第六章污水半自然處理系統(tǒng)

1、第第六六章章 廢水天然生物處理工藝廢水天然生物處理工藝第一節(jié)第一節(jié) 廢水的穩(wěn)定塘處理工藝廢水的穩(wěn)定塘處理工藝第二節(jié)第二節(jié) 廢水的土地處理工藝廢水的土地處理工藝第一節(jié)第一節(jié) 廢水的穩(wěn)定塘處理工藝廢水的穩(wěn)定塘處理工藝一、概述一、概述l 穩(wěn)定塘穩(wěn)定塘Stabilization Ponds； 舊稱氧化塘舊稱氧化塘Oxidation Ponds；l 始于始于20世紀(jì)初；世紀(jì)初； 到到20世紀(jì)世紀(jì)5060年代時，發(fā)展較快；年代時，發(fā)展較快； 目前，在美、加、澳等有一定發(fā)展；目前，在美、加、澳等有一定發(fā)展；l 我國有政策規(guī)定：我國有政策規(guī)定：“城市廢水處理，應(yīng)推行廢水處理廠與氧城市廢水處理，應(yīng)推行廢水處理廠

2、與氧化塘、土地處理系統(tǒng)相結(jié)合的政策化塘、土地處理系統(tǒng)相結(jié)合的政策”；l 1985年，年，38座；座；1988年，年，80多座；多座；1990年，年，113座，處理座，處理水量水量190萬萬m3/d；l 多用于處理中、小城鎮(zhèn)的生活廢水。多用于處理中、小城鎮(zhèn)的生活廢水。l 穩(wěn)定塘內(nèi)的生物學(xué)過程穩(wěn)定塘內(nèi)的生物學(xué)過程 菌藻共生系統(tǒng)菌藻共生系統(tǒng), 藻類提供氧氣，細(xì)菌對有機物進(jìn)行分解；藻類提供氧氣，細(xì)菌對有機物進(jìn)行分解；穩(wěn)定塘優(yōu)缺點A. 優(yōu)點優(yōu)點： 在條件合適時，基建投資少；在條件合適時，基建投資少； 運行管理簡單，耗能少，運行費用低運行管理簡單，耗能少，運行費用低(活性污泥法活性污泥法1/31/5)；

3、可進(jìn)行綜合利用，形成復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，可產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟、可進(jìn)行綜合利用，形成復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，可產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。環(huán)境和社會效益。二、好氧塘二、好氧塘 定義： 全塘皆為好氧區(qū)； 塘深較淺，陽光可以達(dá)到塘底。 分類： 普通好氧塘 高負(fù)荷好氧塘 深度處理好氧塘好氧塘工作原理示意圖好氧塘工作原理示意圖 A. 高負(fù)荷好氧塘高負(fù)荷好氧塘：l 有機負(fù)荷較高，有機負(fù)荷較高，HRT較短；較短；l 出水中藻類含量高；出水中藻類含量高；l 運行技術(shù)較復(fù)雜，只適用于氣候溫暖且陽光充足的運行技術(shù)較復(fù)雜，只適用于氣候溫暖且陽光充足的地區(qū)；地區(qū)；l 處理廢水的同時又產(chǎn)生藻類。處理廢水的同時又產(chǎn)生藻類。二、好氧塘二、

4、好氧塘B. 普通好氧塘普通好氧塘：二、好氧塘二、好氧塘二、好氧塘二、好氧塘3、應(yīng)用：、應(yīng)用： 好氧塘多應(yīng)用于串聯(lián)在其它穩(wěn)定塘后做進(jìn)一步處理，一好氧塘多應(yīng)用于串聯(lián)在其它穩(wěn)定塘后做進(jìn)一步處理，一般不用于單獨處理。般不用于單獨處理。二、好氧塘二、好氧塘 主要尺寸：主要尺寸：(1)長寬比：多采用矩形塘，長寬比：多采用矩形塘，L : W = 3 : 1 4 : 1(2)塘深（有效水深）：塘深（有效水深）： 高負(fù)荷好氧塘：高負(fù)荷好氧塘：0.30.45m； 普通好氧塘：普通好氧塘：0.51.5m； 深度處理好氧塘：深度處理好氧塘：0.51.5m； 超高：超高：0.61.0m(3)堤坡：塘內(nèi)坡坡度堤坡：塘內(nèi)坡

