范文一:【doc】 天然河道形成的稳定塘运行条件试验研究
天然河道形成的稳定塘运行条件试验研究
2005年第11期江苏水利
天然;可道形成的稳定塘
1概述
稳定塘(StabilizationPonds)又名
氧化塘或生物塘,是一种利用天然净
化能力处理污水的生物处理设施.稳
定塘的分类主要按塘内的微生物类
型,供氧方式和功能等进行划分.稳
定塘可分为:好氧塘,兼性塘,厌氧
塘,曝气塘和深度处理塘.若按照稳
定塘出水方式分类,可将稳定塘分
为:连续出水塘,控制出水塘和完全
储存塘.
影响稳定塘净化效果的因素很
多,包括污水类型,水力停留时间,有
机负荷,水温,水位和塘的控制性边
界条件(包括工程性边界条件,如闸,
坝,地涵等和非工程性边界条件.如
泄洪,发电等)等.对于天然河道形成
的稳定塘,当其运行可通过控制工程
?.行条件试验研究
杨树滩张建华
调节时,除水位,水力停留时间,季节
(水温)外,其它诸因素如污水类型,
有机负荷和塘的形状等都几乎不可
调节.因此,本文主要研究水位,水力
停留时间和水温的变化对天然河道
形成的贮水式稳定塘净化效果的影
响,由此确定这种稳定塘的适宜运行
条件.
2稳定塘的形成及试验
2.1稳定塘的形成及污水处理能力
新沂河为季节性行洪河道.新沂
河滩地每年限种一季冬小麦,其余季
节不允许耕作.同时,新沂河下游也
有大片闲置荒地可供开发使用.沿线
建有沭阳,叮当河,盐河和海口4座
工程枢纽,形成4个串联的梯级控
制,见图1,各梯级河道特征见表1.
这种天然的河道基础和工程基础使
稳定塘的建设,运行和试验研究成为
可能,经适当控制后,便形成了贮水
式稳定塘,其最大污水处理能力——
4级控制的调蓄容量为1039万m,
(详见表1).以江苏新沂市和山东一
些城市排入新沂河的工业废水及城
市生活污水作为稳定塘的净化和试
验对象,研究当上游来水量小,新沂
河E偏泓专道储存污水,呈死水状态
(或更新周期比较长)的情况下,稳定
塘对污水的降解作用效果,并通过采
用不同的方式调度各级工程的运行.
调整污水在各级稳定塘的水温,停留
时间,水深等,探索提高污水净化效
果的适宜运行条件.
2.2稳定塘运行试验及分析
分别保持水力停留时间,水位不
变通过在不同水文条件下试验,取
图1新沂河稳定塘形成的河道基础和工程基础图
表1新沂河稳定塘各梯级河道特征及槽蓄量表
河床参数控制水位(m)槽蓄量
河段起迄长度底高底宽边坡控制拦污最高拦污(万
m)
(km)(m)(m)水位水位
口头沭阳枢纽255.5,8.01:37.479.060o
沭阳枢纽叮当河枢纽384.0,1.0301:33.54.27240
叮当河枢纽盐河枢纽101.0—一0.28,201:43.213.6440
盐河枢纽海口枢纽52-0-3—一1.05,201:41.02.0159
合计1251039
墨
2005年第11期江苏水利
得一系列监测数据.由此探讨不同因
素对稳定塘运行的影响.
(1)水位对稳定塘运行影响
在相同的水力停留时间(4d)和
相近的水文气象条件(水温介于15.O~C
,
20.O~C之间)下.不同水深范围内稳
定塘中污染物指标见表2.
绘制污染物在稳定塘中的浓度随水
温变化的曲线.以及各曲线相对应的
对数回归曲线.可以看出.塘中污染
物COD,氨氮的浓度随水温的升高而
稳步降低,即污染物去除率随水温的
升高而升高.但在不同的温度范围
内,污染物的去除效果不尽相同.当
表2不同水深稳定塘中污染物指标
水深浓度(mg/L)去除率(%)
(m)氨氮C0D氨氮C0D
0.82~0.645.02,3.1230.2,24.037.820.5
0.64~0.503.59,2.2428.5,24.037.615.8
0.50-0.402.28~0.7127.3,22.268.918.7
表中数据表明.当稳定塘以较浅
的水深运行时.对污染物具有较好的
去除效果.这一规律符合稳定塘的基
本特性:水深浅,日光可以透过水层
直接射人塘底,藻类长的很茂盛.供
氧主要靠藻类的光合作用供给,水体
复氧能力增强,污染物的降解速率提
水温在0.0?至26.0~C之间变化时.
COD浓度从33.8mg/L下降至
22.2mg/L,平均去除率达到34.3%;
氨氮浓度从5.02mg/L下降至
0.71mg/L.平均去除率达到85.9%.
其中.在温度介于14.0~C,17.0~C之
间.COD去除率平均为2.8%,氨氮去
变化的对数回归曲线可以发现,氨氮
的降解速率对温度最敏感,温度升
高,降解的速率提高最显着,COD的
影响相对较小;各污染物在水温介于
17.0~C,26.0~C.特别是17.0~C,20.0~C
之间时衰减速率最大,去除效果最明
显,随着稳定塘的进一步运行(升温).
各污染物去除效果以低速增长并逐
渐趋于缓和
(3)停留时间对稳定塘运行影响
在相近的水文气象条件(水位介
于0.4m,0.8m之间,水温介于15.0~C
,
20.0?之间)下,不同停留时间稳定
塘中污染物指标见表3.
表3和图2,图3分别为COD,
氨氮的去除率随停留时间变化的关
系曲线.从表和图中可以看出.随着
污水在稳定塘内停留时间的延长,有
机物的去除率逐步提高,如停留时间
达到20d,氨氮的去除率可以达到
90.8%;停留22d时COD去除率可达
34.3%.
但停留时间也不是越长越好.超
表3贮水式稳定塘水力停留时间与污染物去除率变化情况表
储存时间(d)8910111213l415l6171819202122
去除率氨氮
49.1636.6135.0641.6641.9159.6453.5665.8571.0270.5080.9885.5190.82
86.5587.45
(%)C0D010.6515.3817.75l7.7528.9924.56l5.6821.3019.2323.6732.252
7.8125.7434.32
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停留时间(d)
图4氨氮去除率随停留时间变化的曲线
高.水质监测结果表明,当稳定塘水
深在0.4m左右时.污染物的降解能
力最强
(2)水温对稳定塘运行影响
在连续监测并保持水力停留时
间(1d)不变和相近的水文气象条件
(水位介于0.4m,0.8m之间)下.通过
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停留时间()
图去除率随停留时间变化的曲线
除率平均为.6%;在温度介于
.
,
.之间,去除率平均
为.2%,氨氮去除率平均为.3%:
在温度介于..之间.
去除率平均为.4%,氨氮去除率平
均为.6%.
同时,从,氨氮浓度随温度
过一定天数后,再延长污水在池内
的停留时间,氨氮,的去除率就
会基本趋于稳定各种污染物的去
除率随储存时间变化曲线上均呈现
一
个转折点,如氨氮在左右,
在左右有一个速率转折点,
过了这个转折点后,(下转第39页)
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2005年第11期江苏水利
运作的商品水资源生产经营者还很
少:第三市场水价偏低.控制手段,计
量设施落后甚至缺乏.水价不能起到
应有的调节作用,导致了水资源浪费
严重.
4.维护水市场运行的政策法规
尚不完善
市场经济是法制经济.必须有一
套完备的政策法规加以引导.目前已
有的如《水法》,《水污染防治法》等法
律法规.对水资源开发利用及保护起
到了一定的促进作用,但尚不能完全
规范水市场.还必须有一系列相关的
法律法规出台,如《水资源交易法》
等.
