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(2)臭味大。
(3)净化速率低,污水停留时间长。
城市污水的水力停留时间为30~50天。
适用条件
对于高温、高浓度的有机废水有很好的去除效果,如食品、生物制药、石油化工、屠宰场、畜牧场、养殖场、制浆造纸、酿酒、农药等工业废水。
对于醇、醛、酚、酮等化学物质和重金属也有一定的去除作用。
对重金属也有一定的去除效果。
一般规定
(1)必须严格作好防渗措施。
(2)厌氧塘前要进行预处理。
(3)进水水质:
进水中有机负荷不能过高。
有机酸在系统中的浓度应小于3000mg/L;
进水硫酸盐浓度不宜大于500mg/L;
进水BOD:
N:
P=100:
2.5:
1;
C:
N一般为20:
1左右;
pH值要介于6.5~7.5;
进水中不得含有有毒物质,重金属和有害物质的浓度也不能过高,应符合《室外排水设计规范》的规定。
设计计算
(1)设计方法
—有机负荷法。
—完全混合数学模型法:
很少采用。
有机负荷法分为3类:
BOD容积负荷法、BOD表面负荷法、VSS容积负荷法。
1)BOD表面负荷法:
必须规定塘中的最低容许BOD表面负荷。
根据实际情况,我国厌氧塘的最低容许负荷为:
北方—300kgBOD5/(104m2.d);
南方—800kgBOD5/(104m2.d)。
2)BOD容积负荷法:
国外城市污水厌氧塘的设计一般都采用此方法,我国的工业废水厌氧塘也有不少采用该方法。
根据美国7个州处理城市污水厌氧塘的设计参数,BOD容积负荷为一般采用0.2~0.4kgBOD5/(m3.d),也有个别取值范围比较大,比如蒙大拿州采用的设计参数是0.032~1.6kgBOD5/(m3.d)。
工业废水的设计负荷应该通过实验来确定,我国肉类加工废水厌氧塘处理的中试结果如下表:
▲表1我国肉类加工废水厌氧塘处理的中试数据
序号
BOD容积负荷率
kgBOD5/(m3.d)
水力停留时间(d)
水温T(℃)
进水BOD5(mg/L)
处理水BOD5(mg/L)
去除率(%)
1
0.49
17.3
486
251
48.8
2
0.53
28.2
530
330
37.7
3
0.22
2
24.5
438
200
54.4
4
0.24
30.2
473
150
68.2
3)VSS容积负荷法:
当厌氧塘处理含VSS较高的废水时,宜采用VSS容积负荷进行设计。
根据国外资料,几种处理工业废水的厌氧塘的设计参数如下:
奶牛粪尿废水:
0.166~1.12kgVSS/(m3.d);
家禽粪尿废水:
0.063~0.16kgVSS/(m3.d);
猪粪尿废水0.064~0.32kgBOD5/(m3.d);
菜牛屠宰废水0.593kgBOD5/(m3.d);
挤奶间废水0.197kgBOD5/(m3.d)。
(2)构造和主要尺寸
1)厌氧塘一般为矩形,长宽比为2~2.5:
1
2)塘的深度:
有效水深h1:
3.0~5.0m。
若深度过大,虽然有利于形成厌氧条件,但是会使塘底的水温过低,也对反应不利。
储泥厚度h2:
≥0.5m。
城市污水厌氧塘的污泥量按每人每年50升计,污泥清除的周期一般为5~10年。
此外,还应考虑一定的超高h3,一般取为0.6~1.0m。
塘的面积越大,超高越大。
3)堤坡:
塘内坡度1.5:
1~1:
3;
塘外坡度:
1:
2~1:
4。
4)进出水口:
厌氧塘进口设在底部,高出塘底0.6~1.0m,以便使进水与塘底污泥相混合。
