自然生物处理分析Word文档下载推荐.docx
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根据有机物负荷率的高低，好氧塘可分为三种：
高负荷好氧塘：
BOD5表面负荷率：
0.004-0.016kg/m2·
d
普通好氧塘：
0.002-0.004kg/m2·
深度处理好氧塘：
0.0005kg/m2·
污水在进入好氧塘前必须进行沉淀预处理。
稳定塘
设计计算
好氧塘的计算，主要内容是确定塘的表面面积。
应以塘深1/2处的面积作为设计计算平面。
近表面有机负荷率进行计算。
计算公式为：
式中：
A——好氧塘的有效面积，m2；
Q——污水设计流量，m3/d；
S0——原污水的BOD5浓度，kg/m3
NA——BOD面积负荷率，kg/（m2·
d）
BOD面积负荷率应根据试验或相近地区污水性质相近的好氧塘的运行数据确定。
好氧塘典型设计参数
参
数
类
型
高负荷好氧
普通好氧塘
深度处理好氧塘
BOD5表面负荷率
水力停留时间
水深
BOD5去除率
藻类浓度
回流比
0.004～0.016
4～6
0.3～0.45
80～90
100～260
0.002～0.004
2～6
～0.5
80～95
100～200
0.2～2.0
0.0005
5～20
0.5～1.0
60～80
5～10
2.厌氧塘
厌氧塘有机负荷较高，一般有机负荷率可高达40～100gBOD5/（m3塘容·
d），有机物降解需要的氧量超过了光合作用和大气复氧所能提供的氧量，塘呈厌氧状态。
塘的占地面积较小。
厌氧塘是依靠厌氧菌的代谢功能使有机污染物得到降解，具有以下特点：
（1）只有细菌，无其它任何生物，产酸菌、产氢、产乙酸菌和产甲烷菌共存；
（2）反应速度慢，进程长；
（3）一切条件必须符合甲烷菌的要求；
（4）多用以处理高浓度且水量不大的有机废水。
厌氧塘一般为首塘，可代替初沉池。
厌氧塘的设计
1）设计参数
a．BOD表面负荷率
厌氧塘为了维持其厌氧条件，应规定其最低容许BOD表面负荷率。
如果厌氧塘的BOD表面负荷率过低，其工况就将接近于兼性塘。
最低容许BOD表面负荷率与BOD5容积负荷率、气温有关。
我国北方可采用300kgBOD/（104m2·
d）、（200～600）
kgBOD5/（104m2·
d）。
我国给水排水设计手册对厌氧塘处理城市污水的建议负荷率值为20～60gBOD5/（m2·
d）、（200～600）kgBOD5/（104m2·
b．BOD容积负荷
表20-2所列举的是美国7个州处理城市污水厌氧塘的设计BOD容积负荷率与水力停留时间二项参数。
塘深介于3～4.5m。
美国7个州厌氧塘处理城城市污水设计参数
州名
纬度
BOD容积负荷
预计去除率
（度）
kgBOD5/（m3·
（d）
（%）
佐治亚州
30.4～35
0.048①,0.24②
—
伊利诺斯州
37～42.5
0.24～0.32
5
60
爱阿华州
40.6～43.5
0.19～0.24
蒙大拿州
45～49
0.032～0.16
10（最小）
70
内布拉斯加州
40～43
3～5
75
南达科他州
43～46
0.24
德克萨斯州
26～36.4
0.4～1.6
5～30
50～100
①不回流
②1:
1回流
c．VSS容积负荷率
VSS容积率用于厌氧塘处理VSS含量废水的设计。
下面所列举的是国外对几种工业废水厌氧塘处理所采用的VSS容积负荷。
家禽粪水
0.063～0.16kgVSS/（m3·
奶牛粪水
0.166～1.12kgVSS/（m3·
猪粪水
0.064～0.32kgVSS/（m3·
菜牛屠宰废水
0.593kgVSS/（m3·
d.水力停留时间
污水在厌氧塘内的停留时间，采用的数值介于很大的幅度内，无成熟数据可以遵循，应通过试验确定。
我国《给水排水设计手册》的建议值，对城市污水是30～50d。
