自然生物處理系統(tǒng)

自然生物處理系統(tǒng)第一頁(yè)，共124頁(yè)。第十六章自然生物處理系統(tǒng)第二頁(yè)，共124頁(yè)。第十六章自然生物處理系統(tǒng)污水自然生物處理系統(tǒng)凈化污水主要是利用土壤淺表層和自然水體的物理、化學(xué)和生物作用，與常規(guī)處理技術(shù)相比，具有工藝簡(jiǎn)便、操作管理方便、建設(shè)投資（1／2—1／3）和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用（1／2—1／10）省的特點(diǎn)，且凈化效果良好，凈化水質(zhì)可達(dá)二級(jí)以上處理水平。分為穩(wěn)定塘系統(tǒng)和土地處理系統(tǒng)。穩(wěn)定塘系統(tǒng)（Aquatic

Systems）是通過(guò)水—水生生物系統(tǒng)（菌藻共生系統(tǒng)和水生生物系統(tǒng)）對(duì)污水進(jìn)行自然處理。土地處理系統(tǒng)（Soilbased

System）是利用土壤—微生物—植物系統(tǒng)的陸地生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)控機(jī)制和對(duì)污染物的綜合凈化功能，對(duì)污水進(jìn)行凈化。

第三頁(yè)，共124頁(yè)。16.1穩(wěn)定塘的基本原理16.1.1概述16.1.2穩(wěn)定塘的凈化機(jī)理16.1.3穩(wěn)定塘凈化過(guò)程的影響因素16.1.4穩(wěn)定塘系統(tǒng)的典型處理流程16.1.5穩(wěn)定塘處理技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)第四頁(yè)，共124頁(yè)。16.1.1概述穩(wěn)定塘（StabilizationPonds，簡(jiǎn)寫(xiě)SP），又稱氧化塘（OxidationPonds），又名生物塘。

穩(wěn)定塘是經(jīng)過(guò)人工適當(dāng)修整或人工修建的設(shè)圍堤和防滲層的污水池塘，主要依靠自然生物凈化功能使污水得到凈化的一種污水生物處理技術(shù)。

穩(wěn)定塘有多種分類方式：通常按工作原理分為4種：好氧塘（AerobicPond）；兼性塘（FacultativePond）；厭氧塘（AnaerobicPond）；曝氣塘（AeratedPond）根據(jù)塘的功能分為：熟化塘和生態(tài)塘；根據(jù)處理水的出水方式分為：連續(xù)出水塘、控制出水塘和完全貯存塘等。第五頁(yè)，共124頁(yè)。概述第六頁(yè)，共124頁(yè)。概述（1）好氧塘（

AerobicPond

）

深度較淺，<0.5m，陽(yáng)光能夠透入塘底，主要由藻類供氧，全部塘水都呈好氧狀態(tài)，由好氧微生物起有機(jī)污染物的降解與污水的凈化作用。

（2）兼性塘（FacultativePond）

塘水較深，一般在1.0m以上，從塘面到0.5m左右呈好氧狀態(tài)；塘底為沉淀污泥，處于厭氧狀態(tài)，進(jìn)行厭氧發(fā)酵，介于好氧與厭氧之間的是隨晝夜變化的兼性區(qū)，存活大量的兼性微生物。兼性塘的污水凈化是由好氧、兼性、厭氧微生物協(xié)同完成的。

兼性塘是城市污水處理最常用的一種穩(wěn)定塘。第七頁(yè)，共124頁(yè)。第八頁(yè)，共124頁(yè)。概述（3）厭氧塘（

AnaerobicPond）

塘水深度一般在2.0m以上，有機(jī)負(fù)荷高，整個(gè)塘水基本呈厭氧狀態(tài)，塘中進(jìn)行厭氧水解、產(chǎn)酸、產(chǎn)甲烷全過(guò)程。凈化速度慢，污水停留時(shí)間長(zhǎng)。

厭氧穩(wěn)定塘一般用作為高濃度有機(jī)廢水的首級(jí)處理工藝，后續(xù)還應(yīng)設(shè)兼性塘、好氧塘甚至深度處理塘。

（4）曝氣塘（

AeratedPond）

塘深在2.0m以上，由表面曝氣器供氧，并對(duì)塘水進(jìn)行攪動(dòng)，在曝氣條件下，藻類的生長(zhǎng)與光合作用受到抑制。

曝氣塘又可分為好氧曝氣塘及兼性曝氣塘兩種。好氧曝氣塘與活性污泥處理法中的延時(shí)曝氣法相近。第九頁(yè)，共124頁(yè)。概述控制出水塘：人為地控制塘的出水，在年內(nèi)的某個(gè)時(shí)期內(nèi)，如結(jié)冰期，塘內(nèi)只有污水流入，而無(wú)處理水流出，此時(shí)塘可起蓄水作用。在某個(gè)時(shí)期內(nèi)，如在灌溉季節(jié)，又將塘水大量排出，出水量遠(yuǎn)超過(guò)進(jìn)水量。需要有較多土地的地方。貯存塘：即只有進(jìn)水而無(wú)處理水排放的穩(wěn)定塘，主要依靠蒸發(fā)和微量滲透來(lái)調(diào)節(jié)塘容。這種穩(wěn)定塘需要的水面積很大，只適用于蒸發(fā)率高的地區(qū)。國(guó)內(nèi)應(yīng)用少。第十頁(yè)，共124頁(yè)。16.1.2穩(wěn)定塘的凈化機(jī)理1.穩(wěn)定塘生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定塘生態(tài)系統(tǒng)由生物和非生物兩部分構(gòu)成。生物部分主要有：細(xì)菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物、高等水生植物及水生動(dòng)物；非生物部分包括：光照、風(fēng)力、溫度、有機(jī)負(fù)荷、pH值、溶解氧、二氧化碳、氮和磷等營(yíng)養(yǎng)元素。

第十一頁(yè)，共124頁(yè)。穩(wěn)定塘的凈化機(jī)理第十二頁(yè)，共124頁(yè)。穩(wěn)定塘的凈化機(jī)理2.穩(wěn)定塘對(duì)污水的凈化作用

穩(wěn)定塘在下面5個(gè)方面對(duì)污染物產(chǎn)生凈化作用（1）稀釋作用

（2）沉淀和絮凝作用

（3）好氧微生物的代謝作用

（4）浮游生物的作用

（5）水生維管束植物的作用第十三頁(yè)，共124頁(yè)。（1）稀釋作用污水進(jìn)入穩(wěn)定塘后，在風(fēng)力、水流以及污染物的擴(kuò)散作用下，與塘內(nèi)已有塘水進(jìn)行程度的混合，使進(jìn)水得到稀釋，降低了其中各項(xiàng)污染指標(biāo)的濃度。

稀釋作用是一種物理過(guò)程，稀釋作用并沒(méi)有改變污染物的性質(zhì)，但卻為進(jìn)一步的凈化作用創(chuàng)造條件。第十四頁(yè)，共124頁(yè)。（2）沉淀和絮凝作用自然沉淀與絮凝沉淀對(duì)污水在穩(wěn)定塘的凈化過(guò)程中也起一定的作用。

污水進(jìn)入穩(wěn)定塘后，由于流速降低，其所挾帶的懸浮物質(zhì)，在重力作用下，沉于塘底。使污水的各項(xiàng)指標(biāo)都得到降低。

此外，在穩(wěn)定塘的塘水中含有大量的生物分泌物，這些物質(zhì)一般都具有絮凝作用，在它們的作用下，污水中的細(xì)小懸浮顆粒產(chǎn)生了絮凝作用，小顆粒聚集成為大顆粒，沉于塘底成為沉積層。沉積層則通過(guò)厭氧分解進(jìn)行穩(wěn)定。第十五頁(yè)，共124頁(yè)。（3）好氧微生物的代謝作用在兼性塘和好氧塘內(nèi)，絕大部分的有機(jī)污染物是通過(guò)異氧型好氧菌和兼性菌的代謝作用去除的。在兼性塘的塘底沉積層和厭氧塘內(nèi)，厭氧細(xì)菌得以存活，對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行厭氧降解，最終產(chǎn)物主要是甲烷和二氧化碳以及硫醇等。在好氧層或兼性層內(nèi)的難降解物質(zhì)，可沉入塘底，在厭氧微生物的作用下進(jìn)一步降解。第十六頁(yè)，共124頁(yè)。（4）浮游生物的作用在穩(wěn)定塘內(nèi)存活著多種浮游生物，發(fā)揮著各自不同的凈化作用。

