污水的自然生物处理资料市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第八章第八章 污水自然生物处理污水自然生物处理第1页主要内容：p 稳定塘p 污水土地处理p 湿地处理本章重点掌握几个污水自然生物处理工艺原理及其设计计算，无难点。第2页1 稳定塘（1）概述n 稳定塘又名氧化塘或生物塘。稳定塘又名氧化塘或生物塘。n 稳定塘对污水净化过程与自然水体自净过程相同，是一稳定塘对污水净化过程与自然水体自净过程相同，是一个利用自然生物净化功效使污水得到净化一个污水生物处个利用自然生物净化功效使污水得到净化一个污水生物处理技术。理技术。n 稳定塘多用于小型污水处理，可用作二级处理，也可用稳定塘多用于小型污水处理，可用作二级处理，也可用作三级处理。作三级处理。第3页1 稳定塘稳定塘优点稳定塘优点n能够充分利用地形，工程简单，建设投资省能够充分利用地形，工程简单，建设投资省n 能够实现污水资源化，使污水处理和利用相结合能够实现污水资源化，使污水处理和利用相结合n 污水处理能耗少，维护方便，成本低廉污水处理能耗少，维护方便，成本低廉第4页1 稳定塘稳定塘缺点稳定塘缺点n 占地面积大，没有空闲余地不宜采取占地面积大，没有空闲余地不宜采取n 污水净化效果受季节影响大污水净化效果受季节影响大n 防渗处理不妥，可能污染地下水防渗处理不妥，可能污染地下水n 易于散发臭气和滋生蚊蝇，影响周围环境卫生易于散发臭气和滋生蚊蝇，影响周围环境卫生第5页按塘内微生物类型、供氧方式和功效等划分好好 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稳 定 塘 分 类第6页1 稳定塘（2）稳定塘净化机理Sunlight O2Wastewater Settling matter O2Algae and other aquatic plantH2O,CO2,NH3,PO43-Bacteria and fungalDuck and goose Fish Pelagic organismShrimp Spiral and shell Aerobic layer Facultative layer Anaerobic layer Organic substances Carboxylic acidEthanolAldehydeCH4+CO2+NH3+H2S+N2+H2第7页1 稳定塘n n 稳定塘中生物稳定塘中生物1 1）细菌：）细菌：好氧菌、兼性菌、产酸菌、厌氧菌、硝化菌好氧菌、兼性菌、产酸菌、厌氧菌、硝化菌2 2）藻类：）藻类：绿藻、蓝绿藻、褐藻绿藻、蓝绿藻、褐藻3 3）原生动物和后生动物：）原生动物和后生动物：水蚤、摇蚊幼虫水蚤、摇蚊幼虫4 4）水生植物：）水生植物：浮水、沉水、挺水浮水、沉水、挺水5 5）其它水生动物：）其它水生动物：鱼虾、鸭鹅等鱼虾、鸭鹅等第8页1 稳定塘n n 菌藻共生关系菌藻共生关系 稳定塘内对溶解性有机污染物起降解作用是异养菌，降解反应稳定塘内对溶解性有机污染物起降解作用是异养菌，降解反应式以下：式以下：按此式，每分解按此式，每分解1g1g有机物需氧有机物需氧1.56g1.56g，放出，放出COCO2 21.69g1.69g，H H2 2O0.85gO0.85g，NHNH4 4+约约0.1g0.1g。藻类光和成反应式为：藻类光和成反应式为：可见，每合成可见，每合成1g1g藻类，释放出藻类，释放出1.244g1.244g氧。氧。第9页1 稳定塘 应该注意：流入稳定塘一部分有机污染物，即使降解但应该注意：流入稳定塘一部分有机污染物，即使降解但形成了藻类，藻类也是有机体，因为藻类合成是以水中形成了藻类，藻类也是有机体，因为藻类合成是以水中COCO2 2为碳源，所以生成藻类数量，有可能大于流进有机污染物为碳源，所以生成藻类数量，有可能大于流进有机污染物数量。所以认为，稳定塘内有机污染物降解反应，也是溶数量。所以认为，稳定塘内有机污染物降解反应，也是溶解性有机污染物转换为较稳定另一个形态有机体解性有机污染物转换为较稳定另一个形态有机体藻类藻类细胞过程。细胞过程。