1、水体污染水体污染是指污染物进入水体中的数量达是指污染物进入水体中的数量达到到破坏水体原有功能的程度。破坏水体原有功能的程度。水体水体是指以相对稳定的陆地为边界的天然水是指以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括何流、湖泊、招泽、水库、地下水、域，包括何流、湖泊、招泽、水库、地下水、川和海洋等。川和海洋等。水体水体不仅包括水，还包括水中的悬浮物质、不仅包括水，还包括水中的悬浮物质、溶解物质、底泥及水生生物等完整生态系统，溶解物质、底泥及水生生物等完整生态系统，它是地表被水覆盖的自然综合体。它是地表被水覆盖的自然综合体。n我国水资源总量相对较丰富，地表径流总量为我国水资源总量相对较丰富，地表径流总量
2、为2727万亿万亿m m3 3，占世界第六位；相当于陆地流总量的，占世界第六位；相当于陆地流总量的5 5。n但我国入均占有水量非常少，人均占有地表水仅但我国入均占有水量非常少，人均占有地表水仅2639m32639m3，居世界第，居世界第 110110位，世界人均径流量的四位，世界人均径流量的四分之一。分之一。n我国城币缺水更为严重，全国统什有我国城币缺水更为严重，全国统什有434434个城市个城市缺水，其中缺水，其中5050个城市属水荒城市。我国有三亿多个城市属水荒城市。我国有三亿多亩农田受干旱威胁，成灾面积约亩农田受干旱威胁，成灾面积约1 1亿亩，亿亩，1414亿亩亿亩草场缺水。农村有草场缺
3、水。农村有5 0005 000多万人饮困难。多万人饮困难。3 0003 000多多万头牲畜缺水。我国是世界万头牲畜缺水。我国是世界 1313个贫水国之一。个贫水国之一。n20002000年全国工业（不包括火、核电工业，年全国工业（不包括火、核电工业，下同）废水排放量为下同）废水排放量为509509亿亿m3m3，工业废水，工业废水中化学需氧量（中化学需氧量（CODCOD）和氨氮排放量分别）和氨氮排放量分别为为12391239万万t t和和113113万万t t。n东部地区东部地区工业废水及工业废水及CODCOD、氨氮排放量分、氨氮排放量分别占全国工业排放量的别占全国工业排放量的49%49%、55
4、%55%和和40%40%；中部地区中部地区分别占分别占35%35%、31%31%和和40%40%；n西部地区西部地区分别占分别占16%16%、14%14%和和20%20%。n20002000年全国城镇（包括所有具有下水管年全国城镇（包括所有具有下水管网的建制市和建制镇）生活污水排放量网的建制市和建制镇）生活污水排放量为为229229亿亿m3m3，城镇生活污水中，城镇生活污水中CODCOD和氨氮和氨氮排放量分别为排放量分别为655655万万t t和和6969万万t t。n东部东部地区城镇生活污水及地区城镇生活污水及CODCOD、氨氮排放、氨氮排放量分别占全国城镇排放量的量分别占全国城镇排放量的5
5、7%57%、62%62%、58%58%；n中部中部地区分别占地区分别占27%27%、27%27%、30%30%；n西部西部地区分别占地区分别占16%16%、11%11%、12%12%。n全国全国七大水系七大水系（珠江、长江、黄河、淮河、（珠江、长江、黄河、淮河、辽河、海河和松花江辽河、海河和松花江 ）、）、湖泊、水库、湖泊、水库、部分地区地下水部分地区地下水及及近岸悔域近岸悔域都受到了不同都受到了不同程度的污染。程度的污染。n黄河断流时间最长的年份黄河断流时间最长的年份n废污水排放量的变化废污水排放量的变化n水资源短缺和水体污染已经严重影响我国水资源短缺和水体污染已经严重影响我国经济的发展。开
6、展水体污染及其生物防治经济的发展。开展水体污染及其生物防治的研究是污染生态学中重耍的研究课题。的研究是污染生态学中重耍的研究课题。n污水灌溉、氧化塘和上地处理系统是污水污水灌溉、氧化塘和上地处理系统是污水生物处理的重大措施生物处理的重大措施污灌增加的原因：污灌增加的原因：n水土分布不均匀，华北、西北水土分布不均匀，华北、西北n污水排放增加，农业用水矛盾加污水排放增加，农业用水矛盾加大大n污水灌溉（污水灌溉（sewage irrigation）一般是指使用经过一一般是指使用经过一定处理的城巾污水灌溉农田、森林和草地。定处理的城巾污水灌溉农田、森林和草地。n城市污水城市污水通常是指含有大量生活污水