藻類的主要功能是供氧，同時(shí)也起到從塘水中去除某些污染物，如氮、磷的作用。

原生動(dòng)物、后生動(dòng)物及枝角類浮游動(dòng)物吞食游離細(xì)菌和細(xì)小的懸浮狀污染物和污泥顆粒，使塘水進(jìn)一步澄清。此外，它們還分泌能產(chǎn)生生物絮凝作用的粘液。底棲動(dòng)物如搖蚊等攝取污泥層中的藻類或細(xì)菌，可使污泥層的污泥數(shù)量減少。

放養(yǎng)的魚(yú)類的活動(dòng)也有助于水質(zhì)凈化，它們捕食微型水生動(dòng)物和殘留了水中的污物。

第十七頁(yè)，共124頁(yè)。（5）水生維管束植物的作用在穩(wěn)定塘內(nèi)，水生維管束植物的凈化起作用：

a．水生植物吸收氮、磷等營(yíng)養(yǎng)，使穩(wěn)定塘去除氮、磷的功能有所提高。

b．水生植物的根部具有富集重金屬的功能，可提高重金屬的去除率。

c．每一株水生植物都象一臺(tái)小供氧機(jī)，向塘水供氧。

d．水生植物的根和莖，為細(xì)菌和微生物提供了生長(zhǎng)介質(zhì)，去除BOD和COD的功能有所提高第十八頁(yè)，共124頁(yè)。16.1.3穩(wěn)定塘凈化過(guò)程的影響因素穩(wěn)定塘凈化過(guò)程的影響因素：

（1）溫度

（2）光照

（3）混合

（4）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

（5）有毒物質(zhì)

（6）蒸發(fā)量和降雨量第十九頁(yè)，共124頁(yè)。（1）溫度溫度對(duì)穩(wěn)定塘凈化功能十分重要，因?yàn)闇囟戎苯佑绊懠?xì)菌和藻類的生命活動(dòng)。

好氧菌能在10～40℃的范圍內(nèi)存活并營(yíng)生命活動(dòng)，其最佳溫度范圍則是25～35℃。

藻類正常的存活溫度范圍是5～40℃，最佳生長(zhǎng)溫度則是30～35℃。在溫度為5～30℃的正常范圍內(nèi)，每升高10℃，微生物的代謝速率將提高一倍。

厭氧菌的存活溫度范圍是15～60℃，其有兩個(gè)適宜溫度，一是33℃左右，一是53℃左右穩(wěn)定塘的熱源變化是太陽(yáng)輻射、進(jìn)水、風(fēng)力、蒸發(fā)等。第二十頁(yè)，共124頁(yè)。（2）光照光是藻類進(jìn)行光合作用的能源，藻類必須獲得足夠的光，才能將各種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞的原生質(zhì)。藻類對(duì)光的利用有一限值，稱為光飽和值。藻類不同，光飽和值也不同，由于日光的強(qiáng)度往往超過(guò)藻類所能利用的光照強(qiáng)度，因此，藻類有從穩(wěn)定塘表面向深層移動(dòng)的習(xí)性，以尋求對(duì)其最適合的光照強(qiáng)度。第二十一頁(yè)，共124頁(yè)。（3）混合進(jìn)水與塘內(nèi)原有塘水的混合，對(duì)充分發(fā)揮穩(wěn)定塘的凈化功能至為重要?；旌夏苁?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)與溶解氧均勻分布，能使有機(jī)物與細(xì)菌充分接觸。

使塘水混合的重要因素是風(fēng)力，風(fēng)力可推動(dòng)塘水和DO從表面水層到塘的一端，并轉(zhuǎn)向塘底，因此，穩(wěn)定塘的塘址一般應(yīng)選在四季都能借助風(fēng)力的場(chǎng)所。當(dāng)穩(wěn)定塘不能借助風(fēng)力，混合情況不佳時(shí)，應(yīng)考慮采取人工攪拌、混合等措施。

第二十二頁(yè)，共124頁(yè)。（4）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)要使穩(wěn)定塘內(nèi)微生物保持正常的生理活動(dòng)，必須充分滿足其所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)元素主要是碳、氮、磷、硫及其他某些微量元素，如鐵、錳、鉀、鋁、鋅、銅等。

正常的細(xì)菌，其原生質(zhì)中含氮量達(dá)11％左右，含磷2％，藻類原生質(zhì)含氮約10％~11％，含磷約2％~3％。

城市污水基本上能夠滿足微生物對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)元素的需要。如氮、磷含量過(guò)多時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致藻類的過(guò)量增殖，這也是應(yīng)當(dāng)避免的。第二十三頁(yè)，共124頁(yè)。（5）有毒物質(zhì)應(yīng)對(duì)穩(wěn)定塘進(jìn)水中的有毒物質(zhì)的濃度加以限制，就此可參考有關(guān)文獻(xiàn)資料

。

（6）蒸發(fā)量和降雨量應(yīng)當(dāng)綜合考慮蒸發(fā)和降雨兩方面的因素。降雨能夠使穩(wěn)定塘中污染物質(zhì)濃度得到稀釋，促進(jìn)塘水混合，但也縮短了污水在搪中的停留時(shí)間。蒸發(fā)的作用則相反，塘的出水量將小于進(jìn)水量，水力停留時(shí)間將大于設(shè)計(jì)值，但塘水中的污染物質(zhì)，如無(wú)機(jī)鹽類的濃度，由于濃縮而有所提高。第二十四頁(yè)，共124頁(yè)。16.1.4穩(wěn)定塘系統(tǒng)的典型處理流程國(guó)內(nèi)外穩(wěn)定塘處理所采用的預(yù)處理工藝包括格柵、沉砂池、沉淀池、除油池，也可采用沉淀塘或厭氧沉淀塘（考慮運(yùn)行幾年可能需要進(jìn)行清塘）。穩(wěn)定塘系統(tǒng)的主要問(wèn)題：停留時(shí)間長(zhǎng)，占地面積大，所以需優(yōu)化塘系統(tǒng)，盡可能提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。穩(wěn)定塘的典型處理流程：預(yù)處理（格柵，沉砂池等）

一級(jí)處理（厭氧塘）二級(jí)處理（兼性塘，好氧塘，曝氣塘，水生植物塘）

三級(jí)處理（養(yǎng)魚(yú)塘，養(yǎng)鴨、土地處理系統(tǒng)等）

補(bǔ)充地下水

第二十五頁(yè)，共124頁(yè)。穩(wěn)定塘系統(tǒng)的典型處理流程我國(guó)常采用的穩(wěn)定塘組合系統(tǒng)如下：（1）在北部干旱地區(qū)的穩(wěn)定塘預(yù)處理

兼性塘

冬季儲(chǔ)存塘或儲(chǔ)流塘

農(nóng)田灌溉注意：有毒有害工業(yè)廢水應(yīng)增加去除有毒物質(zhì)的預(yù)處理；高濃度有機(jī)廢水應(yīng)在兼性塘前增設(shè)厭氧塘。（2）在南部地區(qū)應(yīng)用的穩(wěn)定塘預(yù)處理

水生植物生態(tài)塘

稻田養(yǎng)魚(yú)

出水第二十六頁(yè)，共124頁(yè)。16.1.5穩(wěn)定塘處理技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外：從19世紀(jì)末開(kāi)始使用，50年代后較快發(fā)展。美國(guó)共有穩(wěn)定塘近7000多座，德國(guó)3000多座，法國(guó)2000多座，加拿大1000多座。

各國(guó)的實(shí)踐證明，穩(wěn)定塘能夠有效地用于生活污水、城市污水和各種有機(jī)性工業(yè)廢水的處理。能夠適應(yīng)各種氣候條件，如熱帶、亞熱帶、溫帶甚至于高緯度的寒冷地區(qū)。