5、坡度1 : 2 1 : 3（垂直：水平）；塘外坡坡（垂直：水平）；塘外坡坡度度1 : 2 1 : 5(4)單塘面積：單塘面積： 單塘面積介于單塘面積介于0.84.0104m2；好氧塘不少于；好氧塘不少于3座座(至少至少2座座)好氧塘的典型設(shè)計參數(shù)好氧塘的典型設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)高負(fù)荷好氧塘高負(fù)荷好氧塘普通好氧塘普通好氧塘深度處理好氧深度處理好氧塘塘BOD表面負(fù)荷表面負(fù)荷(kg/104m2.d)8016040120 1510 150 10-10 0-20 -10 -20701005070305020301020 10不小于7207402012040150120180150四、厭氧塘四、厭氧塘

6、1、定義：、定義： 有機負(fù)荷高，整個塘無好氧區(qū)；有機負(fù)荷高，整個塘無好氧區(qū)； 常置于塘系統(tǒng)的首端，以承擔(dān)較高的常置于塘系統(tǒng)的首端，以承擔(dān)較高的BOD負(fù)荷。負(fù)荷。2、預(yù)處理要求：應(yīng)設(shè)置格柵、預(yù)處理要求：應(yīng)設(shè)置格柵(20mm)；應(yīng)設(shè)置沉砂池；如；應(yīng)設(shè)置沉砂池；如必要，應(yīng)設(shè)置除油池。必要，應(yīng)設(shè)置除油池。3、進(jìn)水水質(zhì)要求：、進(jìn)水水質(zhì)要求： 進(jìn)水水質(zhì)與傳統(tǒng)二級處理的要求相同；進(jìn)水水質(zhì)與傳統(tǒng)二級處理的要求相同； 進(jìn)水硫酸鹽濃度不宜大于進(jìn)水硫酸鹽濃度不宜大于500mg/L； 進(jìn)水進(jìn)水BOD5 : N : P = 100 : 2.5 : 14、厭氧塘的構(gòu)造及主要尺寸(1)長寬比：一般為矩形，長寬比為22.5:

7、1(2)深度：有效水深：2.04.5m(2.55.0m)；儲泥厚度：0.5m；超高：0.61.0m(3)堤坡：堤內(nèi)坡度1.5:11:3；堤外坡度：1:21:4(4)進(jìn)出水口：厭氧塘進(jìn)口設(shè)在底部，高出塘底0.61.0m；出水管應(yīng)在水面下，淹沒深度不小于0.6m；應(yīng)在浮渣層或冰凍層以下；進(jìn)口和出口均不得少于兩個。(5)塘數(shù)及單塘面積：至少應(yīng)有兩座，可并聯(lián)；單塘面積0.84104m2。厭氧塘示意圖厭氧塘示意圖5 5、厭氧塘的設(shè)計方法、厭氧塘的設(shè)計方法 l 多采用有機負(fù)荷法 l BOD5表面負(fù)荷，單位：(BOD5/104m2d) 我國厭氧塘的最大容許負(fù)荷： 北方: 300kgBOD5/(104m2d)

8、； 南方: 800kgBOD5/(104m2d)五、曝氣塘五、曝氣塘1、定義： l 曝氣塘采用人工曝氣供氧，表面葉輪或鼓風(fēng)曝氣：l 完全混合曝氣塘；l 部分混合曝氣塘。2 2、曝氣塘的、曝氣塘的基本要求(1) 完全混合曝氣塘的出水經(jīng)沉淀后污泥可回流；完全混合曝氣塘的出水經(jīng)沉淀后污泥可回流；(2) 沉淀是曝氣塘的必要組成部分；沉淀是曝氣塘的必要組成部分；(3) BOD5表面負(fù)荷為表面負(fù)荷為130kgBOD5/(104m3d)；(4) HRT為為310d；(5) 有效水深為有效水深為26m；(6) 一般不少于一般不少于3座，通常按串聯(lián)方式運行；座，通常按串聯(lián)方式運行；(7) 多采用表面曝氣機曝氣，