国外有长达160d的设计运行数据，但也有短为12d的。
2）厌氧塘的形状和主要尺寸
a.厌氧塘表面仍以矩形为宜，长宽比2～2.5:
1。
b.塘深，厌氧塘的有效深度（包括污泥层深度）为3～5m，当土壤和地下水条件适宜时，可增大到6m。
处理城市污水用厌氧塘的塘深为1.0～3.6m
处理城市污水的厌氧塘底部储泥深度，不应小于0.5m，污泥量按50L/（人·
a）计算。
污泥清除周期为5～10年。
c.保护高度0.6～1.0m。
d.塘底略具坡度，堤内坡1:
1～1:
3。
e.厌氧塘的单塘面积不应大于8000m2（0.8×
104m2）
f.厌氧塘一般位于稳定塘系统之首，截留污泥量较大，因此，宜设并联的厌氧塘，以便轮换清除塘泥。
g.厌氧塘进出口，厌氧塘进口一般按设在高于塘底0.6～1.0m处，使进水与塘底污泥相混合。
塘底宽度小于9m时，可以只用一个进口，宽塘应采用多个进口。
进水管径200～300mm。
出水口为淹设式，深入水下0.6m，不得小于冰层厚度或浮渣层厚度。
19.2.3兼性塘
1.概述
在各种类型的氧化塘中，兼性塘是应用最为广泛的一种。
塘的上层，阳光能够照身透入的部位，为好氧层；
塘的底部，由沉淀的污泥和衰死的藻类和菌类形成了污泥层，为厌氧层；
在好氧层和厌氧层之间存在一个兼性层，该层存活的是兼性微生物，它们能够利用水中游离的氧也能够在厌氧条件下，从
或
中摄取氧。
兼性塘的
=（70～90）%。
2.计算
兼性塘计算的主要内容也是求定塘的有效面积。
对兼性塘仍多采用经验数扭进行计算。
（1）设计参数
1）兼性塘可以作为独立处理技术考虑，也可以作为生物处理系统中的一个处理单元，或者作为深度处理塘的预处理工艺。
2）塘深。
一般采用1.2～2.5m，污泥层厚度取值0.3m
3）停留时间。
一般规定为7～180d，幅度很大。
4）BOD5表面负荷率。
按0.0002～0.010kg/（m2·
d）考虑）。
处理城市污水兼性塘BOD面积负荷与水力停留时间
冬季月平均气温
（℃）
BOD负荷率
（kg/（104m2·
d））
停留时间
15以上
10～15
0～10
70～100
50～70
30～50
>
7
20～7
40～20
-10～0
-20～10
-20以下
20～30
10～20
<
10
102～40
150～120
180～150
注：
在串联塘系统中，前部塘的BOD5负荷率取高值，一般在70～40kg/（104m2·
d）之间，当气温高于15℃时，BOD5负荷率也可以高达100kg/（104m2·
d）以不出现全塘呈厌氧状态为准。
5）BOD去除率一般可达70%～90%。
6）藻类浓度取值10～100mg/L
7）如采取处理水循环措施，循环率可为0.2‰～2.0‰。
（2）在塘的构造方面应考虑的因素
1）塘形，以矩形为宜，矩形塘易于施工和串联组合，有助于风对塘水的混合，而且死角少，长宽比以2:
1或3:
1为宜。
2）塘数，除小规模的兼性塘可以考虑采用单一的塘进行处理外，一般不宜少于2座。
宜采用多级串联，第一塘面积大，约占总面积的30%～60%，采用较高的负荷率，以不使塘都处理厌氧状态为限。
串联可得优质处理水。
3）进水口，矩形塘进水口应尽量使塘的横断面上配水均匀，宜采用扩散管或多点进水。
4）出水口，出水口与进水口之间的直线距离应尽可能的大，一般在矩形塘按对角线排列设置，以减少短路。
应参照有关资料进行。
18.2.4其他稳定塘
1.曝气塘
人工机械曝气向塘内污水供氧根据曝气强度大小分二类：
好氧曝气塘：
功率较大，全部生物污泥都处于悬浮状态
兼性曝气塘：
功率较小，部分污泥悬浮，部分污泥沉积
曝气塘
设计参数：
1.BOD5表面负荷率：
30～60gBOD5/m2·
2.H=2.5～5.0m
3.停留时间t（天）
E——BOD去除率
K——降解速度常数
