水污染控制工程6_深度处理.pptx

水污染控制工程（下）主讲：成官文六、污水的自然生物处理教学要求了解其自然生物处理的主要类型，净化机理，生态系统特征。教学时数：2h污水自然生物处理的回顾与前瞻污水的自然生物处理已有300多年的历史，但随着经济和社会的发展，生活污水和工业废水的水质水量发生了很大的变化，“经典式”生态系统的自然净化能力承受不了越来越沉重的污染负荷。为了解决日益严重的水环境污染问题，出现了以普通活性污泥法、生物膜法等高效的人工净化技术。但进入20世纪70年代，严重的世界能源危机，迫使人们又转向研究节省能源、资源和投资的处理方法。污水的自然生物处理作为“替代技术”之一将受到重视。在我国，国家环保局组织了“七五”、“八五”城市废水生物稳定塘技术和废水的土地处理技术攻关，使污水的自然生物处理向规范化、资源化和系统化迈进了一步。目前，我国还在人工湿地方面进行了系统研究。一、稳定塘（生物塘）1、概述稳定塘：又叫生物稳定塘（biological stabilization pond），俗称氧化塘（oxidation pond）。1)工作原理：依靠自然生态系统的净化作用使污水净化。2)供氧方式：通过大气复氧和藻类的光合作用供氧，或人工曝气（曝气塘）。3)分类：按DO浓度高低分好氧稳定塘,兼性塘,厌氧塘,曝气塘。 按处理程度分一级、二级和深度处理塘。 按出水方式又可分连续出水塘、控制性水塘、贮存塘。4)适宜条件：要求有废河道、沼泽地、峡谷、荒地且地质条件良好的地形；要考虑气温、光照和风力。5)优缺点：工程简单，建设投资少，能耗少，成本低廉，利于农业灌溉，能实现污水资源化。但占地面积大，净化效果受季节（含光照、气温）影响，易造成地下水污染，周边环境条件较差。2、净化机理：1）生态系统的组成a.细菌：好氧菌、兼性菌、产酸菌、厌氧菌、硝化菌、光合细菌等。b.藻类：绿藻、蓝绿藻等。c.原生动物和后生动物：不同类型稳定塘数量变化较大，不宜作为指示生物。 d.水生植物（耐污耐水植物） 浮水植物：水葫芦、浮萍等，可作为青贮饲料，其它处理方 式困难(因为含水率在95％左右，堆肥、厌氧发酵、脱 水均困难)，易影响水体景观及水质，需定期打捞。 沉水植物：马来眼子菜、叶状眼子菜等（需定期收割）。 挺水植物：水葱、芦苇、蒲草等。e.高等水生动物：鱼、鸭、鹅等。思考题：生物塘的生态系统与活性污泥法、生物膜法有什么异同？是否什么植物均可用于生物塘？2）生态系统——菌藻共生体系及其作用。藻类在光合作用放出氧，细菌则利用藻类提供的氧降解有机污染物，其它仅起辅助作用。具体机理见P263图6-1。a、生态系统：由细菌、藻类、原生动物、后生动物、水生植物、高等水生动物组成，但悬浮生物总量不高。b、不同水层存在分区：上方因复氧、光合作用成好氧区，下部兼性区，底部（泥）厌氧区。c、表层藻类放氧： 106CO2＋16NO3－＋HPO42－＋122H2O＋18H＋→ C106H263O110N16P＋138O2↑d、上层异氧菌降解： C11H29O7＋14O2＋H＋→11CO2＋13H2O＋NH4＋ e、底层厌氧水解：大分子→小分子→挥发酸→甲烷。f.C、N、P的迁移与转化 碳的转化：改变水体碳酸盐的缓冲平衡(p265)。 氮的转化：有机氮→氨氮（少部分挥发和被生物同化）→亚硝酸氮→硝酸氮→氮气。 磷的转化：进水中的磷有有机磷、聚磷酸盐和正磷酸盐(预处理沉淀约10％的不溶解性磷)→正磷酸盐、偏磷酸盐→生物和化学沉淀。 由于C、N、P的转化以及日昼光合作用与否，导致水体pH变化，日间升高、夜间降低；硝化作用时降低、反硝化时升高，并引起磷酸盐(日间易于沉淀、夜间溶解)、重金属等沉淀和溶解。g.其它有害物质转化：生物降解(难降解有机物)、吸附与吸收重金属(植物)，鳌合与沉淀(底泥)。3）净化作用：a、稀释作用：在风力、水流与浓度差的作用下，与塘内污水混合。b、沉淀与絮凝作用：水力作用降低而沉淀；微生物及其分泌物与污染物质絮凝。c、好氧微生物的代谢：主要是细菌，但随负荷降低细菌作用降低。d、厌氧微生物的代谢：能经历厌氧水解，产氢产酸和产甲烷的全过程。e、浮游生物：光合作用与降解作用。f、水生植物：吸收与产氧作用。思考题：生物塘的污染降解作用与活性污泥法、生物膜法有何区别？其对污染控制工程有何影响？4）影响因素a、温度：稳定塘运行的主要影响因素之一。温度每增高10℃微生物的代谢速度将提高一倍。生物塘表面水温高，但昼夜温差大；底层温度低，但较稳定。温度影响水力停留时间。b、光照：提供能量，使藻、植物进行光合作用，对有机物的降解和藻类供氧有重要影响。c、风力：风力大且四季分布均匀，利于产生良好的水力条件，利于DO、污水的传质。d、营养比例：C、N、P、K、Fe、S等。e、进出水水质与有机负荷：浓度高和难降解有机物