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4.3.3.稳定塘
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4.3.3.稳定塘

概要:
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  稳定塘 (WSP)

  稳定塘是设计建造的大型盆池/洼地,蓄满污水,用自然方式处理,去除污水中的有机物、营养物质和病原体。处理过程利用了细菌和藻类的复杂共生。

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图4.10 稳定塘示意图

(来源:Tilley 等人,2014 年)

  处理过程:

  稳定塘有三种类型:

  • 厌氧塘:深度范围从3到5米不等,表面积小。深度越大越能降低水中的溶解氧水平,从而达到厌氧条件。悬浮固体沉淀在池底,通过厌氧消化降解污水中的有机物和营养物质。停留时间为1至7天。

  • 兼性塘:也称为氧化或光合池,深度范围为1至2.5米。池塘表面越大,越有利于氧气在污水中溶解,也有利于阳光辐射穿透水体。藻类的光合作用也增加了水中的溶解氧。有机物和营养物质在上层进行好氧降解,中层进行好氧和厌氧降解,底部污泥进行厌氧消化。停留时间为5至30天。

  • 好氧塘:深度范围为 0.5-1.5 米。深度较浅有利于阳光穿透到池塘底部进行释放氧气的光合作用。池塘的大表面积可以促使更多的大气氧气溶解到水中。病原体在池塘中自然死亡。停留时间为3至5天。

  这三种稳定塘通常按顺序排列,以实现对污水中有机物、营养物质和病原体的高去除效率。通常情况下,污水流经厌氧塘,然后是兼性塘,最后进入好氧塘,然后排放,总停留时间在 10 至 50 天之间。本质上,尽管一些 BOD 去除发生在好氧塘中,而一些病原体去除发生在厌氧塘和兼性塘中,但厌氧塘和兼性塘是为去除 BOD 而设计的,好氧塘是为去除病原体而设计的。在许多情况下,只需要厌氧塘和兼性塘。一般来说,只有在排放地表水之前需要处理有机负荷低的污水,或处理后的污水将用于灌溉蔬菜作物时,才需要好氧塘。

  进水水质:

氧化塘类型

BOD 5
(mg/L)

COD铬
(mg/L)

SS
mg/L)

NH3 -N
(mg/L)

TP
(mg/L)

厌氧塘

≤400

≤900

≤200

≤75

≤8.0

兼性塘

≤200

≤500

≤150

≤35

≤6.0

好氧塘

≤ 60

≤ 150

≤ 100

≤ 20

≤ 4.0

  资料来源:污水自然处理工程技术规范(CJJT 54-2017)。

  处理效率:

污染物/参数

去除效率

 

厌氧塘

兼性塘

好氧塘

BOD

50-70%

60%

20%

悬浮固体

50-70%

-

-

50-70%(整个处理系统)

50-70%(整个处理系统)

总大肠菌群

-

-

90% (t > 15 ℃ )

注意:处理效率因温度(季节)和溶解氧而异。水力负荷和有机负荷的变化不会影响处理效率。由于藻类的存在,出水的 SS 可能相对较高。

  来源:苏伊士水处理手册,2020。

  设计标准:

  • 稳定塘应处于住宅区下风向,并位于住宅区安全距离以外,以避免可能的气味影响。

  • 厌氧塘应并联配置,好氧塘应串联配置。

  • 场地坡度不得超过2%。如果坡度大于 2%,可采用阶梯式配置,以保证所需水深。

  • 稳定塘长宽比应小于3:1。

  • 污泥层设计深度:厌氧塘至少为0.5m,兼性塘和好氧塘至少为0.2m。

  • 当稳定塘水位满时,应保持至少 0.5 m 的自由空间。

  • 在寒冷地区,稳定塘深度设计应考虑冬季冰盖厚度。

  • 应为稳定塘设计防渗层,以防止污水渗入周围土壤或地下水。防渗层必须放置在稳定的土壤基础或结构上。

  • 应设置由穿孔管道组成的连续暗渠或其他配置,在大气压条件下,收集防渗层下方的地下水。

  • 为了便于维护和操作的灵活性,应设计至少两列平行的稳定塘。

  • 进水口应设置在塘底部以上0.6-1.0m,水面以下至少0.3m。

  • 最好设计多个污水进水口,污水最好先通过长型的具有多个较大出水口的分流箱,以避免被固体堵塞。

  • 为尽量减少大风造成的短路,稳定塘进出水轴线应垂直于盛行风向。如果由于某种原因进出轴不能正确定向,可以使用挡板在一定程度上控制大风导致的环流。

  • 兼性好氧塘不宜种植鸭螟、芦苇等大型水生植物,以保证阳光能透过水体促进光合作用。

  • 护堤。应使用挖掘出的材料在稳定塘周围建造防护堤,以保护稳定塘免受径流和侵蚀。构成护堤的粘土应有 30 厘米高,且被充分压实,不含表层土和有机物。最低护堤高度标准旨在确保地表水不会流入稳定塘。

  • 围栏。应安装围栏以确保人和动物远离该区域,并且垃圾不会进入稳定塘。围栏应至少有1.2 m高,而且可以通过带锁的门从一侧进入。

  • 安装混合器或曝气器有助于增加水中的溶解氧。

  关键设计参数:

  设计参数应根据当地气候条件、实验数据分析或同类型稳定塘的运行经验确定。下表列出了不同温度下稳定塘关键参数的参考数据。

表4.4废物稳定池关键设计参数

氧化塘类型

BOD 5面积负荷
(g/(m2Ÿday)
(厌氧塘为容积负荷)

有效水深
(米)

水力停留时间
(天)

处理效率
(%)

 

I区

II区

III区

 

I区

II区

III区

 

厌氧塘

4-8

7-11

10-15

3-6

≥8

≥6

≥4

30-60

兼性塘

2.5-5

4.5-6.5

6-8

1.5-3

≥30

≥20

≥10

50-75

好氧塘

常规处理

1-2

1.5-2.5

2-3

0.5-1.5

≥30

≥20

≥10

60-85

 

深度处理

0.3-0.6

0.5-0.8

0.7-1

0.5-1.5

≥30

≥20

≥10

30-50

  注:I区:年平均气温< 8 ℃ ; II区:年平均气温在8 ℃至16 ℃之间; III区:年平均气温> 16 ℃ 。

  资料来源:污水自然处理工程技术规范(CJJT 54-2017)。

 

  操作和维护:

  • 稳定塘启动应避免低温或结冰气候,春季或初夏是最佳启动时间。先将河流或市政系统中的水(如果有)加入至稳定塘内水位达到0.6 m,然后再开始加入污水,保持 pH 值高于 9.5 并每天检查溶解氧水平。藻华应该在 7-14天出现。良好的生物菌群大约会在60天或更短的时间内建立起来。颜色应该是绿色,而不是蓝色或黄绿色。如果需要在晚秋或冬季启动,应将水位调至0.75-1m,直到春末再排放。

  • 不需要专业的技术人员来管理系统。

  • 厌氧塘每2-5年定期清除污泥,兼性塘每15至25年定期清除污泥。污泥通常含有高浓度的病原体,应适当处理或管理,尽量限制人的接触。

  • 定期清除氧化塘表面的浮渣、过多的藻类和大型水生植物,避免蚊蝇滋生,促进阳光穿透。

  • 定期检查管道、堰等水工结构,避免堵塞。

  • 保护厌氧塘免受低温影响。保证厌氧消化过程的温度不低于15 ℃,25 ℃以上的温度是理想温度。

  • 由于处理效率不受水力负荷和有机负荷的影响,稳定塘具有较高的抗冲击性和缓冲能力。控制停留时间、水力循环和添加生物活化剂是调整稳定塘运行的主要措施。

  建设成本和运维成本:

  • 建设成本取决于土地价格、地形和土壤条件。主要成本是稳定塘的挖掘和衬砌成本。建议在低洼地区建稳定塘或对村庄现有水塘进行改造。如果土壤渗透性低,可采用原位压实以防渗漏。

  • 由于稳定塘不涉及机械设备和能源消耗,因此运行成本极低。不需要专业的技术人员来管理系统。定期的污泥清除过程耗费人力且昂贵。

  适用性

  • 对于有大片开阔土地、便宜且远离家庭的农村社区来说,这是一个不错的选择。

  • 厌氧塘适用于气候温暖的地区。

  • 当需要高效率的去除病原体时,需要采用好氧塘。

 

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