自然條件下的生物處理
自然條件下的生物處理
自然條件下的生物處理方法主要有兩種：水體凈化法和土壤凈化法。氧化塘和養(yǎng)殖塘等屬于水體凈化法；過濾田和灌溉田等屬于土壤凈化法。水田灌溉則介于兩者之間。水體凈化法的凈化過程和機(jī)理與人工條件下的活性污泥法相類似；土壤凈化法的凈化過程和機(jī)理則與人工條件下的生物膜法相類似。
（一）生物塘
1. 生物塘的種類
在天然或人工整修的池塘里，利用塘水中生長的微生物處理有機(jī)廢水的設(shè)施，叫做生物塘。按照生物塘中微生物活動的特征，可將其分為三類：好氧塘--池子淺，陽光透射，負(fù)荷小，全部廢水都能進(jìn)行好氣生物轉(zhuǎn)化；?兼性塘--池子較深，陽光半透射，負(fù)荷較大，池的上層進(jìn)行好氣生物轉(zhuǎn)化，底層和污泥層進(jìn)行厭氣生物轉(zhuǎn)化；?厭氧塘--池子深，負(fù)荷大，廢水進(jìn)行厭氣生物轉(zhuǎn)化。
按照生物塘的利用情況，可特其分為單純處理型和兼作利用型。單純處理型僅用以處理廢水，兼作利用型可以在塘中養(yǎng)殖青綠飼料、藻類、海帶、藕及魚等，因而叫做養(yǎng)殖塘。
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幾種生物塘的特征見表8-7。
生物塘還可分為單級和多級兩種。多級(4～5級)的后幾級常用作養(yǎng)殖塘。
(1)生物氧化塘 生物氧化塘多指好氧生物塘及深度較淺的兼性塘。池塘中氧可通過水面自然復(fù)氧和藻類的生化作用復(fù)氧來補(bǔ)給。生物氧化塘中活動的植物性浮游生物是很多的，代表性的種屬有：綠藻類的小球藻、柵列藻；鞭毛蟲類的衣滴蟲屬、眼蟲屬等。
由于微生物在生化過程中不斷消耗溶解氧，致使水體表層的溶解氧來不及及時(shí)擴(kuò)散到深層，造成了溶解氧沿深度的分布不均勻。水體表層溶解氧濃度大，是好氧微生物活動的好場所，稱為好氣帶。在深層溶解氧的濃度低，約為0.2毫克/d，屬于兼性厭氧微生物活動的場所，稱為兼氣帶。如果池子很深，則*下層及污泥層是厭氧微生物活動的場所，稱為厭氣帶。
一般廢水池塘中陽光能夠射進(jìn)的深度不超過0.4~0.5米。在此深度內(nèi)有大量的藻類生長，溶解氧濃度高，異養(yǎng)微生物代謝旺盛，有機(jī)物分解快。所以把深度不大于0.5米的淺水池塘，比叫高速氧化塘。深度在l～2.5米范圍內(nèi)者，既有好氧分解過程，又有厭氧分解過程。這種池塘的生化反應(yīng)速度較慢，叫做普通氧化塘或兼氣氧化塘。普通氧化塘中微生物的共生關(guān)系及其分解有機(jī)物的過程，示于圖8-40。
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(2)曝氣塘 為了加強(qiáng)復(fù)氧強(qiáng)度，可在生物塘上設(shè)置機(jī)械曝氣器。曝氣塘內(nèi)水流紊動激烈，各處充氧比較均勻，水較渾濁，藻類無法生活，其生物學(xué)特性更接近于活性污泥法。有機(jī)物的去除率和溫度、停留時(shí)間及廢水特性有關(guān)。
曝氣塘的深度一般為3米，停留時(shí)間介于3～8日，BOD負(fù)荷多為0.03～0.06公斤/米3(塘)·日，去除率可達(dá)90%。
(3)厭氧塘 在厭氧塘中，BOD負(fù)荷很高，溶解氧被消耗殆盡，因而只有***和兼性***對有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解，這個(gè)過程和污泥的厭氧消化相同。厭氧分解的效率與溫度有關(guān)，—般建造的池型為了能夠保溫，要求表面積和體積的比值應(yīng)盡量小些，池子的深度要大些(2.5~4米)。
(二)污水灌溉
1．污水灌溉的作用
（1）凈化廢水，保護(hù)環(huán)境 進(jìn)行旱田灌溉時(shí)，廢水的凈化原理基本上和生物膜法相同。懸浮物被截留于上土壤表層；膠體和部分溶解物被吸附于土壤顆粒表面；離子態(tài)污染物通過離子交換作用，而被土壤顆粒截留下來。
在污水灌溉過程中，被截留及吸附的污染物和土壤微生物一起，形成很薄的生物膜，進(jìn)行著有機(jī)物的生物轉(zhuǎn)化。在土壤表層，通風(fēng)條件好，有機(jī)污染物濃度高，生物氧化作用強(qiáng)烈，因而去除率高，屬于好氣生物處理帶。該帶大體在土壤表層0.2～0.3米范圍內(nèi)；當(dāng)土壤孔隙大負(fù)荷低時(shí)，可能更深些。其下部供氧條件差，逐漸進(jìn)入兼性生物處理帶。再往深層，便是厭氣生物處理帶。
