3　污水自然凈化工程

污水自然凈化工程是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理，采用工程學(xué)手段，將污水有控制地投配到土地上，利用土壤-植物-微生物復(fù)合系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水中的有機(jī)污染物、營(yíng)養(yǎng)素以及其他污染物進(jìn)行多級(jí)轉(zhuǎn)換、利用和凈化的工藝技術(shù)，是污水治理與水資源利用相結(jié)合的方法。

3.1　人工構(gòu)筑濕地系統(tǒng)污水處理技術(shù)

人工濕地系統(tǒng)（artificial wetland system）或構(gòu)筑濕地系統(tǒng)（constructed wetlands system）是人們模擬天然濕地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能而建造的、可控制運(yùn)行的濕地系統(tǒng)，用以對(duì)污水進(jìn)行處理的一種工藝技術(shù)，由圍護(hù)結(jié)構(gòu)、人工基質(zhì)、水生植物等部分構(gòu)成。當(dāng)水進(jìn)入人工濕地時(shí)，其污染物被床體吸附、過(guò)濾、分解而達(dá)到水質(zhì)凈化作用。

3.1.1　人工構(gòu)筑濕地的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：（a）人工濕地系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是基本不耗能；（b）建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用低，易于管理；（c）能保持全年較高的水力負(fù)荷；（d）若設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行管理嚴(yán)格，其處理污水效果穩(wěn)定，出水BOD等明顯優(yōu)于生物處理出水；（e）對(duì)于小流量污水及間歇排放的廢水處理更為適宜，耐污及水力負(fù)荷強(qiáng)，抗沖擊負(fù)荷性能好；（f）不僅適合于生活污水的處理，而且對(duì)某些工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水、礦山酸性廢水以及液態(tài)污泥也有較好的凈化能力；（g）既能凈化污染物，又能形成良好的生態(tài)環(huán)境，為野生動(dòng)植物提供良好的生境。

缺點(diǎn)：需要土地面積較大，對(duì)惡劣氣候抵御能力弱，凈化能力受作物生長(zhǎng)成熟程度的影響大。

3.1.2　人工構(gòu)筑濕地的類型與構(gòu)成

3.1.2.1　人工構(gòu)筑濕地的類型

按污水流動(dòng)方式，人工構(gòu)筑濕地分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地3種。如圖1-3-1所示。

（1）表面流人工濕地　表面流人工濕地（free water surface constructed wetlands）是指污水在人工濕地基質(zhì)層表面以上流動(dòng)，依靠表層基質(zhì)、植物根莖的攔截及其上的生物膜降解作用，使污水凈化的人工濕地［圖1-3-1（a）］。它與自然濕地最為接近，能維持一定的水層厚度，一般為10～30cm；水流呈推流式前進(jìn)，流至終端而流出。污水投入濕地后，在流動(dòng)過(guò)程中，與土壤、植物，特別是與植物根莖部生長(zhǎng)的生物膜接觸，通過(guò)物理、化學(xué)以及生物的反應(yīng)過(guò)程而得到凈化。這種濕地具有投資少、操作簡(jiǎn)單以及運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但是未能充分發(fā)揮填料和豐富的植物根系的作用、占地面積較大、水力負(fù)荷率較小，夏季易滋生蚊蠅，衛(wèi)生條件不好。

（2）水平潛流人工濕地　水平潛流人工濕地（subsurface horizontal flow constructed wetlands）是指污水在基質(zhì)層表面以下，從人工濕地池體進(jìn)水端水平流向出水端，通過(guò)基質(zhì)的攔截、植物根部及生物膜的降解作用，使污水凈化的人工濕地［圖1-3-1（b）］。與表面流人工濕地相比，水平潛流人工濕地的水力負(fù)荷、污染負(fù)荷大，能充分利用整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同作用，對(duì)BOD、COD、SS和重金屬等污染指標(biāo)的去除效果好，衛(wèi)生條件較好，占地小，但是控制相對(duì)復(fù)雜。