穩(wěn)定塘現(xiàn)多作為二級(jí)處理技術(shù)考慮，但它完全可以作為活性污泥法或生物膜法后的深度處理技術(shù)，也可以作為一級(jí)處理技術(shù)。第二十七頁(yè)，共124頁(yè)。穩(wěn)定塘處理技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)：

60年代末開(kāi)始，1988年，我國(guó)已建成并已投入運(yùn)行的穩(wěn)定塘約90座，其中比較著名的有：

1.湖北省鄂城縣以農(nóng)藥廢水為處理對(duì)象的鴨兒湖穩(wěn)定塘；

2.處理城市污水，但污水中工業(yè)廢水比重較大的齊齊哈爾市穩(wěn)定塘、3.山東膠州市穩(wěn)定塘、

4.內(nèi)蒙古滿洲里市穩(wěn)定塘

5.新疆克拉瑪依穩(wěn)定塘等。

第二十八頁(yè)，共124頁(yè)。穩(wěn)定塘處理技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)穩(wěn)定塘所具有的優(yōu)點(diǎn)：

（1）能夠充分利用廢河道、沼澤地、山谷、河漫灘等地形，建設(shè)投資省，基建投資約為常規(guī)污水處理廠的1/2～1/3；（2）運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單；（3）能實(shí)現(xiàn)污水資源化；（4）美化環(huán)境，形成生態(tài)景觀；（5）污泥產(chǎn)生量少，僅為活性污泥法的1/10；（6）適應(yīng)能力和抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，能承受水質(zhì)和水量大范圍的波動(dòng)。第二十九頁(yè)，共124頁(yè)。穩(wěn)定塘處理技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)穩(wěn)定塘具有的弊端：

（1）占地面積大；（2）污水處理效果受季節(jié)、氣溫和光照等影響，在全年內(nèi)不夠穩(wěn)定。（3）防滲處理不當(dāng)，地下水可能遭到污染；（4）容易散發(fā)臭氣和滋生蚊蠅。第三十頁(yè)，共124頁(yè)。穩(wěn)定塘處理技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)近代污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：

（1）由直接利用天然坑洼塘地稍加修整發(fā)展為規(guī)劃化的處理設(shè)施；（2）傳統(tǒng)塘型發(fā)展為各種節(jié)能、高效的新型塘及其組合系統(tǒng)；（3）由單純依靠自然凈化發(fā)展為自然凈化與人工凈化技術(shù)相結(jié)合的工藝形式；（4）由僅有凈化功能的污水處理設(shè)施發(fā)展為具有多種功能的綜合利用的良性生態(tài)系統(tǒng)。第三十一頁(yè)，共124頁(yè)。近代污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：自然生物處理新進(jìn)展：1.水解池-穩(wěn)定塘生物處理系統(tǒng)的新工藝穩(wěn)定塘占地面積大，冬季水溫低，影響處理效果，用水解代替沉淀池作為預(yù)處理構(gòu)筑物，大分子難降解物質(zhì)變成小分子易降解的有機(jī)酸，提高了污水的可生化性，并減少懸浮物。從污泥沉淀角度講，穩(wěn)定塘的底泥來(lái)源主要是進(jìn)水懸浮物和塘中生長(zhǎng)的藻類。水解-穩(wěn)定塘系統(tǒng)能有效地從兩方面加以控制。第三十二頁(yè)，共124頁(yè)。近代污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：2.穩(wěn)定塘的除藻技術(shù)

藻類降解污染是使有機(jī)污染物質(zhì)轉(zhuǎn)移到藻類中，并沒(méi)有最后去除。如果處理不當(dāng)，就會(huì)造二次污染。國(guó)外所采用的除藻技術(shù)有自沉淀、混凝沉淀、氣浮和過(guò)濾等技術(shù)。這里介紹兩種比較有效的方法。

(1)在穩(wěn)定塘的最后一塘放養(yǎng)水生植物。因水生植物覆蓋水面，隔阻光照，藻類不能進(jìn)行正常光合作用，沉淀至塘底，使出水水質(zhì)改善。如放養(yǎng)水葫蘆、浮萍。

(2)氣浮除藻。近年來(lái)通過(guò)對(duì)氣浮設(shè)備的改進(jìn)，使氣浮的處理成本大幅度下降。第三十三頁(yè)，共124頁(yè)。近代污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：3.污水地下滲濾處理技術(shù)

污水在土壤的滲濾作用和毛細(xì)管作用下，污水向四周擴(kuò)散，通過(guò)過(guò)濾、沉淀、吸附和微生物降解，污水得到凈化。稱之為污水地下滲濾處理系統(tǒng)。具有以下特征：(1)整體處理系統(tǒng)都設(shè)于地下，無(wú)損于地面景觀，而且能夠種植綠色桿物，美化環(huán)境。(2)不受外界氣溫變化的影響，或影響較小。(3)易于建設(shè)、維護(hù)、不堵塞、建設(shè)投資少、運(yùn)行費(fèi)用低；(4)對(duì)進(jìn)水負(fù)荷的變化適應(yīng)性較強(qiáng)，耐受沖擊負(fù)荷；(5)如運(yùn)行得當(dāng)，處理水水質(zhì)良好、穩(wěn)定、可回用于灌溉、澆灌城市綠化地、街心公園等。第三十四頁(yè)，共124頁(yè)。16.2好氧塘16.2.1概述16.2.2好氧塘中的日變化16.2.3好氧塘的應(yīng)用16.2.4好氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算

第三十五頁(yè)，共124頁(yè)。16.2.1概述好氧塘深度一般在0.5m左右，陽(yáng)光能直透池底，采用較低有機(jī)負(fù)荷值，塘內(nèi)存在著藻/菌及原生動(dòng)物的共生系統(tǒng)。在陽(yáng)光照射時(shí)間內(nèi)，藻類光合作用，釋放出大量的氧，塘表面也由于風(fēng)力的攪動(dòng)進(jìn)行自然復(fù)氧，使塘保持良好的好氧狀態(tài)。水中好氧微生物對(duì)有機(jī)物氧化分解，藻類攝取分解產(chǎn)物CO2及N、P等無(wú)機(jī)鹽，并利用太陽(yáng)光能合成其本身的細(xì)胞質(zhì)，并釋放出氧。好氧塘內(nèi)的生物的數(shù)量是相當(dāng)可觀的，細(xì)菌數(shù)可高達(dá)

第三十六頁(yè)，共124頁(yè)。16.2.2好氧塘中的日變化在好氧塘內(nèi)高效地進(jìn)行著光合成反應(yīng)和有機(jī)物的降解反應(yīng)，溶解氧是充足的，但在一日內(nèi)是變化的，

在白晝，藻類光合作用放出的氧遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)藻類和細(xì)菌所需要的，塘水中氧的含量很高，可達(dá)到飽和狀態(tài)；

在晚間，光合作用停止，由于生物呼吸所耗氧，水中溶解氧濃度下降，在凌晨時(shí)最低，陽(yáng)光開(kāi)始照射，光合作用又行開(kāi)始，水中溶解氧再行上升。

在好氧塘內(nèi)pH值也是變化的。在白晝pH值上升，夜晚又行下降。第三十七頁(yè)，共124頁(yè)。16.2.3好氧塘的應(yīng)用好氧塘的優(yōu)點(diǎn)：凈化功能較高，有機(jī)污染物降解速率高，污水在塘內(nèi)停留時(shí)間短。但進(jìn)水應(yīng)進(jìn)行比較徹底的預(yù)處理去除可沉懸浮物，以防形成污泥沉積層。

好氧塘的缺點(diǎn)：占地面積大，處理水中含有大量的藻類，需進(jìn)行除藻處理，對(duì)細(xì)菌的去除效果也較差。第三十八頁(yè)，共124頁(yè)。好氧塘的應(yīng)用根據(jù)有機(jī)物負(fù)荷高低，好氧塘可以分為高負(fù)荷好氧塘、普通好氧塘和深度處理好氧塘3種。

