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1、第十二章稳定塘和污水的土地处理第一节第一节稳定塘稳定塘稳定塘又名氧化塘或生物塘。稳定塘又名氧化塘或生物塘。稳定塘对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似，是稳定塘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。一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。稳定塘多用于小型污水处理，可用作一级处理、二级处理，稳定塘多用于小型污水处理，可用作一级处理、二级处理，也可用作三级处理。也可用作三级处理。概 述按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等划分好好 氧氧 塘塘兼兼 性性 塘塘厌厌 氧氧 塘塘曝曝 气气 塘塘深度处理塘深度处理塘水生植物塘水生植物塘生生 态态 塘塘
2、完全储存塘完全储存塘常常见见其其它它稳 定 塘 的 分 类好好 氧氧 塘塘兼兼 性性 塘塘厌厌 氧氧 塘塘曝曝 气气 塘塘深度处理塘深度处理塘 好氧塘的深度较浅，阳光能透至塘底，全部塘水内都含有溶解氧，塘内菌藻好氧塘的深度较浅，阳光能透至塘底，全部塘水内都含有溶解氧，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。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。 兼性塘的深度较大，上层是好氧区，藻类的光合作用和大气复氧作用使其有兼性塘的深度较大，上层是好氧区，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，称兼性较高的溶
3、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。污泥在塘底进行厌氧分解。 厌氧塘的塘深在厌氧塘的塘深在2m2m以上，有机负荷高，全部塘水均无溶解氧，呈厌氧状态，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。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。 曝气塘采用人工曝气供氧，塘深在曝气塘采用人工曝气供氧，塘深在2m2m以上，全部塘水有溶解氧，由
4、好氧微以上，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。生物起净化作用污水停留时间较短。 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，一般度很低，一般BODBOD5 530mg/L30mg/L。常用于处理传统二级处理厂的出水，提高出水。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。水质，以满足受纳水体或回用水的水质要求。稳定塘的优点稳定塘的优点基建投资低基建投资低 当有旧河道、沼泽地、谷地可利用作物作为稳定塘时，稳定当有旧河道、沼泽地、谷地可利用作物作为稳
5、定塘时，稳定塘系统的基建投资低。塘系统的基建投资低。运行管理简单经济运行管理简单经济 稳定塘运行管理简单，动力消耗低，运行费用较低，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约为传统二级处理厂的1/31/51/31/5。可进行综合利用可进行综合利用 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。系统。稳定塘的缺点稳定塘的缺点占地面积大占地面积大 没有空闲余地时不宜采用。没有空闲余地时不宜采
6、用。处理效果受气候影响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。塘的处理效果。设计不当时，可能形成二次污染设计不当时，可能形成二次污染 如污染地下水、产生臭氧和滋生蚊蝇等。如污染地下水、产生臭氧和滋生蚊蝇等。 稳定塘的优缺点（1 1）高负荷好氧塘）高负荷好氧塘 这类塘设置在处理系统的前部，目的是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。较短，有机负荷高。（2 2）普通好氧塘）普通好氧塘 这类塘用于处理污
7、水，起二级处理作用。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。留时间较长。（3 3）深度处理好氧塘）深度处理好氧塘 深度处理好氧塘设置在塘处理系统的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。负荷较低，塘的水深较高负荷好氧塘大。 好 氧 塘种 类细菌的降解作用细菌的降解作用 有机物有机物O O2 2H H+ +COCO2 2H H2 2O ONHNH4 4+
8、+ C C5 5H H7 7O O2 2N N （A A）藻类的光合作用藻类的光合作用106CO106CO2 216NO16NO3 3- -HPOHPO4 42- 2-122H122H2 2O O18H18H+ +CC106106H H263263O O110110N N1616P P138O138O2 2 （B B）上述生化反应表明，好氧塘内有机污染物的降解过程，是溶解性有机污染上述生化反应表明，好氧塘内有机污染物的降解过程，是溶解性有机污染物转换为无机物和固态有机物细菌和藻类细胞的过程。物转换为无机物和固态有机物细菌和藻类细胞的过程。好 氧 塘基本工作原理（细菌）（细菌） （藻类）（藻类）