7、和商业污水以通常是指含有大量生活污水和商业污水以及少量工业废水的混合污水，也有全部用工业废水及少量工业废水的混合污水，也有全部用工业废水（主要指农产品加工废水）进行灌溉的。（主要指农产品加工废水）进行灌溉的。污水灌溉可分为：污水灌溉可分为：n纯污水灌溉纯污水灌溉（全年用污水灌溉（全年用污水灌溉、n清污混灌清污混灌（清水、污水棍合使用或轮流灌溉）（清水、污水棍合使用或轮流灌溉）n间歇污水灌溉间歇污水灌溉（只在冬季或作物生长期迸行污水灌（只在冬季或作物生长期迸行污水灌溉）溉）应用工业和生活污水进行农业灌溉在世界各地应用工业和生活污水进行农业灌溉在世界各地已有近百年的历史，美国、澳大利亚、日本和以已
8、有近百年的历史，美国、澳大利亚、日本和以色列等国家污水灌溉技术比较成熟。尤其是以色色列等国家污水灌溉技术比较成熟。尤其是以色列，由于水资源的严重不足，该国列，由于水资源的严重不足，该国91%91%的工业和的工业和生活污水由下水道收集生活污水由下水道收集57%57%的污水经过了净化处的污水经过了净化处理后仍用于农业灌溉和园林草地灌溉。目前，以理后仍用于农业灌溉和园林草地灌溉。目前，以色列每年大约用色列每年大约用3 3亿亿m3m3处理过的净化水用于农业处理过的净化水用于农业灌溉，计划灌溉，计划20102010年全国年全国1/31/3的农业灌溉将使用处的农业灌溉将使用处理过的废污水。理过的废污水。1
9、.1.污水处理技术水平较低，污水灌溉水质严污水处理技术水平较低，污水灌溉水质严重超标、农田污染严重重超标、农田污染严重 。2.2.污水灌溉面积盲目发展，相关监控、管理污水灌溉面积盲目发展，相关监控、管理体系严重滞后体系严重滞后 ，作物污染严重。，作物污染严重。3.3.城市郊区渠道灌溉功能退化，大多变成污城市郊区渠道灌溉功能退化，大多变成污水排放的河道。水排放的河道。4.4.污水灌溉的理论与技术研究不够污水灌溉的理论与技术研究不够 n 富营养化（富营养化（eutrophicationeutrophication）它是指水体中它是指水体中营养物质过多，特别是氮、磷过多而导致水营养物质过多，特别是氮
10、、磷过多而导致水生植物（浮游藻类等）大量繁殖，影响水体生植物（浮游藻类等）大量繁殖，影响水体与大气正常的氧气交换，加之死亡藻类的分与大气正常的氧气交换，加之死亡藻类的分解消耗大量的氧气，造成水体溶解氧迅速下解消耗大量的氧气，造成水体溶解氧迅速下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡，降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡，加速水体衰老的进程。破坏水体生态系统。加速水体衰老的进程。破坏水体生态系统。n是是水体衰老水体衰老的一种表现，也是潮泊分类与演的一种表现，也是潮泊分类与演化的一个指标。化的一个指标。水体出现富营养现象时，浮游生物大量繁殖，因占优势的浮游生物的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色
11、等。这种现象在江河、湖泊中称为水华，在海洋上则称为赤潮。这些藻类有恶臭，有的还有毒，表面有一层胶质膜，鱼不能食用。藻类聚集在水体上层，一方面发生光合作用，放出大量氧气，使水体表层的溶解氧达到过饱和；另一方面藻类遮蔽了阳光，使底生植物因光合作用受到阻碍而死去。这些在水体底部的死亡的藻类尸体和底生植物在厌氧条件下腐烂、分解，又将氮、磷等植物营养元素重新释放到水中，再供藻类利用。这样周而复始，就形成了植物营养元素在水体中的物质循环，使它们可以长期存在于水何中。富营养化水体的上层处于溶解氧过饱和状富营养化水体的上层处于溶解氧过饱和状态，下层处于缺氧状态，底层则处于厌氧状态，态，下层处于缺氧状态，底层则
12、处于厌氧状态，显然对鱼类生长不利，在藻类大量繁殖的季节，显然对鱼类生长不利，在藻类大量繁殖的季节，会造成大量鱼类的死亡。同时，大量藻类尸体沉会造成大量鱼类的死亡。同时，大量藻类尸体沉积水体底部，会使水深逐渐变浅，年深月久，这积水体底部，会使水深逐渐变浅，年深月久，这些湖泊、水库等水体会演变成沼泽，引起水体生些湖泊、水库等水体会演变成沼泽，引起水体生态系统的变化，态系统的变化，如图所示如图所示。因此，水体的富营养。因此，水体的富营养化亦是水体遭受污染的一种很值得注意并应予给化亦是水体遭受污染的一种很值得注意并应予给予足够重视的严重现象。予足够重视的严重现象。水体富营养化与水中氧平衡有密切的联系。