9、北方則多采用鼓風(fēng)曝氣。多采用表面曝氣機曝氣，北方則多采用鼓風(fēng)曝氣。六、穩(wěn)定塘的常用工藝流程1、 處理城市廢水的傳統(tǒng)工藝流程好氧塘好氧塘進(jìn)水進(jìn)水出水出水單塘系統(tǒng)單塘系統(tǒng)六、穩(wěn)定塘的常用工藝流程兼性塘兼性塘進(jìn)水進(jìn)水出水出水雙塘系統(tǒng)雙塘系統(tǒng)好氧塘好氧塘1、處理城市廢水的傳統(tǒng)工藝流程六、穩(wěn)定塘的常用工藝流程2、有厭氧塘的工藝流程兼性塘兼性塘進(jìn)水進(jìn)水出水出水三塘系統(tǒng)三塘系統(tǒng)好氧塘好氧塘厭氧塘厭氧塘六、穩(wěn)定塘的常用工藝流程3、有曝氣塘工藝流程曝氣塘曝氣塘進(jìn)水進(jìn)水出水出水沉淀池沉淀池六、穩(wěn)定塘的常用工藝流程曝氣塘曝氣塘進(jìn)水進(jìn)水出水出水曝氣塘與兼性塘的組合系統(tǒng)曝氣塘與兼性塘的組合系統(tǒng)兼性塘兼性塘3、有曝氣塘工

10、藝流程兼性塘兼性塘六、穩(wěn)定塘的常用工藝流程4、多塘串聯(lián)工藝兼性塘兼性塘進(jìn)水進(jìn)水出水出水多塘系統(tǒng)多塘系統(tǒng)好氧塘好氧塘厭氧塘厭氧塘消毒消毒沉砂池沉砂池六、穩(wěn)定塘的常用工藝流程兼性塘兼性塘進(jìn)水進(jìn)水出水出水多塘系統(tǒng)多塘系統(tǒng)好氧塘好氧塘消毒消毒沉砂池沉砂池4、多塘串聯(lián)工藝第二節(jié)第二節(jié) 廢水的土地處理工藝廢水的土地處理工藝一、概述一、概述1、定義：、定義： 在人工調(diào)控和系統(tǒng)自我調(diào)控的條件下，利用在人工調(diào)控和系統(tǒng)自我調(diào)控的條件下，利用土壤土壤微微生物生物植物植物組成的生態(tài)系統(tǒng)對廢水中的污染物進(jìn)行一系列組成的生態(tài)系統(tǒng)對廢水中的污染物進(jìn)行一系列物理的、化學(xué)的和生物的凈化過程，使廢水得到凈化；并通物理的、化學(xué)的和

11、生物的凈化過程，使廢水得到凈化；并通過系統(tǒng)內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)和水分的循環(huán)利用，使綠色植物生長繁殖，過系統(tǒng)內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)和水分的循環(huán)利用，使綠色植物生長繁殖，從而實現(xiàn)廢水的資源化、無害化和穩(wěn)定化，這樣的一個生態(tài)從而實現(xiàn)廢水的資源化、無害化和穩(wěn)定化，這樣的一個生態(tài)系統(tǒng)工程，稱為廢水土地處理系統(tǒng)。系統(tǒng)工程，稱為廢水土地處理系統(tǒng)。2 2、歷史和現(xiàn)狀、歷史和現(xiàn)狀 l 歷史悠久； l 發(fā)展迅速： 1987年美國有4000多座土地處理系統(tǒng)； 原蘇聯(lián)3.6%的城市廢水處理系統(tǒng)是土地處理系統(tǒng)； 澳大利亞5%的城市廢水處理系統(tǒng)是土地處理系統(tǒng)。3、廢水灌溉與土地處理的對比、廢水灌溉與土地處理的對比二、系統(tǒng)的組成、作用機理與工藝