五,水市场建立的框架
当前.严峻的水资源供需矛盾,
水市场发育的极不成熟和存在的诸
多问题,迫使我们要加快水权和水市
场的建设步伐.要深入研究水资源在
开发利用过程中的产权所属,产权收
益和产权经营问题:水权的初始界
定,分配,交换和定价问题;水权取得
和转让的条件,原则和程序:水权交
易的监督管理,水权的权利分离和分
割,水权的期限等问题,逐步建立健
全水市场的框架.这是一项艰巨复杂
的系统工程和制度创新工作,不可能
一
蹴而就.对此.当前及今后迫切需
要做好以下几方面工作:
1.认真调查评价水资源量和制
定用水定额.通过水资源调查评价摸
清水资源总量和水质.是建立水权和
水市场制度的基础和前提条件.只有
搞清楚水资源质和量.才能科学制订
水资源规划和水量分配方案.才能科
学制定各行业的用水定额.实现以供
定需,合理配置.
2.开展水资源规划和实施工作.
宏观控制调配水资源.要制定水质,
水量分配方案.科学评估水环境承载
能力.科学合理地规划水资源.必须
具备对水量,水质进行监控的有效手
段,否则规划和方案将无法实施.因
此.当前对区域供水计量工作,水质
监测预警系统的规划和实施工作势
在必行
3.迅速完善以水权转让为主要
内容的一级水市场.水作为一种自然
资源,是人类生活和生产的生命线,
必须分清轻重缓急.因此要首先考虑
人的基本生活用水需求的水权,即人
基本的生活需求水量:其次是农业用
水权:再次是生态环境的基本需求用
水权:最后是工业等其他行业用水的
水权.这是水权的一级市场,政府以
水资源所有者的身份将水资源的使
用权转让给用水者.
4.逐步建立和完善水的二级市
场.在完成水权的初始配置后,就需
要建立以实现水资源产权和水商品
产权的有偿转让.优化配置水资源为
目标的水的二级市场.要建立管理水
权和水市场的运行机构,逐步建立其
仲裁机构和监督机构,而目前各地成
立的供排水管理处仅是水市场的管
理机构.
5.加快水权交易和水市场制度
的立法.我国的水权和水市场制度是
在社会主义市场经济条件下建立和
运行的一种新制度.而市场经济本身
是法制经济.这是因为市场经济通过
交易来实现自己的功能,而要交易就
要有契约合同,有契约就要维系契约
的稳定和正常运行.要维系契约就要
有法制.因为契约主要是通过法制来
维系的.因此.为了建立水权和水市
场制度,就必须加快立法进程.
我国是一个水资源十分紧缺的
国家.由于长期受计划经济的影响,
逐步建立规范完善的水市场,是有效
地解决我国水资源紧缺和供需矛盾
的必然选择.这将是一个不断认识,
完善和发展的渐进过程,需要我们去
积极研究和努力探索,促进水资源的
可持续利用和经济社会的可持续发
展.
(作者单位:盐城市供排水管理
处
(上接第36页)由于塘内有机物浓度
不足.微生物生长繁殖受到限制,污
染物质降解速率大为降低,再延长停
留时间,净化效果不会有显着的提
高.
3稳定塘试验结论
在下列条件下运行时,天然河道
贮水式稳定塘中的污染物去除效果
明显:
(1)水深对污染物的去除有一定
影响,水深低于0.5m时,污染物质降
解速率明显.
(2)水温对污染物的去除影响较
为显着.各污染物浓度随水温的升高
而快速降低.去除率随水温的升高而
升高.氨氮对水温的升高最为敏感,
COD对水温的影响相对较小,水温介
于17.0?,26.0?.特别是17.0?,
20.0?之间时.污染物的去除效果最
好.
(3)污水停留时间是保证贮水式
稳定塘具有较好去除效果的关键.当
污水在稳定塘中停留12d以上,20d
以内时.大部分有机物可以去掉.超
过20d后,再延长停留时间,污染物
的去除率基本无明显变化.
本文把研究重点放在利用现有
的天然排污河道和工程基础形成的
天然污水处理系统来研究稳定塘的
净化效果和提高净化效率的适宜运
行条件上,这样使研究成果更具有代
表性和适用性,且可缩短成果推广的
周期并降低运行维护费用.
(作者单位:江苏省水资源服务
中心210029)
?
范文二:旁路生物稳定塘系统净化滇池入湖河道污水
旁路生物稳定塘系统净化滇池入湖河道污
水
第24卷第19期
2008年10月
中国给水排水
CHINAWATER&WASI'EWATER
Vo1.24No.19
0ct.2o08
旁路生物稳定塘系统净化滇池入湖河道污水
黄亮r,唐涛,黎道丰,蔡庆华
(1.中国科学院水生生物研究所,湖北武汉430072;2.中国科学院研究生院,北京 100039)
摘要:为削减滇池的入湖污染负荷,基于旁路净化的思路设计并构建了包括水生植物塘和
养殖塘在内的生物稳定塘系统,考察了对氮,磷的去除效果.结果表明,系统对TN,TP,NO;一N和
NH一N的平均去除率分别为25.3%,50.6%,38.4%和35.6%,在改善水质的同时还具有一定的
生态景观效益,可为其他水体的净化提供示范.
关键词:旁路生物稳定塘;入湖河道污水;净化;滇池
中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1000—4602(2008)19—0013—03 ResearchonPurificationofPollutedInflowRiversintoDianchiLakeby
BypassBiologicalStabilizationPondSystem HUANGLiang,TANGTao,LIDao-feng,CAIQing—hua
(1.InstituteofHydrobiology,ChineseAcademyofSciences,Wuhan430072,China;2.Grad
uate
Unive~ity,ChineseAcademyofSciences,Beqing100039,China)
Abstract:InordertoreduceinflowpollutionloadintoDianchiLake,abiologicalstabilization pondsystemincludingahydrophytespondandanaquaculturepondwasdesignedandbuiltbasedonthe
ideaofbypasspurification.Theremovalefficienciesofni~ogenandphosphoruswereinvestigated.The
resultsshowthattheaverageremovalratesofTN,TP,NO;一NandNH3一
Nbythewholesystemare
25.3%,50.6%,38.4%and35.6%respectively.Thesystemimproveswaterqualityandcontributesto
theecologicallandscape,whichprovidesademonstrationforotherwaterpurificationprojects.
Keywords:bypassbiologicalstabilizationpond;pollutedinflowriverintolake;purification; DianchiLake
人湖的河道污水为滇池污染负荷的主要来源,
是引发水体富营养化的关键因素之一】J.因此,'通
过工程技术措施强化去除人湖河道污水中的污染
物,是实现滇池水环境质量改善和生态恢复的重要
措施.
传统的污水处理方法虽然工艺成熟,处理效果
理想,但建造,运行,管理费用过高l2J.近年来,生
态技术已成为环境领域的研究热点之一,其具有效
果好,造价低,运行成本低廉,无二次污染等优点,适
用于河道污水的治理J.笔者以控制入湖污染负
荷为目的,依据生态控制论的原理,在大清河入滇池
口西侧构建了生物稳定塘旁路水质净化系统,考察
了对氮,磷的去除效果.
1系统的构建
大清河位于昆明市官渡区,是滇池较大的人湖
河流之一,主要接纳沿岸城市生活污水及部分工业
基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2005AA60101003)
?
13?