13、因水体富营养化与水中氧平衡有密切的联系。因此，常用一些反映水体氧平衡的指标来描述水体此，常用一些反映水体氧平衡的指标来描述水体富营养化：富营养化：1 1、溶氧量、溶氧量 DODO：指溶解于水中的分子态氧。指溶解于水中的分子态氧。2 2、生化耗氧量、生化耗氧量 BODBOD：指水体中的有机物在好气指水体中的有机物在好气条件下经微生物分解咸条件下经微生物分解咸CO2CO2和和H2OH2O时所需要的氧气。时所需要的氧气。3 3、化学耗氧量、化学耗氧量 CODCOD：指化学氧化剂氧化水中有指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧气。机污染物时所需的氧气。高锰酸钾法和重铭酸钾法高锰酸钾法和重铭酸钾法 4
14、 4、总有机碳与总需氧量、总有机碳与总需氧量n 总有机碳（总有机碳（TOCTOC）包括水中所有有机物质的）包括水中所有有机物质的含碳量，是评价水体有机物污染的一个综合含碳量，是评价水体有机物污染的一个综合指标。指标。n 总需氧量（总需氧量（TODTOD）是指把水体中的碳、氮、）是指把水体中的碳、氮、硫、氢等元素全部氧化时所需氧的总量。硫、氢等元素全部氧化时所需氧的总量。n TOCTOC、TODTOD与与BODBOD只在水质条件基本相同的情只在水质条件基本相同的情况下才能表示为一定的相关关系。况下才能表示为一定的相关关系。氮、磷是主要元素，氮、磷是主要元素，最小值定律：最小值定律：P P 贫营养
15、性浮游硅藻（小环藻、平板藻贫营养性浮游硅藻（小环藻、平板藻浮游黄鞭毛藻（锥囊藻）浮游黄鞭毛藻（锥囊藻）富营养拴浮游硅藻（星杆藻、囫杆型、冠盘藻，颗粒富营养拴浮游硅藻（星杆藻、囫杆型、冠盘藻，颗粒直连藻）直连藻）富营养性浮游绿藻（盘星藻、栅藻）富营养性浮游绿藻（盘星藻、栅藻）浮游蓝藻（向囊藻、囊丝藻、鱼腥藻浮游蓝藻（向囊藻、囊丝藻、鱼腥藻 眼虫藻类浮游生物（裸藻）眼虫藻类浮游生物（裸藻）细菌类浮憎生物细菌类浮憎生物没有统一的评价模型。没有统一的评价模型。模糊决策法：模糊决策法：废水处理按其处理程度不同可分为三级：废水处理按其处理程度不同可分为三级：一级处理一级处理，主要是去除废水中呈悬浮状态的固
16、体污染物质。，主要是去除废水中呈悬浮状态的固体污染物质。基本上采用物理方法。一级处理后的废水，通常仍含有有基本上采用物理方法。一级处理后的废水，通常仍含有有机物及其它污染物，不宜排放，还必须进行二级处理。机物及其它污染物，不宜排放，还必须进行二级处理。二级处理二级处理主耍去除废水中呈胶体和溶解状态的有机性污染主耍去除废水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物，物，BODBOD的去除率可达的去除率可达8080以上，常用的处理方法是生物化以上，常用的处理方法是生物化学法。二缀处理后的废水，水质已很大改善，一般可达到学法。二缀处理后的废水，水质已很大改善，一般可达到排放标准。排放标准。三级处理三级处理用干
17、去除不能降解的有机物，以及氮、磷等可溶用干去除不能降解的有机物，以及氮、磷等可溶性无机物。混凝沉淀、砂滤、活性碳过糠、离子交换、电性无机物。混凝沉淀、砂滤、活性碳过糠、离子交换、电惨析、生物脱氮等。惨析、生物脱氮等。物理方法物理方法主要是通过物理作用采分离或回收废水中的悬浮物质，常用常用的方法主要有筛滤、沉淀、气浮、过滤、离心分离、蒸发、结晶等方法；化学法，化学法，主要是借助化学反应的作用，来回收或去除废水中的溶解性物质或胶体物质，常用的化学方法有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原法等；物理化学法物理化学法，是从废水中回收有用成分，分离溶解物威，以及使废水循环利围等，常用的方法有吸附法、离子
18、交换法，萃取取法、汽提法、吹脱法、电渗析法、反渗透法等；生物方法生物方法是利用微生物的作用，使废水中溶解性和胶体性有机污染物降解，转化为简单的物质，将有毒物质转化为无害物质。（1）充分利用地形）充分利用地形（2）超大型氧化塘工程）超大型氧化塘工程（3）净化和利用相结合）净化和利用相结合（4）广谱、高效、稳定的净化能力）广谱、高效、稳定的净化能力（5）人工强化系统塘的研究和利用）人工强化系统塘的研究和利用 氧化塘的净化作用主要是通过氧化、还原、合成的氧化塘的净化作用主要是通过氧化、还原、合成的过程去除污水中的污染物（生物可降解的物质）。过程去除污水中的污染物（生物可降解的物质）。生物不能降解的物
19、质，则由污水中物理化学性质的生物不能降解的物质，则由污水中物理化学性质的变化而发生氧化、还原、凝聚、沉降作用而沉淀除去。变化而发生氧化、还原、凝聚、沉降作用而沉淀除去。（一）厌氧塘（一）厌氧塘n兼性塘和好氧塘前的预处理塘，有机负荷兼性塘和好氧塘前的预处理塘，有机负荷高，厌氧占优势。厌氧菌能从高，厌氧占优势。厌氧菌能从NONO3 3和和NONO2 2中获取氧并放出氮。中获取氧并放出氮。n硫酸盐和碳酸盐是厌氧菌和兼性菌主要供硫酸盐和碳酸盐是厌氧菌和兼性菌主要供氧体氧体n两个阶段：两个阶段：产酸产酸 甲烷发酵（甲烷菌）甲烷发酵（甲烷菌）关键关键：保证甲烷发酵正常：条件适宜：保证甲烷发酵正常：条件适宜
