| 词条 | 稳定塘 |
| 释义 | 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 稳定塘水体的自净过程过程相似。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，在我国，特别是在缺水干旱的地区，是实施污水的资源化利用的有效方法，所以稳定塘处理污水近年来成为我国着力推广的一项新技术。 § 特点 1、 优点 （1）便于因地制宜，基建投资少。 （2）运行维护方便，能耗较低。 （3）能够实现污水资源化，对污水进行综合利用，变废为宝。 2、缺点 （1）占地面积过多。 （2）气候对稳定塘的处理效果影响较大。 （3）若设计或运行管理不当，则会造成二次污染。 § 类型 按照塘内微生物的类型和供氧方式来划分，稳定塘可以分为以下四类： 好氧塘：深度较浅，一般小于0.5m。塘内存在着细菌、原生动物和藻类，由藻类的光合作用和风力搅动提供溶解氧，好氧微生物对有机物进行降解。 兼性塘：深度较大，一般大于1m。上层为好氧区；中间层为兼性区；塘底为厌氧区，沉淀污泥在此进行厌氧发酵。 厌氧塘：塘水深度一般在2 m以上。 曝气塘 稳定塘 塘深大于2 m，采取人工曝气方式供氧，塘内全部处于好氧状态。 此外，还有其他一些类型的稳定塘： 深度处理塘——作用是进一步提高二级处理水的出水水质。 水生植物塘——在塘内种植一些纤维管束水生植物，比如芦苇、水花生、水浮莲、水葫芦等，能够有效地去除水中的污染物，尤其是对氮磷有较好的去除效果。 生态系统塘——在塘内养殖鱼、蚌、螺、鸭、鹅等，这些水产水禽与原生动物、浮游动物、底栖动物、细菌、藻类之间通过食物链构成复杂的生态系统，既能进一步净化水质，又可以使出水中藻类的含量降低。 由于稳定塘具有很多类型，所以可以组合成多种不同的流程。 § 应用 第一个有记录的塘系统是美国于1901年在得克萨斯州修建的。目前，全世界已经有50多个国家在使用稳定塘系统，其中法国有稳定塘1500余座，西德2000余座，美国已有稳定塘20000余座。在发展中国家，稳定塘的应用也比较广泛。例如，马来西亚工业废水总量的40%都是利用稳定塘进行处理的。 由于稳定塘具有经济节能并能实现污水资源化等特点，所以受到我国政府的高度重视。我国利用稳定塘处理 稳定塘污水的研究始于50年代。我国政府对稳定塘一直采取鼓励扶植的措施。国家环保局曾拨款300万元，资助齐齐哈尔对稳定塘进行了改建和扩建。到1990年为止，我国已经建成稳定塘118座，日处理污水量190万吨。 目前，稳定塘除了用于处理中小城镇的生活污水之外，还被广泛用来处理各种工业废水，此外，由于稳定塘可以构成复合生态系统，而且塘底的污泥可以用作高效肥料，所以稳定塘在农业、畜牧业、养殖业等行业的污水处理中也得到了越来越多的应用。特别是在我国西部地区，人少地多，氧化塘技术的应用前景非常广泛。 § 厌氧塘 厌氧塘的工作原理：厌氧塘的原理与其他厌氧生物处理过程一样，依靠厌氧菌的代谢功能，使有机底物得到降解。反应分为两个阶段：首先由产酸菌将复杂的大分子有机物进行水解，转化成简单的有机物（有机酸、醇、醛等）；然后产甲烷菌将这些有机物作为营养物质，进行厌氧发酵反应，产生甲烷和二氧化碳等。如图6-2： 厌氧塘的特点及适用条件 优点： （1）有机负荷高，耐冲击负荷较强。 （2）由于池深较大，所以占地省。 （3）所需动力少，运转维护费用低。 （4）贮存污泥的容积较大。 （5）一般置于塘系统的首端，作为预处理设施，在其后再设兼性塘、好氧塘甚至深度处理塘，做进一步处理，这样可以大大减少后续兼性塘和好氧塘的容积。 缺点： （1）温度无法控制，工作条件难以保证。 （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。 厌氧塘的适用条件 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。 厌氧塘的设计计算 稳定塘（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—300kg BOD5/（104m2.d）；南方—800kg BOD5/（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0.2~0.4 kgBOD5/（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0.032~1.6 kgBOD5/（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6-1 我国肉类加工废水厌氧塘处理的中试数据 BOD5（mg/L） 序号 BOD容积负荷率kgBOD5/（m3.d） 水力停留时间（d） 水温T（℃） 进水 处理水 去除率（%） 1 0.49 １ 17.3 486 251 48.8 2 0.53 １ 28.2 530 330 37.7 3 0.22 ２ 24.5 438 200 54.4 4 0.24 ２ 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：0.166~1.12 kgVSS/（m3.d）； 家禽粪尿废水：0.063~0.16kgVSS/（m3.d）；猪粪尿废水0.064~0.32 kgBOD5/（m3.d）；菜牛屠宰废水0.593 kgBOD5/（m3.d）；挤奶间废水0.197 kgBOD5/（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 稳定塘~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 兼性塘的工作原理 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。 兼性塘的特点及适用条件 优点： （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。 