一般好氧曝气塘为1～10d，兼性塘曝气塘为7～10d
4.塘内生物污泥浓度为80～200mg/L
2.深度处理塘
深度处理塘为三级处理塘，设置在二级处理工艺之后或稳塘系统之后，采用好氧塘或曝气塘的形式。
深度处理塘能去除以下物质：
a.去除BOD、COD：
ηBOD=（30～60）%；
ηCOD=（10～25）%
b.去除细菌
c.去除藻类：
养鱼除藻
d.去除N、P
计算：
深度处理塘的计算在当前仍采用负荷率进行，根据去除对象的不同而采用不同的负荷率及他各项设计参数。
a.以去除BOD、COD为主要目的的深度处理塘。
采用下表所列举的各项参数。
以去除BOD值为目的好氧塘和兼性塘型深度处理塘的设计参数
BOD表面负荷
深度
（m）
BOD去除率
好氧塘
兼性塘
20～60
100～150
5～25
3～8
1～1.5
1.5～2.5
30～55
40
b.养鱼的深度处理塘。
BOD5负荷率可取值20～35kg/（104m2·
d）,水力停留时间应不小于15d。
c.以去除氨氮为目的的深度处理塘。
BOD表面负荷率不高于20kg/（104m2·
d），水力停留时间不少于12d，按氮去除率可达65%～75%。
d.以除磷为目的深度处理塘。
BOD5表面负荷率取值在13kg/（104m2·
d）左右，水力停留时间为12d，磷酸盐去除率可按60%考虑。
3.控制出水塘
1.
概述
设于北方地区，冬季贮水，天气转暖生物降解功能恢复正常时才开始运行的稳定塘，一般是兼怀塘类型。
2.
设计要点
污水进塘前要经过一级处理
多级塘串联、并联方式运行均可
塘数不得少于2座
塘形宜根据地形选用，但要避免产生短流现象
控制出水塘的设计数据
参数
有效水深
BOD负荷
数值
2.0～3.5
30～60
10～80
20～40
19.3污水的土地处理
污水地土处理含污水灌溉系统、土地渗滤系统、湿地处理系统。
19.3.1污水灌溉系统
污水灌溉前需对污水进行预处理，去除大块漂浮物、悬浮物和泥砂，并应达到灌溉农田的水质标准。
污水灌溉农田是利用其污水中的水肥资源为目标，以灌水定额、灌溉制度与污灌溉农田水质标准来控制灌溉水的水量与水质。
污水灌溉系统无专门的设计运行参数，一般不经过科学的设计。
污水灌溉存在以下问题：
1．不能解决污水的终年问题（为雨季及冬季），往往不能进行终年泼水灌溉。
非灌溉期间污水若不经贮存排入地表水体，会造成地表水污染。
2．污水灌溉农田后出水不加收集，不能有效控制排放与利用。
3．如污水达不到农田灌溉标准，则会影响作物的生长、产量和品质，特别是污水中的重金属和化学有机合成物含在作物的某些部位富集，对人体健康造成危害。
4．重金属在土壤中积累会影响土壤的特性和使用。
19.3.2土地渗滤系统
1、慢速渗滤系统
用于渗透水性能良好的土壤（如砂质土壤），它适用于蒸发量小，气候湿润地区；
慢速渗滤系统用用表面布水或喷灌布水，对污水的BOD5、COD、N的去除率分别为：
；
2、快速渗滤系统
污水周期地向渗滤田灌水和休灌，表层土壤交替地处于厌氧-好氧状态，有机物被土层中的微生物所分解，同时也对N、P进行了去除。
各种指标的去除率为：
19.3.3湿地处理系统
将污水投配到沼泽地上，污水沿一定方向流动，在耐水植物的土壤联合作用下而得到净化的一种土地处理工艺。
湿地处理系统可分为以下几种类型：
1.天然湿地系统
利用天然洼淀、苇塘，并加以人工修整而成。
中设导流土堤，使污水沿一定方向流动，H一般在30～80cm之间，不超过1.00m，净化作用与好氧塘相似。
自由水面人工湿地
用人工筑成沟槽状，地面铺设隔水层以防渗漏，再充填一定深度的土壤层，在地土壤层种植芦苇一类的维管束植物，污水由湿地的一端通过布水装置进入，并以较浅的水层在地表上以推流方式向前流动，从另一端溢入集水沟，在流动地程中保持着自由水面。
有机负荷率介于18～110kgBOD5/（ha·
d），幅度较大。
3.