20、产生硫化氢产生硫化氢 和重金属结合和重金属结合 沉淀沉淀恶臭，恶臭，红硫氧化菌红硫氧化菌对微生物毒害对微生物毒害 游离态硫游离态硫（二）兼性塘（二）兼性塘 兼性塘在氧化塘系统中是最常用和起主要作用的兼性塘在氧化塘系统中是最常用和起主要作用的塘，广泛应用于处理工业、农业和生活污水。塘，广泛应用于处理工业、农业和生活污水。上层上层阳光充沛，藻类光台作用旺盛，水中溶解阳光充沛，藻类光台作用旺盛，水中溶解氧充足，是好氧菌一藻类共生系统；氧充足，是好氧菌一藻类共生系统；中层中层光照弱溶解氧少，由兼性微生物占优势，光照弱溶解氧少，由兼性微生物占优势，底层底层为厌氧层，为厌氧微生物占优势，对沉淀于塘为厌氧层
21、，为厌氧微生物占优势，对沉淀于塘底的污泥进行厌氧发酵。底的污泥进行厌氧发酵。兼性塘的兼性塘的BODBOD去除卒取决于水中藻类浓度，一般可去除卒取决于水中藻类浓度，一般可达达70709090。比好氧塘更广憎地去污。在兼性塘。比好氧塘更广憎地去污。在兼性塘中放养水葫芦、狐尾藻、行莱等植物时，能增强其中放养水葫芦、狐尾藻、行莱等植物时，能增强其除污能力。除污能力。n 兼性塘底部污泥厌氧分解产生的二氧兼性塘底部污泥厌氧分解产生的二氧化碳和氨等气体进入塘的上层而被藻化碳和氨等气体进入塘的上层而被藻类和高筹水生植物吸收、利用；其他类和高筹水生植物吸收、利用；其他的中问产物也合进入塘的上、中部，的中问产物也
22、合进入塘的上、中部，继续由兼性菌和好氧菌分解，最后也继续由兼性菌和好氧菌分解，最后也作为营养物质被菌、痒莉高等水生植作为营养物质被菌、痒莉高等水生植物吸收。物吸收。（三）好氧塘（三）好氧塘n 塘水深应保证阳光透射到堵底，使藻类塘水深应保证阳光透射到堵底，使藻类能在整个塘内进行光合作用，好氧塘中藻能在整个塘内进行光合作用，好氧塘中藻一菌共生系统能很好的出去一菌共生系统能很好的出去BODBOD、氮、磷、氮、磷等无机营养。等无机营养。n但是：但是：藻类过多藻类过多 二次污染二次污染 除藻除藻n多级好氧塘：二级多级好氧塘：二级1、净化效益、净化效益 除去率高、综合处理除去率高、综合处理2、经济效益、经
23、济效益 成本低成本低1、处理储存塘系统、处理储存塘系统 原生污水一级处理深兼性塘贮存塘农田灌溉排出原生污水一级处理深兼性塘贮存塘农田灌溉排出 沼气贮存馅污泥消化槽或沼气池晒泥场沼气贮存馅污泥消化槽或沼气池晒泥场在缺水的北纬翎在缺水的北纬翎以南至长江以北地区，可采用如下过程：以南至长江以北地区，可采用如下过程：城市污永城市污永一级处理来性塘好氧槽污水沼溉一级处理来性塘好氧槽污水沼溉 污温猫化塘污泥干化场渗滤永补充地下水污温猫化塘污泥干化场渗滤永补充地下水城市污水一级处理浮木植物兼性塘鱼塘鸭鹅塘一城市污水一级处理浮木植物兼性塘鱼塘鸭鹅塘一芦苇槽排出芦苇槽排出 污泥污泥 沼气一沼气池沼气一沼气池 稻
24、田养鱼排出稻田养鱼排出 肥料肥料（三）高度有机废水的多级氧化塘处理系统（三）高度有机废水的多级氧化塘处理系统（四）病原微生物污水氧化塘处理系统（四）病原微生物污水氧化塘处理系统包括以下几个方面：包括以下几个方面：（l）厌氧、兼性、奸氧、曝气和水葫芦塘的技术日趋）厌氧、兼性、奸氧、曝气和水葫芦塘的技术日趋成熟，将得到广泛的应用、成熟，将得到广泛的应用、（2）研究、开发和利用一些新型氧化塘（如水解池）研究、开发和利用一些新型氧化塘（如水解池稳定塘）和水生植物塘（如芦苇、水葱、蒲草塘等）可稳定塘）和水生植物塘（如芦苇、水葱、蒲草塘等）可多级串联，进行二级或三级处理，也可作为最后净化塘，多级串联，进行
25、二级或三级处理，也可作为最后净化塘，生耍去除朋。生耍去除朋。（3）自然净化与人工强化措施相结合，提高净化效率。）自然净化与人工强化措施相结合，提高净化效率。（4）充分利用氧化塘污水处理和污水资源化的双重功）充分利用氧化塘污水处理和污水资源化的双重功能，并有机地结合起来，提高氧化塘的生态、经济和社能，并有机地结合起来，提高氧化塘的生态、经济和社会效益。会效益。（5）氧化塘伤由主要处理生活污水，发展为处理各种）氧化塘伤由主要处理生活污水，发展为处理各种废水。废水。（一）活性污泥法（一）活性污泥法 活性污泥法是利用人工培养和驯化的微生物群体活性污泥法是利用人工培养和驯化的微生物群体去分解废水中可供生
