[工学]污水的自然生物处理PPT格式课件下载.ppt

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NO3N转化为N22HNO3+CH3COOH=2H2O+2HCO3-+N2d、挥发作用：

HRT长，温度较高的环境下，NH3挥发至大气，N2占大气的21%；

e、吸收作用:

微生物及各种水生植物，吸收铵态氮或硝酸氮合成其本身的有机体；

f、分解作用：

衰死的细菌和藻类解体后，形成溶解性的有机氮和沉渣物，沉淀层中的有机N在厌氧菌的作用下也可得到分解。

氮的转化与转移,磷在稳定塘内的转化与循环,溶解性无机磷有机磷,不溶性无机磷有机磷,处理水,污水,细菌,藻类,沉淀,分解,沉淀,分解,吸收,吸收,分解,磷的转化与循环进水中，含有有机磷及溶解性的无机磷酸盐,磷的转化与循环进水中，有机磷也有溶解性的无机磷酸盐,a、细菌、藻类吸收无机磷转化为有机磷（满足生命活动有机磷）b、溶解性P与不溶解性P的互相转化白天，PH上升，磷酸盐易于沉淀夜间，PH下降，磷酸盐易于溶解c、有机磷在细菌作用下的净化分解稳定塘能去处磷50-70%,有害物质的转化,a、生物降解作用微生物对苯、酚、腈、有机染料、农药、多氯联苯b、吸附与吸收作用：

水生植物的根系适于微生物的生长并吸收重金属c、螯合与沉淀作用,

（1）温度好氧菌10-40（最佳25-35）藻类存活5-40（最佳30-35）厌氧菌15-6035、53

（2）光照光照光合作用的能量，对藻类的产量有影响33-43g/m.d光饱和值：

藻类对光的利用有限值，Lumen/m；

当日光的强度超过藻类所能利用的光照强度，其有向深层移动的习性；

（3）混合（使营养物质与溶解氧均匀分布）,3、稳定塘净化过程的影响因素,风力水力搅拌人工搅拌,（4）营养物质满足正常的C、N、P、S等,（5）预处理,2.1.3稳定塘的分类,

（1）好氧稳定塘

（2）兼性稳定塘（3）厌氧稳定塘（4）曝气稳定塘（5）深度处理稳定塘,

（1）好氧稳定塘好氧塘特点：

深度浅，一般不超过0.5m，阳光能进入塘底，主要由藻类供氧，全塘处于好氧状态，好氧微生物降解有机物。

华金集团氧化塘污水处理工程,

（2）兼性稳定塘兼氧塘（城市污水处理常用的一种塘）特点：

较深，一般在1.0m以上,分好氧、兼性、厌氧区，净化作用由好氧，兼性，厌氧微生物共同完成。

（3）厌氧稳定塘厌氧塘特点：

塘深2.0m，整个塘基本上都是厌氧状态，有机负荷率高，净化速度低，停留时间长，一般为高浓度有机废水的前级处理工艺，后接其他处理工艺。

（4）曝气稳定塘曝气塘分为好氧曝气塘和兼氧曝气塘特点：

h2.0m以上，由表曝机供氧，并对塘水搅动，在曝气条件下，藻类的生长与光合作用受到抑制,（5）深度处理塘二级处理后用，进一步降低有机物、氮磷等，靠大气复氧和藻类光和作用供氧。

齐齐哈尔氧化塘,喀吐穆炼油厂氧化塘,1.3好氧塘,1、概述,

（1）塘深：

h=0.5m

（2）DO：

白天充足，晚上降低（3）PH：

白天上升，夜间降低（4）生物相：

丰富（菌、藻、原生、后生动物）,2、特点,

（1）优点：

净化功能较高，HRT较短

（2）缺点进水有必要进行预处理，去除SS，防止污泥沉淀层、占地面积大，含有大量藻类，需除藻3、分类高负荷好氧塘；

普通好氧塘；

深度处理好氧塘,4、设计,

（1）一般规定,选址：

气温日照通风条件需要预处理分格不少于两格，分串联或并联面积40000m2，矩形分布，长：

宽=2-3：

1，塘深1/2处为设计平面，取0.5m为超高处理水回流，定期除底泥，除藻处理HRT约为20天,

（2）好氧塘的计算按表面负荷计算A=QS0/NA（m2）S0kg/m原污水BOD5浓度Qm3/d污水设计流量NABOD表面负荷率kg/m.d（P272，表6-1）,1.4兼性塘,1、概述,

