水污染控制工程经典第七章稳定塘幻灯片.ppt

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1、水污染控制工程经典课件第七章稳定塘第1页，共34页，编辑于2022年，星期一 稳定塘按塘内的微生物类型、供氧方式和和功能等进行划分，可分类如下：分类如下：1 1好氧塘好氧塘 好氧塘的深度较浅，阳光能透至塘底，全部塘水都含有溶解氧，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。2 2兼性塘兼性塘 兼性塘的深度较大，上层为好氧区，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，称兼兼性性区区(过过渡渡区区)，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。3 3厌氧塘厌氧塘 厌氧塘的塘深在2 m以上

2、，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。第2页，共34页，编辑于2022年，星期一4 4曝气塘曝气塘 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。5 5深度处理塘深度处理塘 深度处理塘又称三级处理塘或熟化塘，属于好氧塘。其进水有机污染物浓度很低，一般BOD530mg/L。常用于处理传统二级处理厂的出水，提高出水水质，以满足受纳水体或回用水的水质要求。除上述几种常见的稳定塘以外，还有水生植物塘(塘内种植水葫芦、水花生等水生植物，以提高污水净化效果，特别是提高对磷、氮的净化效果)

3、、生态塘(塘内养鱼、鸭、鹅等，通过食物链形成复杂的生态系统，以提高净化效果)、完全储存塘(完全蒸发塘)等也正在被广泛研究、开发和应用。第3页，共34页，编辑于2022年，星期一稳定塘有下述优缺点：稳定塘有下述优缺点：1 1稳定塘的优点稳定塘的优点(1)(1)基建投资低基建投资低 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。(2)(2)运行管理简单运行管理简单 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。(3)(3)可进行综合利用实现污水资源化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

4、动物和植物，组成多级食物链的复合生态系统。第4页，共34页，编辑于2022年，星期一2 2稳定塘的缺点稳定塘的缺点 (1)(1)占地面积大占地面积大 没有空闲余地时不宜采用。没有空闲余地时不宜采用。(2)(2)处理效果受气候影响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。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。(3)(3)设计运行不当时，可能形成二次污染设计运行不当时，可能形成二次污染 如污染地下水、产生臭气和滋生蚊蝇等。如污染地下水、产生臭气和滋生蚊蝇等。虽虽然然稳稳定定塘塘存存在在着着上上述述缺缺点点，但但是是如如果果能能进进行行合合理理

5、的的设设计计和和科科学学的的管管理理，利利用用稳稳定定塘塘处处理理污污水，则可以有明显的环境效益、社会效益和经济效益。水，则可以有明显的环境效益、社会效益和经济效益。第5页，共34页，编辑于2022年，星期一二、好氧塘二、好氧塘1 1好氧塘的种类好氧塘的种类好氧塘有高负荷好氧塘高负荷好氧塘、普通好氧塘普通好氧塘和深度处理好氧塘深度处理好氧塘等三种。(1)(1)高高负负荷荷好好氧氧塘塘 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)(2)普普通通好好氧氧塘塘 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，塘的水深较高负荷好

6、氧塘大，水力停留时间较长。(3)(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，塘的水深较高负荷好氧塘大。第6页，共34页，编辑于2022年，星期一2 2好氧塘基本工作原理好氧塘基本工作原理 如图7-1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，塘表面还存在自然复氧，两者使塘水呈好氧状态。塘内的好氧型异养细菌利用水中的氧，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。第7页，共34页，编辑于2022年，

7、星期一 3.3.好氧塘内溶解氧和好氧塘内溶解氧和pHpH的变化的变化 藻类光合作用使塘水的溶解氧和pH值呈昼夜变化。白昼白昼，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，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，而细菌降解有机物的代谢没有终止，CO2累积，PH值下降。第8页，共34页，编辑于2022年，星期一 三三、兼性塘兼性塘