26、物降解的有机物，通过生物化学去分解废水中可供生物降解的有机物，通过生物化学反应，改变这些有机物的性质，再把它们从废水中分反应，改变这些有机物的性质，再把它们从废水中分寓出来。从而使废水得到净化的处理方法。寓出来。从而使废水得到净化的处理方法。所谓所谓活性污泥活性污泥，是微生物群体及它们所吸附的有，是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。微生物以细菌为主，包括机物质和无机物质的总称。微生物以细菌为主，包括真茵、藻类、原生动物等细茵是净化功能的主体，真茵、藻类、原生动物等细茵是净化功能的主体，污水中的溶解性有机物是透过细胞膜而被细菌吸收的；污水中的溶解性有机物是透过细胞膜而被细菌吸收的
27、；固体和胶体状态的有机物是先由细菌分泌的酶分解为固体和胶体状态的有机物是先由细菌分泌的酶分解为可溶性物质，再渗入纫胞而被细菌利用的。可溶性物质，再渗入纫胞而被细菌利用的。第三节 常用废水生物处理法 工业废水的种类繁多，不同企业废水的性质与成分差异很大，甚至对同一类企业，也因原料、生产工艺等条件不同而异。对干不同的工业废水，其处理方法也不同。按照废水处理的原理，可把各种处理方法归纳为；物理法、化学法、物理化学法、生物法四类。我们关心的主耍是生物方法。生物处理法分为好氧与厌氧两大类。好氧生物处理效率高、使用广泛，已成为生物处理废水的主耍方法，通常所说的生物法均指此类而言、厌氧生物法主耍用于污泥的消
28、化处理和高浓度有机废水的处理。好氧生物处理采用的方法有：活性污泥法、生物膜法以及氧化塘法。2 2、基本流程、基本流程主要是曝气池和二次沉淀池主要是曝气池和二次沉淀池 在曝气池中，首先墙养和驯化出具有适当浓度的潘性污泥，然后引入待处理的废水与池中恬性污泥混合为混合液，同时不断地供给空气，使氧转移到污水中促进好气纫菌的活动，并使污水中的有机物与活性污泥充分接触进行吸附氧化。经氧化分解后，棍合液流出进入二次沉淀池，使泥水分离，澄清后将水排出。沉淀的污泥一部分回流到吧气池与污水混合，维持净化污水中的有机物所必需的活性污泥浓度，以实现连续的净化过程；超过需耍的增长污泥郡分则是从系统中排出。3 3、活性污
29、泥降解庆水中有机物的过程、活性污泥降解庆水中有机物的过程活性污泥在曝气过程中对有机物的降解（去除）可分为两个阶段吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主宴是废水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于清性污泥具有巨大的表面积，而在其表面上含有多糖类的粘性物质所致。废水主要靠活性污泥的吸附作用而得到净化。在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上的有机物质为微生物所利用的过程。当废水中的有机物处于悬浮状态和胶态时，吸附阶段很短（一般在1045分钟左右），而稳定阶段较长。活性污泥法的主要问题是产生大量剩余的污泥，需要用其它办法处理。现在世界各国，包括我国都发展了各种处理系统以减少剩余污泥的产量，颗粒活性污泥法就是
30、一种行之有效的方法。这种方法是把活性污泥培养成颗粒状，用颗粒活性污泥完全矿化废水中的有机物，而不形成新的微生物细胞，或者只在颗粒活性污泥内部维持微生物细胞的新老更替。北京市高碑店污水处理厂使用的就是活性污泥法。生物膜法和活性污泥法一样都是利用微生物来去除废水中有机物的方法。但在活性污泥法中，微生物处于悬浮生长状态，所以活性污泥系统又称为悬浮生长系统。而生物膜中的微生物则附着生长在某些固体物的表面，所以生物膜处理系统又称为附着生长系统。生物转盘（又名转盘式生物滤池）生物转盘（又名转盘式生物滤池）1 1生物膜的构造与性能生物膜的构造与性能 微生物附着在介质表面上，为微生物提供附着介质的材料称为滤料
31、（或载体）。废水在与滤料或载体流动接触的过程中，其中的有机物被微生物同化并在滤料或载体的表面上逐渐形成生物膜。生物膜是微生物高度密集的物质，是由好氧菌、厌氧菌、兼性菌真菌、原生动物等组成的生态系统。另外，在一些生物膜处理的构筑物中还会有藻类出现。对于不同的废水、不同的工作条件和下同的处理设施及部位，构成生物膜的微生物种类和数量是不相同的。生物膜首先吸附附着水层中的有机物，然后由生物膜外侧的好氧菌将其分解；随着傲生物的生长，生物膜的厚度不断增加，当达到一定厚度时，氧气不能透入深部，使得在靠近滤料或载体表面的薄层中造成厌氧环境而形成厌氧膜层。生物膜的内外进行着多种物质的传递，其过程为；空气中的氧溶