第24卷第19期中国给水排水
废水,已出现重度富营养化和黑臭现象,河水流速缓 慢,自净能力极弱.针对此种情况,在大清河入滇池 口西侧构建了由预处理塘,水生植物塘(见图1)和 养殖塘(见图2)等组成的生物稳定塘系统,将河道 污水引入系统进行净化,以达到削减人湖污染负荷 和改善水生生态环境的目的.
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摹:
43m
植物塘出水
图2养殖塘平面布置
Fig.2Layoutofaquaculturepond
大清河污水通过泵抽取首先进入预处理塘进 行初步沉淀处理.预处理塘由闲置农田改建而成, 面积约为2200m,由于河道污水中含有很多泥沙 和悬浮的有机质颗粒,因而进行初步沉淀是很有必 要的,同时还可以减轻水质,水量的波动对后续处理 系统的影响.
水生植物塘紧邻预处理塘,面积约为2000m,
平均水深约1.5m,设计成四个相通的功能区域,按 照水流方向依次为功能区1,4.功能区1—2内种 植浮水植物水芹菜,功能区3,4内种植沉水植物狐 尾藻,以上水生植物均从滇池流域及周边地区获得, 具有适应性好,生长周期长,容易栽培,对氮磷富集 效果好,美观及具有经济价值等优点.水生植物栽 培在由PVC管做成的长方形(4mX2m)框架内,以 渔网为载体,平均株距为10cm,平均栽种密度为 100m.各功能区内放置栽有植物的浮床24 个,保持每一单元的植物覆盖度为40%且各单元的 植物量大体相同,其中沉水植物区的浮床设置成可 升降的形式,依据水体透明度情况来调整沉水植物 距离水面的位置,以使其能正常生长.
养殖塘的面积约2200m,由两个连通但水深 不同的区域组成.塘内靠近进水口区域的最大水深 为1.5m,靠近出水口区域的平均水深为2.0m.沿 堤岸由上到下立体栽种鸢尾,再力花和风车草,其中 鸢尾的种植密度为20,25m,再力花和风车草 的为16,20m.塘内进水口处栽种挺水植物 菖蒲,再力花,纸莎草,对水生植物塘净化出水中的 有机悬浮物进行进一步的拦截和净化.塘中还搭配 放养了鲢鱼,鲫鱼等经济鱼类共500kg,对水体中的 养分和其他代谢物起到控制作用,同时增加系统的 生物多样性,以利于系统的长期稳定运行. 2测定项目与方法
生物稳定塘系统建成后,于2007年6月_7月 进行连续运行,考察对氮,磷的去除效果(塘系统的 水力停留时问为3d).监测点布设于水乍植物塘入 水口,水生植物塘出水口和养殖塘出水口处,每周采
一
次水样,监测项目为TN,TP,NO;一N和NH一N, 分别采用过硫酸钾氧化一紫外分光光度法,钼锑抗 分光光度法,紫外分光光度法,纳氏试剂比色法进行 测定加].
3运行效果分析
3.1除污效果
分另0于6月2日,9日,16?,23日,30日和7
月7日采样测定,取其平均值作为评价指标,结果见 表1.
?
14?
表1对污染物的去除效果
Tab.1Pollutantsremovaleffectmg?L
项目TNTPNO(一NNH一N
植物塘进水8.2330.1150.7856.5l5 植物塘出水7.7l80.07l0.7045.355 养殖塘出水6.1770.0570.4864.233 由表1可知,植物塘对TN的去除效果并不明
1L,?』
?
,
黄亮,等:旁路生物稳定塘系统净化滇池入湖河道污水第24卷第19期 显,平均去除率仅为6.3%,而养殖塘对TN的平均 去除率为20.5%,明显优于植物塘;水生植物塘和 养殖塘对TP的平均去除率分别为38.5%和
19.7%,去除效果较好且比较稳定;水生植物塘对 NO3-一N的平均去除率仅有11.3%,而养殖塘对
NO3-一N的平均去除率则可达30.2%,表现出了较 好的去除效果;水生植物塘和养殖塘对NH一N的 平均去除率分别为16.7%和21.8%. 3.2综合性能评价
该生物稳定塘系统以水生生物为主体,通过分 解,吸收,吸附,降解,转化等作用对滇池人湖河道污 水进行净化,对TN,TP,NO3-一N和NH一N等指标 的平均去除率分别为25.3%,50.6%,38.4%和 35.6%.其中,养殖塘对TN,NO3-一N和NH一N 的去除效果好于植物塘,而植物塘对TP的去除效 果要优于养殖塘.
系统对氮,磷的去除效果取决于沉淀作用,塘内 微生物,水生生物和植物根系的吸收/吸附作用,硝 化反硝化作用,挥发作用,以及它们之间的协同作 用?.依据对污染物降解过程的分析,植物塘与养 殖塘之间具有较强的互助和互补性,使得整个系统 能够充分发挥处理功效,从而具有较高的氮,磷去除 效率.
4结论与展望
基于旁路水质净化的思路,构建了以水生生物 为主体的生物稳定塘系统,并通过优化组合水生植 物塘与养殖塘等处理单元,使之成为一个有机整体. 采用该系统处理大清河污水,对TN,TP,NO3-一N, NH一N的平均去除率分别为25.3%,50.6%, 38.4%,35.6%,明显改善了水质,这为今后利用生 物/生态方法治理河道污水提供了科学依据. 滇池水体污染的治理与生态恢复是一个长期的 系统工程,涉及诸多技术.目前系统仍在运行,针对 水生植物的长效管理,水生生物最佳的放养密度等
问题还在进一步摸索之中,以期最终形成兼具水质 净化与景观效益的最佳净化模式.
?
15?
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作者简介:黄亮(1977一),男,湖北武汉人,博 士研究生,主要从事水环境生态修复技术
研究.
E—mail:huangliang05@gmail.corn
通讯作者:唐涛
收稿日期:2008—06—26
范文三:旁路生物稳定塘系统净化滇池入湖河道污水
Vol-24No(19第24卷第19期 中国给水排水
CHINA 2008年10月 WATER,WASTEWATER 0ct(2008
系统 旁路生物稳定塘净化滇池入湖河道污水
黄 唐 亮1’2, 涛1, 黎道丰1, 蔡庆华1 (1(中国科学院水生生物研究所,湖北武汉430072;2(中国科学院研究生院,北
京 100039) 摘要: 为削减滇池的入湖污染负荷,基于旁路净化的思路设计并构建了包括水生植物塘和
养殖塘在内的生物稳定塘系统,考察了对氮、磷的去除效果。结果表明,系统对TN、rip、N03一N
和 NH3一N的平均去除率分别为25(3,、50(6,、38(4,和35(6,,在改善水质的同时还具有 一定的 生态景观效益,可为其他水体的净化提供示范。 关键词: 旁路生物稳定塘; 入湖河道污水; 净化; 滇池
中图分类号:X703(1 文献标识码:A 文章编号:1000—4602(2008)19—0013—03 Research Purification of Polluted Inflow Rivers into Dianchi onLakeby
Pond StabilizationBypass Biological System HUANG CAI Ta01,LI Lian91”,TANG Dao—fen91, Qing?hual (1(Institute of Hydrobiology,Chinese Academy of Sciences,Wuhan 430072,China;2(Graduate
University,Chinese of 100039,China) Academy Sciences,Be彬ng
In order to reduce inflow load into Dianchi stabilization Abstract(( pollution Lake,a biological a and was anand built based on the pond system including hydrophytes pond aquaculture pond designed idea of removal efficiencies of and were bypass purification(The nitrogen phosphorus investigated(The results show that the removal rates of and the whole average TN,TP,N03-一N NH3一N by system are and contributes towater25(3,,50(6,,38(4,and 35(6,respectively(The system improves quality the a demonstration for other water ecological landscape,which provides purification projects(
words: stabilization inflow river into Key bypass biological pond;polluted lake;purification; I akeDianchi 入湖的河道污水为滇池污染负荷的主要来源, 果好、造价低、运行成本低廉、无二次污染等优点,适
。因此,通 用于河道污水的治理[3柚J。笔者以控制人湖污染负 是引发水体富营养化的关键因素之一 荷为目的,依据牛态控制论的原理,在大清河入滇池 过工程技术措施强化去除人湖河道污水中的污染 口西侧构建了生物稳定塘旁路水质净化系统,考察 物,是实现滇池水环境质量改善和生态恢复的重要 措施。 了对氮、磷的去除效果。 1 传统的污水处理方法虽然工艺成熟、处理效果 理想,但建造、运行、管理费用过系统的构建
高旧j。近年来,生 大清河位于昆明市官渡区,是滇池较大的入湖 态技术已成为环境领域的研究热点之一,其具有效 河流之一,主要接纳沿岸城市生活污水及部分工业 基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2005AA60101003) ?13?