高負(fù)荷好氧塘：有機(jī)物負(fù)荷率高，污水HRT短，塘水中藻類濃度很高，僅適于氣候溫暖、陽(yáng)光充足的地區(qū)采用。

普通好氧塘：即一般所指的好氧塘，有機(jī)負(fù)荷率較前者為低，以處理污水為主要功能。

深度處理好氧塘：以處理二級(jí)處理工藝出水為目的好氧塘，有機(jī)負(fù)荷率很低，HRT較長(zhǎng)，處理出水良好。

第三十九頁(yè)，共124頁(yè)。16.2.4好氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算1.一般規(guī)定（1）根據(jù)城市規(guī)劃，在有可供污水處理利用的湖塘、洼地，氣溫適宜、日照條件良好的地方，可以考慮采用好氧塘。

（2）好氧塘可作為獨(dú)立的污水處理技術(shù)，也可以作為深度處理技術(shù)，設(shè)置在人工生物處理系統(tǒng)或其它類型穩(wěn)定塘(兼性塘或厭氧塘)之后。

（3）作為獨(dú)立的污水處理技術(shù)的好氧塘，污水在進(jìn)塘之前必須進(jìn)行旨在去除可沉懸浮物的預(yù)處理。

（4）好氧塘宜分格，不少于兩格，可串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。第四十頁(yè)，共124頁(yè)。好氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算（5）好氧塘水深保證陽(yáng)光直射塘底，整個(gè)塘處于好氧狀態(tài)。但不宜過(guò)淺，過(guò)淺時(shí)水溫不易控制、易變動(dòng)，對(duì)藻類生長(zhǎng)不利；光合作用產(chǎn)生的氧也不易保持；沖擊負(fù)荷造成的影響較大等。

（6）塘內(nèi)污水應(yīng)進(jìn)行良好的混合，混合不好將產(chǎn)生熱分層現(xiàn)象，熱分層現(xiàn)象出現(xiàn)后，塘水上層溫度高，水的密度降低，一些不能自由浮動(dòng)的藻類在深度的某個(gè)部位形成密集層，阻礙陽(yáng)光透入，不利藻類的光合產(chǎn)氧。

風(fēng)是穩(wěn)定塘塘水混合的主要?jiǎng)恿?，為此，好氧塘?yīng)建于高處通風(fēng)良好的地域；每座塘的面積以不超過(guò)40000m2(4×10m2)為宜。第四十一頁(yè)，共124頁(yè)。好氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算（7）塘表面積以矩形為宜，長(zhǎng)寬比取值2～3:1，塘堤外坡4:1~5:1，內(nèi)坡3:1~2:1，堤頂寬度取1.8~2.4m（8）以塘深處的面積作為設(shè)計(jì)計(jì)算平面，應(yīng)取0.5m以上的超高。

（9）可以考慮處理水回流措施，利用出水中的藻類，在原污水中接種藻類，增高溶解氧濃度，有利于穩(wěn)定塘凈化功能的提高。

（10）塘底有污泥沉積，為避免底泥發(fā)生厭氧發(fā)酵，影響好氧塘的凈化功能，塘底底泥應(yīng)定期清除。

（11）好氧塘處理出水含有藻類，必要時(shí)進(jìn)行除藻處理。第四十二頁(yè)，共124頁(yè)。好氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算目前，好氧塘的計(jì)算仍以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)進(jìn)行，即按表面有機(jī)負(fù)荷率進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式為：

A——好氧塘的有效面積，m2；Q——污水設(shè)計(jì)流量，m3/d；S0——原污水BOD5濃度，kg/m3；NA——BOD面積負(fù)荷率，kg/(m2·d)BOD面積負(fù)荷率應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)或相近地區(qū)污水性質(zhì)相近的好氧塘的運(yùn)行數(shù)據(jù)確定。表6.1所列數(shù)據(jù)可供參考選用。

第四十三頁(yè)，共124頁(yè)。好氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算第四十四頁(yè)，共124頁(yè)。建于1928年的澳大利亞墨爾本的世界最大的SP系統(tǒng)——沃爾比SP系統(tǒng)，由厭氧塘、曝氣塘、熟化塘組成。第四十五頁(yè)，共124頁(yè)。16.3兼氧塘16.3.1概述16.3.2兼性塘的凈化反應(yīng)與生物特征16.3.3兼性塘的應(yīng)用16.3.4兼性塘的設(shè)計(jì)計(jì)算

第四十六頁(yè)，共124頁(yè)。16.3.1概述各種氧化塘中，兼性塘應(yīng)用最為廣泛。在塘的上層，陽(yáng)光能夠照射透入的部位，為好氧層。在塘的底部，由沉淀的污泥和衰死的藻類和菌類形成了污泥層，進(jìn)行厭氧發(fā)酵，從而稱為厭氧層好氧層與厭氧層之間，存在著一個(gè)兼性層，在這層存活的兼性微生物。第四十七頁(yè)，共124頁(yè)。16.3.2兼性塘的凈化反應(yīng)與生物特征好氧層進(jìn)行的生物代謝及生物種群與好氧塘基本相同，藻類濃度一般低于好氧塘。兼性層白晝進(jìn)行的各項(xiàng)反應(yīng)與好氧層相似，夜間則與厭氧層相似。在厭氧層，與一般的厭氧反應(yīng)相同；據(jù)估算，約有20％左右的BOD5是在厭氧層去除的。第四十八頁(yè)，共124頁(yè)。16.3.3兼性塘的應(yīng)用兼性塘的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）對(duì)水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷有一定的適應(yīng)能力；（2）在達(dá)到同等的處理效果條件下，其建設(shè)投資與維護(hù)管理費(fèi)用低于其他生物處理工藝。

兼性塘的適用范圍：（1）城市污水、生活污水的處理，還能夠比較有效的去除某些較難降解的有機(jī)化合物，如木質(zhì)素、合成洗滌劑、農(nóng)藥以及氮、磷等植物性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。（2）適用于處理木材化工、制漿造紙、煤化工、石油化工等工業(yè)廢水。第四十九頁(yè)，共124頁(yè)。16.3.4兼性塘的設(shè)計(jì)計(jì)算兼性塘計(jì)算的主要內(nèi)容也是求定塘的有效面積。對(duì)兼性塘現(xiàn)仍多采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

1.設(shè)計(jì)參數(shù)的參考值

（1）兼性塘可以作為獨(dú)立處理技術(shù)考慮，也可以作為生物處理系統(tǒng)中的一個(gè)處理單元或者作為深度處理塘的預(yù)處理工藝。

第五十頁(yè)，共124頁(yè)。兼性塘的設(shè)計(jì)計(jì)算（2）塘深：一般采用1.2~2.5m。此外考慮污泥層的厚度、保護(hù)高度，北方寒冷地區(qū)還應(yīng)考慮冰蓋的厚度。

污泥層厚度取值0.3m，在有完善的預(yù)處理工藝的條件下，這個(gè)厚度可容納10年左右的污泥。保護(hù)高度按0.5~1.0m考慮。

冰蓋厚度由地區(qū)汽溫而定，一般為0.2~0.6m。

（3）停留時(shí)間：根據(jù)氣象，水質(zhì)、出水要求、地區(qū)條件確定。一般規(guī)定為7～180d。高值用于北方，低值用于南方。第五十一頁(yè)，共124頁(yè)。兼性塘的設(shè)計(jì)計(jì)算（4）BOD表面負(fù)荷率。按0.0002～0.010kg/(m2．d)考慮。低值用于北方，高值用于南方。（5）BOD去除率一般可達(dá)70％～90％。

（6）藻類濃度取值10～100mg/L。

（7）如采取處理水循環(huán)措施，循環(huán)率可為千分之0.2~2.0。第五十二頁(yè)，共124頁(yè)。兼性塘的設(shè)計(jì)計(jì)算2.在塘的構(gòu)造方面應(yīng)考慮的因素

（1）塘形，以矩形為宜，長(zhǎng)寬比以2：1或3：1為宜。不宜采用不規(guī)則的塘形。

（2）塘數(shù)，一般不宜少于2座。宜采用多級(jí)串聯(lián)，第一塘面積大，約占總面積的30％～60％，采用較高的負(fù)荷率，以不使全塘都處于厭氧狀態(tài)為限。串聯(lián)可得優(yōu)質(zhì)處理水。也可以考慮并聯(lián)，并聯(lián)式流程可使污水中的有機(jī)污染物得到均勻分配。第五十三頁(yè)，共124頁(yè)。兼性塘的設(shè)計(jì)計(jì)算（3）進(jìn)水口，矩形塘進(jìn)水口應(yīng)盡量使塘的橫斷面上配水均勻，宜采用擴(kuò)散管或多點(diǎn)進(jìn)水。