第10页1 稳定塘n n 稳定塘内食物链网稳定塘内食物链网细菌藻类原生动物枝角类动物鱼类水生植物水禽（鸭鹅）第11页1 稳定塘n n 稳定塘内碳转化与循环稳定塘内碳转化与循环有机碳污水细菌合成解体无机碳藻类解体分解代谢CO2光合作用呼吸作用沉积物CH4处理水沉淀沉淀分解分解不溶性有机碳第12页1 稳定塘n n 稳定塘内氮转化与循环稳定塘内氮转化与循环有机氮氨氮硝酸盐氮氨化硝化污水挥发处理水反硝化藻类光合解体细菌合成解体合成合成解体合成N2固氮作用沉积物沉淀沉淀反硝化第13页1 稳定塘n n 稳定塘内磷转化与循环稳定塘内磷转化与循环细菌吸收分解藻类溶解性无机磷有机磷不溶性无机磷有机磷污水吸收分解沉淀分解沉淀处理水第14页1 稳定塘n n 稳定塘对污水净化作用稳定塘对污水净化作用1 1）稀释作用）稀释作用2 2）沉淀和絮凝作用）沉淀和絮凝作用3 3）好氧微生物代谢作用）好氧微生物代谢作用4 4）厌氧微生物代谢作用）厌氧微生物代谢作用5 5）浮游生物作用）浮游生物作用6 6）水生维管束植物作用）水生维管束植物作用第15页1 稳定塘n n 稳定塘净化过程影响原因稳定塘净化过程影响原因 1 1）温度）温度 2 2）光照）光照 3 3）混合）混合 4 4）营养物质）营养物质 5 5）有毒物质）有毒物质 6 6）蒸发量和降雨量）蒸发量和降雨量 7 7）污水预处理）污水预处理第16页1 稳定塘（3）好氧塘 好氧塘深度普通在好氧塘深度普通在0.5m0.5m左右，阳光能透入池底，采左右，阳光能透入池底，采取较低有机负荷，塘内存在菌藻共生系统。取较低有机负荷，塘内存在菌藻共生系统。白天，藻类光合作用放出氧远超出细菌所需要，水中白天，藻类光合作用放出氧远超出细菌所需要，水中氧含量很高；夜间，光合作用停顿，因为呼吸作用氧含量很高；夜间，光合作用停顿，因为呼吸作用DODO降降低，在晨间最低。低，在晨间最低。好氧塘内好氧塘内pHpH也是改变，白天光合作用使也是改变，白天光合作用使COCO2 2降低，降低，pHpH值升高，夜晚则下降。值升高，夜晚则下降。第17页1 稳定塘 好氧塘内生物相比较丰富，有细菌、藻类、原生动物好氧塘内生物相比较丰富，有细菌、藻类、原生动物和后生动物等。和后生动物等。好氧塘优点是：净化功效高，有机污染物降解速率高好氧塘优点是：净化功效高，有机污染物降解速率高，污水在塘内停留时间短。，污水在塘内停留时间短。好氧塘缺点是：占地面积大，处理水中含有大量藻好氧塘缺点是：占地面积大，处理水中含有大量藻类，需进行除藻处理。类，需进行除藻处理。好氧塘应进行较为彻底预处理，以预防底部形成沉好氧塘应进行较为彻底预处理，以预防底部形成沉积层。积层。第18页1 稳定塘 （1 1）高负荷好氧塘）高负荷好氧塘 这类塘设置在处理系统前部，水力停这类塘设置在处理系统前部，水力停留时间较短，有机负荷高，仅适于气候温暖、阳光充分地方留时间较短，有机负荷高，仅适于气候温暖、阳光充分地方采取。采取。（2 2）普通好氧塘）普通好氧塘 这类塘用于处理污水，起二级处理作用。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，塘水深较高负荷好氧塘大，水力停留特点是有机负荷较高，塘水深较高负荷好氧塘大，水力停留时间较长。时间较长。（3 3）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统深度处理好氧塘设置在塘处理系统后部或二级处理系统之后，作为深度处理设施。特点是有机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，塘水深较高负荷好氧塘大，处理水质良好。负荷较低，塘水深较高负荷好氧塘大，处理水质良好。n n 好氧塘分类好氧塘分类第19页1 稳定塘n n 好氧塘设计好氧塘设计1 1）分格设置，普通不少于）分格设置，普通不少于2 2格，可串联或并联运行格，可串联或并联运行2 2）每座塘面积以不超出）每座塘面积以不超出40000m40000m2 2为宜为宜3 3）表面积以矩形为宜，长宽比取值（）表面积以矩形为宜，长宽比取值（2-32-3）:1:1，塘堤外坡，塘堤外坡(4-5):1(4-5):1，内坡内坡(2-3):1(2-3):1，堤顶宽度取，堤顶宽度取1.8-2.4m1.8-2.4m4 4）以塘深）以塘深1/21/2处面积作为设计计算平面，取处面积作为设计计算平面，取0.5m0.5m以上超高以上超高5 5）可考虑处理水回流，增加）可考虑处理水回流，增加DODO浓度浓度6 6）塘底沉泥应定时去除）塘底沉泥应定时去除7 7）出水要考虑除藻处理）出水要考虑除藻处理第20页1 稳定塘n n 好氧塘经典设计参数：好氧塘经典设计参数：参参 数数 类类 型型 高负荷好氧塘高负荷好氧塘 普通好氧塘普通好氧塘 深度处理好氧塘深度处理好氧塘 