32、于流动水层中，井通过附着水层传给生物膜，供微生物呼吸用；污水中的有机物则由流动水层传递给附着水层。再进入尘物膜被降解，微生物的代谢产物则沿着相反的方向徘除 随着厌氧层厚度的增加，其代谢产物也随着厌氧层厚度的增加，其代谢产物也逐渐增多。当这些代酣产物透过好氧层逸逐渐增多。当这些代酣产物透过好氧层逸出时，破坏了好氧层生态系统的稳定状态，出时，破坏了好氧层生态系统的稳定状态，也减弱了生物膜在滤料域载体）上的固着也减弱了生物膜在滤料域载体）上的固着力此时的生物膜呈老化状态。在流动水力此时的生物膜呈老化状态。在流动水的冲刷下，老化的生物膜脱落，新的生物的冲刷下，老化的生物膜脱落，新的生物膜又开始生长，它
33、具有较强的净化功能。膜又开始生长，它具有较强的净化功能。3 3、生物膜法的特点、生物膜法的特点 生物膜由于固着在滤料或载体上，因此能在膜上生长那些繁殖速度慢、世代时问长的细菌和较高级的微生物，如丝状菌、轮虫、寡毛虫等。为生物膜法多为分段处理，在每段都能自然形成各自独特的优势微生物种群。由于生物膜生物相的多样化和生物膜法处理工艺的结构特点，使得生物膜法对水量、水质变动具有较强的适应性，并能在低温条件下保持较好的净化功能。它与活性污泥法相比，处理工艺产生的污泥量少，约为淆性污泥法的34，动力耗费一般较低，所产生的污泥宜干固液分离。污水处理塘是一些适宜的自然池塘、经人工改造的自然池塘或是人工修建的池
34、塘。这些池塘通过不同工作原理和净化机理，诸如厌氧、好氧、兼性生物净化、水生生物处理、水生态系统净化、封闭式贮留、调贮控制排放等以保证其排出的水量水质不超过受纳水体的自净容量。大多数的污水处理塘是利用水垢中的微生物和藻类对污水和有机废水迸行需氧生物处理，所以又称生物塘。有多年的历史：据美国的资料，在60年代初，美国用作家庭生洁污水处理的生物浴已超过1000多个，而用作工业废水处理的生物塘也超过800个。近隼来，考虑到节能和污水的深度处理，各国吏加重视刊用生物塘处理污水。美国在1972年已有生物塘4000多个，占当时美国城市污水厂总数的13。我国从20世纪叨年代初就开晨了应用生物塘处理城市清水和工
35、业废水的探索性研究。据有关资料，到1984年，我国就有犯座生物塘过去生物塘主要用于处理人口较少的城镇污水，现在已发履到每天可处理10万吨以上污水。澳大利亚墨尔本市生物塘每天可处理35万吨污水。一、我国氧化塘的主要特点一、我国氧化塘的主要特点(一)充分利用地形，工程简易(二)超大型氧化塘工程(三)净化和利用相结合(四)广谱、高故和稳定的净化能力(玉)人工强化系统络的研究和应用根据污水处理塘的净化机理，大致可分为塘、厌氧塘、兼性塘、曝气氧化塘、塘田和鱼塘等。二、氧化塘结构及净化机制二、氧化塘结构及净化机制厌氧塘是在处理高浓度有机污染物时，在兼性塘和好氧塘前的预处理塘，有机负菏高，厌氧占优势。N03
36、-和NO2-、硫酸盐和碳酸盐是厌氧茵和兼性茵的主要供氧体。厌氧降解包括两个阶段：第一阶段是产酸阶段，第二阶段是甲烷发酵，就去除COD和BOD而言，产酸阶段COD和BOD降低得很少，但在甲烷发酵阶段则明显降低。因为在甲烷发酵阶段废水中有机物的主要组成元素碳、氢、氧和氯等转变为甲烷和二氧化碳而从废水中除去。产生甲烷和二氧化碳等气体的量越大，BoD和COD的去除率越高。1 1、厌氧塘、厌氧塘(二二)兼性塘兼性塘分层:塘的上层阳光充沛，藻类光合作用旺盛，水中溶解氧充足，是好氧菌藻类共生系统；中层光照弱，溶解氧少，兼性微生物占优势；底层为厌氧层，厌氧微生物占优势，对沉淀于塘底的污泥进行厌氧发酵。兼性塘的
37、BOD去除率取决于水中藻类浓度一般可达70一90，比好氧塘更广谱地去污。在兼性塘中放养水葫芦、狐尾藻等植物时，能增强其除污能力。(三三)好氧塘好氧塘塘水深应保证阳光透射到塘底，使藻类能在整个搪内进行光合作用，好氧塘中藻菌共生系统能很好地除去BOD、氮、磷等无机营养，但由于藻类大量繁殖，致使出水水质台藻类过多而使悬浮物、BOD、COD及总氮等含量偏高，造成水体第二次污染：因此，国外常采用除藻技术，但技术复杂且不经济。最简便、经济和合理的除藻技术是养鱼、虾、贝、鸭和鹅等，消耗藻类，维持水体营养平衡，实现污水资源化。好氧塘如果水质差，塘浅不易养鱼，可种植耐污而有净化能力的水葱、卢苇、菖蒲、水花生及水
38、葫芦等。三、氧化塘的效益三、氧化塘的效益（一）、净化效率（一）、净化效率因素：季节生态系统类型和生物量藻类过多 水解池稳定塘是一种新型的氧化塘系统，与传统氧化塘相比，其优势主要体现在降解范围广和降解速率快，在达到同样的出水水质时，所需时间可缩短50。同时、占地面积也可减少50。主要是因为水解他能将大分子难降解有机物转化为小分子物质，从而加速了在后续稳定塘中的降解。(一)处理贮存培系统(二二)多级生态处理与利用系统多级生态处理与利用系统 污水通过二级处理，仍然合有一定量的污水通过二级处理，仍然合有一定量的悬浮固体、溶解性有机物质、溶解性无机悬浮固体、溶解性有机物质、溶解性无机盐类，特别是含有较大
