水污染治理及其生态修复技术研究-兼性塘在处理城市污水中的应用

5.2.3.1 兼性塘的工作原理

各种类型的氧化塘中，兼性塘是应用最广泛的一种。兼性塘一般深1.2～2.5m，通常由三层组成：上层为好氧层，中层为兼性层，底部为厌氧层，如图5-8所示。

图5-8　兼性塘工作原理示意图

在塘的上层，阳光能够照射的部位，其净化机理与好氧塘基本相同；在塘的底部，可沉物质和衰亡的藻类、菌类形成污泥层，由于无溶解氧，而进行厌氧发酵（包括水解酸化和产甲烷两个阶段），液态代谢产物如氨基酸、有机酸等与塘水混合，而气态代谢产物如CO2、CH4等则逸出水面，或在通过好氧层时为细菌所分解，为藻类所利用。厌氧层也有降解BOD的功能。此外，厌氧层通过厌氧发酵反应可以使沉泥得到一定程度的降解，减少塘底污泥量。

在兼性塘内进行的净化反应比较复杂，生物相也比较丰富。因此兼性塘去除污染物的范围比好氧塘广泛，不仅可去除一般的有机污染物，还可有效地去除氮、磷和某些难降解有机污染物。

5.2.3.2 兼性塘的设计

对兼性塘的设计目前多采用经验数据进行计算。表5-5是我国处理城市污水兼性塘的主要设计参数。

表5-5　城市污水兼性塘的设计负荷和水力停留时间

（1）停留时间

兼性塘的停留时间一般规定为7～180d，其中较低的数值用于南方地区，较高的数值用于北方寒冷地区。设计水力停留时间的长短应根据地区的气象条件、设计进出水水质和当地的客观条件，从技术和经济两方面综合考虑确定。但一般不要低于7d和高于180d，低限是为了保持出水水质的稳定和卫生的需要，高限是考虑到即使在冰封期高达半年以上的地区只要有足够的表面积时，其处理也能获得满意的效果。(www.xing528.com)

需要说明的是，以上所定的数值均是平均理论停留时间（即仅由几何尺寸计算而得的），实际的水力停留时间在时间、空间上都是不均匀的。这一点在设计时应充分估计到。

（2）BOD5负荷

兼性塘的塘表面面积负荷一般为10～100kg BOD5/（104 m2·d），其中低值用于北方寒冷地区，高值用于南方炎热地区。为了保证全年正常运行，一般根据最冷月份的平均温度作为控制条件来选择负荷进行设计。

（3）塘数

除很小规模的处理系统可以采用单一塘外，一般均应采用几个塘。多塘系统既可以按串联形式布置，又可以按并联形式布置，一般多用串联塘。串联塘系统最少为3个塘。

（4）塘的长宽比

处理塘常采用方形或矩形，矩形塘的长宽比一般为3∶1，塘的四周应做成圆形以避免死角。不规则的塘形不应采用，因其容易短路形成死水区。

（5）塘深

兼性塘有效水深一般采用1.2～2.5m，最小运行深度是考虑防止对塘堤、塘底等的损害以及淤泥层的补偿等而定的。北方寒冷地区应适当增加塘深以利过冬。但塘深过大，塘表面积将不足以满足光合作用的需要，故应在满足表面负荷的前提下来考虑塘深才能获得经济的、有效的处理塘系统。