（3）垂直潛流人工濕地　垂直潛流人工濕地（vertical flow constructed wetlands）是指污水從人工濕地表面垂直流過(guò)人工濕地基質(zhì)床，而從底部排出，或從底部進(jìn)入垂直流向基質(zhì)表層并排出，使水得以凈化的人工濕地［圖1-3-1（c）］。它的床體處于不飽和狀態(tài)，氧可通過(guò)大氣擴(kuò)散和植物傳輸進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)，其硝化能力高于水平潛流濕地，可用于處理氨氮含量較高的污水，缺點(diǎn)是對(duì)有機(jī)物的去除能力不如水平潛流人工濕地系統(tǒng)。

3.1.2.2　人工構(gòu)筑濕地的構(gòu)成

主要由基質(zhì)以及生長(zhǎng)在基質(zhì)上的水生植物、微生物種群構(gòu)成。

（1）基質(zhì)　基質(zhì)是提供人工濕地植物與微生物生長(zhǎng)并對(duì)污染物起過(guò)濾、吸收作用的填充材料，包括土壤、砂、礫石、沸石、石灰石、頁(yè)巖、塑料、陶瓷等。

對(duì)出水的氮、磷濃度有較高要求時(shí)，可使用功能性基質(zhì)，如土壤能吸收污水中大部分的磷，采用中等顆粒的砂做基質(zhì)，也可提高除磷效率。

（2）水生植物　人工濕地宜選用耐污能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、去污效果好、具有抗病蟲害及抗凍能力、有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值、容易管理的本土植物。

潛流人工濕地可選擇蘆葦、蒲草、荸薺、蓮、水芹、茭白、水蔥、香蒲、菖蒲、燈心草等挺水植物。表流人工濕地可選擇菖蒲、燈心草等挺水植物；鳳眼蓮、浮萍、睡蓮等浮水植物；伊樂藻、茨藻、金魚藻、黑藻等沉水植物。

（3）微生物　濕地系統(tǒng)富集著大量的微生物，如細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物以及較高等的動(dòng)物。但僅附著于根莖部分的微生物對(duì)污水凈化起主導(dǎo)作用。凈化效果取決于停留時(shí)間、接觸反應(yīng)條件、供氧與需氧狀況及水溫等因素。

3.1.3　作用機(jī)理與凈化效果

3.1.3.1　作用機(jī)理

人工濕地系統(tǒng)去除污染物的作用機(jī)理主要是物理作用、化學(xué)與物理化學(xué)作用、生物以及植物作用。可歸納如表1-3-1所示。

3.1.3.2　凈化效果

（1）進(jìn)水水質(zhì)　污水進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)前應(yīng)先經(jīng)過(guò)預(yù)處理，其進(jìn)水水質(zhì)要求，如表1-3-2所示。

（2）凈化效果　人工濕地系統(tǒng)能有效地去除污水中的BOD₅、COD_Cr、SS、N、P以及微量有機(jī)物等。在進(jìn)水滿足要求的條件下，人工濕地系統(tǒng)一般可達(dá)到的污染物去除效率，如表1-3-3所示。

3.1.4　設(shè)計(jì)方法

3.1.4.1　場(chǎng)址選擇

選擇場(chǎng)址時(shí)應(yīng)考慮：（a）符合當(dāng)?shù)乜傮w發(fā)展規(guī)劃的要求，以及綜合考慮交通運(yùn)輸、土地權(quán)屬、土地利用現(xiàn)狀、發(fā)展擴(kuò)建、再生水回用等因素；（b）應(yīng)考慮自然背景條件，包括土地面積、地形、氣象和水文狀況，動(dòng)物與植物生態(tài)因素等；（c）應(yīng)不受洪水、潮水或內(nèi)澇威脅，且不影響行洪安全；（d）宜選用自然坡度為0～3%的洼地或塘，以及未利用土地。

