稳定塘

稳定塘：是一种利用天然净化能力进行污水处理的生物处理设施。

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，生物塘广泛应用于中小城市的污水处理，美国在1972年已有生物塘四千多个，占城市污水处理厂的三分之一，我国的生物处理塘从五十年代开始研究，到90年共建生物塘38座，日处理废水118万吨。

 一、生物塘的分类

    1.好氧塘：池子较浅，一般小于1米，日光透到池底，整个水塘维持好氧条件。

    2.厌氧塘：池子较深，一般2--4米，有机物负荷高，整个水塘都处于厌氧条件。

    3.兼性塘：池深在1--2米之间，塘的底部为厌氧状态，上部为好氧状态(大气复氧、藻类光合作用)。其界线随日夜而变化.

    4.曝气氧化塘：利用人工曝气的方式供氧。

                  好氧曝气塘：以混合决定曝气强度。

                  兼性曝气塘：以供氧需要决定曝气强度。

    5.塘田和鱼塘：种水生植物(如莲藕、水浮莲等)和放养水生动物(鱼、鸭等)，综合利用，提高经济效益。有时把此类划规为好氧塘和兼性塘。

  二、各类生物塘的特点

    1、好氧塘

    ⑴.藻类与好氧微生物的共生作用

            日光、叶绿素

    CO2＋H2O─────→〔CH2O〕＋O2 (氧的来源之一)

                       ┌→新增微生物

   有机物＋好氧微生物─┤

                ↑     └→CO2、NH4+、N03-、PO43-

        大气复氧│O2       │  

                       营养│C、N、P

    日光──→ 藻类─←──┘

         能     └─→新增藻类

若N、P的增多，将产生大量藻类，从而引起富营养化

    ⑵.好氧塘的日变化

    指藻类的生命活动而引起的塘水水质的昼夜变化。主要有DO的变化和PH的变化。

    白天    藻类吸碳吐氧  DO增加  PH值也增加

    夜间        吸氧吐碳  DO减少  PH值也下降

    由上可见好氧生物处理塘的溶解氧和PH值，在一日昼夜内，由于好氧微生物和藻类的生命活动，均有一定幅度的变化，这是必然的，问题是这个幅度应适当控制，不宜过大，否则将影响生物塘的正常运行。控制好这个幅度的关键，这主要的是选择好生物塘的有机负荷率。

    ⑶.好氧生物处理塘，塘中溶解氧充足，藻类和浮游生物旺盛，可作为养鱼塘。

    ⑷.有机负荷低，占地面积大。

    2、兼性塘

    兼性生物塘是一种比好氧生物塘更深的生物塘，适应于中小城市的污水处理。这种塘有二大优点，即塘的容积大，有一定的缓冲和调节能力，可适应水质、水量一定程度的变化；塘的造价及运行费用较低。

兼性生物处理塘，塘的表面为好氧层，中间则随日变化的变化时而好氧时而厌氧。

                  ↓日光          ↓风  

          ────────────────────

  好氧层     光合作用CO2＋H2O→O2＋藻类细胞

              有机物＋O2→CO2＋微生物细胞

  兼性层

  厌氧层      有机污泥发酵→微生物细胞＋沼气↑

    3、厌氧塘

    厌氧生物处理塘由于其负荷率高，导致耗氧速度大于复氧速度，整个处理塘处于厌氧状态。其深度的增加，使生物塘的占地面积减少。厌氧的发生，产生了一些厌氧化产物如H₂S等，环境条件差；同时由于负荷高，生物处理塘的出水不能达到排放标准。为此厌氧生物处理塘常作为预处理与兼性塘和好氧塘组合运行。厌氧塘作为预处理有如下优点：

    ⑴适应于高温、高浓度的废水的预处理  ⑵可减少兼性、好氧生物塘的面积

    ⑶后接生物塘的沉泥量可大减少   ⑷后接生物塘夏季的浮泥量可大大消除

    4、曝气塘

    曝气塘的混合和供气均可以由人工控制，相对说来运行较为稳定。该方法保留了生物塘的优点，又改进了好氧塘的不足之处，因此受到人们的重视。

曝气方式有鼓风曝气和机械曝气二种，目前大都采用后者 (解释鼓风和机械曝气)。如果考虑塘内污泥处于悬浮状态来决定曝气强度和所需功力，由此设计的曝气塘为好氧曝气塘；如果只考虑塘内溶解氧的要求来决定曝气强度和所需功力，由此设计的氧化塘为兼性曝气塘