BODBOD表面负荷表面负荷kg/(mkg/(m2 2.d).d)0.004-0.0160.004-0.016 0.002-0.0040.002-0.004 0.0050.005 水力停留时间水力停留时间d d 4-64-6 2-62-6 5-205-20 水深水深mm 0.3-0.450.3-0.45 0.50.5 0.5-1.00.5-1.0 BODBOD去除率去除率%80-9080-90 80-9580-95 60-8060-80 藻类浓度藻类浓度mg/Lmg/L 100-260100-260 100-200100-200 5-105-10 回流比回流比 0.2-20.2-2 第21页1 稳定塘（4）兼性塘 兼性塘深度普通深兼性塘深度普通深1.0-2.0m1.0-2.0m，在塘上层，阳光能透射，在塘上层，阳光能透射入，为好氧层。在塘底部，沉淀污泥、衰死藻类和细菌入，为好氧层。在塘底部，沉淀污泥、衰死藻类和细菌形成了污泥层，为厌氧层。形成了污泥层，为厌氧层。在好氧层与厌氧层中间，存在着一个兼性层，溶解氧在好氧层与厌氧层中间，存在着一个兼性层，溶解氧较低，白天有较低，白天有DODO存在，夜晚处于厌氧状态，这层里存活存在，夜晚处于厌氧状态，这层里存活是兼性微生物，这类微生物既能利用分子氧，也能从是兼性微生物，这类微生物既能利用分子氧，也能从NONO3 3-或或COCO3 32-2-中摄取氧。中摄取氧。第22页第23页1 稳定塘n n 兼性塘优点：兼性塘优点：1 1）对水质、水量冲击负荷有一定适应能力；）对水质、水量冲击负荷有一定适应能力；2 2）到达同等处理效果条件下，建设投资和运行成本低于）到达同等处理效果条件下，建设投资和运行成本低于其它生物处理工艺；其它生物处理工艺；3 3）对于一些难降解有机物，兼性塘也能有很好去除。）对于一些难降解有机物，兼性塘也能有很好去除。第24页n n 兼性塘设计计算：兼性塘设计计算：1 1）兼性塘深度普通采取）兼性塘深度普通采取1.2-2.5m1.2-2.5m；2 2）底部污泥层厚度取）底部污泥层厚度取0.3m0.3m，超高按，超高按0.5-1.0m0.5-1.0m考虑；考虑；3 3）水力停留时间为）水力停留时间为7-180d7-180d；4 4）BODBOD表面负荷率按表面负荷率按0.002-0.01kg/(m0.002-0.01kg/(m2 2.d).d)考虑；考虑；5 5）BODBOD去除率普通可达去除率普通可达70%-90%70%-90%；6 6）藻类浓度取值）藻类浓度取值10-100mg/L10-100mg/L；7 7）塘体长宽比为）塘体长宽比为2:12:1或或3:13:1；8 8）普通不宜少于）普通不宜少于2 2座。座。1 稳定塘第25页处理城市污水兼性塘处理城市污水兼性塘BODBOD面积负荷与水力停留时间面积负荷与水力停留时间1 稳定塘冬季平均气温BOD表面负荷kgBOD/(hm2.d)水力停留时间d1570-100710-1550-7020-70-1030-5040-20-10-020-30120-40-20-1010-20150-120-2010180-150第26页1 稳定塘（5）厌氧塘 厌氧塘深度普通厌氧塘深度普通2.0m2.0m以上，有机负荷率高，整个塘以上，有机负荷率高，整个塘水基本处于厌氧状态，在其中进行水解、产酸以及甲烷水基本处于厌氧状态，在其中进行水解、产酸以及甲烷发酵等厌氧反应全过程。厌氧塘净化速度低，污水停留发酵等厌氧反应全过程。厌氧塘净化速度低，污水停留时间长。时间长。厌氧塘中参加反应生物方面，只有细菌，不存在其它厌氧塘中参加反应生物方面，只有细菌，不存在其它任何生物，系统中有产酸菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌任何生物，系统中有产酸菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌共存。共存。第27页1 稳定塘第28页n n 厌氧塘对周围环境有影响，主要包含：厌氧塘对周围环境有影响，主要包含：1 1）厌氧塘内污水浓度高，易于污染地下水，做好防渗；）厌氧塘内污水浓度高，易于污染地下水，做好防渗；2 2）厌氧塘普通多散发臭气，应远离住宅区，）厌氧塘普通多散发臭气，应远离住宅区，500m500m以上以上3 3）一些废水（如肉类加工废水），在厌氧塘表面可能形）一些废水（如肉类加工废水），在厌氧塘表面可能形成浮渣层，即使对保温有利，但有碍环境卫生，且滋生成浮渣层，即使对保温有利，但有碍环境卫生，且滋生蚊蝇，应考虑去除办法。