共59页，编辑于2022年，星期一三、人工湿地系统的净化机理三、人工湿地系统的净化机理BOD的去除的去除氮的去除氮的去除磷的去除磷的去除人工湿地对有机污染物具有较强的人工湿地对有机污染物具有较强的去除能力。去除能力。不溶性有机物通过湿地的沉淀、过不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快的被截留而被微滤作用，可以很快的被截留而被微生物利用；生物利用；可溶性有机物则通过植物根系生物可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。程而被分解去除。一般人工湿地对一般人

45、工湿地对BOD的去除率在的去除率在85-95%之间，对之间，对COD的去除率可的去除率可达达80%以上。以上。第53页，共59页，编辑于2022年，星期一三、人工湿地系统的净化机理三、人工湿地系统的净化机理BOD的去除的去除氮的去除氮的去除磷的去除磷的去除a.被有机基质吸附；被有机基质吸附；b.阳离子交换作用；阳离子交换作用；c.作物的吸收及因其收获而去除；作物的吸收及因其收获而去除；d.NH3的挥发而逸入大气；的挥发而逸入大气；e.被微生物代谢而形成生物质的一被微生物代谢而形成生物质的一部分；部分；f.化学的、生物的硝化反硝化；化学的、生物的硝化反硝化；g.随净化水流出；随净化水流出；h.渗

46、入地下水。渗入地下水。第54页，共59页，编辑于2022年，星期一三、人工湿地系统的净化机理三、人工湿地系统的净化机理BOD的去除的去除氮的去除氮的去除磷的去除磷的去除主要包括作物吸收、生物反应以及主要包括作物吸收、生物反应以及磷在介质中的物化存储等。磷在介质中的物化存储等。第55页，共59页，编辑于2022年，星期一四、人工湿地的类型四、人工湿地的类型表面流湿地表面流湿地水平潜流湿地水平潜流湿地垂直流湿地垂直流湿地 第56页，共59页，编辑于2022年，星期一表面流湿地表面流湿地 第57页，共59页，编辑于2022年，星期一水平潜流湿地水平潜流湿地第58页，共59页，编辑于2022年，星期一垂直流湿地垂直流湿地 第59页，共59页，编辑于2022年，星期一