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稳定塘污水处理技术
 

稳定塘污水处理技术

稳定塘旧称氧化塘或生物塘,是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整,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。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。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。

运行原理

稳定塘是以太阳能为初始能量,通过在塘中种植水生植物,进行水产和水禽养殖,形成人工生态系统,在太阳能(日光辐射提供能量)作为初始能量的推动下,通过稳定塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化,将进入塘中污水的有机污染物进行降解和转化,最后不仅去除了污染物,而且以水生植物和水产、水禽的形式作为资源回收,净化的污水也可作为再生资源予以回收再用,使污水处理与利用结合起来,实现污水处理资源化。

人工生态系统利用种植水生植物、养鱼、鸭、鹅等形成多条食物链。其中,不仅有分解者生物即细菌和真菌,生产者生物即藻类和其他水生植物,还有消费者生物,如鱼、虾、贝、螺、鸭、鹅、野生水禽等,三者分工协作,对污水中的污染物进行更有效地处理与利用。如果在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比,就可建立良好多生态平衡系统。污水进入这种稳定塘其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化,而其降解的最终产物,一些无机化合物作为碳源,氮源和磷源,以太阳能为初始能量,参与到食物网中的新陈代谢过程,并从低营养级到高营养级逐级迁移转化,最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等产物,从而获得可观的经济效益。


 

稳定塘的废水处理机制

稳定塘中富含各种细菌、真菌、微型动物、水生植物和其他类型的微生物,它们主要在以下6个方面对污水产生净化作用。

1)塘水的稀释作用:稀释作用是一种物理过程,它并没有改变污染物的性质,但却未进一步的净化作用条件。污水进入稳定塘后,在风力、水流以及污染物的扩散作用下与塘内已有的塘水进行一定程度的混合,使进水得到稀释,降低了其中各项污染指标的浓度。

2)沉淀和絮凝作用:污水进入稳定塘后,由于流速降低,其所夹带的悬浮物质在重力作用下沉于塘底。污水的SSCOD等各种指标得到进一步的降低。此外,稳定塘的塘水中含有大量的具有絮凝作用的生物分泌物,在它们的作用下,污水的细小悬浮颗粒产生了絮凝作用,沉于塘底成为沉积层。

3)好氧生物的代谢作用:在好氧条件下,绝大部分的有机污染物在异养型好氧菌和兼性菌的代谢作用下得以去除。BOD可以去除90%以上,COD去除率也可达80%

4)厌氧生物的代谢作用:在厌氧环境中,厌氧生物对有机物污染物的降解作用一般能够经历厌氧发酵的全过程。

5)浮游生物的作用:在稳定塘中存活着许多种浮游生物。藻类的主要功能是供氧,同时起到去除池塘水中的某些污染物,如氮、磷的作用。原生动物、后生动物及枝角类浮游动物,能够产生起生物絮凝作用的粘液,并吞食游离细菌和细小悬浮状污染物和污泥颗粒,使塘水进一步澄清。

6)水生维管束植物的作用:水生植物通过吸收氮、磷等营养元素,使稳定塘去除氮、磷的功能提高。

它们的根部具有富集重金属的功能,可提高重金属的去除率。

水生植物还能为塘水提供溶解氧。

 

稳定塘的类型

好氧稳定塘:好氧稳定塘深度较浅,一般不超过0.5m,阳光能直接投入塘底,藻类生长茂盛,光合作用强,全部塘水呈好氧状态,由好氧微生物降解有机污染物及净化污水。BOD的去除率高,停留时间为26天时,可达到80%以上。

好氧塘的作用机理:

好氧塘中的一个主要特征是好氧微生物与植物性浮游生物——藻类共生。藻类利用太阳光进行光合作用,合成新的藻类,并在水中放出游离氧。好氧微生物利用这部分氧对有机物进行降解,而这一活动中产生的CO2又为藻类在光合作用中吸收利用。这样在CO2O2的授受过程中,有机污染物得到降解。好氧塘最大的问题是水中藻类含量高,其中水中藻类SS含量可高达每升几百毫克。如对藻类处理不当将会造成二次污染。另外,好氧塘占地面积达,对细菌的去除效果较差。