蚊蝇，应考虑去除办法。1 稳定塘第29页n n 厌氧塘设计：厌氧塘设计：1 1）BODBOD表面负荷率表面负荷率200-600kg/(10200-600kg/(104 4mm2 2.d).d)；2 2）对城市污水，水力停留时间提议）对城市污水，水力停留时间提议30-50d30-50d；3 3）厌氧塘长宽比）厌氧塘长宽比(2-2.5):1(2-2.5):1，深度，深度3-5m3-5m，条件适宜可至，条件适宜可至6m6m；4 4）保护高度）保护高度0.6-1.0m0.6-1.0m；5 5）单个厌氧塘面积小于）单个厌氧塘面积小于8000m8000m2 2；6 6）进水口设在高于塘底）进水口设在高于塘底0.6-1.0m0.6-1.0m处，使进水与塘底污泥相混合；处，使进水与塘底污泥相混合；7 7）厌氧塘产气量不高，普通不设集气设备。）厌氧塘产气量不高，普通不设集气设备。1 稳定塘第30页1 稳定塘美国美国7 7个州厌氧塘处理城市污水设计参数个州厌氧塘处理城市污水设计参数州名BOD容积负荷kgBOD/(m3.d)水力停留时间d佐治亚州0.048；0.24-0.24-0.3250.19-0.245-100.032-0.16100.19-0.243-50.24-伊利诺斯州爱阿华州蒙大拿州内布拉斯加州南达科他州0.4-1.65-30德克萨斯州纬度（度）30.4-3537-42.540.6-43.545-4940-4343-4626-36.4预计去除率%60-806060-8070756050-100第31页1 稳定塘（6）曝气塘 曝气塘是在塘面上安装有些人工曝气设备稳定塘。曝气塘是在塘面上安装有些人工曝气设备稳定塘。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32页1 稳定塘 曝气塘出水悬浮固体浓度较高，排放前需进行沉淀，曝气塘出水悬浮固体浓度较高，排放前需进行沉淀，沉淀方法能够用沉淀池，或在塘中分割出静水区用于沉沉淀方法能够用沉淀池，或在塘中分割出静水区用于沉淀。若曝气塘后设置兼性塘，则兼性塘要在深入处理其淀。若曝气塘后设置兼性塘，则兼性塘要在深入处理其出水同时起沉淀作用。出水同时起沉淀作用。曝气塘水力停留时间为曝气塘水力停留时间为3 310d10d，有效水深，有效水深2 26m6m。曝气塘普通不少于曝气塘普通不少于3 3座，通常按串连方式运行。座，通常按串连方式运行。完全混合曝气塘中曝气装置强完全混合曝气塘中曝气装置强度应能使塘内全部固体呈悬浮状度应能使塘内全部固体呈悬浮状态，并使塘水有足够溶解氧供微态，并使塘水有足够溶解氧供微生物分解有机污染物。生物分解有机污染物。部分混合曝气塘不要求保持全部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。其塘内曝气机布置进行厌氧消化。其塘内曝气机布置较完全混合曝气塘稀疏。较完全混合曝气塘稀疏。第33页1 稳定塘 曝气塘设计参数：曝气塘设计参数：1 1）BODBOD表面负荷率，城市污水提议值表面负荷率，城市污水提议值30-60gBOD/(m30-60gBOD/(m2 2.d).d)；2 2）塘深普通介于）塘深普通介于2.5-5m2.5-5m之间，与表面曝气机功率相关之间，与表面曝气机功率相关3 3）好氧曝气塘停留时间）好氧曝气塘停留时间1-10d1-10d；兼性曝气塘；兼性曝气塘7-20d7-20d；4 4）塘内污泥浓度）塘内污泥浓度80-200mg/L80-200mg/L。第34页1 稳定塘（7）深度处理塘 深度处理塘又称三级处理塘，熟化塘。进塘污水水质，深度处理塘又称三级处理塘，熟化塘。进塘污水水质，普通普通BODBOD小于小于30mg/L30mg/L，CODCOD小于小于120mg/L120mg/L，SSSS介于介于30-30-60mg/L60mg/L之间。之间。深度处理塘对深度处理塘对BODBOD去除率在去除率在30-60%30-60%之间、之间、CODCOD去除去除率为率为10-25%10-25%左右、对细菌有很好去除、对藻类去除效果左右、对细菌有很好去除、对藻类去除效果不理想。不理想。