万方数据
中国给水排水 w?M(watergasheat(tom 第24卷第19期
尾藻,以上水生植物均从滇池流域及周边地区获得, 废水,已出现雨度富营养化和黑臭现象,河水流速缓
具有适应性好、生长周期长、容易栽培、对氮磷富集 慢,自净能力极弱。针对此种情况,在大清河入滇池
口西侧构建’厂由预处理塘、水牛植物塘(见图 1)效果好、美观及具有经济价值等优点。水牛植物栽和
m×2 培在由PVC管做成的长方形(4 m)框架内,养殖塘(见图2)等组成的,{i物稳定墉系统,将河道 渔网为载体,平均株距为10cm,平均栽种密度为 以 污水引入系统进行净化,以达到削减入湖污染负荷 100株,m2。各功能区内放置栽有柿物的浮床和改善水生生态环境的目的p”3。 个,保持每一单元的j}lI【物覆盖度为40,H各单元的 24 植物量大体相同,其中沉水植物区的浮床设置成可
升降的形式,依据水体透明度情况来调整沉水植物 陌 i#i篓 !蕊:到叶I圆矽需要’『 距离水面的位置,以使其能讵常牛长。 200 养殖塘的面积约2 m2,由两个连通但水 (鳝一
深 不同的区域组成。塘内靠近进水n区域的最大
为1(5 m,靠近出水口区域的平均水深为2(0 水深 111。沿堤岸由上到下立体栽种鸢尾、再力花和风车
草,其中 鸢尾的种植密度为20,25彬m2,再力花和风车草 的为16,20彬m2。塘内进水口处栽种挺水植物 菖蒲、再力花、纸莎草,对水生植物塘净化l叶{水中 的 有机悬浮物进行进一步的拦截和净化。塘中还
kg,对 搭配 放养J,鲢鱼、鲫鱼等经济鱼类共500
水体巾的 养分和其他代谢物起到控制作用,同时增
加系统的 生物多样性,以利于系统的长期稳定运 2测定项目与方法 行。 生物稳定塘系统建成后,于2007年6月_7 月 进行连续运行,考察对氮、磷的去除效果(塘系 d)。监测点布设于:水生植统的 水力停留时间为3
物塘入 水U、水牛植物塘出水口和养殖塘出水口
处,每周采 一次水样,监测项目为TN、TP、NO;一 N和NH,一N, 分别采用过硫酸钾氧化一紫外分光光度法、钼锑抗 分光光度法、紫外分光光度法、纳氏试剂比色法进行 测定‘1 0|。 图2养殖塘平面布置 3运行效果分析of aquaculturepondFig(2 Layout3(1 除污效果 大清河污水通过泵抽取首先进入预处理塘进 分别于6月2 13、9只、16 13、23日、30日和7
行初步沉淀处理。预处翌}!塘由闲置农出改建而成, 月7日采样测定,取其平均值作为评价指标,结果见200 面积约为2 m2,由于河道污水中含有很多泥沙 和悬浮的有机质颗粒,因而进行初步沉淀 表l。
足很有必表1 对污染物的去除效果要的,同时还可以减轻水质、水量的波动对后续处理 Pollutants l'eillOVa]effect Tab(1 mg?L一系统的影响。 TP 项 目 TN NH3一N NO;一N 000 m2, 水生植物塘紧邻预处理塘,面积约为2 8(233 0(115 0(785 6(515 植物塘进水
7(718 0(07l 0(704 5(355 髓物塘jf{水 平均水深约1(5 m,设计成四个相通的功能区域,按 0(057 0(486 4(233 6(177 养殖塘出水 照水流方向依次为功能区1—4。功能区1—2内种 植 由表l町知,植物塘对TN的去除效果并不 浮水植物水芹菜,功能区3,4内种植沉水植物狐万方数据 明
黄亮,等:旁路生物稳定塘系统净化滇池入湖河道污水 第24卷 第19期 WWw(watergasheat(com 显,平均去除率仅为6(3,,而养殖塘对"IN的平均 参考文献: 去除率为20(5,,明显优于植物塘;水 [1] 马巍,李锦秀,田向荣,等(滇池水污染治理及防治对 生植物塘和 策研究[J】(中国水利水电科学研究院学报,2007, 养殖塘对rIP的平均去除率分别为38(5,和 (1):8一14(19(7,,去除效果较好日(比较稳定;水生植物塘对
[2]朱亮,苗伟红,严甍(河流湖泊水体生物一生态修复NOr—N的平均去除率仅有11(3,,而养殖塘对 技术述评[J](河海大学学报(自然科学版),2005,33 NO;一N的平均去除率则町达30(2,,表现出了较 (1):59—62( 好的去除效果;水生植物塘和养殖塘对NH,一N的 [3]杨鲁豫,王琳,王宝贞(我国水资源污染治理的技术 平均去除率分别为16(7,和21(8,。 策略[J](给水排水,2001,27(1):94—101( 3(2综合性能评价 [4]李继洲,程南宁,陈清锦(污染水体的生物修复技术 该生物稳定塘系统以水生生物为主体,通过分 研究进展[J](环境污染治理技术与设备,2005,6 解、吸收、吸附、降解、转化等作用对滇池人湖河道污 (1):25—30( 水进行净化,对rI’N、TP、NO;一N和NH,一N等指标 [5]孙卫星,汪翔(浅议受污染水体生态修复技术 的平均去除率分别为25(3,、50(6,、38(4,和 环境科学与技术,2003,26(增刊):108一[J]( llO( 35(6,。其中,养殖塘对"IN、No,一N和NH,一N [6]董晓丹,周琪,周晓东(我国河流湖泊污染的 的去除效果好于植物塘,而植物塘对1’P的去除效 术及发展趋势[J](地质与资源,2004,13(1):防治技 果要优于养殖塘。 29( 26— 系统对氮、磷的去除效果取决于沉淀作用,塘内 辛晓云,马秀东(氧化塘水生植物净化污水的研究 [7] 微生物、水生生物和植物根系的吸qk,吸附作用,硝[J](山西大学学报(自然科学版),2003,26(1):85 —87(化反硝化作用,挥发作用,以及它们之间的协同作
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[9] 何用,李义天(改善湖泊水环境的凋水与生物修复结 效率。 合途径探索[J](安全与环境学报,2005,5(1):56— 4结论与展望 58( 基于旁路水质净化的思路,构建了以水牛牛物 [10] 围家环境保护总局(水和废水监测分析方法(第4 为主体的生物稳定塘系统,并通过优化组合水牛植 版)[M]。北京:中国环境科学出版社,2002( 物塘与养殖塘等处理单元,使之成为一个有机整体。 [11] 黄亚,傅以钢,赵建夫(富营养化水体水生植物修复 采用该系统处理大清河污水,对TN、TP、NO;一N、 机理的研究进展[J](农业环境科学学报,2005,24
NH,一N的平均去除率分别为25(3,、50(6,、 38(4,、35(6,,明显改善了 (z1):378—383( 水质,这为今后利用生