进水管直径一般为200~300mm;
对于含油废水,进水管直径应不小于300mm。
出水管应在水面以下,淹没深度不小于0.6m,并要求在浮渣层或冰冻层以下。
一般进口和出口均不得少于两个,当塘底宽小于9m时,也可以只用一个进水口。
5)塘数及单塘面积
由于厌氧塘通常位于稳定塘系统之首,会截留较多的污泥,所以至少应有两座并联,以便轮换除泥;
单塘面积不应大于(0.8~4)×
104m2。
兼性塘
工作原理
兼性塘是最常见的一种稳定塘。
兼性塘的有效水深一般为1.0~2.0m,从上到下分为三层:
上层好氧区,中层兼性区(也叫过渡区);
塘底厌氧区,见图6-3)好氧区对的净化原理与好氧塘基本相同。
藻类进行光合作用,产生氧气,溶解氧充足。
有机物在好氧性异养菌的作用下进行氧化分解,兼性区的溶解氧的供应比较紧张,含量较低,且时有时无。
其中存在着异养型兼性细菌,它们既能利用水中的少量溶解氧对有机物进行氧化分解,同时,在无分子氧的条件下,还能以NO3-、CO32-作为电子受体进行无氧代谢。
厌氧区内不存在溶解氧。
进水中的悬浮固体物质以及藻类、细菌、植物等死亡后所产生的有机固体下沉到塘底,形成10~15cm厚的污泥层,厌氧微生物在此进行厌氧发酵和产甲烷发酵过程,对其中的有机物进行分解。
在厌氧区一般可以去除30%的BOD。
(1)投资省,管理方便。
(2)耐冲击负荷较强。
(3)处理程度高,出水水质好。
(1)池容大,占地多。
(2)可能有臭味,夏季运转时经常出现漂浮污泥层。
(3)出水水质有波动。
适用条件:
既可用来处理城市污水,也能用于处理石油化工、印染、造纸等工业废水。
(1)应该建在通风、无遮蔽的地方。
(2)预处理及对进水水质的要求:
如果兼性塘作为第一级,则要求有一定的预处理措施。
具体规定与厌氧塘相同,唯一不同的是兼性塘要求进水中BOD:
5:
1。
(1)设计方法:
一般是采用经验方法进行计算,即BOD表面负荷法。
BOD表面负荷与冬季平均气温有很大关系。
下表是我国“七五”科技攻关成果对城市废水兼性塘建议的主要设计参数:
▲表2城市废水兼性塘的设计负荷和水力停留时间
冬季平均气温(℃)
BOD5表面负荷(kgBOD5/(104m2.d))
>
15
70~100
≥7
10~15
50~70
20~7
0~10
30~50
40~20
-10~0
20~30
120~40
-20~-10
10~20
150~120
≤-20
<
10
180~150
(2)构造及主要尺寸:
1)长宽比:
多采用矩形塘,长宽比为3:
1~4:
塘的四角宜作成圆形,以避免死区。
2)塘深:
1.2~2.5m
不小于0.3m
超高h3:
0.6~1.0m
塘内坡度为1:
塘外坡度为1:
5。
进水口宜采用扩散管或多点进水,保证塘的横断面上配水均匀。
5)塘数及单塘面积。
系统中兼性塘一般不少于3座,多串联。
其中第一塘的面积比较大,约占总面积的30%~60%。
单塘面积一般介于(0.8~4)×
工作原理与类型
——好氧塘净化污水的基本原理如图:
好氧塘内有机物的降解过程,实质上是溶解性有机污染物转化为无机物和固态有机物——细菌与藻类细胞的过程。
好氧细菌利用水中的氧,通过好氧代谢氧化分解有机污染物,使成为无机物CO2、NH4+、和PO43-、并合成新的细菌细胞。
而藻类则利用好氧细菌所提供的二氧化碳、无机营养物以及水,借助于光能合成有机物,形成新的藻类细胞,释放出氧,从而又为好氧细菌提供代谢过程中所需的氧。