12、分類二、系統(tǒng)的組成、作用機理與工藝分類1、系統(tǒng)的組成：、系統(tǒng)的組成：l 廢水的預(yù)處理設(shè)施；l 廢水的調(diào)節(jié)與貯存設(shè)施； l 廢水的輸送、布水及控制系統(tǒng)；l 凈化出水的收集與利用系統(tǒng)2、凈化機理：、凈化機理：1)物理過濾物理過濾：土壤顆粒間的孔隙能截留，濾除廢水中的懸浮顆粒；2)物理吸附物理吸附和物理沉積物理沉積： 土壤中粘土礦物具有吸附功能； 廢水中的部分重金屬離子可能會由于被吸附、被置換而沉積于土壤中。二、系統(tǒng)的組成、作用機理與工藝分類二、系統(tǒng)的組成、作用機理與工藝分類3) 物理化學(xué)吸附：物理化學(xué)吸附： l金屬離子與土壤中無機或有機膠體反應(yīng)形成螯合物； l有機物與無機物反應(yīng)生成復(fù)合物； l重金

13、屬離子由于陽離子交換而被置換吸附； l生成非溶性化合物。二、系統(tǒng)的組成、作用機理與工藝分類二、系統(tǒng)的組成、作用機理與工藝分類4) 化學(xué)反應(yīng)與沉淀：化學(xué)反應(yīng)與沉淀： 如廢水中的磷與土壤中的鈣、鋁、鐵等離子形成難溶的磷酸鹽而被去除5) 微生物的代謝與分解：微生物的代謝與分解： l異養(yǎng)型微生物； l 厭氧微生物； l硝化菌、反硝化菌等二、系統(tǒng)的組成、作用機理與工藝分類二、系統(tǒng)的組成、作用機理與工藝分類3、基本工藝類型、基本工藝類型 l l 慢速滲濾；慢速滲濾； l l 快速滲濾快速滲濾； l l 地表漫流地表漫流； l l 濕地系統(tǒng)濕地系統(tǒng)； l l 地下滲濾系統(tǒng)地下滲濾系統(tǒng)二、系統(tǒng)的組成、作用機理

14、與工藝分類二、系統(tǒng)的組成、作用機理與工藝分類三、慢速滲濾系統(tǒng)三、慢速滲濾系統(tǒng)1、概述：l 該系統(tǒng)適用于滲水性能良好滲水性能良好的壤土、砂質(zhì)壤土以及蒸發(fā)量小、氣候濕潤的地區(qū)；l 廢水經(jīng)面灌或噴灌后垂直向下緩慢滲濾，其上可適當(dāng)種植農(nóng)作物；l 該系統(tǒng)可充分利用廢水中的水分及營養(yǎng)成分，并藉土壤微生物農(nóng)作物復(fù)合系統(tǒng)對污水進(jìn)行凈化，部分污水被蒸發(fā)和滲濾；l 使用壽命長。慢速滲濾系統(tǒng)示意圖慢速滲濾系統(tǒng)示意圖 三、慢速滲濾系統(tǒng)三、慢速滲濾系統(tǒng)2、工藝目標(biāo)： 處理廢水； 利用水和營養(yǎng)物質(zhì)生產(chǎn)農(nóng)作物； 節(jié)省優(yōu)質(zhì)清潔水三、慢速滲濾系統(tǒng)三、慢速滲濾系統(tǒng)3、工藝性能：、工藝性能： 廢水投配負(fù)荷一般較低，由于滲濾速度慢，