8、1 1兼性塘的基本工作原理兼性塘的基本工作原理 兼性塘的有效水深一般为1.02.0m，通常由三层组成，上层好氧区、中层兼性区和底部厌氧区，如图7-2所示。第9页，共34页，编辑于2022年，星期一 好氧区好氧区:对有机污染物的净化机理与好氧塘基本相同。兼兼性性区区:塘水溶解氧较低，且时有时无。这里的微生物是异异养养型型兼兼性性细细菌菌，它们既能利用水中的溶解氧氧化分解有机污染物，也能在无分子氧的条件下进行无氧代谢。厌厌氧氧区区:无溶解氧。可沉物质和死亡的藻类、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

9、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。第10页，共34页，编辑于2022年，星期一四四、厌氧塘厌氧塘1 1厌氧塘的基本工作原理厌氧塘的基本工作原理 厌厌氧氧塘塘对对有有机机污污染染物物的的降降解解，是是由由两类厌氧菌通通过过产酸发酵和和甲烷发酵两两阶阶段段来来完完成成的的。即即先先由由兼性厌氧产酸菌将将复复杂杂的的有有机机物物水水解解,转转化化为为简简单单的的有有机机物物(如如有有机机酸酸、醇醇、醛醛等等)，再再由由绝对厌氧菌(甲烷菌)将有有机机酸酸转转化化为为

10、甲甲烷烷和和二二氧氧化化碳碳等等。应应控控制制塘塘内内的的有有机机酸酸浓浓度度在在3000 3000 mg/Lmg/L以以下下，pHpH值值为为6.56.57.57.5，进进水水的的BOD5:N:PBOD5:N:P兰兰100:2.5:1100:2.5:1，硫硫酸盐浓度应小于酸盐浓度应小于500mg/L500mg/L，以使厌氧塘能正常运行。，以使厌氧塘能正常运行。第11页，共34页，编辑于2022年，星期一五、曝气塘五、曝气塘曝气塘是在塘面上安装有人工曝气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(图图7-4)7-4)。曝气塘有两种类型：曝气塘有两种类型：完全混合曝气塘；完全混合曝气

11、塘；部分混合曝气塘。部分混合曝气塘。第12页，共34页，编辑于2022年，星期一2 2厌氧塘的设计和应用厌氧塘的设计和应用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。(1)(1)有机负荷有机负荷 有机负荷的表示方法有三种：BOD5表面负荷(kgBOD5/had)、BOD5容积负荷(kgBOD5m3d)、VSS容积负荷(kgVSS/m3d)。我国采用BOD5表面负荷。处理城市污水的建议负荷值为200600kgBOD5/had。对于工业废水，设计负荷应通过试验确定。(2)(2)池池型型 厌氧塘一般为矩形，长宽比为2:12.5:1。单塘面积不大于4ha。塘的有效水深一般为2.04.5m，储

12、泥深度大于0.5m，超高为0.61.0m。(3)(3)厌氧塘的进水口离塘底0.61.0m，出水口离水面的深度应大于0.6m(图7-3)。使塘的配水和出水较均匀，进、出口的个数均应大于两个。由于厌氧塘的处理效果不高，出水BOD5浓度仍然较高不能达到二级处理水平，因此厌氧塘一般作为其他处理设备的前处理单元。第13页，共34页，编辑于2022年，星期一五、曝气塘五、曝气塘曝气塘曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘(图7-4)。曝气塘有两种类型：完全混合曝气塘；完全混合曝气塘；部分混合曝气塘。部分混合曝气塘。第14页，共34页，编辑于2022年，星期一 曝曝气气塘塘内生长有活性污泥，污泥可回流也

13、可不回流，有污泥回流的曝气塘实质上是活性污泥法的一种变型。微生物生长的氧氧源源来自人工曝气和表面复氧，以人工曝气为主。曝气设备一般采用表面曝气机，也可用鼓风曝气。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。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。曝气塘的水力停留时间为310d，有效水深为26m。第15页，共34页，编辑于2022年，星期一六、稳定塘系统的设计要点