人工潜流湿地处理系统
人工潜流湿地处理系统是人工筑成的床槽，床内充填介质支持芦苇类的挺水植物生长，床底设粘土隔水层，并具有一定的坡度。
污水从沿床宽度设置的布水装置进入，水平流动通过介质，与布满生物膜的介质表面和溶解氧充分的植物根区接触，在这一过程中得到净化。
湿地处理系统
湿地系统初步设计可考虑采用的参考性参数：
水力停留时间——7～10d
投配负荷率——2～20cm/d
布水深度——夏季<
10cm；
冬季>
30cm
有机负荷——15～20kgBOD/（104m2·
长宽比L:
B>
10:
1
植物+芦苇、香蒲等水葱、灯芯草、蓑衣草
湿地坡度——一般为0%～3%
对土壤的要求——土壤质地为粘土-壤土。
渗透性为慢-中等，渗透透率为0.025～0.35m/n
人工湿地占用土地面积（F）可用下式估算：
F=6.57×
10-3Q（104m2）
式中
Q——污水设计流量，m3/d
19.4自然生物处理系统新进展
19.4.1水解池-稳定塘生物处理系统的新工艺
稳定塘占地面积大，冬季水温降低较大，影响处理效果以及底泥淤积严重等问题，应用水解代替传统的沉淀池作为稳定塘的预处理构筑物，以提高污水的可生化性，并减少悬浮物。
同时在不同的塘内放养不同水生植物，以提高处理效果，抑制藻类生长，改善卫生条件，并获取杆物资源。
在平均水温25℃下，停留时间公1.5d，进水BOD5160mg/L，出水BOD5可达14.7mg/L，总去除率91.0%。
而对照组相应出水BOD5为40.1mg/L，去除率为75.2%；
停留时间4.5d，前者出水BOD5仅有2.9mg/L，而后者为31.0mg/L，二者相差明显，说明了新工艺的优越性。
对试验结果的分析表明，新的工艺流程效率高的主要原因，是部分大分子难降解物质在水解池中经历了厌氧反应中水解和酸化两个阶段，变成了小分子易降解的有机酸，使污水在后续的塘中降解更快。
从污泥沉淀解度讲，稳定塘的底泥来源主要是进水悬浮物和塘中生长的藻类。
水解-稳定塘系统能有效地从两方面加以控制。
通过实验推荐如下参数用于不同气候条件的地区。
设计水质成分如下：
COD
300～600mg/L；
SS
100～300mg/L；
BOD
100～250mg/L；
pH值
6～9。
（1）热带地区（平均水温大于20℃）
水解池
HRT=2.5～3.0h；
稳定塘
HRT=4～8d；
COD负荷率
200～600kgCOD/（hm2·
d）；
水深
1.0～1.5m；
串联塘数
3～5。
第一塘和最后一塘种植水生植物，以降低负荷，并控制由于藻类生长造成出水悬浮物。
19.4.2稳定塘的除藻技术
藻类具有降解污染物质的功能，但只是使有机污染物质转移到藻类中，并没有最后去除。
如果对藻类处理不当，就会造二次污染。
国外所采用的除藻技术有自沉淀、混凝沉淀、气浮和过滤等技术。
这些技术都将增加运行费用。
美国解决这一问题的措施之一是放宽了排放标准，其规定适用于稳定塘用作二级处理工艺。
美国各州的标准不一样，悬浮物大致为40～100mg/L，这宽于传统二级处理厂的排放标准。