（1）塘深1.0-2.5m上层好氧

（2）中间变化（DO时有时无）下层厌氧,兼性区：

生化反应主导厌氧区：

产酸，产氢产乙酸，产甲烷三阶段反应好氧区：

与好氧塘一样，（硝化菌）,（3）生物相也比较丰富,1.4兼性塘,2、特点,

（1）耐冲击负荷（水质、水量上的）

（2）效率相同时，建设投资低（3）适用范围广（4）可以减少底泥,3、设计,

（1）一般规定,停留时间，7-180d，负荷高，负荷率的选定应以最冷月的平均温度为控制条件矩形池，长：

宽=2：

1-3：

1塘数不少于两座,

（2）兼性塘的计算,求表面积经验数据进行计算V=3-510-5Qla（35-t）ff（Gloyna）V:

塘容积m；

Q:

L/d；

La:

进水BOD或CODmg/l；

:

温度系数；

T:

塘水温度,；

f:

藻的毒性系数；

硫化物的需氧量,BOD5表面负荷率：

0.0002-0.010kg/m2.d,停留时间7180天,1.5厌氧塘,1、概述,

（1）主要功能稳定废水中高浓度有机固体，而不要求提供高质量的出水

（2）生物细菌PH6.5-7.5（3）控制CH4阶段C:

N20：

1温度、重金属离子,（4）塘深：

3-5m,1.5厌氧塘,1、概述,2、特点,

（1）主要问题气味；

远离住宅区至少500m，使塘表层保持好氧（可以回流）

（2）浓度高，深度大，易污染地下水,3、厌氧塘的设计,

（1）一般规定,HRT的确定（经验）形状：

矩形，长宽比：

2-2.5：

1，面积不大于8000m贮存底泥深度不小于0.5m，清除周期5-8年进水出水,进水口据塘底0.6-1.0m，进入消化槽中，可以控制气味，且与活性污泥固体混合出水口淹没是，入水中0.6m,

（2）经验数据设计,有机负荷率：

厌氧反应是HRT的函数，而与塘面积的函数关系较小“oswald”指出：

有机负荷指标取决于地理位置，地理位置进而影响水的物理、化学、生物性质，影响水温温度保持15以上，最好为32，因此不应过深，降温梯度为-1/0.3m,1.6曝气塘,1、概述,

（1）曝气塘人工强化的稳定塘。

（2）塘的种类曝气相关，可分为好氧曝气塘和兼性曝气塘。

1.6曝气塘,

（1）效率高，占地少、耗电高。

2、特点,3、设计,

（1）一般规定,BOD表面负荷率：

30-60gBOD5/m.d；

塘深：

2.5-5.0m，SS：

80-200mg/l；

HRT：

好氧1-10d、兼性曝气塘7-20d；

（2）计算公式流态完全混合假定有机物降解量是一级反应无污泥回流系统因此有下式成立ds/dt=-ks改写为（S0-Se）/t=-kSeK：

有机物降解速度常数；

t:

污水在塘内的停留时间d;

S0、Se：

原水和处理水有机物浓度mg/l；

由物料平衡：

（S0-Se）Q=（kSe）VV：

曝气塘容积m3将V/Q=t及去除率（S0-Se）/S0100=E曝气塘：

t=E/K（100-E）推出Se=S0/（1+Kt）兼性曝气塘：

Se=S0/（1+Kt）FF:

夏季1.4、冬季1.0；

K（t）=K（20）T-20是温度系数，介于1.065-1.09之间,1.7深度处理塘（三级处理塘、熟化塘）,1、概述,

（1）处理对象二级出水，设在稳定塘的最后或起缓冲作用BOD；

不高于30mg/l

（2）进水水质COD：

不高于120mg/lSS：

30-60mg/l进水除BOD、SS外，其他指标应符合渔业用水标准。

（1）BOD的去除（COD），去除率不高

（2）除菌效果好（3）藻类的去除养鱼（4）N、P的去除藻类的吸收,2、特点,3、计算负荷率计算负荷率的选取根据去除的具体污染物选取,1.8控制出水塘,1、概述,

（1）控制出水塘多为兼性塘

（2）主要考虑冬贮问题停留时间（冬季）一般稳定塘（夏季）,2、设计要点,

（1）设计应考虑的因素塘深高于冰冻线1m进出水口：

污泥层之上,冰冻层之下

（2）需有一级处理：

不少于2座，可并联或串联，避免短流（3）BOD表面负荷率法,1.9稳定塘设计要点,1、包括土堤和进出水工程,

（1）以挖方和填方平衡为依据

（2）堤的外坡1：

3，（垂直于水流），内坡（1：

2-1：

3）需防渗漏,（3）进水小塘塘的中心大塘多点布水的进水扩散装置（4）短流的控制多塘串联，多点进水，塘内安装导流板，一个塘系统不小于3个塘（5）渗漏的控制塘底和堤内面做防渗粘土：

膨润土混凝土：

膜（6）污泥的容积一切塘均有的问题优点：

进水构筑物旁，通过厌氧层可提高BOD降解现象：

温度变化诱发翻转，使水底SS悬浮起来，春季时发生冬天:

污泥的蓄积后果：

臭气上升，水质下降（NH3-N）等升高方法：

一般保留容积，以蓄积污泥（7）病菌的控制长的HRT的兼性塘和控制出水塘，病菌存在明显，FC：

200个/100ml，亦可用氯消毒,污水的土地处理系统,1.定义在人工调控和系统自我调控的条件下，利用土壤微生物植物组成的生态系统对废水中的污染物进行一系列物理的、化学的和生物的净化过程，使废水水质得到净化和改善；