（4）出水口，出水口與進(jìn)水口之間的直線距離應(yīng)盡可能的大，一般在矩形塘按對(duì)角線排列設(shè)置，以減少短路。

進(jìn)、出口的設(shè)計(jì)應(yīng)參照有關(guān)資料進(jìn)行。第五十四頁(yè)，共124頁(yè)。16.4厭氧塘16.4.1概述16.4.2厭氧塘的凈化機(jī)理與控制條件16.4.3厭氧塘的應(yīng)用16.4.4厭氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算16.4.5超深厭氧塘16.4.6厭氧塘的處理效果第五十五頁(yè)，共124頁(yè)。16.4.1概述厭氧塘較深，有機(jī)負(fù)荷較高；達(dá)40～100gBOD5/m3.d塘面積小，但產(chǎn)生臭味，環(huán)境條件差，處理水不達(dá)標(biāo)；厭氧塘一般在污水BOD5＞300mg/L時(shí)設(shè)置；通常置于塘系統(tǒng)前端，充分利用厭氧反應(yīng)高效低耗的特點(diǎn)去除有機(jī)負(fù)荷，保障后續(xù)塘的有效運(yùn)行。第五十六頁(yè)，共124頁(yè)。16.4.2厭氧塘的凈化機(jī)理與控制條件第五十七頁(yè)，共124頁(yè)。厭氧塘的凈化機(jī)理與控制條件厭氧塘是依靠厭氧菌的代謝功能使有機(jī)污染物得到降解，因此，厭氧塘在功能上受厭氧發(fā)酵的特征所控制，在構(gòu)造上也應(yīng)服從厭氧反應(yīng)的要求。

（1）在參與反應(yīng)的生物方面：只有細(xì)菌，有產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌。（2）在反應(yīng)進(jìn)程方面：產(chǎn)甲烷菌的世代時(shí)間長(zhǎng)，是厭氧發(fā)酵的控制階段。第五十八頁(yè)，共124頁(yè)。16.4.3厭氧塘的應(yīng)用厭氧塘多用以處理高濃度有機(jī)廢水，如肉類加工、食品工業(yè)、牲畜飼養(yǎng)場(chǎng)等廢水。厭氧塘出水，有機(jī)物仍很高，需后接兼性和好氧塘處理。以厭氧塘為首塘勿需進(jìn)行預(yù)處理，以厭氧塘代替初次沉淀池，這樣做有下列幾項(xiàng)效益：（1）有機(jī)污染物降解一部分，約30％左右；（2）使一部分難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可降解物質(zhì)，有利于后續(xù)塘處理；（3）通過(guò)厭氧發(fā)酵反應(yīng)，可降低污泥量，減輕污泥處理與處置工作，消除了后續(xù)塘的漂浮和污泥層淤積問(wèn)題。第五十九頁(yè)，共124頁(yè)。厭氧塘的應(yīng)用厭氧塘對(duì)周?chē)h(huán)境有著某些不利的影響：（1）厭氧塘內(nèi)污水的污染濃度高，深度大，易于污染地下水，因此，必須作好防滲措施。

（2）厭氧塘一般多散發(fā)臭氣，應(yīng)使其遠(yuǎn)離住宅區(qū)，一般應(yīng)在500m以上。

（3）厭氧塘水面上可能形成浮渣層，浮渣層對(duì)保持塘水溫度有利，但有礙觀瞻，而且在浮渣上滋生小蟲(chóng)，環(huán)境衛(wèi)生條件差，應(yīng)設(shè)于偏僻或采取適當(dāng)措施。第六十頁(yè)，共124頁(yè)。16.4.4厭氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算1.設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

厭氧塘一般按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)。（1）有機(jī)物負(fù)荷率。對(duì)厭氧塘，宜采用kgBOD5/(m3塘容·d)為宜。對(duì)VSS含量高的廢水，還應(yīng)用VSS容積負(fù)荷率進(jìn)行設(shè)計(jì)。但對(duì)城市污水厭氧塘的設(shè)計(jì)，一般還多采用BOD表面負(fù)荷率。第六十一頁(yè)，共124頁(yè)。厭氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算A.BOD表面負(fù)荷率

最低容許BOD表面負(fù)荷率與BOD5容積負(fù)荷率、氣溫有關(guān)。我國(guó)北方可采用300kgBOD5/(104m2·d)，南方可采用800kgBOD5/(104m2·d)。

我國(guó)給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)對(duì)厭氧塘處理城市污水的建議負(fù)荷率值為20～60gBOD5/(m2·d)、(200～600)kgBOD5/(104m2·d)。第六十二頁(yè)，共124頁(yè)。厭氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算B．BOD容積負(fù)荷第六十三頁(yè)，共124頁(yè)。厭氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算C．VSS容積負(fù)荷率

VSS容積負(fù)荷率用于厭氧塘處理VSS含量高廢水的設(shè)計(jì)。

下面所列舉的是國(guó)外對(duì)幾種工業(yè)廢水厭氧塘處理所采用的VSS容積負(fù)荷

家禽糞水

0.063~0.16kgVSS/(m3·d)奶牛糞水

0.166~1.12kgVSS/(m3·d)豬糞水

0.064~0.32kgVSS/(m3·d)菜牛屠宰廢水0.593kgVSS/(m3·d)（2）水力停留時(shí)間污水在厭氧塘內(nèi)的停留時(shí)間，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

我國(guó)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》中，對(duì)城市污水是30~50d。國(guó)外有12d~160d。第六十四頁(yè)，共124頁(yè)。厭氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算2.厭氧塘的形狀和主要尺寸

（1）厭氧塘表面仍以矩形為宜，長(zhǎng)寬比2～2.5：1。

（2）塘深，厭氧塘有效深度(包括污泥層深度)為3~5m，當(dāng)土壤和地下水條件適宜時(shí)，可增大到6m。處理城市污水的厭氧塘深:1.0~3.6m，厭氧塘是通過(guò)陽(yáng)光對(duì)塘水加熱的，塘水溫度的垂直分布梯度是-1℃/0.3m，因此，深度也不宜過(guò)大。

用以處理城市污水的厭氧塘底部?jī)?chǔ)泥深度，不應(yīng)小于0.5m，污泥量按50L/(人·a)計(jì)算。污泥清除周期為5~10年。（3）保護(hù)高度0.6~1.0m。

第六十五頁(yè)，共124頁(yè)。厭氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算（4）塘底略具坡度，堤內(nèi)坡1：1～1：3。

（5）厭氧塘的單塘面積不應(yīng)大于8000m2(0.8×104m2)。

（6）厭氧塘：一般位于穩(wěn)定塘系統(tǒng)之首，截留污泥量較大，因此輪換清除塘泥。宜設(shè)并聯(lián)的厭氧塘，以便輪換清除塘泥。（7）厭氧塘進(jìn)出口，厭氧塘進(jìn)口一般按設(shè)在高于塘底0.6~1.0m處，便于與塘底泥相混合。塘底寬度<9m時(shí)，可只用一個(gè)進(jìn)口，寬塘應(yīng)采用多個(gè)進(jìn)口。進(jìn)D=200~300mm。出水口為淹沒(méi)式，深入水下0.6m，不得小于冰層厚度或浮渣層厚度。

第六十六頁(yè)，共124頁(yè)。16.4.5超深厭氧塘超深厭氧塘：與傳統(tǒng)厭氧塘相比，深度超過(guò)正常范圍的厭氧塘。面積小而深度大的厭氧塘具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）保溫效果較好，減少冬季塘表面的熱量散失和季節(jié)變化對(duì)處理效率的影響；（2）深塘能減少占地面積，減少表面復(fù)氧進(jìn)入塘內(nèi)的氧量，改善塘內(nèi)厭氧微生物的生存條件；（3）對(duì)于多級(jí)小而深的塘，出水的懸浮物濃度較低，運(yùn)行靈活；（4）深塘有利于底泥增稠。第六十七頁(yè)，共124頁(yè)。16.4.6厭氧塘的處理效果（1）厭氧塘對(duì)有機(jī)污染物的去除率取決于水溫、負(fù)荷率、水力停留時(shí)間以及污水性質(zhì)等因素。