14、六、稳定塘系统的设计要点(1)1)塘的位置塘的位置 稳稳定定塘塘应应设设在在居居民民区区下下风风向向200 200 m m以以外外，以以防防止止塘散发的臭气影影响响居居民民区区。此此外外，塘塘不不应应设设在在距距机机场场2km2km以以内内的的地地方方，以以防防止止鸟鸟类类(如如水水鸥鸥)到到塘塘中中觅觅食食、聚聚集集，对对飞飞机机航航行构成危险。行构成危险。(2)2)防止塘体损害防止塘体损害 为为防防止止浪浪的的冲冲刷刷，塘塘的的衬衬砌砌应应在在设设计计水水位位上上下下各各0.5 0.5 m m以以上上。若若需需防防止止雨雨水水冲冲刷刷时时，塘塘的的衬衬砌砌应应做做到到堤堤顶顶。，衬衬砌砌方

15、方法法有有干干砌砌块块石石、浆浆砌砌块块石石和和混混凝凝土土板板等。等。(3)(3)塘体防渗塘体防渗 稳稳定定塘塘渗渗漏漏可可能能污污染染地地下下水水源源；若若塘塘出出水水考考虑虑再再回回用用，则则塘塘体体渗渗漏漏会会造造成成水水资资源源损损失失，因因此此，塘塘体体防防渗渗是是十十分分重重要要的的。防防渗渗方方法法有有素土夯实、沥青防渗衬面、膨润土防渗衬面和和塑料薄膜防渗衬面等。等。(4)(4)塘的进出口塘的进出口 进进出出口口的的形形式式对对稳稳定定塘塘的的处处理理效效果果有有较较大大的的影影响响。设设计计时时应应注注意意配配水水、集集水水均均匀匀，避避免免短短流流、沟沟流流、及及混混合合死

16、死区区。主主要要措措施施为为采采用用多多点点进进水水和和出出水水；进进口口、出出口口之之间间的的直直线线距距离离尽尽可可能大；进口、出口的方向避开当地主导风向。能大；进口、出口的方向避开当地主导风向。第16页，共34页，编辑于2022年，星期一第二节第二节 污水土地处理污水土地处理一、概述一、概述 污污水水土土地地处处理理:利利用用土土壤壤微微生生物物植植物物组组成成的的生生态态系系统统使使污污水水中中的的污污染染物物净净化化的的处处理理方方法法。在在使使污污染染物物得得以以净净化化的的同同时时，水水中中的的营营养养物物质质和和水水分分也也得得以以循循环环利利用用。因因此此，土地处理是使污水资

17、源化、无害化和稳定化的处理利用系统。土地处理是使污水资源化、无害化和稳定化的处理利用系统。土地处理技术的分类：土地处理技术的分类：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地和地下渗滤系统慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地和地下渗滤系统。土地处理系统的组成：土地处理系统的组成：由污水预处理设施，污水调节和储存设施，污水的输送、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统等五部分组成。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。第17页，共34页，编辑于2022年，星期一二、土地处理系统的净化机理二、土地处理系统的净化机理 污

18、水土地处理系统的净净化化机机理理包含了物理过滤、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。主要污染物的去除途径如下：主要污染物的去除途径如下：1 1BODBOD的去除的去除 BOD大部分是在土壤表层土中去除的。土壤中含有大量的种类繁多的异养型微生物，它们能对被过滤、截留在土壤颗粒空隙间的悬浮有机物和溶解有机物进行生物降解，并合成微生物新细胞。当处理水的BOD负荷超过土壤微生物分解BOD的生物氧化能力时，会引起厌氧状态或土壤堵塞。第18页，共34页，编辑于2022年，星期一2 2磷和氮的去除磷和氮的去除 在土地处理中，磷磷主要是通过植物吸收，化学反应和沉淀

