我国稳定塘处理的研究与实践

李剑超1，褚君达1，丰华丽1，林广发2
（1.河海大学环境与水利研究所，江苏南京 210024；2.南京大学城市与资源科学系，江苏南京 210008）

　　摘 要：稳定塘法是通过人工控制生物氧化过程来进行污水处理的工艺，具有基建投资少、处理过程简单、易管理等特点，在中小型常规污水处理领域具有广泛的应用前景。本文对我国最近几年在污水稳定塘处理方面的研究与实践作一综述。
　　关键词：稳定塘；废水处理；生化处理
　　中国分类号：X703.1
　　文献标识国：A
　　文章编号：1009－2455－（2002）01－0001－03

On the Research and Practice of stabilization Ponds in China
LI Jian－chao，CHU Jun－da，FENG Hua－li，LIN Guang－fa

（1.Environment ＆ Hydrlogy Institute，Hehai University，Nanjing 210024，China；2·City ＆ Resource Science Department，Nanjing University，Nanjhg 210008，China）

　　Abstract：Stabilization pond for wastewater for wastewster is one kind of methods of wastewater treatment with controlledbio--oxidation.There are many characteristics in the technique，such as low investment and cost，simple man-agment，etc.At same time，it also is a focus of environment engineering how to apply itefficiently. There is a review on recent research and practice in China.
　　Key Words：stabilization-ponds; wastewater-treatment;biochemical treatment

　　稳定塘是一种利用天然净化能力的生物处理构筑物的总称。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点，在我国，特别是在缺水干旱的地区，是实施污水的资源化利用的有效方法，所以稳定塘处理污水近年来成为我国着力推广的一项新技术^[1]。我国的环境工作者近来也就此做了大量的工作，本文对我国污水稳定塘处理方面的研究与实践作一综述，以期为国内的工程设计提供参考。

1 稳定塘处理污水的机理研究

1.1 污泥在稳定塘中的性质及分布规律
　　污泥在稳定塘中的纵深分布随污泥深度的增加，总固体量逐渐增加，而挥发性固体逐渐减少。沉积污泥的数量和分布，直接影响到稳定塘内的生化过程和净水能力。在整个污泥的降解过程中，pH值先降低，后回升，继而趋于稳定；有机物浓度对污泥降解速率无影响，污泥降解速率与降解时间的关系为r∝t－a；温度对降解速率常数的影响符合Arrhenius指数关系式；实验室内的污泥降解符合零级反应规律[2]。
1.2 稳定塘中溶解氧的规律
　　在稳定塘污水处理过程中，氧是有机物好氧分解的重要组成部分，稳定塘中氧的来源主要有藻类光合作用释放氧气和大气复氧。通过有光无光对比试验，大气复氧试验及对实际稳定塘中运行数据进行总结研究，定量分析藻类光合产氧和大气复氧量，计算在稳定塘中有机物的总去除量中各部分所占的比例，确定出大气复氧是稳定塘中氧传递的主要方式^[3]。
1.3 稳定塘中铅的迁移规律
　　对城市污水中的铅在稳定塘处理过程中的归宿研究表明，不论在哪种预处理稳定塘中，悬浮颗粒态铅的沉降作用是去除污水中铅的主要作用。进人城市污水中的铅，大部分和污水中的悬浮物结合转变成悬浮颗粒态铅，它们输人到模拟预处理稳定塘，这些悬浮颗粒态铅即可在很短的时间内(1d）通过沉降作用得以有效地去除^[4]。
1.4 稳定塘中藻类抑制规律
　　在稳定塘藻类细胞生长抑制试验中，通常是采用单项毒物条件，而对毒物联合作用（桔抗效应、叠加效应和协同效应）未能予以考虑。武汉市黑水湖中试稳定塘污染物（主要为硫化物、挥发酚、石油类）对羊角月牙藻的96h的毒性效应正交试验表明，正交试验的EC50。值都比单项毒物试验低得多，其96hEC50。值降低了20％－80％；受试的几种主要污染物对藻类有协同效应^[5]。
1.5 稳定塘的生态学分析
　　稳定塘系统是一个配合完美的生态系统，从生态学原理出发，充分发挥稳定塘及土壤一植物自然系统内微生物种类及土壤渗滤、植物根际等的净化能力，通过工程措施加以强化可以使城市污水在一级处理后，达到稳定化和无害化，又可利用净化后的水进行农田灌溉。这在推崇生态和谐的大趋势下具有很大的优势^[6]。