我國(guó)城市污水處理厭氧塘的中試結(jié)果，BOD去除率為30％~60％。厭氧塘對(duì)一些化工原料和醇、醛、酚、酮等物質(zhì)也有相當(dāng)?shù)娜コ芰Α＃?）厭氧塘具有去除重金屬離子的能力，塘水中的硫化物(S2－)與污水中的重金屬離子Cu2＋、Zn2＋

Pb2＋

Cd2＋

Ni2＋等化合，成為重金屬硫化物而沉淀。

第六十八頁(yè)，共124頁(yè)。厭氧塘的處理效果（3）產(chǎn)氣量與所產(chǎn)氣體的成分與水溫有關(guān)。由于厭氧塘水溫一般都不高，多在15～20℃之間，所以氣體成分多是氮和CO2,CH4的含量較低。

產(chǎn)氣量，據(jù)奧斯瓦爾德的報(bào)告，當(dāng)厭氧塘的塘底水溫為15℃時(shí)，產(chǎn)氣量?jī)H為53m3/(104m2·d)；塘底水溫為20℃時(shí)，產(chǎn)氣量約為280m3/(104m2·d)；

；塘底水溫達(dá)23℃時(shí)，產(chǎn)氣量可以提高到455m3/(104m2·d)。厭氧塘的單位產(chǎn)氣量不高，CH4含量又低，無(wú)使用價(jià)值，所以一般不設(shè)集氣設(shè)備回收。第六十九頁(yè)，共124頁(yè)。16.5曝氣塘與深度處理塘16.5.1曝氣塘16.5.2深度處理塘

第七十頁(yè)，共124頁(yè)。16.5.1曝氣塘1.概述2.曝氣塘的凈化機(jī)理與應(yīng)用3.曝氣塘的處理效能4.曝氣塘的設(shè)計(jì)與計(jì)算第七十一頁(yè)，共124頁(yè)。曝氣塘1.概述

曝氣塘是經(jīng)過(guò)人工強(qiáng)化的穩(wěn)定塘。采用機(jī)械曝氣向塘內(nèi)污水充氧，并使塘水?dāng)噭?dòng)，較少采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。

曝氣塘可分為好氧曝氣塘和兼性曝氣塘兩類。主要取決于曝氣裝置的數(shù)量、安設(shè)密度和曝氣強(qiáng)度。

當(dāng)曝氣裝置的功率較大，塘水中全部生物污泥部處于懸浮狀態(tài)，并有足夠的溶解氧時(shí)，即為好氧曝氣塘。

當(dāng)曝氣裝置僅能使部分固體物質(zhì)處于懸浮狀態(tài)，一部分固體物質(zhì)沉積塘底，進(jìn)行厭氧分解，曝氣裝置提供的溶解氧也不敷全部需要，則即為兼性曝氣塘。第七十二頁(yè)，共124頁(yè)。第七十三頁(yè)，共124頁(yè)。曝氣塘2.曝氣塘的凈化機(jī)理與應(yīng)用

曝氣塘雖屬于穩(wěn)定塘的范疇，但又不同于其他以自然凈化過(guò)程為主的穩(wěn)定塘，實(shí)際上，曝氣塘是介于活性污泥法中的延時(shí)曝氣法與穩(wěn)定塘之間的處理工藝。

由于經(jīng)過(guò)人工強(qiáng)化，曝氣塘的凈化功能、凈化效果以及工作效率都明顯地高于一般類型的穩(wěn)定塘。污水在塘內(nèi)的停留時(shí)間短，曝氣塘所需容積及占地面積均較小，這是曝氣塘的主要優(yōu)點(diǎn)，但由于采用人工曝氣措施，耗能增加，運(yùn)行費(fèi)用也有所提高。第七十四頁(yè)，共124頁(yè)。曝氣塘3.曝氣塘的處理效能

（1）去除BOD5的效能：研究結(jié)果表明，出水的月平均BOD5均小于30mg/L，不受季節(jié)性溫度變化的明顯影響；（2）去除SS的效能：研究結(jié)果表明，設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維護(hù)都很好的曝氣塘系統(tǒng)，能夠提供低的出水SS；

（3）氮的去除：研究結(jié)果表明，在5個(gè)曝氣塘系統(tǒng)中，4個(gè)具有明顯去除總凱氏氮和氨氮的效果。第七十五頁(yè)，共124頁(yè)。曝氣塘4.曝氣塘的設(shè)計(jì)與計(jì)算曝氣塘的主要工藝參數(shù)為BOD5表面負(fù)荷率、水力停留時(shí)間和曝氣比功率。比功率是決定曝氣塘中混合程度和能耗的設(shè)計(jì)參數(shù)。兼性曝氣塘臨界比功率應(yīng)為好氧曝氣塘臨界比功率應(yīng)為曝氣塘通常設(shè)計(jì)為多塘串聯(lián)系統(tǒng)，單塘面積不大于40000；多數(shù)運(yùn)行實(shí)例證明，容積相等的串聯(lián)塘的處理效率優(yōu)于非等容的串聯(lián)塘。第七十六頁(yè)，共124頁(yè)。16.5.2深度處理塘1.概述深度處理塘又稱三級(jí)處理塘、熟化塘，多采用低負(fù)荷好氧塘，并放養(yǎng)水生動(dòng)植物強(qiáng)化處理，提高經(jīng)濟(jì)效益。深度處理塘的處理對(duì)象是常規(guī)二級(jí)處理出水，或處理效果與二級(jí)處理技術(shù)相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定塘系統(tǒng)出水，使處理水達(dá)到更高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)受納水體或回用對(duì)水質(zhì)的要求，能夠在污水處理廠和接納水體之間起到緩沖作用進(jìn)入深度處理塘的進(jìn)水污水水質(zhì)，一般BOD不大于30mg/L，COD不大于120mg/L，而SS則介于30～60mg/L之間。第七十七頁(yè)，共124頁(yè)。深度處理塘2.深度處理塘的處理效能（1）BOD、COD的去除：深度處理塘的出水中殘留COD值可能在50mg/L以上；（2）細(xì)菌的去除：深度處理塘去除細(xì)菌的效果，受到水力停留時(shí)間、水溫、光照強(qiáng)度和時(shí)間等的影響。高溫除菌效果好于低溫；陽(yáng)光有較強(qiáng)的滅菌效果。（3）藻類的去除：魚(yú)類、浮游生物的食料。（4）氮、磷的去除：在盛夏季節(jié)，氮的去除率可達(dá)30％

左右，磷的去除率高達(dá)70％以上；在冬季低溫季節(jié)，氮的去除率僅為0～10％

左右，磷的去除率也降至2％～27％。第七十八頁(yè)，共124頁(yè)。16.6常規(guī)穩(wěn)定塘的設(shè)計(jì)原則城市污水穩(wěn)定塘的設(shè)計(jì)參數(shù)可參考下表，工業(yè)污水生物塘的設(shè)計(jì)負(fù)荷應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。第七十九頁(yè)，共124頁(yè)。16.6常規(guī)穩(wěn)定塘的設(shè)計(jì)原則好氧塘和兼性塘的處理功能主要與塘面積有關(guān)；好氧塘和兼性塘通常按表面有機(jī)負(fù)荷率計(jì)算：

式中

——塘面積，

；

——平均污水量，

；

——進(jìn)入穩(wěn)定塘的污水

；

——BOD5設(shè)計(jì)負(fù)荷，

。

第八十頁(yè)，共124頁(yè)。常規(guī)穩(wěn)定塘的設(shè)計(jì)原則厭氧塘的設(shè)計(jì)采用容積負(fù)荷率，塘容積可表示為：

