水污染控制工程經典課件第七章穩定塘第1頁，課件共34頁，創作于2023年2月

穩定塘按塘內的微生物類型、供氧方式和功能等進行劃分，可分類如下：1．好氧塘

好氧塘的深度較淺，陽光能透至塘底，全部塘水都含有溶解氧，塘內菌藻共生，溶解氧主要是由藻類供給，好氧微生物起凈化污水作用。2．兼性塘

兼性塘的深度較大，上層為好氧區，藻類的光合作用和大氣復氧作用使其有較高的溶解氧，由好氧微生物起凈化污水作用；中層的溶解氧逐漸減少，稱兼性區(過渡區)，由兼性微生物起凈化作用；下層塘水無溶解氧，稱厭氧區，沉淀污泥在塘底進行厭氧分解。3．厭氧塘

厭氧塘的塘深在2m以上，有機負荷高，全部塘水均無溶解氧，呈厭氧狀態，由厭氧微生物起凈化作用，凈化速度慢，污水在塘內停留時間長。第2頁，課件共34頁，創作于2023年2月4．曝氣塘

曝氣塘采用人工曝氣供氧，塘深在2m以上，全部塘水有溶解氧，由好氧微生物起凈化作用，污水停留時間較短。5．深度處理塘

深度處理塘又稱三級處理塘或熟化塘，屬于好氧塘。其進水有機污染物濃度很低，一般BOD5≤30mg/L。常用于處理傳統二級處理廠的出水，提高出水水質，以滿足受納水體或回用水的水質要求。

除上述幾種常見的穩定塘以外，還有水生植物塘(塘內種植水葫蘆、水花生等水生植物，以提高污水凈化效果，特別是提高對磷、氮的凈化效果)、生態塘(塘內養魚、鴨、鵝等，通過食物鏈形成復雜的生態系統，以提高凈化效果)、完全儲存塘(完全蒸發塘)等也正在被廣泛研究、開發和應用。第3頁，課件共34頁，創作于2023年2月穩定塘有下述優缺點：1．穩定塘的優點(1)基建投資低

當有舊河道、沼澤地、谷地可利用作為穩定塘時，穩定塘系統的基建投資低。(2)運行管理簡單

經濟穩定塘運行管理簡單，動力消耗低，運行費用較低，約為傳統二級處理廠的1/3～1/5。(3)可進行綜合利用實現污水資源化

如將穩定塘出水用于農業灌溉。充分利用污水的水肥資源；養殖水生動物和植物，組成多級食物鏈的復合生態系統。

第4頁，課件共34頁，創作于2023年2月2．穩定塘的缺點

(1)占地面積大

沒有空閑余地時不宜采用。(2)處理效果受氣候影響

如季節、氣溫、光照、降雨等自然因素都影響穩定塘的處理效果。(3)設計運行不當時，可能形成二次污染

如污染地下水、產生臭氣和滋生蚊蠅等。雖然穩定塘存在著上述缺點，但是如果能進行合理的設計和科學的管理，利用穩定塘處理污水，則可以有明顯的環境效益、社會效益和經濟效益。第5頁，課件共34頁，創作于2023年2月二、好氧塘1．好氧塘的種類好氧塘有高負荷好氧塘、普通好氧塘和深度處理好氧塘等三種。

(1)高負荷好氧塘

這類塘設置在處理系統的前部，目的是處理污水和產生藻類。特點是塘的水深較淺，水力停留時間較短，有機負荷高。

(2)普通好氧塘

這類塘用于處理污水，起二級處理作用。特點是有機負荷較高，塘的水深較高負荷好氧塘大，水力停留時間較長。

(3)深度處理好氧塘

設置在塘處理系統的后部或二級處理系統之后，作為深度處理設施。特點是有機負荷較低，塘的水深較高負荷好氧塘大。第6頁，課件共34頁，創作于2023年2月2．好氧塘基本工作原理

如圖7-1所示。塘內存在著菌、藻和原生動物的共生系統。有陽光照射時，塘內的藻類進行光合作用，釋放出氧，同時，由于風力的攪動，塘表面還存在自然復氧，兩者使塘水呈好氧狀態。塘內的好氧型異養細菌利用水中的氧，通過好氧代謝氧化分解有機污染物并合成本身的細胞質(細胞增殖)，其代謝產物CO2則是藻類光合作用的碳源。第7頁，課件共34頁，創作于2023年2月