物,生态方法治理河道污水提供了科学依据。 作者简介:黄亮(1977一 ),男, 湖北武汉人,博
滇池水体污染的治理与牛态恢复是一个长期的 士研究生, 主要从事水环境生态修复技术
研究。 系统工程,涉及诸多技术。目前系统仍在运行,针对 水生植物的长效管理、水生生物
E—mail:huanglian905@gmail(tom 问题还在进一步 最佳的放养密度等 通讯作者:唐涛 摸索之中,以期最终形成兼具水质 净化与景)I!I!效益的最佳净化模 收稿日期:2008—06—26式。
?15? 万方数据
旁路生物稳定塘系统净化滇池入湖河道污水
作者: 黄亮, 唐涛, 黎道丰, 蔡庆华, HUANG Liang, TANG Tao, LI Dao-feng, CAI Qing-
hua 作者单位: 黄亮,HUANG Liang(中国科学院水生生物研究所,湖北,武汉,430072;中国科学院,研究生院 ,北京,100039), 唐涛,黎道丰,蔡庆华,TANG Tao,LI Dao-feng,CAI Qing-hua(中国科学院
水生生物研究所,湖北,武汉,430072)
刊名: 中国给水排水
英文刊名: CHINA WATER & WASTEWATER 年,卷(期): 2008,24(19)
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引用本文格式:黄亮.唐涛.黎道丰.蔡庆华.HUANG Liang.TANG Tao.LI Dao-feng.CAI Qing-hua 旁路生物稳定塘系 统净化滇池入湖河道污水[期刊论文]-中国给水排水 2008(19)
范文四:稳定塘
浅析稳定塘污水处理技术
【摘要】稳定塘原称氧化塘或生物塘,是一种利用菌藻的共同作用对污水进行处理的构筑物的总称,其处理过程与自然水体的自净过程相似。通常是一种将土地进行适当地人工修整,建成池塘,并设置围堤和防渗层,依靠塘内生长的微生物来处理污水的方法,本文概括介绍了稳定塘的特点、发展,提出了稳定塘使用中常见的几个问题等。
【关键字】稳定塘 处理 微生物 污水
1、发展现状
自1901年,世界上第一个有记录的稳定塘系统修建于美国得克萨斯州的圣安尔尼奥市以来,由于它构造简单、在具备合适条件的地方其基建费用比人工处理厂低,运行维护管理容易、运行费低,对污染物的去除效率高等特点而被越来越多地采用。尤其从上个世纪四、五十年代开始,受全球能源危机的影响,国际上对这一能耗较低运行稳定的稳定塘技术的研究给予了足够的重视,并在实践中大范围推广。到20世纪末,我国已经建设稳定塘150余座,日处理污水量250万吨。通过实践证明,稳定塘能够有效地用于生活污水、城市污水和各种有机性工业废水的处理。
目前,稳定塘除了用于处理中小型城镇的生活污水之外,还被广泛用来处理工业废水,此外,由于稳定塘可以构成复合生态系统,而且塘底的污泥可以做高效肥料,所以稳定塘在农业、畜牧业、养殖业等行业的污水处理也得到了越来越多的应用。特别是我国的西部地区,人少地多,稳定塘技术的应用前景非常广泛。 此外,稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点,但其面临的主要问题是水力停留时间较长、占地面积过大、积泥严重和散发臭味等。为解决稳定塘存在的各种问题,人们在对通过对稳定塘进行改良,出现了许多新型塘和组合塘工艺,这些技术进一步强化了稳定塘的优势,同时也弥补了传统稳定塘的不足。目前,新型的稳定塘技术包括水生植物塘、高效藻类塘、活性藻系统、悬挂人工介质塘、超深厌氧塘以及移动式曝气塘等等,比如:高效藻类塘的基本原理是利用藻类的大量增殖形成有利于微生物生长和繁殖的环境,形成更紧密的藻菌共生系统。塘中藻类光合作用产生的氧有助于硝化作用的进行,藻类的生长繁殖过程中吸收氮、磷等营养盐,可提高氮、磷等污染物的去除效率。其与传统稳定塘相比具有塘深较浅、可进行连续搅拌、停留时间较短、可以安装搅拌装置四点优势。与新型稳定塘技术同时发展的组合塘工艺主要有多级串联塘、高级综合塘系统以及生态综合系统塘等等,比如:生态综合系统塘主要是通过在稳定塘系统中人为地建立稳定的食物链,利用其上面的生物种群的共同作用处理污水,同时在生态塘中,还能养殖水生作物和水产,因此具有较好的经济效益。
随着科技的发展,在原来稳定塘污水处理技术的基础上,经过改进出现了新型稳定塘技术以及塘与传统生物法组合、各类塘型组合工艺。这些都为以后稳定塘污水处理技术的发展奠定了良好的基础。
2、稳定塘处理工艺的优缺点
2.1 优点
(1)处理能耗低,运行维护方便,成本低的特点
风能是稳定塘的重要辅助能源之一,经过适当的设计,可在稳定塘中实现风能的自然曝气充氧,从而达到节省电能降低处理能耗的目的。此外,在稳定塘中无需复杂的机械设备和装置,这使稳定塘的运行更能稳定并保持良好的处理效果,而且其运行费用仅为常规污水处理厂的1/5-1/3。
(2)能充分利用地形,结构简单,建设费用低
采用污水处理稳定塘系统,可以利用荒废的河道、沼泽地、峡谷、废弃的水库等地段建设结构简单,大都以土石结构为主,在建设土地具有施工周期短,易于施工和基建费低等优点。污水处理与利用生态工程的基建投资约为相同规模常规污水处理厂的1/3-1/2。
(3)可实现污水资源化和污水回收及再用,实现水循环
稳定塘处理后的污水,可用于农业灌溉,也可在处理后的污水中进行水生植物和水产的养殖。将污水中的有机物转化为水生作物、鱼、水禽等物质,提供给人们使用或其他用途。如果考虑综合利用的收入,可能到达收支平衡,甚至有所盈余。
(4)满足生态发展要求,形成生态景观
将净化后的污水引入人工湖中,用作景观和游览的水源。由此形成的处理与利用生态系统不仅将成为有效的污水处理设施,而且将成为现代化生态农业基地和游览的胜地。
(5)污泥产量少
稳定塘污水处理技术的另一个优点就是产生污泥量小,仅为活性污泥法所产生污泥量的1/10,前端处理系统中产生的污泥可以送至该生态系统中的藕塘或芦苇塘或附近的农田,作为有机肥加以使用和消耗。前端带有厌氧塘或碱性塘的塘系统通过其底部的污泥发酵坑使污泥发生酸化、水解和甲烷发酵,从而使有机固体颗粒转化为液体或气体,可以实现污泥等零排放。
(6)能承受污水水量大范围的波动,其适应能力和抗冲击和能力强。
稳定塘不仅能够有效的处理高浓度有机物水,也可以处理低浓度污水。而我国许多城市其污水BOD浓度很小,低于100mg/L,是活性污泥法尤其是氧化沟所无法正常运行的,而这正适合稳定塘技术的应用。 2.2 缺点及局限