3.1.4.2　設(shè)計(jì)參數(shù)和計(jì)算公式

（1）設(shè)計(jì)參數(shù)　人工濕地面積一般按表面有機(jī)負(fù)荷確定，同時(shí)還應(yīng)滿足水力負(fù)荷要求。人工濕地的主要設(shè)計(jì)參數(shù)宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定；無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或按表1-3-4的數(shù)據(jù)取值。

（2）計(jì)算公式　人工濕地計(jì)算公式如下。

①人工濕地面積

　?。?-3-1）

式中，A為人工濕地面積，m²；Q為設(shè)計(jì)污水量，m³/d；S₀為進(jìn)水BOD₅質(zhì)量濃度，mg/L；S_e為出水BOD₅質(zhì)量濃度，mg/L；q_os為表面有機(jī)負(fù)荷，kgBOD₅/（m²·d）。

②水力負(fù)荷

　?。?-3-2）

③水力停留時(shí)間

　　（1-3-3）

式中，t為潛流人工濕地的水力停留時(shí)間，d；V為人工濕地基質(zhì)在自然狀態(tài)下的體積，m³；ε為孔隙率，%。

3.1.4.3　幾何尺寸設(shè)計(jì)

（1）潛流人工濕地

a.水平潛流人工濕地單元面積宜小于800m²，垂直潛流人工濕地單元面積宜小于1500m²；

b.潛流人工濕地單元的長(zhǎng)寬比宜控制在3∶1以下；

c.規(guī)則的潛流人工濕地單元的長(zhǎng)度宜為20～50m。對(duì)于不規(guī)則潛流人工濕地單元，應(yīng)考慮均勻布水和集水；

d.水深宜為0.4～1.6m；

e.水力坡度宜為0.5%～1%。

（2）表面流人工濕地

a.表面流人工濕地單元的長(zhǎng)寬比宜控制在（3∶1）～（5∶1）；

b.水深宜為0.3～0.5m；

c.水力坡度宜小于0.5%。

3.1.4.4　工藝流程

按工程接納的污水類型，常采用的基本工藝流程為：

a.生活污水及與生活污水性質(zhì)相近的其他污水處理工藝（圖1-3-2）。

b.污水處理廠出水的處理工藝（圖1-3-3）。

3.1.4.5　預(yù)處理與后處理要求

（1）預(yù)處理　為保證人工濕地處理效果，增加濕地處理壽命及處理能力，一般都要增設(shè)預(yù)處理單元。預(yù)處理的程度和方式應(yīng)綜合考慮污水水質(zhì)、人工濕地類型及出水水質(zhì)要求等因素，可采用格柵、沉砂、均質(zhì)等一級(jí)處理工藝，物化強(qiáng)化、AB法前段、水解酸化等一級(jí)強(qiáng)化處理工藝，以及SBR、A_NO、生物接觸氧化等二級(jí)處理工藝。

（2）后處理　應(yīng)根據(jù)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求選擇是否設(shè)置消毒設(shè)施。當(dāng)人工濕地出水作為再生水利用時(shí)，應(yīng)符合《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50335—2002）中的污水再生利用分類和水質(zhì)控制指標(biāo)等相關(guān)要求。

3.1.4.6　濕地系統(tǒng)的進(jìn)出水布置與組合系統(tǒng)

（1）濕地系統(tǒng)的進(jìn)水與出水的布置　進(jìn)出水方式一般有推流式［圖1-3-4（a）］、具有回流的推流式［圖1-3-4（b）］、分級(jí)進(jìn)水式［圖3-3-4（c）］和分散進(jìn)水-回流組合式［圖1-3-4（d）］等。

（2）濕地系統(tǒng)的組合　根據(jù)處理規(guī)模的大小，人工濕地本身可進(jìn)行多種方式的組合，一般可分為并聯(lián)式、串聯(lián)式和混合式等組合方式。

3.2　污水穩(wěn)定塘處理工程技術(shù)

穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，是土地經(jīng)過(guò)人工適當(dāng)修整，設(shè)圍堤和防滲層的池塘，主要依靠自然生物凈化功能凈化污水，凈化過(guò)程與自然水體的自凈過(guò)程極其相近。有機(jī)污染物在塘中被微生物所降解，塘內(nèi)的氧由塘內(nèi)生長(zhǎng)的藻類的光合作用及塘面的復(fù)氧作用提供。穩(wěn)定塘是一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、維護(hù)管理容易、處理效果穩(wěn)定的污水處理方法。

穩(wěn)定塘的類型主要有好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘、深度處理塘以及控制出水塘等。

穩(wěn)定塘的影響因素主要有：（a）氧的轉(zhuǎn)移受塘面積與容積之比、水流紊動(dòng)狀況、塘內(nèi)水深、細(xì)菌吸氧速率等的影響；（b）光照；（c）氣溫；（d）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；（e）有害有毒化學(xué)物；（f）酸堿度等。

穩(wěn)定塘有下述優(yōu)缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：（a）基建投資低。當(dāng)有舊河道、沼澤地、洼地可利用作為穩(wěn)定塘?xí)r，穩(wěn)定塘系統(tǒng)的基建投資低；（b）運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。穩(wěn)定塘運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，動(dòng)力消耗低，運(yùn)行費(fèi)用較低，約為傳統(tǒng)二級(jí)處理廠的1/3～1/5；（c）可進(jìn)行綜合利用實(shí)現(xiàn)污水資源化。例如，將穩(wěn)定塘出水用于農(nóng)業(yè)灌溉；（d）充分利用污水的水肥資源；（e）養(yǎng)殖水生動(dòng)物和植物，組成多級(jí)食物鏈的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。

缺點(diǎn)：（a）占地面積大，沒有空閑余地時(shí)不宜采用；（b）處理效果受氣候影響。如季節(jié)、氣溫、光照、降雨等自然因素都影響穩(wěn)定塘的處理效果；（c）設(shè)計(jì)運(yùn)行不當(dāng)時(shí)，可能形成二次污染。如污染地下水、產(chǎn)生臭氣和滋生蚊蠅等。雖然穩(wěn)定塘存在著上述缺點(diǎn)，但是如果能進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和科學(xué)的管理，利用穩(wěn)定塘處理污水，則可以有明顯的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.2.1　好氧塘

（1）好氧塘的特性　好氧塘是一種菌藻共生的污水好氧生物處理塘（圖1-3-5）。深度較淺，一般為0.3～0.5m，有機(jī)負(fù)荷低。陽(yáng)光可以直接射透到塘底，塘內(nèi)存在著細(xì)菌、原生動(dòng)物和藻類，由藻類的光合作用和風(fēng)力攪動(dòng)提供溶解氧，好氧微生物對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解。由于整個(gè)塘水都處于好氧狀態(tài)，BOD降解效果好，去除率一般可達(dá)80%以上。

（2）好氧塘的分類

①高負(fù)荷好氧塘　有機(jī)負(fù)荷較高，水力停留時(shí)間較短，塘水的深度較淺。出水中藻類含量高。

②普通好氧塘　有機(jī)負(fù)荷比前者低，水力停留時(shí)間較長(zhǎng)。以處理污水為主要目的，起二級(jí)處理作用。

③深度處理好氧塘　有機(jī)負(fù)荷較低，水力停留時(shí)間也短。其目的是在二級(jí)處理系統(tǒng)之后，進(jìn)行深度處理。

（3）好氧塘的設(shè)計(jì)計(jì)算

①設(shè)計(jì)要點(diǎn)?。╝）好氧塘應(yīng)該建在溫度適宜、光照充分、通風(fēng)條件良好的地方；（b）好氧塘既可以單獨(dú)使用，又可以串聯(lián)在其他處理系統(tǒng)之后，進(jìn)行深度處理。如果用于單獨(dú)處理污水，則在污水進(jìn)入好氧塘之前必須進(jìn)行徹底的預(yù)處理；（c）好氧塘多采用矩形塘，長(zhǎng)寬比為（3∶1）～（4∶1），塘堤內(nèi)坡（1∶2）～（1∶3），外坡（1∶2）～（1∶5），堤頂1.8～2.4m，超高0.6～1.0m；（d）塘數(shù)一般不少于3座，規(guī)模很小時(shí)不少于2座，單塘面積不宜超過(guò)5000m²；（e）進(jìn)水口應(yīng)盡量使橫斷面上配水均勻，宜采用擴(kuò)散管或多點(diǎn)進(jìn)水；（f）出水應(yīng)考慮投加混凝劑除藻。