9、好氧塘净化有机污染物的基本工作原理如图所示。好氧塘净化有机污染物的基本工作原理如图所示。 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，塘表面的好氧型异氧进行光合作用，释放出氧，同时，由于风力的搅动，塘表面的好氧型异氧细菌利用水中的氧，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），其代谢产物质（细胞增殖），其代谢产物COCO2 2则是藻类光合作用的碳源。塘内菌藻生则是藻类光合作用的碳源。塘内菌
10、藻生化反应可用下式（化反应可用下式（A A）和（）和（B B）表示：）表示： 藻类光合作用是塘水的溶解氧和藻类光合作用是塘水的溶解氧和pHpH值呈昼夜变化。白昼，藻类光合作值呈昼夜变化。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，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，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
11、塘的上升。好氧塘的pHpH值与水中值与水中COCO2 2浓度有关，受塘水中碳酸盐系统的浓度有关，受塘水中碳酸盐系统的COCO2 2平平衡关系影响，其平衡关系式如下：衡关系影响，其平衡关系式如下： 上式表明，白天，藻类光合作用使上式表明，白天，藻类光合作用使COCO2 2降低，降低，pHpH值上升。夜间，藻类停值上升。夜间，藻类停止光合作用，细菌降解有机物的代谢没有中止，止光合作用，细菌降解有机物的代谢没有中止，COCO2 2累积，累积，pHpH值下降。值下降。 HOHOHOHHCOOHCOHHCOCOHOHCO2322333222好 氧 塘基本工作原理好 氧 塘好氧塘内的生物种群主要有好氧塘内
12、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。藻类、菌类、原生动物、后生动物、水蚤等微型动物。菌类菌类主要是生存在水深主要是生存在水深0.5m0.5m的上层，浓度为的上层，浓度为1 110108 85 510109 9个个/mL/mL，主要种属与活性污泥和生物膜相同。主要种属与活性污泥和生物膜相同。原生动物和后生动物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的种属数与个体数，均比活性污泥法和生物膜法少。法少。藻类藻类的种类和数量与塘的负荷有关，它可以反应塘的运行状况和处的种类和数量与塘的负荷有关，它可以反应塘的运行状况和处理效果。理效果。好 氧 塘好氧塘内的生
13、物种群 好氧塘的主要尺寸的经验值如下：好氧塘的主要尺寸的经验值如下：好氧塘多采用矩形，表面的长宽比为好氧塘多采用矩形，表面的长宽比为3:14:13:14:1，一般以塘深的，一般以塘深的1/21/2处处的面积作为计算塘面。塘堤的超高为的面积作为计算塘面。塘堤的超高为0.61.0m0.61.0m。单塘面积不宜大于。单塘面积不宜大于4ha4ha；塘堤的内坡坡度为塘堤的内坡坡度为1:21:31:21:3（垂直（垂直: :水平）外坡坡度为水平）外坡坡度为1:21:51:21:5（垂直（垂直: :水平）；水平）；好氧塘的座数一般不少于好氧塘的座数一般不少于3 3座，规模很小时不少于座，规模很小时不少于2
14、2座。座。 好 氧 塘好氧塘内的设计 好氧塘工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和个数。表好氧塘工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和个数。表12121 1是好氧塘的典型设计参数。是好氧塘的典型设计参数。好氧区对有机污染物的净化机理与好氧塘相同。好氧区对有机污染物的净化机理与好氧塘相同。兼性区的塘水溶解氧较低，且时有时无。这里的微生物是异氧型兼性细兼性区的塘水溶解氧较低，且时有时无。这里的微生物是异氧型兼性细菌，它们既能利用水中的溶解氧氧化分解有机污染物，也能在无分子条件菌，它们既能利用水中的溶解氧氧化分解有机污染物，也能在无分子条件下，以下，以NONO3 3- -、COCO3 32- 2-作
15、为电子受体进行无氧代谢。作为电子受体进行无氧代谢。厌氧区无溶解氧。可沉物质和死亡藻类，菌类在此形成污泥层，污泥层厌氧区无溶解氧。可沉物质和死亡藻类，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，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。而续进行降解。而COCO2
16、 2、NHNH3 3等代谢产物进入好氧层，部分逸出水面，部分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。参与藻类的光合作用。兼性塘不仅可去除一般的有机污染物，还可以有效的去除磷、氮等营养兼性塘不仅可去除一般的有机污染物，还可以有效的去除磷、氮等营养物质和某些难降解的有机污染物。物质和某些难降解的有机污染物。 兼 性 塘工 作 原 理 兼性塘的有效水深一般为兼性塘的有效水深一般为1.01.02.0m2.0m，通常由三层组成，上层为好氧区、，通常由三层组成，上层为好氧区、中层兼氧区和底部厌氧区，如图所示。中层兼氧区和底部厌氧区，如图所示。兼性塘一般采用负荷法进行计算，我国建立较完善的设计规范。表兼性塘一般采用负荷法进行计算，我国建立较完善的设计规范。表12122 2是我国是我国“七五七五”国家科技攻关成果建议的主要设计参数。国家科技攻关成果建议的主要设计参数。兼性塘的主要尺寸的经验值如下：兼性塘的主要尺寸的经验值如下：兼性塘一般采用矩形，长宽比兼性塘一般采用矩形，长宽比3:14:13:14:1。塘的有效水深为。塘的有效水深为1.22.5m1.22.5m，超高为超高为0.61