2 稳定塘的发展和优化设计

2.1 稳定塘工艺的改进
　　AIPS新型稳定塘是对传统稳定塘的改进，该技术具有低投资，低运行费用，易管理，比普通稳定塘占地少等优点^[7]。超深厌氧塘是另一种稳定塘新工艺，与常规厌氧塘相比，具有BOD5容积负荷大，占地面积小，受温度影响小的优点。
　　通常，在污水处理设计时采用初沉池-稳定塘串联的工艺，色谱-质谱联机测定结果表明，水解池能将大分子难降解有机物转化为小分子物质，从而加速了污水在后续稳定塘中的降解。故而采用水解池一稳定塘工艺可以较传统工艺减少停留时间50％，相应的占地面积减少50％以上^[8]。该工艺对三氯甲烷、二氯乙烯、二氯乙烷、四氯乙烷和四氯化碳的去除情况的实验表明，水解池中存在还原脱卤过程，而挥发是稳定塘去除卤代烃的主要途径。
2.2 稳定塘数学模型及工艺设计
　　人们在研究稳定塘的设计和运行时，建立了多种数模。与其他的污水处理过程的数学模型一样，有些废水稳定塘的数模能够反映设计参数在内的重要因素的内在联系，能够抽象地描述稳定塘的本质。稳定塘的数模对于处理效果预测、设计参数的确定，塘系统的优化和稳定塘工程设计都是必不可少的。近来提出的离散进料数学模型^[9]，是在全面系统地分析生化和水力特性的基础上提出的，并研究了利用示踪实验技术计算水力停留时间的方法，从而使稳定塘的设计更为合理。传统的设计方法需要进一步完善，微机性能的提高和普及使得利用辅助设计软件进行工程设计成为高效的方法，在稳定塘设计中近来开发的“稳定塘辅助设计系统”应用软件，具有系统性、实用性、可靠性和开放性等特点，可以作为设计者的得力工具。

3 稳定塘应用实例

3.1 生活污水的处理
　　汉沽生物稳定塘建于1993年，由10级池塘组成，占地75hm²,用于处理城市污水（主要是化工废水人根据2a试运行期间化学和生物学资料，分析了此稳定塘的净化效果，结果表明，该稳定塘处理效果较好，主要污染物BOD₅、CODcr、NH₃－N和PO₄³－P的平均去除率分别为86.2％、70.1％、60.3％和67.5％；平均年去除BOD54297.8t、CODcr6179.86t、NH₃-N154.6t^[10]。对塘建成后的藻类进行了调查，结果表明，随污水的净化，藻类的群落结构发生了明显变化；从人水口至生态塘出口，藻类的种类数，种类多样性指数d值不断上升，出水口平均达26.8种，累积达56种，d值平均为1.42；优势种由耐污种逐渐变为中污种；藻类的数量随污染物浓度的下降而上升，平均为41155.6×10⁴个／L。水中的SS，BOD₅，CODcr，NH₃－N，PO₄³-—P等的浓度与藻类的种类数呈直线相关^[11]。
　　山东诸城市白玉山污水处理厂占地28hm²，处理水量3×10⁵m³／d。生物处理采用稳定塘与土地处理相结合的自然处理系统，该工程投资省，能耗少，运行费用低，污水经处础CODcr为120mg／L，BOD₅为30mg／L，NH₃－N为40mg／L^[12]。
　　平度市地处山东半岛西部，流经市区的东现河水体已被严重污染，水资源十分紧缺，利用东现河废旧河床和两岸荒芜沙地，选用快速渗滤+稳定塘组合工艺对污水治理进行了规划，出水可以回用于农业生产，处理成本为0·046元／m³，是常规生化级处理的1/4，总投资是生化二组处理的1/3^[13]。
3.2 农药废水的处理
　　采用厌氧水解（酸化）塘-好氧塘、兼性塘-好氧塘、好氧塘-厌氧塘三种工艺分别对乐果废水进行处理，研究结果表明：第一种工艺处理效果优于它两种工艺。在试验条件下，其CODcr，BOD₅，乐果的平均去除率分别为74.3％，85.8％和91.0％,平均出水CODcr在240mg／L左右。通过综合分析得出，厌氧水解（酸化）塘-好氧塘工艺处理乐果废水比普通生物稳定塘的水力停留时间短，处理效果稳定^[14]。
3.3 食品工业废水的处理
　　肉联厂废水具有高生物降解性，其水质及排放量随季节变化很大，一般的小型肉联厂不能承担传统的处理方法，应用厌氧接触发酵-稳定塘工艺，以及采用新型过滤材料，可以取得显著的处理效果^[15]，为处理小型肉联厂废水提供了一个良好的范例。
3.4 造纸废水的处理
　　利用稳定塘和苇田组成的生态工程处理芦苇制浆中段废水，工程的预期处理效果和生态经济效益都是非常可观的，不仅可以达到控制污染的目的，而且可以取得较好的生态经济效益^[16]。另外，河北省唐海县也采用稳定塘系统处理制浆造纸废水，效果稳定。

参考文献：

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　　[16］王飞儿，左玉辉·芦苇制浆废水的生态工程处理[J]·城市环境与城市生态，1996，9（3）：15－17.

　　作者简介：李剑超（1971-），男，陕西三原县人，现为河海大学环境工程专业在职博士研究生，主要研究方向是环境污染机理和水污染控制工程，发表论文数篇，[email protected]。