式中

——進(jìn)水

容積負(fù)荷，

；

——進(jìn)水流量，

；

——進(jìn)水

濃度，第八十一頁(yè)，共124頁(yè)。16.7污水的土地處理系統(tǒng)16.7.1概述16.7.2土地處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化作用機(jī)理16.7.3污水土地處理系統(tǒng)工藝16.7.4土地處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)第八十二頁(yè)，共124頁(yè)。16.7.1概述污水土地處理系統(tǒng)：污水有節(jié)制地投配到土地上，通過(guò)土壤-微生物-植物組成的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水中的污染物質(zhì)進(jìn)行物理的、化學(xué)的、生物的吸附、過(guò)濾與凈化作用和自我調(diào)控功能，使污水可生物降解的污染物得以降解、凈化，氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分得以再利用，促進(jìn)綠色植物生長(zhǎng)并獲得增產(chǎn)。

污水土地處理系統(tǒng)是人工規(guī)劃、設(shè)計(jì)與自然凈化相結(jié)合，水處理與利用相結(jié)合的環(huán)境系統(tǒng)工程技術(shù)

分為：慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流、濕地處理和地下滲濾系統(tǒng)等5個(gè)工藝。第八十三頁(yè)，共124頁(yè)。概述污水土地處理系統(tǒng)的組成：

（1）污水的收集與預(yù)處理設(shè)備；

（2）污水的調(diào)節(jié)、貯存設(shè)備；

（3）配水與布水系統(tǒng)；

（4）土地凈化田：污水有節(jié)制地投配到土地上，通過(guò)土壤——植物系統(tǒng)，凈化污染物，是土壤的一種自凈過(guò)程，是污水土地處理系統(tǒng)的關(guān)鍵。（5）凈化水的收集、利用系統(tǒng)（6）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)第八十四頁(yè)，共124頁(yè)。16.7.2土地處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化作用機(jī)理土壤－植物系統(tǒng)對(duì)污水的凈化作用包括：1.物理過(guò)濾

2.物理吸附與物理化學(xué)吸附

3.化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)沉淀

4.微生物代謝作用下的有機(jī)物分解5.植物吸附和吸收作用第八十五頁(yè)，共124頁(yè)。土地處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化作用機(jī)理1.物理過(guò)濾土壤顆粒間的孔隙具有截留、濾除水中懸浮顆粒的性能。污水流經(jīng)土壤，懸浮物被截留，污水得到凈化。

影響因素：

（1）土壤顆粒的大小。

（2）顆粒間孔隙的形狀和大小。（3）孔隙的分布、污水中懸浮顆粒性質(zhì)、多少與大小等。

（4）如懸浮顆粒過(guò)粗、過(guò)多以及微生物代謝產(chǎn)物過(guò)多等都能導(dǎo)致產(chǎn)生土壤顆粒的堵塞第八十六頁(yè)，共124頁(yè)。土地處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化作用機(jī)理2.物理吸附與物理化學(xué)吸附在非極性分子之間的范德華力的作用下，土壤中粘土礦物顆粒能夠吸附土壤中的中性分子。污水中的部分重金屬離子在土壤膠體表面，因陽(yáng)離子交換作用而被置換、吸附并生成難溶性的物質(zhì)被固定在礦物的晶格中。

金屬、粒子與土壤中的無(wú)機(jī)膠體和有機(jī)膠體由于螯合而形成螯合化合物；有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的復(fù)合化而生成復(fù)合物；重金屬離子與土壤進(jìn)行陽(yáng)離子交換而被置換吸附；某些有機(jī)物與土壤重重金屬生成可吸性螯合物而固定在土壤礦物的晶格中。

第八十七頁(yè)，共124頁(yè)。土地處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化作用機(jī)理3.化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)沉淀

重金屬離子與土壤的某些組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成難溶性化合物而沉淀；

如果調(diào)整、改變土壤的氧化還原電位，能夠生成難溶性硫化物；

改變pH值，能夠生成金屬氫氧化物；

某些化學(xué)反應(yīng)還能夠生成金屬磷酸鹽等物質(zhì)，而沉積于土壤中。第八十八頁(yè)，共124頁(yè)。土地處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化作用機(jī)理4.微生物代謝作用下的有機(jī)物分解土壤中生存著種類繁多、數(shù)量巨大的土壤微生物，它們對(duì)有機(jī)物具有強(qiáng)大的降解與轉(zhuǎn)化能力，這也是土壤具有強(qiáng)大的自凈能力的原因。

5.植物吸附和吸收作用在慢速滲濾土地處理系統(tǒng)中，污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要靠作物吸附和吸收而去除，再通過(guò)作物收獲將其轉(zhuǎn)移出土壤系統(tǒng)。第八十九頁(yè)，共124頁(yè)。土地處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化作用機(jī)理主要污染物的去除機(jī)理和效能：BOD的去除：包括過(guò)濾、吸附和生物氧化作用；

SS的去除：污水通過(guò)土壤孔隙時(shí)的過(guò)濾、吸附作用；病原體的去除：通過(guò)吸附作用、干燥作用、過(guò)濾作用、生物性吞噬及其它不利于病原體生存的條件作用；

氮的去除：反硝化作用、揮發(fā)和作物吸收；

磷的去除：作物的吸收和土壤的吸附固定；

金屬的去除：吸附、沉淀、離子交換等作用；

痕量有機(jī)物（ppb級(jí)）：低濃度的痕時(shí)有機(jī)物主要靠揮發(fā)、吸附、光降解和生物聊解去除。第九十頁(yè)，共124頁(yè)。16.7.3污水土地處理系統(tǒng)工藝1.慢速滲濾處理系統(tǒng)2.快速滲濾處理系統(tǒng)3.地表漫流處理系統(tǒng)4.濕地處理系統(tǒng)5.污水地下滲濾處理系統(tǒng)第九十一頁(yè)，共124頁(yè)。1.慢速滲濾處理系統(tǒng)污水投配到有植物地面，一部分被植物吸收，一部分滲入土壤。第九十二頁(yè)，共124頁(yè)。慢速滲濾處理系統(tǒng)適用于滲水性能良好的土壤、砂質(zhì)土壤及蒸發(fā)量小、氣候濕潤(rùn)地區(qū)。慢滲系統(tǒng)可以分為農(nóng)業(yè)型和森林型。也可以與快速滲濾或地表漫流等系統(tǒng)組成復(fù)合系統(tǒng)

。工藝目標(biāo)

：（1）處理污水

（2）利用水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生產(chǎn)農(nóng)作物

（3）節(jié)省優(yōu)質(zhì)清潔水，特別是干旱地區(qū)第九十三頁(yè)，共124頁(yè)。慢速滲濾處理系統(tǒng)工藝性能：廢水投配負(fù)荷一般較低（0.6-6m3/m2.d)，由于滲濾速度慢，廢水在大量微生物的表層土壤中停留時(shí)間較長(zhǎng)，因此，廢水凈化效率高，出水水質(zhì)優(yōu)良。受季節(jié)和植物（被）的營(yíng)養(yǎng)需求影響較大。系統(tǒng)凈化能力：本工藝對(duì)BOD5的去除率，一般可達(dá)95％以上，COD去除率達(dá)85％～90％，氮的去除率則在80％～90％之間

第九十四頁(yè)，共124頁(yè)。2.快速滲濾處理系統(tǒng)快速滲濾處理系統(tǒng)：將污水有控制地投配到具有良好滲濾性能的土地表面，污水向下滲濾的過(guò)程中，在過(guò)濾、沉淀、氧化、還原以及生物氧化、硝化、反硝化等一系列物理、化學(xué)及生物的作用下，污水得到凈化處理。

工藝性能：BOD、SS、大腸桿菌幾乎可以全部去除

脫氮可以達(dá)50％；若以一級(jí)處理作為預(yù)處理，其BOD/N大于3，尚能滿足脫氮過(guò)程所需碳源；對(duì)于二級(jí)出水，若采用灌水7~9天，落干12~15天，也能提高脫氮效果

除磷率可達(dá)70~93％，取決于土壤的物化性質(zhì)，廢水的停留時(shí)間，氣候條件，運(yùn)行條件。第九十五頁(yè)，共124頁(yè)。第九十六頁(yè)，共124頁(yè)?？焖贊B濾處理系統(tǒng)預(yù)處理要求：廢水經(jīng)一級(jí)處理即可滿足要求，若場(chǎng)地有限，勢(shì)必加大滲濾速率，則應(yīng)以二級(jí)處理作為預(yù)處理。