在好氧塘中,藻是生产者,好氧细菌是分解者。
此外,好氧塘中存在的浮游动物以细菌、藻类和有机碎屑为食物,是初级消费者。
生产者、分解者和消费者,与塘水共同组成一个水生态系统,完成系统中物质与能量的循环和传递,从而使进塘的污水得到净化。
稳定塘
塘中的藻类,除在其光合作用中为污水的好氧降解提供溶解氧以外,还能去除污水中的氮、磷营养物质,并能吸附一些有机质。
藻类光合作用使塘水的溶解氧和pH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,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,溶解氧再逐渐上升。
好氧塘的pH值与水中CO2浓度有关,受塘水中碳酸盐系统的CO2平衡关系影响。
白天,藻类光合作用使CO2降低,pH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,CO2累积,pH值下降。
——好氧塘的分类:
(1)高负荷好氧塘
有机负荷较高,HRT(HydraulicRetentionTime水力停留时间)较短,塘水的深度较浅。
出水中藻类含量高。
(2)普通好氧塘
有机负荷比前者低,水力停留时间较长。
以处理污水为主要目的,起二级处理作用。
(3)深度处理好氧塘
有机负荷较低,水力停留时间也短。
其目的是在二级处理系统之后,进行深度处理。
(1)投资省。
(2)管理方便。
(3)水力停留时间较短,降解有机物的速率很快,处理程度高。
(1)池容大,占地面积多。
(2)处理水中含有大量的藻类,需要对出水进行除藻处理。
(3)对细菌的去除效果较差。
适用于去除营养物,处理溶解性有机物;
由于处理效果较好,多用于串联在其他稳定塘后做进一步处理,处理二级处理后的出水。
(1)好氧塘应该建在温度适宜、光照充分、通风条件良好的地方。
(2)既可以单独使用,又可以串联在其他处理系统之后,进行深度处理。
(3)如果好氧塘用于单独处理废水,则在废水进入好氧塘之前必须进行彻底的预处理。
实际工程中多采用经验数据进行设计,即BOD5表面负荷法。
下表是好氧塘的典型设计参数:
▲表3好氧塘的典型设计参数
设计参数
高负荷好氧塘
普通好氧塘
深度处理好氧塘
BOD5表面负荷[kgBOD5/(104m2.d)]
80~160
40~120
5
水力停留时间(d)
4~6
10~40
5~20
有效水深(m)~
0.3~0.45
0.5~1.5
pH值
6.5~10.5
6.5~10.5
温度范围(℃)
5~30
0~30
0~30
BOD5去除率(%)
80~95
60~80
藻类浓度(mg/L)
100~260
40~100
5~10
出水SS(mg/L)
150~300
80~140
10~30
(2)构造及主要尺寸:
1)好氧塘多采用矩形塘,长宽比为3:
高负荷好氧塘:
0.3~0.45m;
普通好氧塘:
0.5~1.5m;
深度处理好氧塘:
好氧塘的超高取为0.6~1.0m。
塘内坡度1:
4)塘数及单塘面积:
好氧塘的座数一般不少于3座,至少为2座。
单塘面积一般不得大于(0.8~4.0)×
不是依靠自然净化过程为主,而是采用人工补给方式供氧,通常是在塘面上安装曝气机。
实际上是介于活性污泥法中的延时曝气法与稳定塘之间的一种工艺。
曝气塘可以分为以下两种类型:
(1)完全混合曝气塘(或称好氧曝气塘)。