厌氧稳定塘:塘水深度一般在2m以上,有机负荷率高,整个塘水处于厌氧状态,在其中进行水解、产酸以及甲烷发酵等厌氧反应。净化速率低,污水停留时间长,一般作为高浓度有机废水的首级处理工艺,之后还设有兼性塘、好氧塘,甚至深度处理塘。厌氧塘依靠厌氧菌的代谢功能使有机污染物得到降解。厌氧塘多以处理高浓度、水量不大的有机废水。

兼性稳定塘:塘水较浅,一般在1m以上。塘内存在不同的区域,从塘面到一定深度,阳光能透入,藻类的光合作用旺盛,溶解氧充足,呈好氧状态;塘底为沉淀淤泥,处于厌氧状态,进行厌氧发酵;介于厌氧和好氧之间为兼性区,存在大量的兼性微生物。兼性塘的污水净化是由好氧、厌氧、兼性微生物协同完成的。它是城市污水处理最常用的一种稳定塘。

曝气稳定塘:塘深2m以上,由表面曝气器供氧,并对塘水进行搅动,在曝气的条件下,藻类的生长和光合作用受到抑制。曝气厌氧塘是经过人工强化的稳定塘,它采用人工曝气装置向塘内污水充氧,曝气装置多为表面机械曝气器。根据曝气装置的数量、安设密度、曝气强度不同,曝气塘分为好氧曝气塘和兼性曝气塘两类。好氧曝气塘的曝气装置功率较大,足以使塘水中的生物污泥全部处于悬浮状态,并向塘水提供足量的氧。兼性曝气塘曝气装置仅能使部分团体物质处于悬浮状态,存有一部分固体物质沉积塘底进行厌氧分解。曝气塘是介于延时曝气活性污泥法与稳定塘之间的工艺。其净化功能、净化效果以及工作效率方面都明显高于一般类型的稳定塘。污水在塘内的停留时间短,曝气塘所需的容积及占地面积均较小。但由于采用人工曝气,耗能增加,运行费用也有所提高。

深度处理塘:通常作为塘系统的最后一级,接纳兼性塘或曝气塘出水,或设置在常规二级生物处理设施后,作为进一步净化有机物、病原菌和去除部分氮、磷之用。深度处理塘在污水处理厂和受纳水体间起缓冲作用。其处理对象为常规二级处理工工艺的处理出水,以及处理效果与二级处理技术相当的稳定塘出水。其处理目的是使出水达到一定的标准,以满足受纳水体或回用时对水质的要求。深度处理塘一般采用好氧塘的形式,也有采用曝气塘形式的,用兼性塘的则较少。通过深度处理可使BODCOD等指标进一步降低,进一步去除水中的细菌、藻类以及氮、磷等植物性营养物质。

 

稳定塘占地面积大的解决办法

解决水力停留时间的问题是解决稳定塘占地面积大这一问题的关键。污水在塘内的水力停留时间t=E/K100-E),其中E为污染物去除率,K为有机物的降解速率常数。所以,污水在稳定塘内的停留时间主要取决于污染物去除率和有机物的降解速率常数。因此,可采用人工曝气装置向塘内污水供氧,搅动塘水,提高微生物降解速率,从而降低污水在曝气塘内的停留时间。另外,也可采用在稳定池塘内放置人工制造的附着生长介质的办法。该系统因置入介质,可以延长塘内生物链结构,增加微生物数量,提高对有机污染物的分解速率,大大减少水力停留时间,从而减少占地。另外,它还有减少污泥生成,提高耐冲击负荷的作用。

有害物质在稳定塘中的转化

进入稳定塘的有害物质主要包括合成有机物和重金属离子。它们在一定的环境条件下会发生转化,被稳定塘生态系统所降解或去除。在适宜的环境条件下,微生物对苯、酚、脂、有机染料等有害物质具有一定的降解功能。且水生植物的根系适宜于微生物的附着与生长,能够通过吸附作用去除一部分有害物质。根系也具有吸收重金属等有害物质的能力,可使重金属离子富集,降低水中的重金属离子浓度。此外,重金属离子还能与其他化合物形成螯合物而沉淀在塘底。但是,稳定塘对于有害物质的去除是有限制的,如果水中有害物质的浓度过高,将危害水中生物的生理活动,甚至使稳定塘的净化功能遭到破坏。因此,对含有有害物质和重金属离子的废水应严格控制。


 
 
   
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