 曝气生物塘有如下特点

    (1).对入流废水有稀释、混合作用，有一定的耐冲击负荷能力；

    (2).有散发热量的巨大能力；    (3).外界气温对处理效果有一定的影响；

    (4).出水SS较高；

    (5).与其它生物处理设施相比，工艺简单，工程造价低，运行管理方便。

    总之生物塘同活性污泥和生物膜法相比，具有一系列的优点：基建和运行费用少；维护简便；工作稳定可靠，处理效率高，尤其是由厌气塘、兼性塘和好气塘串联组成的多级塘系统和由生物塘与农业灌溉组成的土地处理系统，其处理程度接近和达到三级处理的程度。其缺点主要是占地面积大。在能源短缺的情况下，这种经济有效的生物处理法大有前途。

三、生物塘处理系统的设计

   1、生物塘系统的前处理、后处理及工艺流程

   (1)生物塘系统的前处理

   为确保生物塘的正常运行，对废水中的可沉固体和浮油必须经过预处理。常用的方法有如下几种：   沉砂池、沉淀池、隔油池

   (2)生物塘系统的后处理

   在生物塘处理过程中，产生大量的藻类。如果有要求还必须除藻。除藻的方法主要有以下几种：自然沉淀法、混凝沉淀法、气浮、过滤。

   (3)工艺流程

   生物塘的工艺流程主要有多级串联组成的生物塘系统，如图示：

   废水

  ──→预处理→厌氧塘→兼性塘→好氧塘(水生植物塘)→好氧塘(鱼塘)→后处理→排放(或灌溉)

生物处理塘必须考虑综合利用问题，不但使废水得到净化，而且带来一定的经济效益。

    2、生物塘的设计

生物塘的设计主要考虑生物塘的面积和深度，确定生物塘的数量和布置方式。大多数生物塘是按BOD负荷、塘深和停留时间等参数进行设计的，各类生物处理塘的主要特征参数见下表：

名           称	好氧生物塘	兼性生物塘	厌氧生物塘	曝气生物塘
水    深  (米)	0.5--1.0	1.0--2.0	2.0--4.0	2.0--4.5
水力逗留时间(日)	2--6	7--30	30--50	2--10
负荷(克BOD5/米2日)	10--20	15--40	30--100	30-60
BOD5去除率(％)	80--95	70--90	50--80	75--85
BOD降解形式	好  氧	好  氧	厌  氧	好  氧
污泥分解形式	无	厌  氧	厌  氧	好氧或厌氧
光合作用	有	有	无	无
藻类浓度(毫克/升)	100--200	10--50	0	0

例题：设废水设计流量Q=4000 米³/日，废水BOD5浓度=500 mg/L，经过厌氧生物处理塘处理率为60％，再经过兼性生物处理塘处理率为70％，再经过好氧生物处理塘处理率为80％，求每个塘面积和深度？

    解：根据各类生物塘的特征参数，厌氧塘有机负荷率取N1=50 gBOD₅/m²·日，兼性塘负荷率取N2=20 gBOD₅/m²·日，好氧塘的有机负荷率取N₃=16 gBOD₅/m²·日。

   1、厌氧塘：    N₁＝QC₁/F         F₁＝QC₁/N₁

式中：N₁--有机负荷　Q--设计流量  C₁--废水浓度　  F₁--厌氧生物塘面积

   F₁＝4000×500/50＝40000 m²

设四个厌氧生物处理塘，则每个厌氧生物处理塘的面积为   f1＝10000 m²

设塘深3.8米，则水力停留时间为θ₁＝F₁×H/Q＝40000×3.8÷4000＝38 天

（符合厌氧生物处理水力停留条件要求）

因此厌氧生物处理塘设计四个，每个面积10000m²。深度为3.8米.

    2、兼性塘

经过厌氧生物塘处理后，废水中的有机物浓度降为C₂＝500×(1-60％)＝200mg/L

    兼性塘的面积为(F₂)    F₂＝QC₂/N₂＝4000×200÷20＝40000 m²

设四个兼性塘，则每个兼性塘的面积为    f₂＝10000 m²

设塘深H2=1.8 m，则水力停留时间 θ₂＝F₂×H₂/Q＝40000×1.8÷4000＝18 天

(符合兼性塘水力停留条件要求)

因此兼性塘设计四个，每个面积10000 m²，深度为1.8 m。

    3、好氧塘

经过厌氧塘和兼性塘处理后，废水的浓度降为  C₃＝200×(1-80％)＝40mg/L

好氧塘的面积为    F3＝QC₃/N₃＝4000×40÷16＝10000m²

设四个好氧塘，则每个好氧塘的面积为    f₃＝10000 m²

设塘深H3=0.5 m，则水力停留时间  θ₃＝F₃×H₃/Q＝40000×0.5÷4000＝5 天

（符合好氧塘水力停留条件要求）

因此好氧塘设计四个，每个面积10000m²，深度为0.5 m。