(2)部分混合曝气塘(或称兼性曝气塘)。
(1)体积小,占地省;
水力停留时间短。
(2)无臭味。
(3)处理程度高;
耐冲击负荷较强。
(1)运行维护费用高。
(2)由于采用了人工曝气,所以容易起泡沫,出水中含固体物质高。
适用于处理城市污水与工业废水。
曝气塘
(1)排放前必须进行沉淀。
(2)完全混合曝气塘的出水经沉淀后污泥可回流也可以不回流。
(3)曝气塘一般宜采用表面曝气机进行曝气,但在北方要采用鼓风曝气(一般由曝气风机及曝气器组成)。
曝气塘也采用BOD5表面负荷法进行计算。
BOD5表面负荷为1~30kgBOD5/(104m2.d)
1、好氧曝气塘的水力停留时间(RHT)为3~10d;
兼性曝气塘的HRT有可能超过10d。
2、有效水深一般为为2~6m。
3、塘数一般不少于3座,通常按串联方式运行。
编辑本段塘体及其附属设施
稳定塘的塘体设计要点
(1)塘体位置及设计
1)稳定塘位置应设在居民区下风向200m以外。
2)塘体一般设为矩形,拐角处应作成圆角。
3)塘体的设计应考虑抗冲击和抗破坏。
4)若采用多级稳定塘系统,则各级稳定塘之间应考虑超越设置。
(2)堤顶宽度及坡度
堤顶宽度最小为1.8~2.4m,一般不小于3m,堤岸的外坡度为1:
(3~5),堤岸的内坡度为1:
(2~3)。
(3)塘底要求
1)应充分夯实,并且尽可能平整,塘底的竣工高差不得超过0.5m。
2)曝气塘表曝机的正下方塘体必须用混凝土加固。
3)必须采取防渗措施。
稳定塘的附属设施
(1)进出水口
1)进水口的设计原则是:
尽量避免在塘内产生短流、沟流、反混和死区,使塘内水流状态尽可能接近推流,以增加进水在塘内的平均停留时间。
一般的矩形塘,进水口宜设置在1/3池长处。
在少数情况下,稳定塘采用方形或圆形,进水口宜设置在接近中心处。
2)出水口的布置原则是:
应考虑能适应塘内不同水深的变化要求,宜在不同高度的断面上,设置可调节的出流孔口或堰板。
在稳定塘出口前,应设置浮渣挡板。
但是在深度处理塘前,不应设置挡板,以免截留藻类。
3)对于多级稳定塘,在各级稳定塘的每个进出口均应设置单独的闸门。
4)进出口宜采取多点进水多点出水,尽量使塘的横断面上配水均匀。
5)进口和出口之间的直线距离应该尽可能大。
通常采用对角线布置。
6)进出口至少应距塘面0.3m。
厌氧塘进水应接近底部的污泥层。
7)进口至出口的方向应避开当地常年主导风向,以防止臭气污染。
(2)曝气塘的充氧设施
1)如果曝气塘的进水高程与塘的水面高程有一定的高差,则可考虑利用此高差进行跌水充氧。
若高差较大,应建造多级跌水。
2)曝气塘的人工充氧设备与其他好氧工艺相同。
比如在活性污泥法和氧化沟工艺中广泛采用的鼓风曝气机、表面曝气机、水平轴转刷曝气机等,均可用于曝气塘的充氧。
编辑本段应用实例
概况
1、绥化市氧化塘。
该塘占地面积13万平方米,容积38万立方米,抽升站两座,简抽升站四座,砖砌防渗渠道19500米,灌溉面积6000亩。
根据污水总泵站和氧化塘的水质分析情况看,净化效果明显,可以达到农田灌溉水质标准。
利用这种净化后的污水灌溉农田十七年,对土壤、蔬菜、地下水都没有污染,而且净化后污水中含氮22.5毫克/升,含磷2.93毫克/升,含钾6.0毫克/升,这样每年可节约化学肥料31430公斤,地下水100万吨。
从小区试验和大面积调查看,各类蔬菜均增产,平均每年增产5-8万斤,提早成熟7-10天,每年增加收入25-30万元。