39、量的氮、磷物质，盐类，特别是含有较大量的氮、磷物质，因此，必须采取三级处理、但三级处理费因此，必须采取三级处理、但三级处理费用昂贵，所以提出用昂贵，所以提出用用土地处理土地处理代替三级处代替三级处理理。这样不仅费用低廉、节省能耗，且可。这样不仅费用低廉、节省能耗，且可利用肥源，促进土壤生态平衡，保护土壤利用肥源，促进土壤生态平衡，保护土壤第四节第四节 污水土地处理系统污水土地处理系统土地处理系统概念土地处理系统概念 污水土地处理污水土地处理是在人工调控下利用土是在人工调控下利用土壤壤微生物微生物植物组成的生态系统使污水中植物组成的生态系统使污水中的污染物净化的处理方法。的污染物净化的处理方法。
40、在污染物得以净化的同时，水中的营养物在污染物得以净化的同时，水中的营养物质和水分也得以循环利用。因此，土地处理质和水分也得以循环利用。因此，土地处理是使污水资源化、无害化和稳定化的处理利是使污水资源化、无害化和稳定化的处理利用系统。用系统。污水土地处理是在污水农田灌溉的基础污水土地处理是在污水农田灌溉的基础上发展起来的，二者不同：上发展起来的，二者不同：和污灌相似但不同：和污灌相似但不同：废水土地处理(Land Treatment of Wastewater)废水灌溉农田(Wastewater Irrigation)1以控制水污染、净化污水为目标；2以土地处理构筑物，利用土壤植物系统净化废水，
41、达到一定的水质目标，实质上是生态工程系统；3 对进水的水量、水质有较严格要求，需要一定的预处理；4 通过试验研究确定设计运行参数，采用适宜负荷与运行条件；5对系统进行有效管理与维护保证处理效果；6 能终年稳定运行；7、有收集系统，对出水进行有控的排放与利用；8、对周围环境设有监测系统1 以作物对水肥资源的利用为目标；2 以灌水定额、灌溉制度及废水农田排放标准来控制灌溉水的水量与水质；3 无专门的设计运行参数，一般无完整科学的设计；4 不能终年运行；5、出水不加收集，不能进行有控排放与利用；6 无专门的环境监测系统土地处理技术有五种类型：土地处理技术有五种类型：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地
42、 地下渗滤系统。土地处理系统是由土地处理系统是由污水预处理设施污水预处理设施，污水调节污水调节和和储储存设施，污水的输送、布水存设施，污水的输送、布水及及控制系统控制系统，土地净化田，土地净化田，净化出水的收集和利用系统等五部分组成。净化出水的收集和利用系统等五部分组成。1慢速渗滤系统慢速渗滤系统 慢速渗滤系统适用于渗水性良好的土壤、砂质土壤慢速渗滤系统适用于渗水性良好的土壤、砂质土壤及蒸发量小、气候润湿的地区。废水经喷灌或面灌及蒸发量小、气候润湿的地区。废水经喷灌或面灌后垂直向下缓慢渗滤，土地净化田上种作物，这些后垂直向下缓慢渗滤，土地净化田上种作物，这些作物可吸收污水中的水分和营养成分，通
43、过土壤作物可吸收污水中的水分和营养成分，通过土壤微生物微生物作物对污水进行净化，部分污水蒸发和渗作物对污水进行净化，部分污水蒸发和渗滤。慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，渗滤滤。慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，渗滤速度慢，故污水净化效率高，出水水质优良。速度慢，故污水净化效率高，出水水质优良。慢速渗滤系统有农业型和森林型两种。其主要慢速渗滤系统有农业型和森林型两种。其主要控制因素为：灌水率、灌水方式、作物选择和预处控制因素为：灌水率、灌水方式、作物选择和预处理等。理等。2 2快速渗滤系统快速渗滤系统 适用于渗透性非常良好的土壤，如砂土、砾石性砂土、砂质砂土等。污水灌至快速渗滤田表面后很快
44、下渗进入地下，并最终进入地下水层。灌水与休灌反复循环进行，使滤田表层土壤处于厌氧一好氧交替运行状态，依靠土壤微生物将被土壤截留的溶解性和悬浮有机物进行分解，使污水得以净化。快速渗滤法的主要目的是补给地下水和废水再生回用。用于补给地下水时不设集水系统，若用于废水再生回用，则需设地下集水管或井群以收集再生水。进入快速渗滤系统的污水应进行适当预处理，以保证有较大的渗滤速率和硝化速率。一般情况下，污水经过一级处理就可以满足要求。若可供使用的土地有限，需加大渗滤速率，或要求高质量的出水水质时，则应以二级处理作为预处理。3 3地表漫流系统地表漫流系统 地表漫流系统适用于渗透性低的黏土或地表漫流系统适用于渗