②設(shè)計(jì)方法　實(shí)際工程中多采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即BOD₅表面負(fù)荷法。好氧塘的典型設(shè)計(jì)參數(shù)列于表1-3-5。

3.2.2　兼性塘

3.2.2.1　兼性塘的特性

兼性塘的有效水深一般為1.0～2.0m，塘內(nèi)存在著3個(gè)區(qū)域。上層為好氧區(qū)，陽(yáng)光能透入，好氧菌與藻類共生，具有好氧塘的特點(diǎn)；底層為厭氧區(qū)，厭氧微生物占優(yōu)勢(shì)，積累在此區(qū)域內(nèi)的固體雜質(zhì)被厭氧菌充分分解；中部為好氧區(qū)與厭氧區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)即兼性區(qū)，兼性微生物占優(yōu)勢(shì)，通過(guò)兼性微生物分解有機(jī)物，兼性塘內(nèi)的生化反應(yīng)過(guò)程十分復(fù)雜，反應(yīng)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化、生成也十分復(fù)雜，如圖1-3-6所示。

兼性塘的出水水質(zhì)，BOD₅較低，SS較高，通常清晨出水中含藻量最小，中午最大。由于兼性塘的凈化機(jī)理比較復(fù)雜，因此兼性塘去除污染物的范圍比好氧處理系統(tǒng)廣泛，既可用來(lái)處理城市污水，也能用于處理石油化工、印染、造紙等工業(yè)廢水。

3.2.2.2　兼性塘的設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)要點(diǎn)?。╝）應(yīng)該建在通風(fēng)、無(wú)遮蔽的地方；（b）長(zhǎng)寬比為（3∶1）～（4∶1），塘堤內(nèi)坡（1∶2）～（1∶3），外坡（1∶2）～（1∶5）；（c）塘內(nèi)有效水深1.2～2.5m，貯泥厚度不小于0.3m，若考慮冬季冰蓋厚度，總深可達(dá)2.5～4.0m；（d）塘數(shù)一般不少于3座，串聯(lián)運(yùn)行，單塘面積以5000m²為宜；（e）應(yīng)使進(jìn)出水口水流均勻分布，污泥若干年應(yīng)清除一次；（f）如果兼性塘作為第一級(jí)，則要求有一定的預(yù)處理措施。

（2）設(shè)計(jì)方法　一般是采用經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行計(jì)算，即BOD₅表面負(fù)荷法。設(shè)計(jì)參數(shù)的選取與冬季平均氣溫有很大關(guān)系，如表1-3-6所示。

兼性塘的設(shè)計(jì)方法還有奧斯沃爾德（W.J.Oswald）法、貝尼菲爾德（L.D.Benefeild）法以及國(guó)內(nèi)提出的使用方法，其主要技術(shù)參數(shù)如表1-3-7所示。

3.2.3　厭氧塘

3.2.3.1　厭氧塘的特性

厭氧塘的水深一般在2.0m以上，有機(jī)負(fù)荷高，全部塘水均無(wú)溶解氧，呈厭氧狀態(tài)，有機(jī)物在厭氧微生物的代謝作用下緩慢分解，最后轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，同時(shí)釋出H₂O及其他致臭物質(zhì)，如圖1-3-7所示。

厭氧塘多用以處理高濃度有機(jī)廢水，如肉類加工、食品工業(yè)、牲畜飼養(yǎng)場(chǎng)等廢水。此外，厭氧塘的處理水，有機(jī)物含量仍很高，需要進(jìn)一步通過(guò)兼性塘和好氧塘處理。