缺点： （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： 稳定塘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。 兼性塘的一般规定 （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：N：P=100：5：1。 兼性塘的设计计算 （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6-2 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）） 水力停留时间（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3：1~4：1。塘的四角宜作成圆形，以避免死区。 2）塘深： 有效水深h1：1.2~2.5m 储泥厚度h2：不小于0.3m 超高h3：0.6~1.0m 3）堤坡：塘内坡度为1：2~1：3；塘外坡度为1：2~1：5 4）进出水口：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）×104m2。 § 好氧塘 好氧塘的工作原理与类型 ——好氧塘净化污水的基本原理如图6-4： 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。 ——好氧塘的分类： （1）高负荷好氧塘 有机负荷较高，HRT（Hydraulic Retention Time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。 好氧塘的特点及适用条件 优点： （1）投资省， （2）管理方便， 稳定塘 （3）水力停留时间较短，降解有机物的速率很快，处理程度高。 缺点： （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。 适用条件： 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。 好氧塘的一般规定 （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。 好氧塘的设计计算 （1）设计方法： 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6-3 好氧塘的典型设计参数 设计参数 高负荷好氧塘 高负荷好氧塘 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 0.5~1.5 pH值 6.5~10.5 6.5~10.5 6.5~10.5 温度范围（℃） 5~30 0~30 0~30 BOD5去除率（%） 80~95 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3：1~4：1。 2）塘深： 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：0.5~1.5m 好氧塘的超高取为0.6~1.0m。 3）堤坡：塘内坡度1：2~1：3；塘外坡度：1：2~1：5 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）×104m2。 § 曝气塘 曝气塘的工作原理与类型 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）。 曝气塘的特点及适用条件 优点： （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 缺点： （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。 适用条件： 适用于处理城市污水与工业废水。 曝气塘的一般规定 稳定塘 （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。 曝气塘的设计计算 （1）设计方法 曝气塘也采用BOD5表面负荷法进行计算。BOD5表面负荷为1~30kg BOD5/（104m2.d） （2）构造和主要尺寸 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 稳定塘的塘体及其附属设施 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。 § 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 稳定塘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6-4 进水水质情况一览表 项目 BOD COD SS TN TP NH3-N 浓度（mg/L） 70 150 70 30 5 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。 稳定塘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（GB 8978-1996）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。 § 参考资料 1.http://blog.163.com/bingtian620@126/blog/static/37980335200762142732281/ 2.http://www.cnjlc.com 环境技术网 3.http://info.hvacr.hc360.com/ 慧聪网 |
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