19、(与土壤中的钙、铝、铁等离子形成难溶的磷酸盐)，物理吸附和沉积(土壤中的黏土矿物对磷酸盐的吸附和沉积)，物理化学吸附(离子交换、络合吸附)等方式被去除。其去除效果受土壤结构、阳离子交换容量、铁铝氧化物和植物对磷的吸收等因素影响。氮氮主要是通过植物吸收，微生物脱氮(氨化、硝化、反硝化)，挥发、渗出(氨在碱性条件下逸出、硝酸盐的渗出)等方式被去除。其去除率受作物的类型、生长期、对氮的吸收能力，以及土地处理系统的工艺等因素影响。第19页，共34页，编辑于2022年，星期一3 3悬浮物质的去除悬浮物质的去除 污水中的悬悬浮浮物物质质是依靠作物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

20、隙的形状、大小、分布和水流通道，以及悬浮物的性质、大小和浓度等都影响对悬浮物的截留过滤效果。若悬浮物浓度太高、颗粒太大会引起土壤堵塞。4 4病原体的去除病原体的去除 污水经土壤过滤后，水中大部分的病菌和病毒可被去除，去除率可达9297。5 5重金属的去除重金属的去除 重金属的去除主要是通过物理化学吸附物理化学吸附，化学反应与沉淀化学反应与沉淀等途径被去除的。重金属离子在土壤胶体表面进行阳离子交换而被置换、吸附，并生成难溶性化合物被固定于矿物晶格中；重金属与某些有机物生成可吸性螯合物被固定于矿物晶格中；重金属离子与土壤的某些组分进行化学反应，生成金属磷酸盐和有机重金属等沉积于土壤中。第20页，共

21、34页，编辑于2022年，星期一三、土地处理基本工艺三、土地处理基本工艺1 1慢速渗滤系统慢速渗滤系统 慢速渗滤系统适适用用于于渗水性良好的土壤、砂质土壤及蒸发量小、气候润湿的地区。废水经喷灌或面灌后垂直向下缓慢渗滤，土地净化田上种作物，这些作物可吸收污水中的水分和营养成分，通过土壤一微生物一作物对污水进行净化，部分污水蒸发和渗滤(见图7-6)。慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，渗滤速度慢，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。其主要控制因素为：灌水率、灌水方式、作物选择和预处理等。第21页，共34页，编辑于2022年，星期一2 2快速渗滤系统快速渗滤系统 快速渗

22、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。适用于渗透性非常良好的土壤，如砂土、砾石性砂土等。污水灌至快速渗滤田表面后很快下渗进入地下，并最终进人地下水层。灌水与休灌反复循环进行，使滤田表层土壤处于厌氧一好氧交替运行状态，依靠土壤微生物将被土壤截留的溶解性和悬浮有机物进行分解，使污水得以净化。第22页，共34页，编辑于2022年，星期一3 3地表漫流系统地表漫流系统 地表漫流系统适用于渗透性低的黏土或亚黏土，地面最佳坡度为28。废水以喷灌法或漫灌(淹灌)法有控制地分布在地面上均匀的漫流，流向设在坡脚的集水渠，在流行过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

23、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(图7-8)。第23页，共34页，编辑于2022年，星期一4 4湿地处理系统湿地处理系统第24页，共34页，编辑于2022年，星期一第25页，共34页，编辑于2022年，星期一四土地处理的工艺选择和设计参数四土地处理的工艺选择和设计参数第26页，共34页，编辑于2022年，星期一第27页，共34页，编辑于2022年，星期一第28页，共34页，编辑于2022年，星期一五小区生态处理系统五小区生态处理系统第29页，共34页，编辑于2022年，星期一第30页，共34页，编辑于2022年，星期一ETSETS生态湿地处理系统生态湿地处理系统第31页，共34页，编辑于2022年，星期一第32页，共34页，编辑于2022年，星期一第33页，共34页，编辑于2022年，星期一第34页，共34页，编辑于2022年，星期一