生物塘法，又称氧化塘法，也叫稳定塘法，是一种利用水塘中的微生物和藻类对污水和有机废水进行生物处理的方法。生物塘法的基本原理是通过水塘中的“藻菌共生系统”进行废水净化。

简介

方法历史

工作原理

类型(按生物性质分类 按稀释类型分类 厌氧塘 污水曝气湖)

设计参数

简介

所谓“藻菌共生系统”是指水塘中细菌分解废水的有机物产生的二氧化碳、磷酸盐、铵盐等营养物供藻类生长，藻类光合作用产生的氧气又供细菌生长，从而构成共生系统。不同深浅的塘在净化机理上不同；可分为好氧塘、兼氧塘、厌氧塘、曝气生物塘、田塘和鱼塘。好氧塘为浅塘，整个水层处于有氧状态；兼氧塘为中深塘，上层有氧、下层厌氧；厌氧塘为深塘；除表层外绝大部分厌氧；曝气生物塘为配备曝气机的生物塘；田塘即种植水生植物的生物塘；鱼塘是放养鸭、鱼等的生物塘。

方法历史

用生物塘处理污水历史悠久，北美和澳大利亚等地区土地辽阔，气候适宜，生物塘法广泛应用于处理中小城镇的污水和一些工业废水，如制浆造纸废水、食品加工废水等。近十几年来，随着土地处理系统的迅速发展，作为它的重要组成部分生物塘获得更大的发展，出现了污水曝气湖等新型生物塘。中国有不少城市用生物塘法处理废水，不仅能有效地处理废水，而且可以利用废水中的有机物在生物氧化过程中转化成的藻类蛋白养鱼、养鸭等，获得良好的经济效益。

生物塘法对废水的净化过程同生物降解作用对水体的净化过程相似，故又称为生物塘法或生物生物塘法。在生物塘法的氧化净化过程中常伴随着厌氧还原过程，而且在生物塘中较深的部分，废水中有机物浓度较高和供氧不足时，厌氧还原便成为主要过程。在这种情况下，废水便要先经厌氧生物降解，再经需氧生物降解，转化为水质稳定的出水。因此，这种厌氧、需氧的串联处理的方法，便称为稳定塘法，但习惯上仍称为生物塘法。

工作原理

在生物塘中，废水中有机物主要是通过菌藻共生作用去除的。异养微生物，即需氧细菌和真菌，将有机物氧化降解而产生能量，合成新的细胞；藻类通过光合作用固定二氧化碳并摄取氮、磷等营养物质和有机物,以合成新的细胞并释出氧。在正常情况下,微生物和藻类相辅相成。藻类释出的氧供需氧菌和兼性菌用以氧化有机物,形成二氧化碳和水;其中的二氧化碳可供藻类进行光合作用。一些藻类不仅能通过光合作用，而且还能通过异养作用进行新陈代谢。生物塘的工作见图 1。藻类释出的氧量不能满足异养微生物群体氧化有机物的需要时，要由生物塘的表面进气补充供氧。

污水经生物塘处理后，有机物显著减少，病原体也显著减少，如大肠杆菌的去除率通常可达到98％。

类型

按生物性质分类

按生物性质，可分为需氧塘、厌氧塘和兼性塘。不过在需氧塘中也存在厌氧和兼性状况占优势的区域，如塘的底部。需氧塘中应当经常保持2ppm以上的溶解氧。溶解氧过少，会形成兼性厌氧条件。从理论上说，需氧塘的深度应以能够透光的深度为限（不超过0.5米）,以保证藻类的光合作用。但在这样深的塘中会出现藻类浓度过高的现象，阻碍阳光射入塘底。实际应用中为了节省土地面积，往往采用1～2米深的兼性塘。

按稀释类型分类

生物塘有清水稀释和无稀释两种型式。稀释生物塘如图2所示,污水进塘时与河水或湖水(按1:3～1:5比例)混合，使水质显著改善。水中溶解氧含量充足，藻类和浮游生物繁殖旺盛，适于养鱼，因而又称为养鱼塘。中国许多城市的生物塘或氧化湖都属于这种类型。

如果附近没有水源可供稀释，则采用无稀释生物塘。在这种情况下，污水经沉淀处理后，直接流入塘中处理。无稀释生物塘有单级和多级之。在单级塘内污水只流过一个池子进行生物处理，前段主要为厌氧处理，后段主要为需氧处理。在多级塘中，污水依次流过几个池塘进行处理。在前几级主要为厌氧或兼性过程，而后几级主要为需氧过程，后几级塘可以养鱼。养鱼的多级生物塘最好为6～7级，而养鱼塘占整个生物塘面积的1/2至2/3。

厌氧塘

兼性厌氧菌和厌氧菌利用硝酸盐和硫酸盐等含氧化合物进行氧化反应。在典型的厌氧塘中有机物负荷很大，溶解氧被消耗殆尽，整个塘处于厌氧状态。在这种环境中所发生的生物化学过程与厌氧消化池发生的一样，即首先形成有机酸，主要是羧酸类，然后产生甲烷。同时还会产生一些有臭味的气体如硫化氢、氨等（见污泥消化）。　厌氧塘往往作为需氧塘或兼性塘的预处理塘。厌氧中间产物(短链有机化合物)从厌氧塘进入需氧塘中进行氧化降解。厌氧塘的深度取最小的表面积－体积比，以保持最大热量。一般为3～4米。

污水曝气湖

有一种新型生物塘称为污水曝气湖。使用时向塘中供应充足的氧气，以增强生物塘单位体积去除有机物的能力。曝气湖深度通常为3～4.5米，主要靠人工曝气来供氧，最通用的曝气装置是表面曝气机，每个曝气机的有效工作半径约为12～17米。曝气湖中微生物特性与活性污泥法系统中的相同，而与生物塘中的不同。曝气湖中的活性生物固体的含量少,所以生化需氧量(BOD)的去除率主要同废水停留时间、温度和性质有关。

曝气湖中的微生物将原生废水中的大多数有机物氧化降解并产生数量可观的细胞体。连续加入原生废水置换排出含有微生物固体的混合液。曝气湖出水中 B0D的主要来源就是这些被排出的微生物固体。因此有时要在曝气湖之后设置生物塘，在曝气湖中的多余微生物固体随出水流入生物塘进行沉淀和降解。

设计参数

大多数生物塘是按 BOD表面负荷、塘深和停留时间等参数设计的。不同类型生物塘的设计参数如下：

同活性污泥法和生物膜法相比，生物塘法有一系列优点:基建和运行费用少；维护简便；工作稳定可靠,处理效率较高，尤其是由厌氧塘、兼性塘和需氧塘串联组成的多级塘系统和由生物塘或曝气湖与其出水灌溉农田组成的土地处理系统，其处理程度接近或达到三级处理；缺点是占地面积大。在能源和资源短缺的情况下，这种经济有效的生物处理法大有发展前途。