第35页1 稳定塘 深度处理塘设计参数：深度处理塘设计参数：1 1）以）以BODBOD、CODCOD为主要目标深度处理塘，按下表选取：为主要目标深度处理塘，按下表选取：2 2）养鱼深度处理塘）养鱼深度处理塘BODBOD负荷取负荷取20-35kgBOD/20-35kgBOD/(104m2.d)，水力停留时间大于15d；3 3）以去除氨氮为目标深度处理塘，）以去除氨氮为目标深度处理塘，BODBOD表面负荷率不高于表面负荷率不高于20kgBOD/20kgBOD/(104m2.d)，水力停留时间大于12d，去除率65-70%；4 4）以除磷为目标，）以除磷为目标，BOD BOD表面负荷率表面负荷率13kgBOD/13kgBOD/(104m2.d)，HRT为12d，P去除率按60%考虑。类型BOD表面负荷kgBOD/(104m2.d)水力停留时间dBOD去除率%深度m好氧塘兼性塘20-60100-1505-253-81-151.5-2.530-5540第36页1 稳定塘 稳定塘流程组合依当地条件和处理要求不一样而异，下列图为几个经典流程组合。稳定塘流程组合第37页1 稳定塘WastewaterPretreatmentGrid Sand basinAnaerobic pondFacultative pondAeration pond Aquatic plant pond Fishing pond Feeding duck pond Aquatic crop pond Reed fieldFarm field irrigationRefill underground water第38页第39页常规塘型BOD表面负荷(kg/104m2d)有效水深(m)处理效率(%)进塘BOD浓度(mg/L)I区*II区*III区*厌氧塘200300400353070800兼性塘30505070701001.21.56080300好氧塘常规处理塘1020152520300.51.26080100深度处理塘1010100.50.64060100曝气塘部分曝气塘50100100200200300356080300500完全曝气塘100200200300200400357090300500生物塘水生植物塘-502001003000.42.06080300深度处理塘-205030600.42.06980100废水养鱼塘2030304040501.52.5709050生态塘2030405050601.22.5709050各种稳定塘工艺设计参数（工程建设标准规范分类汇编，）注：I区、II区和III区分别是指年平均气温在8 oC以下、在816 oC以下和在16 oC以上地域。第40页2 污水土地处理（1）概述 污水土地处理系统也属于污水自然处理范围，是在人污水土地处理系统也属于污水自然处理范围，是在人工控制条件下，将污水投配在土地上，经过土壤工控制条件下，将污水投配在土地上，经过土壤-植物系植物系统，进行一系列物理、化学、物理化学和生物化学净化统，进行一系列物理、化学、物理化学和生物化学净化过程，使污水得到净化一个污水处理工艺。过程，使污水得到净化一个污水处理工艺。第41页2 污水土地处理n n 污水土地处理系统组成：污水土地处理系统组成：1 1）污水预处理设备）污水预处理设备2 2）污水调整、贮存设备）污水调整、贮存设备3 3）污水输送、配布与控制系统与设备）污水输送、配布与控制系统与设备4 4）土地净化田（关键单元）土地净化田（关键单元）5 5）净化水搜集、利用系统）净化水搜集、利用系统第42页2 污水土地处理n n 污水土地处理系统优点：污水土地处理系统优点：1 1）促进污水中植物营养素循环，污水中有用物质经过作）促进污水中植物营养素循环，污水中有用物质经过作物生长而取得再利用；物生长而取得再利用；2 2）可利用废劣土地、坑塘洼地处理污水，基建投资省；）可利用废劣土地、坑塘洼地处理污水，基建投资省；3 3）机电设备少，运行管理简便低廉，节约能源；）机电设备少，运行管理简便低廉，节约能源；4 4）绿化大地，增添风景，促进生态环境良性循环；）绿化大地，增添风景，促进生态环境良性循环；5 5）污泥得到充分利用，二次污染小。）污泥得到充分利用，二次污染小。第43页2 污水土地处理n n 污水土地处理系统缺点：污水土地处理系统缺点：1 1）污染土壤和地下水，尤其是重金属、有机毒物；）污染土壤和地下水，尤其是重金属、有机毒物；2 2）造成农产品质量下降）造成农产品质量下降3 3）散发臭味，蚊蝇滋生，危害人体健康）散发臭味，蚊蝇滋生，危害人体健康第44页2 污水土地处理n n 污水土地处理系统工艺类型：污水土地处理系统工艺类型：1 1）慢速渗滤系统）慢速渗滤系统2 2）快速渗滤系统）快速渗滤系统3 3）地表漫流系统）地表漫流系统4 4）地下渗滤处理系统）地下渗滤处理系统5 5）湿地处理系统（单独介绍）湿地处理系统（单独介绍）第45页2 污水土地处理（2）净化机理 污水土地处理系统净化机理十分复杂，它包含污水土地处理系统净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理化学吸附、化学反应了物理过滤、物理吸附、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物降解等过程。