3.2.3.2　厭氧塘的設(shè)計(jì)方法

（1）設(shè)計(jì)要點(diǎn)?。╝）厭氧塘一般為矩形，長(zhǎng)寬比為（2～2.5）∶1，塘堤內(nèi)坡（1∶1.5）～（1∶3），外坡（1∶2）～（1∶4）；（b）塘數(shù)不少于2座，面積不宜大于8000m²，有效水深3～5m，保護(hù)高0.6～1m；（c）厭氧塘一般位于穩(wěn)定塘系統(tǒng)之首，宜設(shè)并聯(lián)，以便輪換清除污泥；（d）塘底應(yīng)采取防滲措施，平底或略具坡度，以利排泥，儲(chǔ)泥深度不應(yīng)小于0.6m；（e）進(jìn)口一般設(shè)在高于塘底0.6～1m處，出水口淹沒式深入水下0.6m，不得小于冰層厚度或浮渣厚度；（f）進(jìn)水硫酸鹽濃度不宜大于500mg/L，NH₃濃度大時(shí)，不利于厭氧消化；（g）多頭進(jìn)水，多頭出水為好，應(yīng)采用格柵、沉砂池作預(yù)處理。

（2）設(shè)計(jì)方法　厭氧塘的設(shè)計(jì)通常是用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用有機(jī)負(fù)荷法進(jìn)行設(shè)計(jì)。厭氧塘的有機(jī)負(fù)荷有3種表示方式：BOD₅表面負(fù)荷，kgBOD₅/（10⁴m²·d）；BOD₅容積負(fù)荷，kgBOD₅/（m³·d）；和VSS容積負(fù)荷，kgVSS/（m³·d）。對(duì)于城市污水采用100～400kgBOD₅/（10⁴m²·d）（冬季）；500～1000kgBOD₅/（10⁴m²·d）（夏季）；對(duì)于工業(yè)廢水，設(shè)計(jì)負(fù)荷一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

厭氧塘的主要技術(shù)參數(shù)列于表1-3-8。

國(guó)外采用厭氧塘處理工業(yè)廢水，已積累了不少經(jīng)驗(yàn)，其技術(shù)參數(shù)列于表1-3-9，可供參考。

3.2.4　曝氣塘

曝氣塘是通過(guò)人工曝氣設(shè)備向塘內(nèi)供氧的穩(wěn)定塘。采用機(jī)械表面曝氣或擴(kuò)散器曝氣，分為完全混合好氧曝氣塘和部分混合兼性曝氣塘兩種。

塘深一般都在3～4m，最深達(dá)5m，塘水保持好氧狀態(tài)。污水在塘中的水力停留時(shí)間4～5d，BOD₅負(fù)荷0.03～0.06kg/（m³·d），BOD₅去除率平均在70%以上。國(guó)外典型曝氣塘設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)列于表1-3-10，可供參考。

3.2.5　深度處理塘

又稱三級(jí)處理塘，用來(lái)改善生物處理構(gòu)筑物或其他類型穩(wěn)定塘出水水質(zhì)，使BOD₅、SS、細(xì)菌和病毒、藻類或氮磷指標(biāo)進(jìn)一步降低，以滿足受納水體或回用要求。深度處理塘多采用好氧塘或曝氣塘，少數(shù)也采用兼性塘。塘的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)列于表1-3-11。

3.2.6　控制出水塘

適用于有大量廉價(jià)可利用土地，但結(jié)冰期長(zhǎng)的寒冷地區(qū)，或需季節(jié)性利用塘出水的缺水地區(qū)以及因受納水體的條件限制不能連續(xù)排放的地區(qū)，其功能是在非排放期貯存污水，在排放期排出水質(zhì)合格的污水。

控制出水塘的塘深應(yīng)大于該地區(qū)冰凍深度1.0m，在冰凍層下應(yīng)保證有1.0m深的水層。在我國(guó)北方，此類塘的BOD₅負(fù)荷為20～40kg/（10⁴m²·d）；水力停留時(shí)間≥180d。