45、透性低的黏土或亚黏土，地面最佳坡度为亚黏土，地面最佳坡度为2 2到到 8 8。废。废水以喷灌法或漫灌水以喷灌法或漫灌(淹灌淹灌)法有控制地分布法有控制地分布在地面上均匀的漫流，流向设在坡脚的集在地面上均匀的漫流，流向设在坡脚的集水渠，在流行过程中少量废水被植物摄取、水渠，在流行过程中少量废水被植物摄取、蒸发和渗人地下。地面上种牧草或其他作蒸发和渗人地下。地面上种牧草或其他作物供微生物栖息并防止土壤流失，尾水收物供微生物栖息并防止土壤流失，尾水收集后可回用或排放水体集后可回用或排放水体(图图4 48 8)。采用何种灌溉方法取决于土壤性质、作采用何种灌溉方法取决于土壤性质、作物类型、气象和地形。物
46、类型、气象和地形。4 4湿地处理系统湿地处理系统 湿地处理系统是一种利用低洼湿地和沼泽湿地处理系统是一种利用低洼湿地和沼泽地处理污水的方法。污水有控制地投配到种地处理污水的方法。污水有控制地投配到种有芦苇、香蒲等耐水性、沼泽性植物的湿地有芦苇、香蒲等耐水性、沼泽性植物的湿地上，废水在沿一定方向流行过程中，在耐水上，废水在沿一定方向流行过程中，在耐水性植物和土壤共同作用下得以净化性植物和土壤共同作用下得以净化 湿地处理可用于直接处理污水或深度处理。湿地处理可用于直接处理污水或深度处理。污水进入系统前需预处理，方法有化粪池、污水进入系统前需预处理，方法有化粪池、格栅、筛网、初沉池、酸化格栅、筛网、
47、初沉池、酸化(水解水解)池和稳定池和稳定塘等。塘等。5 5地下渗滤处理系统地下渗滤处理系统 地下渗滤处理系统是将污水投配到距地面约地下渗滤处理系统是将污水投配到距地面约0.5m0.5m深，有良好渗透性的地层中，藉毛管浸润深，有良好渗透性的地层中，藉毛管浸润和土壤渗透作用，使污水向四周扩散，通过过和土壤渗透作用，使污水向四周扩散，通过过滤、沉淀、吸附和生物降解作用等过程使污水滤、沉淀、吸附和生物降解作用等过程使污水得到净化得到净化.地下渗滤系统适用于无法接人城市排水管网地下渗滤系统适用于无法接人城市排水管网的小水量污水处理，如分散的居民点住宅、度的小水量污水处理，如分散的居民点住宅、度假村、疗养
48、院等。污水进入处理系统前需经化假村、疗养院等。污水进入处理系统前需经化粪池或酸化粪池或酸化(水解水解)池预处理。池预处理。污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了污水土地处理系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、物理过滤、物理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综程。因此，污水在土地处理系统中的净化是一个综合净化过程。合净化过程。1)1)物理过滤：物理过滤：土壤颗粒间的孔孙能截留，滤除废水土壤颗粒间的孔孙能截留，滤除废水中的悬浮颗
49、粒；中的悬浮颗粒；2 2)物理吸附和物理沉积：物理吸附和物理沉积：土壤中粘土矿物吸附功能；废水中的部分重金属土壤中粘土矿物吸附功能；废水中的部分重金属离子可能会由于被吸附、被置换而沉积于土壤中。离子可能会由于被吸附、被置换而沉积于土壤中。3)物理化学吸附：物理化学吸附：金属离子与土壤中无机或有机金属离子与土壤中无机或有机胶体胶体反应形成反应形成蠹合化合物；有机物与无机物反应生成复蠹合化合物；有机物与无机物反应生成复合物；重金属离子由于阳离子交换而被置合物；重金属离子由于阳离子交换而被置换吸附；生成非溶性化合物。换吸附；生成非溶性化合物。4)化学反应与沉淀：化学反应与沉淀：5)微生物的代谢和有机
50、物的分解：微生物的代谢和有机物的分解：异养型微生物；厌氧型微生物；硝化菌、反异养型微生物；厌氧型微生物；硝化菌、反硝化菌等硝化菌等主要污染物的去除途径如下：主要污染物的去除途径如下：1 1BODBOD的去除的去除 BODBOD大部分是在土壤表层土中去除的。土壤大部分是在土壤表层土中去除的。土壤中含有大量的种类繁多的异养型微生物，它中含有大量的种类繁多的异养型微生物，它们能对被过滤、截留在土壤颗粒空隙间的悬们能对被过滤、截留在土壤颗粒空隙间的悬浮有机物和溶解有机物进行生物降解，并合浮有机物和溶解有机物进行生物降解，并合成微生物新细胞。当处理水的成微生物新细胞。当处理水的BODBOD负荷超过土负荷