并通过系统内营养物质和水分的循环利用，使绿色植物生长繁殖，从而实现废水的资源化、无害化和稳定化的生态系统工程，称为废水土地处理系统。

2.土地处理机理土壤对废水的净化，是一个受多种复杂因素作用的综合过程。

（1）物理过滤-悬浮物被表层土壤团粒间的孔隙过滤截留。

（2）物理和化学吸附-土壤中的粘土矿物颗粒能吸附水中的中性分子，废水中的各种离子则因离子交换作用被置换吸附并固定在矿物晶格中。

（3化学反应和化学沉淀-废水中的金属离子与土壤中的某些组分生成络合物和整合物，或生成硫化物、氨氧化物以及磷酸盐、碳酸盐等而被沉积于土壤中。

（4）微生物作用类似于生物膜处理废水,3.污水土地处理系统工艺,1、慢速渗滤2、快速渗滤3、地表漫流4、湿地处理系统,3.1慢速渗滤系统,3.1.1概述：

渗水性能良好的壤土、砂质壤土以及蒸发量小、气候湿润的地区；

废水经石灌或喷灌后垂直向下缓慢渗滤，其上种有农作物；

充分利用废水中的水分及营养成分，并藉土壤微生物农作物复合系统对污水进行净化，部分污水被蒸发和渗滤；

使用寿命长。

3.1慢速渗滤系统,3.1.2工艺目标：

处理废水；

利用水和营养物质生产农作物；

节省优质清洁水，（特别是干旱地区）3.1.3工艺性能：

废水投配负荷一般较低，由于渗滤速度慢，废水在表层土壤（含大量微生物）中的停留时间长，废水净化效率高，出水水质好。

3.1慢速渗滤系统,3.1.4预处理一级处理：

初次沉淀或酸化（水解）池处理；

二级处理：

稳定塘或传统二级生物处理。

3.1.5作物选择：

处理废水为目标时，可选多年生板草，其生长期长，对氧利用率高，忍受水力负荷能力强；

种植谷物则应以利用、生产为主，对废水的调蓄应加强管理；

森林型SR系统,3.2快速渗滤系统,3.2.1概述透水性非常良好的土壤，如砂土、壤土砂或砂壤土等；

废水周期性地布水（投配或灌入）和落干（休灌），使表层土壤处于厌氧、好氧交替运行的状态，藉不同种群的微生物分解降解废水中的有机物，A-O交替运行有利于去除N、P；

3.2快速渗滤系统,3.2.2工艺特点：

有机负荷与水力负荷比其他土地处理工艺明显地高得多，但其净化效率仍很高。

补给地下水；

可藉井或地下排回收净化水；

可将净化水贮存在地下含水层。

3.2快速渗滤系统,3.2.3工艺性能：

可以直接采用快速渗滤系统处理一级处理（酸化池）出水：

该系统对污染物的去除率高：

COD90%,BOD595%，SS98%；

系统出水的COD40mg/L，BOD10mg/L；

耐冲击负荷能力强；

脱氮能力强。

3.2快速渗滤系统,3.2.4预处理要求一般情况下，一级处理即可；

若对出水水质要求高或滤速高，则应以二级处理作为预处理。

3.3地表漫流系统,3.3.1概述净化机制类似于固定膜生物处理法；

将废水投配到多年生牧草、坡度和缓、土壤渗透性差的坡面上，废水在沿坡面缓慢流动的过程中得到净化；

适用于土壤渗透性低的粘土、亚粘土。

3.3地表漫流系统,3.3.2工艺特点：

废水要求预处理（如格栅、筛滤）后进入系统，出水水质相当于传统生物处理后的出水；

对BOD、SS、N的去除率较高；

在处理废水的同时，可收获作物,3.4地下渗滤处理系统,3.4.1概述将污水投配到距地面约0.5m深，有良好渗透性的地层中，藉毛管浸润和土壤渗透作用，使污水向四周扩散。

通过过滤、沉淀、吸附和生物降解作用等过程使污水得到净化。

3.4地下渗滤处理系统,3.4.2适用场合地下渗滤系统适用于无法接人城市排水管网的小水量污水处理，如分散的居民点住宅、度假村、疗养院等。

污水进入处理系统前需经化粪池或酸化（水解）池预处理。

3.5湿地处理系统,3.5.1概述在耐水植物和土壤联合作用下的一种土地处理工艺。

人工湿地（constructedwetland）70年代以来，德国首先建造。

湿地介绍湿地定义湿地作用湿地类型,湿地定义国际湿地公约对湿地的定义为：

“无论其为天然或人工，长久或短暂性的沼泽地、泥潭地或水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过6米的水域”均属于湿地范畴。

湿地作用一类重要的生态系统，它具有涵养水源、净化水质、调节局部小气候等功能。

湿地也是生物多样性的重要发源地和保存地。

因此它被誉为“地球之肾”和“天然物种基因库”。

湿地类型多种多样，通常分为自然和人工两大类。

自然湿地包括沼泽地、泥炭地、湖泊、河流、海滩和盐沼等，人工湿地主要有水稻田、水库、池塘等。

3.5湿地处理系统,3.5.2净化机理

（1）物理作用沉降，植物根系的截留；

（2）物质的化学沉淀；

（3）土壤及植物表面的吸附吸收；

（4）微生物的代谢。

人工湿地一种人工将污水有控制地投配到种有水生植物的土地上，按不同方式控制有效停留时间并使其沿着一定的方向流动，在物理、化学、生物共同作用下，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等来实现水质净化的污水处理技术。

人工湿地既吸收了天然湿地系统复杂而高效的净化污染物的功能优点，又能保护天然生态环境，是一种生态处理技术。

3.5.3工艺特征以生长在沼泽地的维管束植物为主要特征。

根据湿地中主要植物形式人工湿地可分为：

1、浮游植物系统;

2、挺水植物系统；

3、沉水植物系统。

其中水面浮水植物以睡莲、风眼莲、荇菜、菱为主,沉水植物一般原生于水质清洁的环境，其生长对水质要求比较高，因此，沉水植物只能用作人工湿地系统中最后的强化稳定植物加以应用，以提高出水水质。

挺水植物以芦苇、香蒲、黄菖蒲、茭白、荷花、水葱、伞草、风车草、泽泻,3.5.4工艺类型按照水流方向分类：

自由水面人工湿地表面流潜流水平流潜流垂直流潜流,图11天然湿地处理系统示意图,水深3080cm,净化作用与好氧塘相似，适宜作污水的深度处理,自由水面人工湿地,水深浅，水层保持好氧状态；