虽然稳定塘污水处理工艺在实际工程中显示出了很多优点,但是同时它也存
在以下几方面的缺点和局限:(1)占地面积过过大:传统的稳定塘或稳定塘系统的主要不足是水力停留时间较长、占地面积人,因而在土地缺少或地价昂贵的地区,直接限制了其推广使用。⑵底泥淤积严重:污水中的可沉悬浮物能够在塘内沉淀,并在塘底形成污泥沉积层。沉积层内的污泥虽可经厌氧发酵反应得以降解,但这种降解过程缓慢,沉积速率大于降解速率,沉积层将逐渐增厚,造成底泥淤积,积泥严重和散发臭味,所以在设计或运行管理过程出现差错,则会造成二次污染。⑶气候对稳定塘的处理效果影响较大:稳定塘是以菌藻共生系统对污水进行自然净化的工程设施,温度直接影响细菌和藻类的生命活动,因而温度对稳定塘净化功能的影响是十分重要的,比如,在北方有过冬问题和春秋季翻塘气味问题。
3、发展前景与展望
3.1 发展趋势
传统的稳定塘或塘系统的主要不足是水力停留时间较长、占地面积大、塘的净化功能受外界环境影响较大和散发臭味等。因而在土地缺少或地价昂贵以及寒冷地区, 直接限制了其推广应用,所以我认为该工艺未来的发展主要倾向于以下几个方面——
1、为了克服传统的稳定塘占地面积较大和提高其净化功能,各类曝气塘及其系统可以较大程度地增加塘水溶解氧,以提高微生物对有机污染物的氧化速率,所以选择和发展合适的充氧设备对未来稳定塘工艺的发展是极其重要的。
2、为提高稳定塘的净化功能综合效益,各类生态塘及养殖塘( 如水生植物塘、养鱼塘及养鸭塘等) 展示了广阔的应用前景。
3、与单一塘相比,各种组合塘系统更具前途,如稳定塘+养殖塘、稳定塘+贮存塘+人工灌溉、稳定塘+人工湿地处理和曝气塘+稳定塘等系统,具有耐水力冲击负荷、处理性能稳定的优点,且可以达到综合利用。
3.2 发展的特点
3.2.1 正规化
现代的稳定塘不象以往直接利用天然的坑、塘、洼地稍加修整而成,一般事先都经过精确的设计,不仅重视作为工艺主单元的塘体设计,而且配备包括预处理、附属设备等其它常规设施。以前,国内大多数稳定塘由于预处理不当或根本无预处理,使运行过程中底泥淤积严重,导致塘有效容积急剧缩小或塘失效.以预处理、附属设备等作为稳定塘的配套措施,可以克服塘中的污泥淤积问题,改善处理效果和环境卫生条件.例如,在氧化塘前设置水解池作为预处理构筑物,水解池SS的去除率高达78%,强化了对有机污染物的去除,有效地减轻了后续氧化的淤积程度。
3.2.2 高效化
节省占地、提高处理效率是近年来稳定塘研究的主要目的.如前所述,现在发展了很多高效新型塘,在这些塘中,有的是通过改善塘型,对天然塘型进行精确修
整、分隔组合,使之更加符合高效反应器的合理构造;有的引入了人工强化技术,通过改善微生物生存环境和利用生物的综合效应,提高稳定塘的有机负荷,减少污水停留时间。
3.2.3 系统化
自从人们认识到串联塘的优越性之后,各种组合塘工艺应运而生.先是普通塘之间的组合,接着又出现了高级综合塘系统,现在则是流行生态综合塘系统.高效化的稳定塘决不是一个大面积的水塘,未来的稳定塘必然是包括预处理措施、合理的塘型组合、放养去污能力强的水生植物或设置人工强化基质、生态养殖和污水综合利用等组成的更为复杂的系统工程。 此外,由于塘本身就是一个由细菌、藻类、微型动物(原生动物和后生动物)、水生植物以及其它水生动物组成的系统,各种塘型组合之后,又形成一个更为复杂的系统。因此,人们开始逐步重视用系统科学的分析方法去研究和解决稳定塘的问题,将系统工程原理应用于研究稳定塘的实践之中。
3.2.4 生态化与资源化
稳定塘中,容易出现藻类过量繁殖,使受纳水体二次污染,往往需采用较复杂和昂贵的除藻技术。我国的研究已经突破了菌藻共生塘的界限,发展成生态系统塘。经研究发现,生态塘出水中的浮游生物的生物量对稳定塘的水质净化效率有很大的影响。在生态塘中通过建立菌、藻→浮游动物→鱼→鸭、藻→贝、螺、水草→鹅、鸭等各种食物链,使之具有稳定的生态结构,不仅对污水中的污染物进行有效的净化,而且便于综合利用。
4.小结
随着社会的不断发展和人们对生态的重视,稳定塘污水处理技术具有很好的发展前景,我们应该从生态学角度出发,最大限度的做到生态化和资源化相结合的,明确以生态学的基本思想为指导,考虑综合利用,研究和解决稳定塘的问题,这对该技术的发展百利而无一害。
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范文五:稳定塘
稳定塘
稳定塘是一种天然的或经过一定人工修整的有机废水处理池塘。按照占优势的微生物种属和相应的生化反应,可分为好氧塘、兼性塘、曝气塘、厌氧塘和生物塘五种类型。
1、好氧塘工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和个数。
好氧塘多采用矩形,表面的长宽比为3:1~4:1,一般以塘深的1/2处的面积作为计算塘面。好氧塘的座数一般不少于3座,规模很小时不少于2座。
2、兼性塘一般不少于三座,多采用串联,其中第一塘的面积约占兼性塘总面积的30%~60%,单塘面积应小于4ha,以避免布水不均匀或波浪较大等问题。
3、曝气塘的两种类型:
(1)完全混合曝气塘:完全混合曝气塘中曝气装置的强度应能使塘内的全部固体呈悬浮状态,并使塘水有足够的溶解氧供微生物分解有机污染物。
(2)部分混合曝气塘:部分混合曝气塘部分混合曝气塘不要求保持全部固体呈悬浮状态,部分固体沉淀并进行厌氧消化。其塘内曝气机布置较完全混合曝气塘稀疏。
曝气塘出水的悬浮固体浓度较高,排放前需进行沉淀,沉淀的方法可以用沉淀池,或在塘中分割出静水区用于沉淀。若曝气塘后设置兼性塘,则兼性塘要在进一步处理其出水的同时起沉淀作用。
曝气塘的水力停留时间为3~10d,有效水深2~6m。曝气塘一般不少于3座,通常按串连方式运行。
4、厌氧塘的设计
几何尺寸:
厌氧塘一般为矩形,长宽比为2:1~2.5:1。单塘面积不大于4ha。塘的有效水深一般为2.0~4.5m,储泥深度大于0.5m,超高为0.6~1.0m。
进水口离塘底0.6~1.0m,出水口离水面的深度应大于0.6m,进、出口的个数均应大于两个。
厌氧前应设置格栅、普通沉砂池,有时也设置初次沉淀池用于前处理单元。 厌氧塘的主要问题是产生臭气,目前是利用厌氧塘表面的浮渣层或采取人工覆盖措施防止臭氧逸出。也有用回流好氧塘出水使其布满厌氧塘表层来减少臭气逸出。
厌氧塘宜用于处理高浓度有机废水,如制浆造纸、酿酒、农牧产品加工、农药等工业废水和家禽和家畜粪尿废水等,也可用于处理城镇污水。