因此,中小城市利用氧化塘处理污水是农业生产的重要水肥资源,还可提高土壤肥力,增加蔬菜产量。
2、义马煤业集团公司常村煤矿氧化塘。
为清除矿井水对涧河的污染,近年来,该矿先后投资40余万元将一废弃的矿坑改建成一座容积为15万立方米的氧化塘,月处理矿井水8.2万立方米。
这条治理矿井水污染的新途径,不仅缓解了矿区用水严重不足,而且还产生了较好的经济效益和社会效益。
经氧化塘处理后的矿井水,可作为井上和井下工业用水,同时还可在氧化塘内养鱼,年产鲜鱼2万余公斤。
如今氧化塘四周已绿树成荫,成为远近闻名的一处风景胜地。
3、高唐纸业集团氧化塘。
为解决污水排放问题,该集团投入1200万元建成了占地600余亩的治污二期工程一氧化塘,全天候运行。
这使公司处理后的造纸废水水可用于水产养殖及农业灌溉,并可达到80%水量循环回用于生产,从而实现造纸废水的无害化综合利用,成为零污染排放企业。
山东省东营市污水处理与利用生态工程
1、工程简介
东营市污水处理与利用生态工程于2000年10月建成,设计处理水量10万t/d,占地面积约110公顷,工程总投资6700万元,是目前国内外应用稳定塘处理系统设计较为完善的一座污水处理厂。
污水水质如下表:
▲表4进水水质情况一览表
项目
BOD
COD
SS
TN
TP
NH3-N
浓度(mg/L)
70
70
30
20
该工程因地制宜,将现有的一个水库适当修整分隔后,改造成高效厌氧塘、曝气塘、曝气养鱼塘等处理单元;
将附近的盐碱荒地建成养鱼塘、藕塘、芦苇塘等生态利用单元。
2、主要处理单元设计
(1)细格栅:
单组栅宽1.4m,栅条间隙8mm,栅条宽10mm,栅前有效水深0.8m,过栅流速0.9m/s,格栅安装角度75°
。
(2)沉砂池:
每组平面设计尺寸12.0m×
3m,有效水深1.2m,砂斗倾角55°
,砂斗高度1.85m。
(3)高效复合厌氧塘:
每组厌氧塘平均长约138.88m,宽约65.87m,有效水深5.0m,厌氧塘中污水停留时间为1.68d。
(4)曝气塘:
每组曝气塘平均长度133.37m,宽约66.31m,有效水深3.6m,污水在曝气塘中停留时间为1.29d。
(5)曝气养鱼塘:
塘总面积为23.24公顷,塘有效水深3.5m,污水在塘中的水力停留时间为8.13d。
(6)养鱼塘:
养鱼塘总占地面积为12.09公顷,有效水深2.5m,污水在其中停留时间为3.02d。
(7)藕塘:
总面积为7.56公顷,有效水深1.2m,污水在其中的水力停留时间为0.91d。
(8)芦苇塘:
芦苇塘Ⅰ和芦苇塘Ⅱ的占地面积分别为18.09公顷和19.09公顷,有效水深平均为0.5m,在芦苇塘中总共水力停留时间为1.85d。
3、运行效果
本工程于2000年10月开始通水试运行,在养鱼塘中尚未放养鱼苗、藕和芦苇未开始种植的情况下,经现场检测,最终的出水完全复合我国污水综合排放二级标准(GB8978-1996)的要求。
4、本工程的特点
(1)本工程采用稳定塘处理系统,将污水的处理与利用有机地结合起来,实现了污水的资源化,这对于缓解东营市水资源短缺的矛盾具有重要的意义。
(2)本工程在设计中特别注意了处理系统与周围环境的协调一致,注意了对环境的美化。
堤坝修建整齐,全部采用毛石进行护砌;
曝气养鱼塘作为人工景点,将污水处理厂建成了一座生态公园。
(3)本工程同传统活性污泥法比较,具有基建投资省,运行费用低,维护管理方便等优点。
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