第10章污水的生態(tài)處理課件

自然條件下的生物處理法主要有水體凈化法和土壤凈化法兩類。

(1)氧化塘和養(yǎng)殖搪，統(tǒng)稱為生物穩(wěn)定塘，其凈化機理與活性污泥法相似；

(2)土壤滲濾和污水灌溉，統(tǒng)稱為廢水的土地處理，其凈化機理與生物膜法相似。第10章污水的自然生物處理（生態(tài)處理）6.1穩(wěn)定塘1定義穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，是一種天然的或經(jīng)過一定人工修整的有機廢水處理池塘。穩(wěn)定塘對污水的凈化過程與自然水體的自凈過程相似，是一種利用天然凈化能力處理污水的生物處理設(shè)施。分類：根據(jù)微生物類型、供氧方式、功能劃分好氧塘、兼性塘、曝氣塘和厭氧塘四種類型。用于小城鎮(zhèn)生活污水處理處理食品工業(yè)廢水，其他工業(yè)廢水作為活性污泥二級處理的后續(xù)深度處理穩(wěn)定塘處理與綜合利用相結(jié)合，發(fā)展養(yǎng)魚穩(wěn)定塘的運行方式，單塘變?yōu)槎嗵链?lián)運行。厭氧塘－兼性塘－好氧或兼性－好氧塘我國穩(wěn)定塘發(fā)展概況50年代末，開始試驗研究80-90年代，迅速發(fā)展“七五”、“八五”兩個五年計劃期間，國家均將城市污水穩(wěn)定塘處理技術(shù)列為國家重點科技攻關(guān)項目1.1好氧塘

好氧塘是一種主要靠塘內(nèi)藻類的光合作用供氧的氧化塘。它的水深較淺，一般在0.3～0.5m，陽光能直接射透到池底，藻類生長旺盛，加上塘面風(fēng)力攪動進行大氣復(fù)氧，全部塘水都是好氧狀態(tài)。好氧塘內(nèi)的生物種群主要有藻類、菌類、原生動物、后生動物、水蚤等微型動物。菌類主要是生存在水深0.5m的上層，濃度為1×108～5×109個/mL，主要種屬與活性污泥和生物膜相同。原生動物和后生動物的種屬數(shù)與個體數(shù)，均比活性污泥法和生物膜法少。藻類的種類和數(shù)量與塘的負荷有關(guān)，它可以反應(yīng)塘的運行狀況和處理效果。(3)好氧塘內(nèi)的生物種群2.2兼性塘(1)兼性塘的基本工作原理

-6.3曝氣塘

為了強化塘面大氣復(fù)氧作用，可在氧化塘上設(shè)置機械曝氣或水力曝氣器，使塘水得到不同程度的混合而保持好氧或兼性狀態(tài)。曝氣塘有機負荷和去除率都比較高，占地面積小，但運行費用高，且出水懸浮物濃度較高，使用時可在后面連接兼性塘來改善最終出水水質(zhì)。

曝氣塘出水的懸浮固體濃度較高，排放前需進行沉淀，沉淀的方法可以用沉淀池，或在塘中分割出靜水區(qū)用于沉淀。若曝氣塘后設(shè)置兼性塘，則兼性塘要在進一步處理其出水的同時起沉淀作用。曝氣塘的水力停留時間為3～10d，有效水深2～6m。曝氣塘一般不少于3座，通常按串連方式運行。

完全混合曝氣塘中曝氣裝置的強度應(yīng)能使塘內(nèi)的全部固體呈懸浮狀態(tài)，并使塘水有足夠的溶解氧供微生物分解有機污染物。

部分混合曝氣塘不要求保持全部固體呈懸浮狀態(tài)，部分固體沉淀并進行厭氧消化。其塘內(nèi)曝氣機布置較完全混合曝氣塘稀疏。完全混合曝氣塘部分混合曝氣塘曝氣塘的兩種類型(1)厭氧塘的基本工作原理厭氧塘對有機污染物的降解，是由兩類厭氧菌通過產(chǎn)酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵兩階段完成的。厭氧塘的設(shè)計運行，必須以甲烷發(fā)酵階段的要求作為控制條件，控制有機污染物的投配率，以保持產(chǎn)酸菌與甲烷菌之間的動態(tài)平衡?？刂朴袡C酸濃度3000mg/L以下，pH值為6.5-7.5，進水的BOD5:N:P=100:2.5:1，硫酸鹽濃度應(yīng)小于500mg/L。6.4厭氧塘

(2)厭氧塘的設(shè)計負荷有機負荷的表示方法有三種：

BOD5表面負荷(kgBOD5/ha·d)BOD5容積負荷(kgBOD5/m3·d)VSS容積負荷(kgVSS/m3·d)