3.好氧塘內溶解氧和pH的變化

藻類光合作用使塘水的溶解氧和pH值呈晝夜變化。白晝，藻類光合作用釋放的氧，超過細菌降解有機物的需氧量，此時塘水的溶解氧濃度很高，可達到飽和狀態。夜間，藻類停止光合作用，且由于生物的呼吸消耗氧，水中的溶解氧濃度下降，凌晨時達到最低。陽光再照射后，溶解氧再逐漸上升。好氧塘的pH值與水中CO2濃度有關，受塘水中碳酸鹽系統的CO2平衡關系影響，白天藻類光合作用使CO2降低，PH值上升；夜間，藻類停止光合作用，而細菌降解有機物的代謝沒有終止，CO2累積，PH值下降。第8頁，課件共34頁，創作于2023年2月三、兼性塘1．兼性塘的基本工作原理

兼性塘的有效水深一般為1.0～2.0m，通常由三層組成，上層好氧區、中層兼性區和底部厭氧區，如圖7-2所示。

第9頁，課件共34頁，創作于2023年2月

好氧區:

對有機污染物的凈化機理與好氧塘基本相同。

兼性區:

塘水溶解氧較低，且時有時無。這里的微生物是異養型兼性細菌，它們既能利用水中的溶解氧氧化分解有機污染物，也能在無分子氧的條件下進行無氧代謝。

厭氧區:

無溶解氧。可沉物質和死亡的藻類、菌類在此形成污泥層，污泥層中的有機質由厭氧微生物對其進行厭氧分解。與一般的厭氧發酵反應相同，其厭氧分解包括酸發酵和甲烷發酵兩個過程。發酵過程中未被甲烷化的中間產物(如脂肪酸、醛、醇等)進入塘的上、中層，由好氧菌和兼性菌繼續進行降解。而CO2、NH3等代謝產物進入好氧層，部分逸出水面，部分參與藻類的光合作用。第10頁，課件共34頁，創作于2023年2月四、厭氧塘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酸發酵和甲烷發酵兩階段來完成的。即先由兼性厭氧產酸菌將復雜的有機物水解,轉化為簡單的有機物(如有機酸、醇、醛等)，再由絕對厭氧菌(甲烷菌)將有機酸轉化為甲烷和二氧化碳等。應控制塘內的有機酸濃度在3000mg/L以下，pH值為6.5～7.5，進水的BOD5:N:P蘭100:2.5:1，硫酸鹽濃度應小于500mg/L，以使厭氧塘能正常運行。第11頁，課件共34頁，創作于2023年2月五、曝氣塘曝氣塘是在塘面上安裝有人工曝氣設備的穩定塘(圖7-4)。曝氣塘有兩種類型：①

完全混合曝氣塘；②

部分混合曝氣塘。第12頁，課件共34頁，創作于2023年2月2．厭氧塘的設計和應用厭氧塘的設計通常是用經驗數據，采用有機負荷進行設計的。(1)有機負荷

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)。我國采用BOD5表面負荷。處理城市污水的建議負荷值為200～600kgBOD5/ha·d。對于工業廢水，設計負荷應通過試驗確定。(2)池型

厭氧塘一般為矩形，長寬比為2:1～2.5:1。單塘面積不大于4ha。塘的有效水深一般為2.0～4.5m，儲泥深度大于0.5m，超高為0.6～1.0m。(3)

厭氧塘的進水口離塘底0.6～1.0m，出水口離水面的深度應大于0.6m(圖7-3)。使塘的配水和出水較均勻，進、出口的個數均應大于兩個。由于厭氧塘的處理效果不高，出水BOD5濃度仍然較高不能達到二級處理水平，因此厭氧塘一般作為其他處理設備的前處理單元。第13頁，課件共34頁，創作于2023年2月五、曝氣塘曝氣塘是在塘面上安裝有人工曝氣設備的穩定塘(圖7-4)。曝氣塘有兩種類型：①

完全混合曝氣塘；②

部分混合曝氣塘。第14頁，課件共34頁，創作于2023年2月

曝氣塘內生長有活性污泥，污泥可回流也可不回流，有污泥回流的曝氣塘實質上是活性污泥法的一種變型。微生物生長的氧源來自人工曝氣和表面復氧，以人工曝氣為主。曝氣設備一般采用表面曝氣機，也可用鼓風曝氣。

完全混合曝氣塘中曝氣裝置的強度應能使塘內的全部固體呈懸浮狀態，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，部分固體沉淀并進行厭氧消化。其塘內曝氣機布置較完全混合曝氣塘稀疏。

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用于沉淀。曝氣塘的水力停留時間為3～10d，有效水深為2～6m。第15頁，課件共34頁，創作于2023年2月六、穩定塘系統的設計要點(1)塘的位置