稳定塘各项性能均受控于阳光辐射值、温度、养料及毒物等多种因素。因此,其具体数值也因纬度高低、气象条件和水质状况的不同而异。
5、采用生物塘处理废水,费用一般较低,但必须掌握负荷并防止蚊类和水草为害。废水在塘中逗留的时间常达数天,甚至数十天,故用地较广。在土地条件许可时,生物塘是引人瞩目的。
一、概 述
稳定塘又名氧化塘或生物塘,其对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似,是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。
稳定塘的研究和应用始于本世纪初,50年代~60年代以后发展较迅速,目前已有五十多个国家采用稳定塘技术处理城市污水和有机工业废水。我国有些城市也早在50年代开展了稳定塘的研究,到80年代进展才较快。据统计,1985年我国有稳定塘38座,至1990年已有118座,处理水量约189.8X104m3/d。目前,稳定塘多用于处理中、小城镇的污水,可用作一级处理、二级处理,也可以用作三级处理。
稳定塘的分类常按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等进行划分,可分类如下:
1.好氧塘
好氧塘的深度较浅,阳光能透至塘底,全部塘水都含有溶解氧,塘内菌藻共生,溶解氧主要是由藻类供给,好氧微生物起净化污水作用。
2.兼性塘
兼性塘的深度较大,上层为好氧区,藻类的光合作用和大气复氧作用使其有较高的溶解氧,由好氧微生物起净化污水作用;中层的溶解氧逐渐减少,称兼性区(过渡区),由兼性微生物起净化作用;下层塘水无溶解氧,称厌氧区,沉淀污泥在塘底进行厌氧分解。
3.厌氧塘
厌氧塘的塘深在2m以上,有机负荷高,全部塘水均无溶解氧,呈厌氧状态,由厌氧微生物起净化作用,净化速度慢,污水在塘内停留时间长。
4.曝气塘
曝气塘采用人工曝气供氧,塘深在2m以上,全部塘水有溶解氧,由好氧微生物起净化作用,污水停留时间较短。
5.深度处理塘
深度处理塘又称三级处理塘或熟化塘,属于好氧塘。其进水有机污染物浓度很低,一般B005≤30mg/L。常用于处理传统二级处理厂的出水,提高出水水质,
以满足受纳水体或回用水的水质要求。
除上述几种常见的稳定塘以外,还有水生植物塘(塘内种植水葫芦、水花生等水生植物,以提高污水净化效果,特别是提高对磷、氮的净化效果)、生态塘(塘内养鱼、鸭、鹅等,通过食物链形成复杂的生态系统,以提高净化效果)、完全储存塘(完全蒸发塘)等也正在被广泛研究、开发和应用。
稳定塘有下述优缺点:
1.稳定塘的优点
(1)基建投资低 当有旧河道、沼泽地、谷地可利用作为稳定塘时,稳定塘系统的基建投资低。
(2)运行管理简单经济 稳定塘运行管理简单,动力消耗低,运行费用较低,约为传统二级处理厂的1/3~1/5。
(3)可进行综合利用 实现污水资源化,如将稳定塘出水用于农业灌溉,充分利用污水的水肥资源;养殖水生动物和植物,组成多级食物链的复合生态系统。
2.稳定塘的缺点
(1)占地面积大,没有空闲余地时不宜采用。
(2)处理效果受气候影响,如季节、气温、光照、降雨等自然因素都影响稳定塘的处理效果。
(3)设计运行不当时,可能形成二次污染 如污染地下水、产生臭气和滋生蚊蝇等。
虽然稳定塘存在着上述缺点,但是如果能进行合理的设计和科学的管理,利用稳定塘处理污水,则可以有明显的环境效益、社会效益和经济效益。
二、好氧塘
1.好氧塘的种类
根据在处理系统中的位置和功能,好氧塘有高负荷好氧塘、普通好氧塘和深度处理好氧塘等三种。
(1)高负荷好氧塘 这类塘设置在处理系统的前部,目的是处理污水和产生藻类。特点是塘的水深较浅,水力停留时间较短,有机负荷高。
(2)普通好氧塘 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,塘的水深较高负荷好氧塘大,水力停留时间较长。
(3)深度处理好氧塘 深度处理好氧塘设置在塘处理系统的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,塘的水深较高负荷好氧塘大。
2.基本工作原理
好氧塘净化有机污染物的基本工作原理,塘内存在着菌、藻和原生动物的共生系统。有阳光照射时,塘内的藻类进行光合作用,释放出氧,同时,由于风力的搅动,塘表面还存在自然复氧,二者使塘水呈好氧状态。塘内的好氧型异养细菌利用水中的氧,通过好氧代谢氧化分解有机污染物并合成本身的细胞质(细胞增殖),其代谢产物则是藻类光合作用的碳源。
藻类光合作用使塘水的溶解氧和pH值呈昼夜变化。白昼,藻类光合作用释放的氧,超过细菌降解有机物的需氧量,此时塘水的溶解氧浓度很高,可达到饱和状态。夜间,藻类停止光合作用,且由于生物的呼吸消耗氧,水中的溶解氧浓度下降,凌晨时达到最低。阳光再照射后,溶解氧再逐渐上升。好氧塘的pH值与水中CO2浓度有关,受塘水中碳酸盐系统的CO2平衡关系影响。
白天,藻类光合作用使CO2降低,pH值上升。夜间,藻类停止光合作用,细
菌降解有机物的代谢没有中止,CO2累积,pH值下降。
3.好氧塘内的生物种群
好氧塘内的生物种群主要有藻类、菌类、原生动物、后生动物、水蚤等微型动物。
菌类主要生存在水深0.5m的上层,浓度约为1X08~5X109个/mL,主要种属与活性污泥和生物膜相同。
原生动物和后生动物的种属数与个体数,均比活性污泥法和生物膜法少。水蚤捕食藻类和菌类,本身则是好的鱼饵,但过分增殖会影响塘内菌和藻的数量。
藻类的种类和数量与塘的负荷有关,它可反映塘的运行状况和处理效果。若塘水营养物质浓度过高,会引起藻类异常繁殖,产生藻类水华,此时藻类聚结形成兰绿色絮状体和胶团状体,使塘水浑浊。
4.好氧塘的设计
好氧塘工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和个数。目前,对好氧塘的设计尚没有较严密的理论计算方法和设计方法,多采用经验数据进行设计。是好氧塘的典型设计参数。
好氧塘主要尺寸的经验值如下:
(1)好氧塘多采用矩形,表面的长宽比为3:1~4:1,一般以塘深的1/2处的面积作为计算塘面。塘堤的超高为0.6~1.0m。单塘面积不宜大于4ha。
(2)塘堤的内坡坡度为1:2~1:3(垂直:水平),外坡坡度为1:2~1:5(垂直:水平)
(3)好氧塘的座数一般不少于3座,规模很小时不少于2座。
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为1.0—2.0m,通常由三层组成,上层好氧区、中层兼性区和底部厌氧区.