厭氧塘的主要問題是產(chǎn)生臭氣，目前是利用厭氧塘表面的浮渣層或采取人工覆蓋措施防止臭氧逸出。也有用回流好氧塘出水使其布滿厭氧塘表層來減少臭氣逸出。厭氧塘宜用于處理高濃度有機廢水，如制漿造紙、釀酒、農(nóng)牧產(chǎn)品加工、農(nóng)藥等工業(yè)廢水和家禽和家畜糞尿廢水等。也可用于處理城鎮(zhèn)污水。

以上四類氧化塘的主要性能分列于下表。

表中各項性能均受控于陽光輻射值、溫度、養(yǎng)料及毒物等多種因素。因此，其具體數(shù)值也因緯度高低、氣象條件和水質(zhì)狀況的不同而異。項目曝氣好氧兼性厭氧進水BOD5較低中等中等較高DO飽和飽和飽和

過渡

0（從上至下）0微生物好氧兼性好氧好氧

兼性

厭氧厭氧兼性氧源曝氣藻類大氣藻類、大氣、無無凈化速度快快

慢停留時間短短

長穩(wěn)定塘的主要性能

穩(wěn)定塘的主要性能

4穩(wěn)定塘的優(yōu)缺點(1)優(yōu)點基建投資低舊河道、沼澤地、谷地可利用作為穩(wěn)定塘，穩(wěn)定塘系統(tǒng)基建投資低。運行管理簡單經(jīng)濟穩(wěn)定塘運行管理簡單，動力消耗低，運行費用較低，約為傳統(tǒng)二級處理廠的1/3～1/5?？蛇M行綜合利用實現(xiàn)污水資源化，如將穩(wěn)定塘出水用于農(nóng)業(yè)灌溉，充分利用污水的水肥資源；養(yǎng)殖水生動物和植物，組成多級食物鏈的復(fù)合生物系統(tǒng)。(2)缺點占地面積大沒有空閑余地時不宜采用。處理效果受氣候影響如季節(jié)、氣溫、光照、降雨等自然因素都影響穩(wěn)定塘的處理效果。設(shè)計運行不當(dāng)時，可能形成二次污染如污染地下水、產(chǎn)生臭氣和滋生蚊蠅等。

污水土地處理是在人工調(diào)控下利用土壤-微生物-植物組成的生態(tài)系統(tǒng)使污水中的污染物凈化的處理方法。在污染物得以凈化的同時，水中營養(yǎng)物質(zhì)和水分也得以循環(huán)利用。因此，土地處理是使污水資源化，無害化和穩(wěn)定化的處理利用系統(tǒng)。6.5污水的土地處理土壤的特性和重要性土壤，即陸地表面的礦物質(zhì)、有機質(zhì)、水分和空氣四種物質(zhì)組成，具有一定肥力，能夠生長植物的疏松表層。土壤是一個獨立的生態(tài)系統(tǒng)，與人類的關(guān)系十分密切。土壤的組成土壤是由礦物質(zhì)、有機質(zhì)、水分和空氣四種物質(zhì)組成的。

土壤有機質(zhì)多集中在表層，它是土壤的重要成分，直接影響土壤肥力的形成和發(fā)展。通常把有機質(zhì)的含量作為土壤肥力高低的一個重要標(biāo)志。土壤中的水分空氣有很大的流動性，它們的運動和比例的變化對土壤肥力也起很大的作用。

BOD大部分是在土壤表層土中去除的。土壤中含有大量的種類繁多的異氧型微生物，它們能對被過濾、截留在土壤顆?？障堕g的懸浮有機物和溶解有機物進行生物降解，并合成微生物新細胞。當(dāng)污水處理的BOD負荷超過讓土壤微生物分解BOD的生物氧化能力時，會引起厭氧狀態(tài)或土壤堵塞。

污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復(fù)雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀、微生物對有機物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程。土地處理系統(tǒng)的凈化機理BOD的去除磷和氮的去除懸浮物質(zhì)的去除病原體的去除重金屬的去除

污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復(fù)雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀、微生物對有機物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程。土地處理系統(tǒng)的凈化機理BOD的去除磷和氮的去除懸浮物質(zhì)的去除病原體的去除重金屬的去除在土地處理中，磷主要是通過植物吸收，化學(xué)反應(yīng)和沉淀（與土壤中的鈣、鋁、鐵等離子形成難溶的磷酸鹽）、物理吸附和沉淀（土壤中的黏土礦物對磷酸鹽的吸附和沉積），物理化學(xué)吸附（離子交換、絡(luò)和吸附）等方式被去除。其去除效果受土壤結(jié)構(gòu)、陽離子交換容量、鐵鋁氧化物和植物對磷的吸收等因素的影響。氮主要是通過植物吸收，微生物脫氮（氨化、硝化、反硝化），揮發(fā)、滲出（氨在堿性條件下逸出、硝酸鹽的滲出）等方式被去除。其去除率受作物的類型、生長期、對氮的吸收能力，以及土地處理系統(tǒng)等工藝因素的影響。

污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復(fù)雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀、微生物對有機物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程。土地處理系統(tǒng)的凈化機理BOD的去除磷和氮的去除懸浮物質(zhì)的去除病原體的去除重金屬的去除