進(jìn)行水田灌溉時(shí)，污水的凈化機(jī)理和生物塘類似。水中的懸浮物沉于水底，膠體和溶解物分散于水中，前者靠土壤微生物進(jìn)行凈化，后者靠水體微生物來凈化。由于農(nóng)田作物的覆蓋，光合作用不充分，所以藻類的作用已不象氧化塘那樣重要；而且主要依靠水層淺及風(fēng)力擾動等有利條件進(jìn)行大氣復(fù)氧。水田灌溉中，微生物十分活躍，加之農(nóng)作物的吸收作用，致使有機(jī)氮代謝產(chǎn)物的NH3下降得十分迅速。
（2）給土壤提供了水分和肥分 農(nóng)作物需要充分的水分以維持其生理過程，一般由根系吸收，通過莖葉，*后向大氣蒸發(fā)。土壤也需要水分以溶解各種肥料營養(yǎng)物質(zhì)，供給農(nóng)作物吸收。土壤微生物也需要濕潤的環(huán)境，以進(jìn)行生命活動。可見土壤中的水分是何等的重要。凡是以補(bǔ)給水分為主要目標(biāo)的灌溉，稱為浸潤灌溉。
廢水中含有農(nóng)作物需要的各種肥分。據(jù)我國一些城市的分折，污水中含總氮30～90毫克/升，氨氮5～50毫克/升，磷4～40毫克/升，鉀5～40毫克/升。凡是以施肥為主要目標(biāo)的灌溉，稱為施肥灌溉。
此外，污水灌溉還能改良土壤，使貧瘠板結(jié)的土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，有利于農(nóng)作物的生長；污水灌溉還能提高土壤溫度，延長作物的生長期等。
污水灌溉也存在一些問題：城市污水中工業(yè)廢水的組分逐日增多，毒物也隨之增加，不但影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且有的毒物還能在土壤中積累；其次，污水常年不斷，而農(nóng)田需要則是有季節(jié)性的；再其次是灌溉水量與廢水量不協(xié)調(diào)，并不是有多少污水都能包下來的，灌溉過量還會對環(huán)境造成新的危害。
2．污水灌溉對水質(zhì)的要求
(1)不含有害農(nóng)作物的有毒及有害成分；嚴(yán)格控制重金屬和某些有毒化學(xué)物質(zhì)的含量；酸堿度應(yīng)適中(pH值＝6～8)；溫度不高于40℃；懸浮固體濃度不大于200～300毫克/升。
(2)不淤積和堵塞土壤孔隙，不使土壤鹽漬化。
(3)不傳染**。
(4)不污染地下及地面水源。
(5)不含有能在農(nóng)作物中積累的化學(xué)物質(zhì)。
利用工業(yè)廢水灌溉時(shí)，必須持積極而又慎重的態(tài)度。一般應(yīng)在小型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定合理的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。要做好調(diào)查研究，充分掌握各種原始資料，如：氣象資料，地形資料，土壤資料，水文及水文地質(zhì)資料，污水資料等，以便做好進(jìn)行污水灌區(qū)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作。
從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，廢水只有經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?/span>(機(jī)械處理或生物處理)之后，才能用于灌溉農(nóng)田。所以，灌區(qū)位置的選擇應(yīng)與廢水處理廠的廠址選擇結(jié)合起來考慮。通常應(yīng)把灌區(qū)選于處理廠的附近，*好把灌溉干渠與污水處理廠出水渠結(jié)合起來，使排灌兩便，又節(jié)約投資。如果處理廠附近有豐富的地下水源或地面水源，灌區(qū)應(yīng)選于較遠(yuǎn)較高的缺水地區(qū)，以防污染水源，并解決農(nóng)田需要問題。選擇灌區(qū)還必須考慮終年利用的可能性，*好能做到全年均衡用水。對于地下水位高，土壤滲透好，低洼易澇有給水水源的地區(qū)，一般不應(yīng)選作灌區(qū)。