所以，和化学沉淀、微生物对有机物降解等过程。所以，污水在土地处理系统中净化是一个综合净化过程。污水在土地处理系统中净化是一个综合净化过程。第46页2 污水土地处理n n 有机物（有机物（BODBOD）去除机理：）去除机理：BODBOD大部分是在土壤表层土中去除。大部分是在土壤表层土中去除。土壤中含有大量种类繁多异养型微生物，它们能对被土壤中含有大量种类繁多异养型微生物，它们能对被过滤、截留在土壤颗粒空隙间悬浮有机物和溶解有机物过滤、截留在土壤颗粒空隙间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。进行生物降解，并合成微生物新细胞。当污水处理当污水处理BODBOD负荷超出让土壤微生物分解负荷超出让土壤微生物分解BODBOD生生物氧化能力时，会引发厌氧状态或土壤堵塞。物氧化能力时，会引发厌氧状态或土壤堵塞。第47页2 污水土地处理各种土地处理系统处理城市污水有机负荷各种土地处理系统处理城市污水有机负荷工艺工艺BODBOD负荷负荷Kg/(hmKg/(hm2 2.a).a)慢速渗滤慢速渗滤快速渗滤快速渗滤地表漫流地表漫流地下渗滤地下渗滤370-1830370-18308000-400008000-40000-7500-75005500-25500-2第48页2 污水土地处理n n 氮和磷去除机理：氮和磷去除机理：在土地处理中，磷主要是经过植物吸收，化学反应和沉淀（与在土地处理中，磷主要是经过植物吸收，化学反应和沉淀（与土壤中钙、铝、铁等离子形成难溶磷酸盐）、物理吸附和沉淀（土土壤中钙、铝、铁等离子形成难溶磷酸盐）、物理吸附和沉淀（土壤中黏土矿物对磷酸盐吸附和沉积），物理化学吸附（离子交换、壤中黏土矿物对磷酸盐吸附和沉积），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吸收等原因影响。量、铁铝氧化物和植物对磷吸收等原因影响。氮主要是经过植物吸收，微生物脱氮（氨化、硝化、反硝化），氮主要是经过植物吸收，微生物脱氮（氨化、硝化、反硝化），挥发（氨在碱性条件下逸出）等方式被去除。其去除率受作物类型、挥发（氨在碱性条件下逸出）等方式被去除。其去除率受作物类型、生长久、对氮吸收能力以及土地处理系统等工艺原因生长久、对氮吸收能力以及土地处理系统等工艺原因 影响。影响。第49页2 污水土地处理n n 悬浮物质去除机理：悬浮物质去除机理：污水中悬浮物质是依靠作物和土壤颗粒间孔隙截污水中悬浮物质是依靠作物和土壤颗粒间孔隙截留、过滤去除。土壤颗粒大小、颗粒间孔隙形状、大留、过滤去除。土壤颗粒大小、颗粒间孔隙形状、大小、分布和水流通道，以及悬浮物性质、大小和浓度小、分布和水流通道，以及悬浮物性质、大小和浓度等都影响对悬浮物截留过滤效果。若悬浮物浓度太高、等都影响对悬浮物截留过滤效果。若悬浮物浓度太高、颗粒太大，会引发土壤堵塞。颗粒太大，会引发土壤堵塞。第50页2 污水土地处理n n 病原体去除机理：病原体去除机理：污水经土壤处理后，水中大部分病菌和病毒可被去污水经土壤处理后，水中大部分病菌和病毒可被去除，去除率可达除，去除率可达92929797。其去除率与选取土地处理。其去除率与选取土地处理系统工艺相关，其中地表漫流去除率较低，但若有较长系统工艺相关，其中地表漫流去除率较低，但若有较长漫流距离和停留时间，也能够到达较高去除效率。漫流距离和停留时间，也能够到达较高去除效率。病原体主要经过过滤、吸附、干化、辐照、生物捕食病原体主要经过过滤、吸附、干化、辐照、生物捕食以及暴露在不利条件下等方式而被去除。以及暴露在不利条件下等方式而被去除。第51页2 污水土地处理n n 重金属去除机理：重金属去除机理：重金属主要是经过物理化学吸附、化学反应与沉淀重金属主要是经过物理化学吸附、化学反应与沉淀等路径被去除。重金属离子在土壤胶体表面进行阳离子等路径被去除。