3.2.7　穩(wěn)定塘處理工藝流程的確定

常用的污水穩(wěn)定塘處理工藝流程匯總于表1-3-12。

表1-3-13和表1-3-14分別列出了上述各類穩(wěn)定塘的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)和各類穩(wěn)定塘的有機(jī)負(fù)荷與水力停留時(shí)間，數(shù)據(jù)來(lái)源不同，可供參考。

3.3　污水土地處理工程技術(shù)

污水土地處理工程技術(shù)是在人工調(diào)控下利用土壤-微生物-植物組成的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污水中的污染物進(jìn)行一系列的物理、化學(xué)和生物的凈化過(guò)程，使污染物去除，污水水質(zhì)改善的一種污水處理工藝。這種通過(guò)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的循環(huán)利用，使綠色植物生長(zhǎng)繁殖，從而實(shí)現(xiàn)污水資源化、無(wú)害化和穩(wěn)定化的生態(tài)系統(tǒng)工程稱為污水土地處理系統(tǒng)。

污水的土地處理系統(tǒng)一般由以下各部分組成：（a）污水的預(yù)處理設(shè)備；（b）污水的調(diào)節(jié)、貯存設(shè)備；（c）輸送、配布和控制系統(tǒng)與設(shè)備；（d）土地凈化田；（e）凈化水收集和利用系統(tǒng)。

3.3.1　優(yōu)點(diǎn)和凈化機(jī)理

3.3.1.1　優(yōu)點(diǎn)

污水土地處理系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（a）促進(jìn)污水中植物營(yíng)養(yǎng)素的循環(huán)；（b）污水中的有用物質(zhì)通過(guò)作物的生產(chǎn)而獲得再利用；（c）節(jié)省能源；（d）可利用廢劣土地或坑塘洼地處理污水，基建投資??；（e）運(yùn)行管理簡(jiǎn)單；（f）污泥可充分利用，二次污染少。

3.3.1.2　凈化機(jī)理

污水土地處理系統(tǒng)的凈化機(jī)理十分復(fù)雜，它包含了物理過(guò)濾、物理吸附、物理沉積、物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀、微生物對(duì)有機(jī)物的降解等過(guò)程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個(gè)綜合凈化過(guò)程。主要污染物的去除途徑如表1-3-15所示。

3.3.2　工藝類型

污水土地處理系統(tǒng)可分為慢速滲濾系統(tǒng)（SR）、快速滲濾系統(tǒng)（RI）、地表漫流系統(tǒng)（OF）和地下滲濾（UG）4種主要工藝類型。

3.3.2.1　慢速滲濾系統(tǒng)

慢速滲濾系統(tǒng)適用于滲水性良好的土壤、砂質(zhì)土壤及蒸發(fā)量小、氣候潤(rùn)濕的地區(qū)。借助噴灌布水或面灌布水，將污水分布入田，而后垂直向下緩慢滲濾，田上種植作物，這些作物可充分吸收污水中的水分和營(yíng)養(yǎng)成分，通過(guò)土壤-微生物-作物對(duì)污水進(jìn)行凈化，部分污水蒸發(fā)和滲濾，如圖1-3-8所示。慢速滲濾系統(tǒng)的污水投配負(fù)荷一般較低，滲濾速度慢，故污水凈化效率高，對(duì)BOD去除率一般可達(dá)95%，氮的去除率則在80%～90%。

慢速滲濾系統(tǒng)有農(nóng)業(yè)型和森林型兩種。其主要控制因素為灌水率、灌水方式、作物選擇和預(yù)處理等。

3.3.2.2　快速滲濾系統(tǒng)

快速滲濾系統(tǒng)適用于滲透性非常良好的土壤，如砂土、礫石性砂土、砂質(zhì)砂土等。經(jīng)預(yù)處理的污水投配到滲濾田后部分被蒸發(fā)，大部分下滲地下水，如圖1-3-9所示。