污水中的懸浮物質(zhì)是依靠作物和土壤顆粒間的孔隙截留、過濾去除的。土壤顆粒的大小、顆粒間孔隙的形狀、大小、分布和水流通道，以及懸浮物的性質(zhì)、大小和濃度等都影響對懸浮物的截留過濾效果。若懸浮物的濃度太高、顆粒太大會引起土壤堵塞。

污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復(fù)雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀、微生物對有機物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程。土地處理系統(tǒng)的凈化機理BOD的去除磷和氮的去除懸浮物質(zhì)的去除病原體的去除重金屬的去除

污水經(jīng)土壤處理后，水中大部分的病菌和病毒可被去除，去除率可達92％～97％。其去除率與選用的土地處理系統(tǒng)工藝有關(guān)，其中地表漫流的去除率較低，但若有較長的漫流距離和停留時間，也可以達到較高的去除效率。

污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復(fù)雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀、微生物對有機物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個綜合凈化過程。土地處理系統(tǒng)的凈化機理BOD的去除磷和氮的去除懸浮物質(zhì)的去除病原體的去除重金屬的去除

重金屬的去和主要是通過物理化學(xué)吸附，化學(xué)反應(yīng)與沉淀等途徑被去除的。重金屬離子在土壤膠體表面進行陽離子交換而被置換、吸附，并生成難溶性化合物被固定于礦物晶格中；重金屬于某些有機物生成可吸性鰲合物被固定于礦物質(zhì)晶格中；重金屬離子于土壤的某些組分進行化學(xué)反應(yīng)，生成金屬磷酸鹽和有機重金屬等沉積于土壤中。

土地處理基本工藝類型地表漫流系統(tǒng)快速滲濾系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)慢速滲濾系統(tǒng)地下滲濾處理系統(tǒng)

慢速滲濾系統(tǒng)適用于滲水性能良好的土壤、砂質(zhì)土壤及蒸發(fā)量小、氣候潤濕的地區(qū)。慢速滲濾系統(tǒng)的污水投配負荷一般較低，滲流速度慢，故污水凈化效率高，出水水質(zhì)優(yōu)良。慢速滲濾系統(tǒng)有農(nóng)業(yè)型和森林型兩種。其主要控制因素為：灌水率、灌水方式、作物選擇和預(yù)處理等。運行數(shù)據(jù)：BOD5去除率可達95%以上；COD去除率可達85~90%以上；氮去除率可達80~90%以上；我國沈陽、昆明等地采用較多。

快速滲濾土地處理系統(tǒng)是一種高效、低耗、經(jīng)濟的污水處理與再生方法。適用于滲透性能良好的土壤，如砂土、礫石性砂土、砂質(zhì)壚坶等。污水灌至快速濾滲田表面后很快下滲進入地下，并最終進入地下水層。灌水與休灌反復(fù)循環(huán)進行，使濾田表面土壤處于厭氧——好氧交替運行狀態(tài)，依靠土壤微生物將被土壤截留的溶解性和懸浮有機物進行分解，使污水得以凈化。快速滲濾法的主要目的是補給地下水和廢水再生回用。進入快速滲濾系統(tǒng)的污水應(yīng)進行適當(dāng)預(yù)處理，以保證有較大的滲濾速率和硝化速率。

土地處理基本工藝地表漫流系統(tǒng)快速滲濾系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)慢速滲濾系統(tǒng)地下滲濾處理系統(tǒng)特點：

（1）去除率高：

BOD＞95%；COD＞91%

出水BOD＜10mg/L；

COD＜40mg/L

（2）具有脫氮除磷功能：

NH3去除率85%；

TN去除率80%

除磷率65%（3）去除大腸菌得能力強，可達99.9%

土地處理基本工藝

地表漫流系統(tǒng)適用于滲透性的黏土或亞黏土，地面最佳坡度為2％～8％。廢水以噴灌法或漫灌法有控制的在地面上均勻的漫流，流向設(shè)在坡腳的集水渠，在流行過程中少量廢水被植物攝取、蒸發(fā)和滲入地下。地面上種牧草或其他作物供微生物棲息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水體。采用何種方法灌溉取決于土壤性質(zhì)、作物類型、氣象和地形。

地表漫流系統(tǒng)快速滲濾系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)慢速滲濾系統(tǒng)地下滲濾處理系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)：BOD去除率達90%左右，總氮去除率達70~80%SS的去除率達90~95%另一特點：可收獲植物，牧草等。

土地處理基本工藝

濕地處理系統(tǒng)是一種利用低洼濕地和沼澤地處理污水的方法。污水有控制地投配到種有蘆葦、香蒲等耐水性、沼澤性植物的濕地上，廢水在沿一定方向流行過程中，在耐水性植物和土壤共同作用下得以凈化（圖12－9）。濕地處理可直接處理污水或深度處理。污水進入系統(tǒng)前需預(yù)處理。地表漫流