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；重金属与一些有机物生成可吸性鳌合物被固物晶格中；重金属与一些有机物生成可吸性鳌合物被固定于矿物质晶格中；重金属离子与土壤一些组分进行化定于矿物质晶格中；重金属离子与土壤一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。学反应，生成金属磷酸盐和有机重金属等沉积于土壤中。第52页2 污水土地处理（3）慢速渗滤系统 慢速渗滤系统是将污水投配到种有作物土壤表面，污慢速渗滤系统是将污水投配到种有作物土壤表面，污水中污染物在流经土壤水中污染物在流经土壤-植物系统时得到充分净化一个土植物系统时得到充分净化一个土地处理工艺系统。地处理工艺系统。慢速渗滤系统中，投配污水部分被作物吸收，部分渗慢速渗滤系统中，投配污水部分被作物吸收，部分渗透地下，部分蒸发散失，流出处理场地水量普通为零。透地下，部分蒸发散失，流出处理场地水量普通为零。第53页2 污水土地处理第54页2 污水土地处理 慢速渗滤系统适合用于处理村镇生活污水和季节性排放慢速渗滤系统适合用于处理村镇生活污水和季节性排放有机工业废水，经过收割系统种植经济作物，能够取得一有机工业废水，经过收割系统种植经济作物，能够取得一定经济收入。因为投配污水负荷低，污水经过土壤渗滤速定经济收入。因为投配污水负荷低，污水经过土壤渗滤速度慢，水质净化效果非常好。但因为其表面种植作物，所度慢，水质净化效果非常好。但因为其表面种植作物，所以慢速渗滤系统受季节和植物营养需求影响很大，另外因以慢速渗滤系统受季节和植物营养需求影响很大，另外因为水力负荷低，土地面积需求量大。为水力负荷低，土地面积需求量大。第55页2 污水土地处理 慢速渗滤系统被认为是土地处理中最适宜工艺，适合用慢速渗滤系统被认为是土地处理中最适宜工艺，适合用于渗水性能良好土壤（如砂质土壤）和蒸发量小、气候湿于渗水性能良好土壤（如砂质土壤）和蒸发量小、气候湿润地域。润地域。依据国内外运行资料，慢速渗滤系统对依据国内外运行资料，慢速渗滤系统对BODBOD去除率普通去除率普通可达可达95%95%以上，以上，CODcrCODcr去除率达去除率达85-90%85-90%，氮去除率则在，氮去除率则在80-90%80-90%之间。之间。第56页2 污水土地处理（4）快速渗滤系统 快速渗滤是将污水有控制地投配到含有良好渗滤性能快速渗滤是将污水有控制地投配到含有良好渗滤性能土地（如沙土、沙壤土）表面，在污水向下渗滤过程中，土地（如沙土、沙壤土）表面，在污水向下渗滤过程中，在过滤、沉淀、氧化、还原以及生物氧化、硝化、反硝在过滤、沉淀、氧化、还原以及生物氧化、硝化、反硝化等一系列物理、化学及生物作用下，得到净化处理一化等一系列物理、化学及生物作用下，得到净化处理一个污水土地处理工艺个污水土地处理工艺第57页2 污水土地处理快速渗滤系统示意图第58页2 污水土地处理 快速渗滤系统中，污水是周期地向渗滤田灌水和休灌，快速渗滤系统中，污水是周期地向渗滤田灌水和休灌，使表层土壤处于淹水使表层土壤处于淹水/干燥，即厌氧、好氧交替运行状态。干燥，即厌氧、好氧交替运行状态。在休灌期，表层土壤处于好氧状态，产生较强好氧降解在休灌期，表层土壤处于好氧状态，产生较强好氧降解反应，被土壤层截留有机物为微生物所分解。休灌期土反应，被土壤层截留有机物为微生物所分解。休灌期土壤层脱水干化有利于下一个灌水周期水下渗和排除。在壤层脱水干化有利于下一个灌水周期水下渗和排除。在土壤层形成厌氧、好氧交替运行状态有利于氮、磷去除。土壤层形成厌氧、好氧交替运行状态有利于氮、磷去除。第59页2 污水土地处理 经过对国内外一些快速渗滤系统运行数据，总结出该经过对国内外一些快速渗滤系统运行数据，总结出该工艺以下处理效果：工艺以下处理效果：1 1）BODBOD去除率可达去除率可达95%95%，CODCOD可达可达91%91%，出水，出水BOD10mg/LBOD10mg/L，COD40mg/L COD0.6m0.6m土层厚度土层厚度1.5m1.5m0.3m0.3m0.6m0.6m0.6-30.6-3地下水埋地下水埋深深m m1.0m1.0m无要求无要求1.0m1.0m沙壤土沙壤土粘壤土粘壤土土壤类型土壤类型沙，沙壤土沙，沙壤土粘土粘土粘壤土粘壤土沙壤土沙壤土粘壤土粘壤土0.150.15，中，中土壤渗滤土壤渗滤系数系数5.05.0，快，快5.05.0，慢，慢0.15-50.15-5，中，中第72页3 湿地污水处理技术 湿地指陆地上常年或季节性积水（水深2m以内，积水期4个月以上）和过湿土地与其生长、栖息生物群落组成独特生态系统。