好氧区对有机污染物的净化机理与好氧塘基本相同。
兼性区的塘水溶解氧较低,且时有时无。这里的微生物是异养型兼性细菌,它们既能利用水中的溶解氧氧化分解有机污染物,也能在无分子氧的条件下,以硝酸根和碳酸根作为电子受体进行无氧代谢。
厌氧区无溶解氧。可沉物质和死亡的藻类、菌类在此形成污泥层,污泥层中的有机质由厌氧微生物对其进行厌氧分解。与一般的厌氧发酵反应相同,其厌氧分解包括酸发酵和甲烷发酵两个过程。发酵过程中未被甲烷化的中间产物 (如脂肪酸、醛、醇等)进入塘的上、中层,由好氧菌和兼性菌继续进行降解。而 CO2、NH3等代谢产物进入好氧层,部分逸出水面,部分参与藻类的光合作用。
由于兼性塘的净化机理比较复杂,因此兼性塘去除污染物的范围比好氧处理系统广泛,它不仅可去除一般的有机污染物,还可有效地去除磷、氮等营养物质和某些难降解的有机污染物,如木质素、有机氯农药、合成洗涤剂、硝基芳烃等;因此,它不仅用于处理城市污水,还被用于处理石油化工、有机化工、印染、造纸等工业废水。
2.兼性塘的设计
兼性塘一般采用负荷法进行计算,我国尚未建立较完善的设计规范。我国“七五”国家科技攻关成果建议的主要设计参数。
兼性塘主要尺寸的经验值如下:
(1)兼性塘一般采用矩形,长宽比3:1—4:1。塘的有效水深为1.2~ 2.5m,超高为0.6~1.0m,储泥区高度应大于0.3m。
(2)兼性塘堤坝的内坡坡度为1:2~1:3(垂直:水平),外坡坡度为1:2— 1:5。
(3)兼性塘一般不少于三座,多采用串联,其中第一塘的面积约占兼性塘总面积的30%一60%,单塘面积应小于4 ha,以避免布水不均匀或波浪较大等问题。
四、厌氧塘
1.厌氧塘的基本工作原理
厌氧塘对有机污染物的降解,与所有的厌氧生物处理设备相同,是由两类厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段来完成的。即先由兼性厌氧产酸菌将复杂的有机物水解、转化为简单的有机物(如有机酸、醇、醛等),再由绝对厌氧菌(甲烷菌)将有机酸转化为甲烷和二氧化碳等。由于甲烷菌的世代时间长,增殖速度慢,且对溶解氧和pH敏感,因此厌氧塘的设计和运行,必须以甲烷发酵阶段的要求作为控制条件,控制有机污染物的投配率,以保持产酸菌与甲烷菌之间的动态平衡。应控制塘内的有机酸浓度在3000mg/L以下,pH值为6.5~7.5,进水的BOD5:N:P:100:2.5:1,硫酸盐浓度应小于500mg/L,以使厌氧塘能正常运行。
2.厌氧塘的设计和应用
厌氧塘的设计通常是用经验数据,采用有机负荷进行设计的。设计的主要经验数据如下:
(1)有机负荷 有机负荷的表示方法有三种:BOD5表面负荷(kgBOD5/ha· d)、
BOD5容积负荷(kgBOD5/m3·d)、VSS容积负荷(kgVSS/m3·d),我国采用 BOD5表面负荷。处理城市污水的建议负荷值为200~600kg/ha·d。对于工业废水,设计负荷应通过试验确定。
VSS容积负荷用于处理VSS很高的废水,如家禽粪尿废水、猪粪尿废水、菜牛屠宰废水等。
(2)厌氧塘一般为矩形,长宽比为2:1~2.5:1。单塘面积不大于4ha。塘的有效水深一般为2.0~4.5m,储泥深度大于0.5m,超高为0.6—1.0m。
(3)厌氧塘的进水口离塘底0.6~1.0 m,出水口离水面的深度应大于 0.6m。使塘的配水和出水较均匀,进、出口的个数均应大于两个。
由于厌氧塘的处理效果不高,出水BOD5浓度仍然较高不能达到二级处理水
平,因此,厌氧塘很少单独用于污水处理,而是作为其他处理设备的前处理单元。厌氧塘前应设置格栅、普通沉砂池,有时也设置初次沉淀池,其设计方法与传统二级处理方法相同。厌氧塘的主要问题是产生臭气,目前是利用厌氧塘表面的浮渣层或采取人工覆盖措施(如聚苯乙烯泡沫塑料板)防止臭气逸出。也有用回流好氧塘出水使其布满厌氧塘表层来减少臭气逸出。
厌氧塘宜用于处理高浓度有机废水,如制浆造纸、酿酒、农牧产品加工、农药等工业废水和家禽和家畜粪尿废水等。也可用于处理城镇污水。
五、曝气塘
曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘。曝气塘有两种类型:①完全混合曝气塘;②部分混合曝气塘。塘内生长有活性污泥,污泥可回流也可不回流,有污泥回流的曝气塘实质上是活性污泥法的一种变型。微生物生长的氧源来自人工曝气和表面复氧,以前者为主。曝气设备一般采用表面曝气机,也可用鼓风曝气。
完全混合曝气塘中曝气装置的强度应能使塘内的全部固体呈悬浮状态,并使塘水有足够的溶解氧供微生物分解有机污染物。
部分混合曝气塘不要求保持全部固体呈悬浮状态,部分固体沉淀并进行厌氧消化。其塘内曝气机布置较完全混合曝气塘稀疏。
曝气塘出水的悬浮固体浓度较高,排放前需进行沉淀,沉淀的方法可以用沉淀池,或在塘中分割出静水区用于沉淀。若曝气塘后设置兼性塘,则兼性塘要在进一步处理其出水的同时起沉淀作用。
曝气塘的水力停留时间为3~10d,有效水深为2—6m。曝气塘一般不少于3座,通常按串联方式运行。完全混合曝气塘每立方米塘容积所需功率较小 (0.015~0.05 kW/m3),但由于其水力停留时间长,塘的容积大,所以每处理 1m3污水所需功率大于常规的活性污泥法的曝气池。
六、稳定塘系统的工艺流程
稳定塘处理系统由预处理设施、稳定塘和后处理设施等三部分组成。
1.稳定塘进水的预处理
为防止稳定塘内污泥淤积,污水进入稳定塘前应先去除水中的悬浮物质。常用设备为格栅、普通沉砂池和沉淀池。若塘前有提升泵站,而泵站的格栅间隙小于20mm时,塘前可不另设格栅。原污水中的悬浮固体浓度小于100mg/L时,可只设沉砂池,以去除砂质颗粒。原污水中的悬浮固体浓度大于100mg/L时,需考虑设置沉淀池。设计方法与传统污水二级处理方法相同。
2.稳定塘的流程组合
稳定塘的流程组合依当地条件和处理要求不同而异,为几种典型的流程组合。
3.稳定塘塘体设计要点
(1)塘的位置 稳定塘应设在居民区下风向200 m以外,以防止塘散发的臭气影响居民区。此外,塘不应设在距机场2 km以内的地方,以防止鸟类(如水鸥)到塘中觅食、聚集,对飞机航行构成危险。
(2)防止塘体损害 为防止浪的冲刷,塘的衬砌应在设计水位上下各0.5 m以上。若需防止雨水冲刷时,塘的衬砌应做到堤顶。衬砌方法有干砌块石、浆砌块石和混凝土板等。
在有冰冻的地区,背阴面的衬砌应注意防冻。若筑堤土为黏土时,冬季会因毛细作用吸水而冻胀,因此,在结冰水位以上应置换为非黏性土。
(3)塘体防渗 稳定塘渗漏可能污染地下水源;若塘出水考虑再回用,则塘体渗漏会造成水资源损失,因此,塘体防渗是十分重要的。但某些防渗措施的工程费用较高,选择防渗措施时应十分谨慎。防渗方法有素土夯实、沥青防渗衬面、膨润土防渗衬面和塑料薄膜防渗衬面等。
(4)塘的进出口 进出口的形式对稳定塘的处理效果有较大的影响。设计时应注意配水、集水均匀,避免短流、沟流、及混合死区。主要措施为采用多点进水和出水;进口、出口之间的直线距离尽可能大;进口、出口的方向避开当地主导风向。
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