穩定塘應設在居民區下風向200m以外，以防止塘散發的臭氣影響居民區。此外，塘不應設在距機場2km以內的地方，以防止鳥類(如水鷗)到塘中覓食、聚集，對飛機航行構成危險。(2)防止塘體損害為防止浪的沖刷，塘的襯砌應在設計水位上下各0.5m以上。若需防止雨水沖刷時，塘的襯砌應做到堤頂。，襯砌方法有干砌塊石、漿砌塊石和混凝土板等。(3)塘體防滲穩定塘滲漏可能污染地下水源；若塘出水考慮再回用，則塘體滲漏會造成水資源損失，因此，塘體防滲是十分重要的。防滲方法有素土夯實、瀝青防滲襯面、膨潤土防滲襯面和塑料薄膜防滲襯面等。(4)塘的進出口進出口的形式對穩定塘的處理效果有較大的影響。設計時應注意配水、集水均勻，避免短流、溝流、及混合死區。主要措施為采用多點進水和出水；進口、出口之間的直線距離盡可能大；進口、出口的方向避開當地主導風向。第16頁，課件共34頁，創作于2023年2月第二節污水土地處理一、概述污水土地處理:利用土壤—微生物—植物組成的生態系統使污水中的污染物凈化的處理方法。在使污染物得以凈化的同時，水中的營養物質和水分也得以循環利用。因此，土地處理是使污水資源化、無害化和穩定化的處理利用系統。

土地處理技術的分類：慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流、濕地和地下滲濾系統。

土地處理系統的組成：由污水預處理設施，污水調節和儲存設施，污水的輸送、布水及控制系統，土地凈化田，凈化出水的收集和利用系統等五部分組成。第17頁，課件共34頁，創作于2023年2月二、土地處理系統的凈化機理

污水土地處理系統的凈化機理包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學吸附、化學反應和化學沉淀、微生物對有機物的降解等過程。主要污染物的去除途徑如下：1．BOD的去除

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養型微生物，它們能對被過濾、截留在土壤顆粒空隙間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。當處理水的BOD負荷超過土壤微生物分解BOD的生物氧化能力時，會引起厭氧狀態或土壤堵塞。第18頁，課件共34頁，創作于2023年2月2．磷和氮的去除

在土地處理中，磷主要是通過植物吸收，化學反應和沉淀(與土壤中的鈣、鋁、鐵等離子形成難溶的磷酸鹽)，物理吸附和沉積(土壤中的黏土礦物對磷酸鹽的吸附和沉積)，物理化學吸附(離子交換、絡合吸附)等方式被去除。其去除效果受土壤結構、陽離子交換容量、鐵鋁氧化物和植物對磷的吸收等因素影響。

氮主要是通過植物吸收，微生物脫氮(氨化、硝化、反硝化)，揮發、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，以及土地處理系統的工藝等因素影響。第19頁，課件共34頁，創作于2023年2月3．懸浮物質的去除

污水中的懸浮物質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、大小和濃度等都影響對懸浮物的截留過濾效果。若懸浮物濃度太高、顆粒太大會引起土壤堵塞。4．病原體的去除

污水經土壤過濾后，水中大部分的病菌和病毒可被去除，去除率可達92％～97％。5．重金屬的去除

重金屬的去除主要是通過物理化學吸附，化學反應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；重金屬與某些有機物生成可吸性螯合物被固定于礦物晶格中；重金屬離子與土壤的某些組分進行化學反應，生成金屬磷酸鹽和有機重金屬等沉積于土壤中。第20頁，課件共34頁，創作于2023年2月三、土地處理基本工藝1．慢速滲濾系統

慢速滲濾系統適用于滲水性良好的土壤、砂質土壤及蒸發量小、氣候潤濕的地區。廢水經噴灌或面灌后垂直向下緩慢滲濾，土地凈化田上種作物，這些作物可吸收污水中的水分和營養成分，通過土壤一微生物一作物對污水進行凈化，部分污水蒸發和滲濾(見圖7-6)。慢速滲濾系統的污水投配負荷一般較低，滲濾速度慢，故污水凈化效率高，出水水質優良。慢速滲濾系統有農業型和森林型兩種。其主要控制因素為：灌水率、灌水方式、作物選擇和預處理等。第21頁，課件共34頁，創作于2023年2月2．快速滲濾系統

快速滲濾土地處理系統是一種高效、低耗、經濟的污水處理與再生方法。適用于滲透性非常