污水周期地向滲濾田灌水和休灌，使表層土壤處于厭氧與好氧的交替狀態(tài)，通過(guò)土壤和微生物對(duì)污水中的組分進(jìn)行阻截、吸附和生物分解，從而防止土壤孔隙的堵塞，使BOD₅、N、P得以去除。這類系統(tǒng)的水力負(fù)荷與有機(jī)負(fù)荷高于其他類型土地處理系統(tǒng)，但如嚴(yán)格控制灌水與休灌的周期，凈化效果仍然很高，BOD去除率可達(dá)95%，總氮去除率達(dá)80%，磷去除率65%。

該系統(tǒng)的污水投配方式，若以再生回用為目的，則以面灌為主，通過(guò)集水井或地下集水管系統(tǒng)收集出水；若僅用于補(bǔ)給地下水，則可不設(shè)集水系統(tǒng)，凈化水可直接儲(chǔ)存于地下蓄水層內(nèi)。

3.3.2.3　地表漫流系統(tǒng)

地表漫流系統(tǒng)適用于滲透性低的黏土或亞黏土，地面最佳坡度為2%～8%。經(jīng)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理的污水以噴灌法或漫灌（淹灌）方式有控制地投配在田塊上，使其在田塊表面形成薄膜，均勻地順坡流下，小部分蒸發(fā)或下滲，大部分匯入集水溝，然后收集排放或利用。田塊上種植牧草或其他作物供微生物棲息并防止土壤流失。地表漫流處理系統(tǒng)如圖1-3-10所示。

地表漫流系統(tǒng)對(duì)BOD₅、SS、營(yíng)養(yǎng)物、微量污染物和病原體都有很強(qiáng)的去除能力。污水在地表流動(dòng)過(guò)程中，顆粒物由于截留、沉淀而被去除；通過(guò)所生成的生物膜對(duì)溶解性有機(jī)物進(jìn)行生物降解；通過(guò)生物硝化-反硝化對(duì)氮化合物進(jìn)行去除。BOD去除率可達(dá)90%，總氮去除率為70%～80%，懸浮物去除率較高。

3.3.2.4　地下滲濾處理系統(tǒng)

地下滲濾處理系統(tǒng)是將污水有控制地投配到距地面約0.5m深，有良好滲透性的土層中，污水在土壤的毛細(xì)管浸潤(rùn)和滲濾作用下，向四周運(yùn)動(dòng)并得到凈化和利用。地下滲濾處理系統(tǒng)分為土壤滲濾溝（圖1-3-11）、地下毛細(xì)管浸潤(rùn)溝、浸沒生物濾池-土壤浸潤(rùn)復(fù)合工藝等。該系統(tǒng)的布水系統(tǒng)埋于地下，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，氮磷去除能力強(qiáng)，出水的水質(zhì)好，凈化水可回用，但是受場(chǎng)地和土壤條件影響較大，控制不當(dāng)時(shí)易堵塞，地下施工，工程量較大，投資較高。

地下滲濾系統(tǒng)適用于無(wú)法接入城市排水管網(wǎng)的小水量污水處理，如分散的居民點(diǎn)住宅、度假村、療養(yǎng)院等。污水進(jìn)入處理系統(tǒng)前需經(jīng)化糞池或水解酸化池預(yù)處理。

3.3.3　土地處理系統(tǒng)的工藝選擇和工藝參數(shù)

土地處理系統(tǒng)工藝類型的選擇，主要是根據(jù)土壤性質(zhì)、透水性、地形、作物種類、氣候條件和對(duì)污水處理程度的要求等來(lái)選擇。根據(jù)需要有時(shí)采用復(fù)合土地處理系統(tǒng)，如地表漫流與濕地處理相組合。

土地處理系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)為負(fù)荷率。各種土地處理工藝的典型設(shè)計(jì)參數(shù)和性能比較匯總于表1-3-16，各種不同類型污水土地處理系統(tǒng)的凈化水的水質(zhì)典型值列于表1-3-17，可供參考。