對(duì)于氮的設(shè)計(jì)，一般情況下，一級(jí)處理即可。二級(jí)處理的脫氮效果未必好，因?yàn)樗刑荚床蛔?/p>

。

快速滲濾處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括確定：（1）水力負(fù)荷速率；（2）滲濾田面積；（3）淹水朗(灌水)與于化期(休灌)之比；（4）污水投配速率；

（5）滲濾田的座數(shù)及深度等。

第九十七頁(yè)，共124頁(yè)。3.地表漫流

處理系統(tǒng)地表漫流處理系統(tǒng)：將污水有控制地投配到多年生牧草、坡度和緩、土壤滲透性差的土地上，污水以薄層方式沿土地緩慢流動(dòng)，在流動(dòng)的過(guò)程中得到凈化。凈化出水大部分以地面徑流匯集、排放或利用

第九十八頁(yè)，共124頁(yè)。地表漫流處理系統(tǒng)工藝特點(diǎn)：以處理污水為主，兼行生長(zhǎng)牧草的污水土地處理與利用工藝。

對(duì)預(yù)處理程度要求低，地表徑流收集處理水，對(duì)地下水的污染較輕。

在污水在地表漫流的過(guò)程中，只有少部分水量蒸發(fā)和滲入地下，大部分匯入建于低處的集水溝。第九十九頁(yè)，共124頁(yè)。地表漫流處理系統(tǒng)本系統(tǒng)適用于滲透性較低的粘土、亞粘土，最佳坡度為2％～8％。

本系統(tǒng)進(jìn)水須經(jīng)適當(dāng)預(yù)處理，如格柵、篩濾等，其出水水質(zhì)則相當(dāng)于傳統(tǒng)的生物處理的出水水質(zhì)。

據(jù)國(guó)內(nèi)、外的實(shí)際運(yùn)行資料，地表漫流處理系統(tǒng)對(duì)BOD的去除率可達(dá)90％左右；總氮的去除率為70％～80％；而懸浮物的去除率較高，一般達(dá)90％～95％。

地表漫流處理系統(tǒng)的另一項(xiàng)特點(diǎn)是在污水漫流地域可種植作物，如牧草等，因此，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。第一百頁(yè)，共124頁(yè)。地表漫流處理系統(tǒng)地表漫流處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)包括：

（1）確定水力負(fù)荷率和投配速率；

（2）計(jì)算所需土地面積等。

地表漫流處理系統(tǒng)的水力負(fù)荷率為平均日污水投配量(m3／d)除以本系統(tǒng)的濕潤(rùn)面積(m2)，表示單位為cm／d。

對(duì)城市污水，水力負(fù)荷率取值介于0.6～8cm／d之間，取值大小與預(yù)處理方式有關(guān)。

第一百零一頁(yè)，共124頁(yè)。地表漫流處理系統(tǒng)投配率是每小時(shí)投配到單位寬度的污水量(m3／(m·h))。

此外，還有投配時(shí)間與投配頻率二項(xiàng)參數(shù)。

投配時(shí)間是每天投配污水的延續(xù)時(shí)間，以h／d計(jì)，取值5～24h／d。

投配頻率是在每周內(nèi)污水投配的日數(shù)，一般為5～7d/周。

第一百零二頁(yè)，共124頁(yè)。4.濕地處理系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)：是將污水投放到土壤經(jīng)常處于水飽和狀態(tài)而且生長(zhǎng)有蘆葦、香蒲等耐水植物的沼澤地中，污水沿一定方向流動(dòng)，在流動(dòng)的過(guò)程中，在耐水植物和土壤聯(lián)合作用下，污水得到凈化.

工藝目標(biāo)：

廢水經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入濕地系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的凈化，也可進(jìn)行深度處理?？衫媒?jīng)過(guò)完全或不完全的凈水出水改造和建立濕地生態(tài)系統(tǒng)。

可以利用人工濕地直接處理廢水。第一百零三頁(yè)，共124頁(yè)。濕地處理系統(tǒng)第一百零四頁(yè)，共124頁(yè)。濕地處理系統(tǒng)作用機(jī)理：

（1）物理的沉降作用；

（2）植物根系的阻截作用；

（3）某些物質(zhì)的化學(xué)沉淀作用；

（4）土壤及植物表面的吸附與吸收作用；

（5）微生物的代謝作用等；

（6）植物根系的某些分泌物對(duì)細(xì)菌和病毒有滅活作用；

（7）細(xì)菌和病毒也可能在對(duì)其不適宜環(huán)境中自然死亡。第一百零五頁(yè)，共124頁(yè)。濕地處理系統(tǒng)預(yù)處理：化糞池

、格柵和篩網(wǎng)、

初沉池、酸化池、厭氧處理工藝、

穩(wěn)定塘。濕地的組合：?jiǎn)纬叵到y(tǒng)、濕地并聯(lián)系統(tǒng)、濕地串聯(lián)系統(tǒng)、濕地串－并連系統(tǒng)、濕地與穩(wěn)定塘的組合系統(tǒng)、濕地與水稻田或與地表漫流等組合系統(tǒng)分類：

（1）自由水面人工濕地處理系統(tǒng)（2）人工潛流濕地處理系統(tǒng)第一百零六頁(yè)，共124頁(yè)。（1）自由水面人工濕地處理系統(tǒng)自由水面人工濕地處理系統(tǒng)：用人工筑成水池或溝槽狀，底面防滲漏施工，再充填一定深度土壤層，土壤層上種植蘆葦一類的維管束植物。污水以推流方式進(jìn)出，在流動(dòng)地程中保持著自由水面，保持好氧狀態(tài)。有機(jī)負(fù)荷率介于1.8～11gBOD5/(m2·d)。本工藝的有機(jī)負(fù)荷率及水力負(fù)荷率較低，考慮氣候、土壤狀況、植物類型以及接納水體對(duì)水質(zhì)要求等因素確定。

第一百零七頁(yè)，共124頁(yè)。（1）自由水面人工濕地處理系統(tǒng)我國(guó)天津的運(yùn)行數(shù)據(jù)，當(dāng)進(jìn)水BOD5＝150mg/L時(shí)，水力負(fù)荷取值15~20m3／(m2·d)，出水可達(dá)二級(jí)處理水標(biāo)準(zhǔn)。第一百零八頁(yè)，共124頁(yè)。（2）人工潛流濕地處理系統(tǒng)人工潛流濕地處理系統(tǒng)：是人工筑成的床槽，床內(nèi)充填土壤或碎石等介質(zhì)，其上生長(zhǎng)蘆葦類挺水植物，床底一定的坡度的粘土隔水層。污水從寬度方向進(jìn)入，在底部潛流水平通過(guò)介質(zhì)，與布滿生物膜的介質(zhì)表面和植物根系接觸，凈化污水。根據(jù)床內(nèi)充填的介質(zhì)不同，人工潛流濕地處理系統(tǒng)又可分為兩種類型。

一是人工葦床，床內(nèi)上層為土壤，下層為易于水通過(guò)的碎石等介質(zhì)，在上層種植蘆葦?shù)饶退参?，下層則為植物根系深入的根系層。

第一百零九頁(yè)，共124頁(yè)。（2）人工潛流濕地處理系統(tǒng)沿床寬設(shè)布水溝，內(nèi)充填碎石，污水由布水管流人。在出水的另一端碎石層的底部設(shè)多孔集水管與出水管相連結(jié)，出水管設(shè)閘閥，能夠調(diào)節(jié)床內(nèi)水位。

（2）人工潛流濕地處理系統(tǒng)沿床寬設(shè)布水溝，內(nèi)充填碎石，污水由布水管流人。在出水的另一端碎石層的底部設(shè)多孔集水管與出水管相連結(jié)，出水管設(shè)閘閥，能夠調(diào)節(jié)床內(nèi)水位。

第一百一十頁(yè)，共124頁(yè)。（2）人工潛流濕地處理系統(tǒng)另一種稱為碎石床，即在床內(nèi)充填的都是碎石、礫石介質(zhì)，耐水性植物直接種植在介質(zhì)上。第一百一十一頁(yè)，共124頁(yè)。（2）人工潛流濕地處理系統(tǒng)碎石充填深度應(yīng)根據(jù)種植的植物根系能夠達(dá)到的深度而定