这是从法律上对采用稳定塘处理污水的一种鼓励措施。
这里介绍两种比较有效的方法。
（1）在稳定塘的最后一塘放养水生植物。
由于水生植物覆盖了水面，阴隔了光照，藻类不能进行正常光合作用，因此沉淀至塘底，使出水水质改善。
例如，在最后一塘由于放养水葫芦，悬浮状的藻类浓度低于0.5mg/L（干基，根据叶绿素a折算），最终出水的悬浮物低于10mg/L。
采用浮萍也攻得了类似的效果。
（2）气浮除藻。
近年来通过对气浮设备的改进，使气浮的处理成本大幅度下降。
19.4.3污水地下渗滤处理技术
将经过腐化池（化粪池）或酸化水解池预处理后的污水有控制地通入设于地下距地面约0.5m深处的渗滤田，在土壤的渗滤作用和毛细管作用下，污水向四周扩散，通过过滤、沉淀、吸附和在微生物作用下的降解作用，使污水得到净化。
这种的污水处理法称之为污水地下渗滤处理系统，归纳起来，这种工艺具有以下特征：
（1）整体处理系统都设于地下，无损于地面景观，而且能够种植绿色杆物，美化环境。
（2）不受外界气温变化的影响，或影响较小。
（3）易于建设、便于维护、不堵塞、建设搞资省、运行费用低；
（4）对进水负荷的变化适应性较强，耐受冲击负荷；
（5）如运行得当，处理水水质良好、稳定、可回用于浓灌、浇灌城市绿化地、街心公园等。
地下渗滤处理系统是一种以生态原理为基础，以节能、减少污染、充分利用水资源的一种新型的小规模的污水处理工艺技术。
这种工艺适用于处理小流量的居住小区、旅游点、度假村、疗养院等未与城市排水系统接通的分散建筑物排出的污水。
地下渗滤处理系统在一些发达国家，如日本、美国受到重视，得到很大的发展，在日本已建成20000余套这种净化系统，而且还在发展中。
在美国约有35%的农村及零星独立建造的住宅采用了这种技术；
俄罗斯近20年来对开发这类污水处理技术做了大量的工作，在制定工艺流程、净化方法、处理设备等方面做到了定型化、系列化，并制定了相应的技术规范。
我国近年来对这一技术也日益重视，但尚处于初步的启动阶段。
污水地下渗滤处理技术，现在国外采用的种类很多，不下几十种，本节择其中主要的几种加以阐述。
（1）污水土壤渗滤净化沟
在本系统中，污水先经化粪池，或沉淀池等预处理构筑物处理，去除其中的悬浮物，然后进入埋在地下的渗滤沟和带孔的布水管，从布水管中缓慢地向周围土壤浸润、渗透和扩散。
布水管一般埋设在距地面0.4m左右的深度其周围铺满砾石层底部宽0.5～0.7m，其下部铺厚约为0.2m的砂。
水力负荷是维持本工艺正常运行的关键因素。
水力负荷值不能过大，应根据测得的土壤渗透能力以确定适当适宜的水力负荷。
（2）毛管浸润渗滤沟
本工艺也称为尼米（Niimi）系统，是日本开发的。
是利用土壤毛管浸润扩散原理研制的一种浅型土壤污水处理系统。
污水经预处理后进入陶土管，在其周围铺毛管砾石层，其下铺砂层，砂层下铺有机树脂膜，以防止污水渗入下层土壤，污当地下水。
污水通砂砾的毛细管虹吸作用，缓慢地上升，并向其四周浸润、扩散，进入周围土壤，在地面下0.3～0.5
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