《自然生物处理》PPT课件

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1、第20章自然生物处理主讲教师：娄金生教授南华大学建筑工程与资源环境学院给水排水教研室课程内容1、概述2、水体中碳氮与能量循环3、稳定塘4、污水的土地处理5、自然生物处理新进展6、工程实例7、思考题和习题20.1概述自然处理系统（Natural  Treatment  Systems）分为稳定塘系统和土地处理系统。稳定塘系统（Aquatic  Systems）通过水—水生生物系统（菌藻共生系统和水生生物系统）对污水进行自然处理。土地处理系统（Soilbased  System）利用土壤—微生物—植物系统的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能，对污水进行净化。

2、污水自然处理系统的净化作用主要是利用土壤浅表层中的物理作用、化学作用和微生物的生化作用。与常规处理技术相比，前者具有工艺简便、操作管理方便、建设投资和运转成本低的特点。建设投资仅为常规处理技术的1／2—1／3，运转费用仅为常规处理技术的1／2—1／10，可大幅度降低污水处理成本。而且净化效果良好，净化水质可达二级以上处理水平。返回20.2水体中碳氮与能量循环氮在水体中的转化与循环途径主要是：1．氨化作用:有机氮化合物在微生物作用下分解为氨态氮。2．硝化作用:氨态氮在硝化菌的作用下，转化为硝酸氮。反应式为：3．反硝化作用:硝酸氮在反硝化菌的作用下，还原成分子态氮。反应式为

3、：式中CH3COOH表示反硝化菌所需要的有机碳源4．挥发作用:水中的NH3向大气挥发，其量可达21%。5．吸收作用:微生物及水生植物，吸收铵氮或硝氮作为营养。6．分解作用:沉淀在沉积层中的有机氮在厌氧菌的作用下分解。第20章自然生物处理第20章自然生物处理返回20.3稳定塘20.3.1好氧塘与厌氧塘20.3.1.1概述好氧塘深度一般在0.5m左右，好氧塘内高效地进行着光合作用。DO的变化：白天饱和状态，夜间降低，凌晨时最低；PH的变化：白天PH上升，夜间降低。根据有机物负荷率的高低，好氧塘可分为三种：高负荷好氧塘：BOD5表面负荷率：0.004-0.016kg/m2·d

4、；普通好氧塘：BOD5表面负荷率：0.002-0.004kg/m2·d；深度处理好氧塘：BOD5表面负荷率：0.0005kg/m2·d。污水在进入好氧塘前必须进行沉淀预处理。厌氧塘是依靠厌氧菌的代谢功能使有机污染物得到降解，具有以下特点：1．只有细菌，产酸菌、产氢、产乙酸菌和产甲烷菌共存；2．反应速度慢，进程长；3．一切条件必须符合甲烷菌的要求；4．多用以处理高浓度且水量不大的有机废水。厌氧塘一般为首塘，可代替初沉池。20.3.1.2设计计算1.好氧塘好氧塘的计算，主要内容是确定塘的表面面积。应以塘深处的面积作为设计计算平面。近表面有机负荷率进行计算。计算公式为：式中：

5、A——好氧塘的有效面积，m2；Q——污水设计流量，m3/d；S0——原污水的BOD5浓度，kg/m3NA——BOD面积负荷率，kg/(m2·d)BOD面积负荷率应根据试验或相近地区污水性质相近的好氧塘的运行数据确定。表20-1为好氧塘典型设计参数，供参考选用。第20章自然生物处理2．厌氧塘1）设计参数a．BOD表面负荷率厌氧塘为了维持其厌氧条件，应规定其最低BOD表面负荷率。如果厌氧塘的BOD表面负荷率过低，其工况就将接近于兼性塘。最低容许BOD表面负荷率与BOD5容积负荷率、气温有关。我国北方可采用300kgBOD/(104m2·d)、(200～600)kgBOD5/

6、(104m2·d)。我国给水排水设计手册对厌氧塘处理城市污水的建议负荷率值为20～60gBOD5/(m2·d)、(200～600)kgBOD5/(104m2·d)。b．BOD容积负荷第20章自然生物处理c．VSS容积负荷率VSS容积率用于厌氧塘处理VSS含量废水的设计。下面是国外对几种工业废水厌氧塘采用的VSS容积负荷。家禽粪水0.063～0.16kgVSS/(m3·d)奶牛粪水0.166～1.12kgVSS/(m3·d)猪粪水0.064～0.32kgVSS/(m3·d)菜牛屠宰废水0.593kgVSS/(m3·d)d.水力停留时间污水在厌氧塘内的停留时间，采用的数值介

7、于很大的幅度内，无成熟数据可以遵循，应通过试验确定。我国《给水排水设计手册》的建议值，对城市污水是30～50d。国外有长达160d的设计运行数据，但也有短为12d的。2）厌氧塘的形状和主要尺寸a.厌氧塘表面仍以矩形为宜，长宽比2～2.5:1。b.塘深，厌氧塘的有效深度（包括污泥层深度）为3～5m，当土壤和地下水条件适宜时，可增大到6m。处理城市污水用厌氧塘的塘深为1.0～3.6m处理城市污水的厌氧塘底部储泥深度，不应小于0.5m，污泥量按50L/(人·a)计算。污泥清除周期为5～10年。c.保护高度0.6～1.0m。d.塘底略具坡度，堤内