有机负荷率及水力负荷率较低，有机负荷率介于18110kgBOD5/ha.d。

自然湿地相类似，水面位于湿地基质层以上，其水深一般为0.30.5m。

多采用地表径流，污水从进口以一定深度缓慢流过湿地表面，部分污水蒸发或渗入湿地，出水经溢流堰流出。

这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点。

潜流人工湿地,污水在湿地床的表面下流动，利用填料表面生长的生物膜、植物根系及表层土和填料的截留作用净化污水。

人工潜流湿地处理系统,潜流人工湿地,主要形式为采用各种填料的芦苇床系统。

芦苇床由上下两层组成，上层为土壤，下层是由易使水流通过的介质组成的根系层，如粒径较大的砾石、炉渣或砂层等，在上层土壤层中种植芦苇等耐水植物。

人工潜流湿地（碎石床）,潜流人工湿地,潜流式湿地能充分利用了湿地的空间，发挥植物、微生物和基质之间的协同作用，因此在相同面积情况下其处理能力得到大幅提高。

污水基本上在地面下流动，保温效果好，卫生条件也较好。

水平流潜流式湿地：

其水流从进口起在根系层中沿水平方向缓慢流动，出口处设水位调节装置，以保持污水尽量和根系接触。

垂直流潜流式湿地：

其水流方向和根系层呈垂直状态，其出水装置一般设在湿地底部。

主要作用在于提高氧向污水及基质中的转移效率。

其表层为渗透性良好的砂层，间歇式进水，提高氧转移效率，以此来提高BOD去除和氨氮硝化的效果。

复合流潜流式湿地：

芦苇床基质层中污水同时以水平流和垂直流的流态流出底部的渗水管中。

也可以用两级复合流潜流式湿地进行串联的复合流潜流湿地系统，第一级湿地中污水以水平流和下向垂直流的组合流态进入第二级湿地，第二级湿地中，污水以水平流和上向垂直流的组合流态流出湿地。

3.5.5人工湿地构造,防渗层:

防止未经处理的污水通过渗透作用污染地下含水层而铺设的一层透水性差的物质。

如果现场的土壤和黏土能够提供充足的防渗能力，那么压实这些土壤作湿地的衬里已经足够。

基质层核心基质颗粒的粒径、矿质成分等直接影响着污水处理的效果。

目前人工湿地系统可用的基质主要有土壤、碎石、砾石、煤块、细沙、粗砂、煤渣、多孔介质（LECA）、硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物。

基质一方面为植物和微生物生长提供介质，另一方面通过沉积、过滤和吸附等作用直接去除污染物。

腐质层:

主要物质就是湿地植物的落叶、枯枝、微生物及其他小动物的尸体。

成熟的人工湿地可以形成致密的腐质层。

水体层:

水体在表面流动的过程就是污染物进行生物降解的过程，水体层的存在提供了鱼、虾、蟹等水生动物和水禽等的栖息场所。

水生植物:

首先，植物可以有效地消除短流现象；

其次，植物的根系可以维持潜流型湿地中良好的水力输导性，使湿地的运行寿命延长；

第三，通过其中微生物的分解和合成代谢作用，能有效地去除污水中有机污染物和营养物质，第四，水生植物能够将氧气输送到根系，使植物根系附近有氧气存在，通过硝化、反硝化，积累、降解、络合、吸附等作用而显著增加去除率。

第五，致密的植物可以在冬季寒冷季节起到保温作用，减缓湿地处理效率的下降。

3.5.6净化过程,悬浮物去除有机物去除氮磷去除重金属去除难降解有机物去除病原体去除,3.5.7人工湿地工艺运行,3.5.8人工湿地特点,人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统，具有如下优点:

建造和运行费用便宜;

易于维护,技术含量低;

可进行有效可靠的废水处理;

可缓冲对水力和污染负荷的冲击;

可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。

3.5.8人工湿地特点,不足:

占地面积大;

易受病虫害影响；

生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解，设计运行参数不精确，因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放，有的人工湿地反而成了污染源。

二级人工湿地,二级植物塘,一级人工湿地,一级植物塘,进水,处理前的星云湖水,星云湖水经人工湿地处理后的出水,除藻情况,投资、运行费和占地,1、投资处理：

1m3投资500元左右。

2、运行费：

每日处理1m3费用0.050.20元3、占地：

每处理1m3水占地1-2m2。

北京军区石家庄机械化步兵学院营区污水生态处理工程,