全世界约有湿地面积8.56亿公顷，其中加拿大面积最大，约有1.27亿公顷；其次是俄罗斯，约0.83亿公顷；中国居第三位，约有天然湿地和人工湿地0.63亿公顷。湿地可分为天然湿地和人工湿地两大类。天然湿地主要包含沼泽、泥炭地、湿草甸、浅水湖泊、盐沼和海洋滩等；人工湿地包含沼泽化稻田、水库、水塘等。第73页 湿地是地球上主要生态系统之一，国际湿地组织制订世界自然资源保护纲领中，将湿地与农业和林业并列为三大生态系统。湿地与生长、栖息生物种群，组成了独特生态系统，这种生态系统含有极高生产力，对发展畜牧业含有很大潜能。科研调查表明，每平方米湿地可年均生产2千克左右有机质，仅次于热带雨林生产力。3 湿地污水处理技术第74页3 湿地污水处理技术 湿地处理系统是将污水投放到土壤经常处于水湿地处理系统是将污水投放到土壤经常处于水饱和状态而且生长有芦苇、香蒲等耐水植物沼泽饱和状态而且生长有芦苇、香蒲等耐水植物沼泽地上，污水沿一定方向流动，在流动过程中，在地上，污水沿一定方向流动，在流动过程中，在耐水植物和土壤联合作用下，污水得到净化一个耐水植物和土壤联合作用下，污水得到净化一个土地处理工艺。土地处理工艺。第75页3 湿地污水处理技术（1 1）湿地净化污水作用机理）湿地净化污水作用机理n 物理沉降作用物理沉降作用n 植物根系阻截作用植物根系阻截作用n 化学沉淀作用化学沉淀作用n 土壤及植物表面吸附与吸收作用土壤及植物表面吸附与吸收作用n 微生物代谢作用微生物代谢作用第76页3 湿地污水处理技术（2 2）湿地净化主要植物类型）湿地净化主要植物类型Reed grass (芦苇芦苇)绿叶荻绿叶荻Bamboo (富贵竹富贵竹)花叶荻花叶荻第77页3 湿地污水处理技术Cannaceac(美人蕉美人蕉)Sedge family(纸莎草纸莎草)Water onion(水葱水葱)(再力花再力花)第78页3 湿地污水处理技术（3 3）湿地处理系统类型）湿地处理系统类型n 天然湿地系统天然湿地系统n 自由水面人工湿地自由水面人工湿地n 潜流人工湿地潜流人工湿地第79页3 湿地污水处理技术（4 4）天然湿地系统）天然湿地系统 利用天然洼淀、苇塘，并加以人工修整而成。利用天然洼淀、苇塘，并加以人工修整而成。中间设导流土堤，使污水沿一定方向流动，水深中间设导流土堤，使污水沿一定方向流动，水深普通在普通在30-80cm30-80cm之间，不超出之间，不超出1.0m1.0m，净化作用与，净化作用与好氧塘相同，适宜作为污水深度处理。好氧塘相同，适宜作为污水深度处理。第80页污水与植物作用污水与植物作用投配污水投配污水与土壤作用与土壤作用湿地出水湿地出水3 湿地污水处理技术第81页第82页3 湿地污水处理技术（5 5）自由水面人工湿地）自由水面人工湿地 用人工筑成水池或沟槽状，地面铺设隔水层以用人工筑成水池或沟槽状，地面铺设隔水层以防渗漏，再填充一定深度土壤层，在土壤层种植防渗漏，再填充一定深度土壤层，在土壤层种植芦苇一类维管束植物，污水由湿地一端经过布水芦苇一类维管束植物，污水由湿地一端经过布水装置进入，并以较浅水层在地表上以推流方式向装置进入，并以较浅水层在地表上以推流方式向前流动，从另一端溢入集水沟。前流动，从另一端溢入集水沟。第83页3 湿地污水处理技术横孔布水管横孔布水管芦苇芦苇水面水面溢流出水溢流出水集水沟集水沟隔水层隔水层土壤层土壤层生物膜生物膜苇根苇根第84页3 湿地污水处理技术 自由水面人工湿地有机负荷率及水力负荷率较自由水面人工湿地有机负荷率及水力负荷率较低。在确定负荷率时，应考虑气候、土壤情况、低。在确定负荷率时，应考虑气候、土壤情况、植物类型及接纳水体对水质要求等。植物类型及接纳水体对水质要求等。依据实际运行数据，有机负荷率介于依据实际运行数据，有机负荷率介于18-18-110kgBOD/ha.d110kgBOD/ha.d；当进水；当进水BOD=150mg/LBOD=150mg/L时，水时，水力负荷取值力负荷取值150-200m150-200m3 3/ha.d/ha.d，出水可达二级处理，出水可达二级处理水标准。水标准。第85页3 湿地污水处理技术（6 6）潜流人工湿地）潜流人工湿地 是人工筑成床槽，床内充填介质支持芦苇内挺是人工筑成床槽，床内充填介质支持芦苇内挺水植物生长。床底设粘土隔水层，并含有一定坡水植物生长。床底设粘土隔水层，并含有一定坡度。污水从沿床宽度设置布水装置进入，水平流度。污水从沿床宽度设置布水装置进入，水平流动经过介质