15、廢水在表層廢水投配負(fù)荷一般較低，由于滲濾速度慢，廢水在表層土壤（含大量微生物土壤（含大量微生物)中的停留時間長，廢水凈化效率中的停留時間長，廢水凈化效率高，出水水質(zhì)好。高，出水水質(zhì)好。三、慢速滲濾系統(tǒng)三、慢速滲濾系統(tǒng)4、預(yù)處理要求：、預(yù)處理要求： 一級處理：初次沉淀或酸化(水解)池處理； 二級處理：穩(wěn)定塘或傳統(tǒng)二級生物處理。5、作物選擇：、作物選擇： 處理廢水為目標(biāo)時，可選多年生牧草，其生長期長，對氧利用率高，忍受水力負(fù)荷能力強； 種植谷物則應(yīng)以利用、生產(chǎn)為主，對廢水的調(diào)蓄應(yīng)加強管理； 四、快速滲濾系統(tǒng)四、快速滲濾系統(tǒng)l凈化機理類似于間歇“生物砂濾器”；l適用于透水性非常良好的土壤，如砂土、壤

16、土砂或砂壤土等；l廢水周期性地布水(投配或灌入)和落干(休灌)，使快速滲濾池的表層土壤處于厭氧、好氧交替運行的狀態(tài)，藉不同種群的微生物分解降解廢水中的有機物，好氧厭氧交替運行有利于去除N、P；l該系統(tǒng)的有機負(fù)荷與水力負(fù)荷比其他土地處理工藝明顯地高得多，但其凈化效率仍很高?？焖贊B濾系統(tǒng)示意快速滲濾系統(tǒng)示意圖圖a. 補給地下水；補給地下水；b. 由地下排水管收集處理水；由地下排水管收集處理水；c. 由井群收集處理水由井群收集處理水四、快速滲濾系統(tǒng)四、快速滲濾系統(tǒng)1、工藝特點： l可將凈化水補給地下水； l可藉井或地下集水管回收凈化水； 四、快速滲濾系統(tǒng)四、快速滲濾系統(tǒng)2、工藝性能：l 可直接采用快

17、速滲濾系統(tǒng)處理一級處理(或酸化池)出水：l 系統(tǒng)對污染物的去除率高：COD90%，BOD595%，SS98%；l 系統(tǒng)出水的COD40mg/L，BOD510mg/L；l 耐沖擊負(fù)荷能力強；l 具有脫氮功能。四、快速滲濾系統(tǒng)四、快速滲濾系統(tǒng)3、預(yù)處理要求l一般情況下，一級處理即可；l若對出水水質(zhì)要求高或濾速較高，則應(yīng)以二級處理作為預(yù)處理。五、地表漫流系統(tǒng)五、地表漫流系統(tǒng)l將廢水投配到多年生牧草、坡度和緩、土壤滲透性差的坡面上，廢水在沿坡面緩慢流動的過程中得到凈化；l其凈化機制類似于固定膜生物處理法；l適用于土壤滲透性低的粘土、亞粘土。地表漫流系統(tǒng)示意圖地表漫流系統(tǒng)示意圖五、地表漫流系統(tǒng)五、地表漫

18、流系統(tǒng)工藝特點： l廢水要求預(yù)處理(如格柵、篩濾)后進(jìn)入系統(tǒng)，出水水質(zhì)相當(dāng)于傳統(tǒng)生物處理后的出水； l對BOD、SS、N的去除率較高； l在處理廢水的同時，可收獲作物六、濕地系統(tǒng)六、濕地系統(tǒng)(Wet Land)l利用濕地和沼澤地處理污水的方法為濕地系統(tǒng)；l 污水處理濕地系統(tǒng)可以是天然濕地，也可是人工濕地。l 人工濕地是經(jīng)人工選擇基質(zhì)和植物種類構(gòu)造而成的專門用于污水處理的一種土地處理系統(tǒng)濕地系統(tǒng)示意圖濕地系統(tǒng)示意圖七、地下滲濾系統(tǒng)七、地下滲濾系統(tǒng)1、定義 將廢水投配到具有一定構(gòu)造、距地面約0.5m深，有良好滲透性土地層中，藉毛管浸潤和土壤滲濾作用，使廢水向四周擴散，通過過濾、沉淀、吸附、生物降解等過程使廢水得到凈化； 適用于分散的居民點2、工藝特點：