8.1.2.1 稳定塘技术在国内外的发展

在国内外稳定塘的最大优势在于建设费用和运行成本很低，受全球能源危机的影响，近四十年，稳定塘技术得到较快发展。稳定塘不仅能够很好地处理生活污水，而且对各种废水也都表现出优异的处理效果，广泛应用于处理石油、化工、纺织、皮革、食品、制糖、造纸等工业废水。例如：美国有7000多座稳定塘，德国有2000多座稳定塘，法国有1500多座稳定塘，在俄罗斯，稳定塘已成为小城镇污水处理的主要方法。

我国于20世纪50年代开始研究稳定塘污水处理技术。1990年，原国家环保局主持氧化塘技术科技攻关项目研究，在稳定塘的生化处理机理、构筑物工艺运行管理、设计运行参数等方面，取得了许多有价值的研究成果。目前，我国规模较大且成熟的稳定塘有：西安湾运河稳定塘日处理17×104m3城市污水、齐齐哈尔稳定塘日处理20×104m3城市污水、山东胶州氧化塘日处理3×104m3城市污水和湖北鸭儿湖氧化塘日处理8×104m3化工废水等。

8.1.2.2稳定塘技术的应用现状

在以往稳定塘技术的基础上，发展了很多现代新型塘和组合塘工艺。这些技术进一步强化了稳定塘的优势，弥补了传统稳定塘的不足。

(1)新型的稳定塘技术传统稳定塘存在诸如水力停留时间较长、占地面积过大、沉泥严重和散发臭味等问题，人们不断地对稳定塘进行改良，出现了如下新型塘。

①水生植物塘。利用水生维管束植物提高稳定塘处理效率，控制出水藻类数量，除去水中的有机毒物及微量重金属。例如：生长速度最快和改善水质效果最好的水生维管植物有水葫芦、水花生、美国爵床和宽叶香蒲。

②高效藻类塘。高效藻类塘(High Rate Alage Pond，HRAP)是美国加州大学伯克利分校的提出并发展的。现代高效稳定塘特点：a.较浅塘的深度，一般为0.3～0.6m，而传统稳定塘的深度，根据其类型塘内深度一般在0.5～2.0m；b.有一垂直于塘内廊道的连续搅拌装置；c.较短的停留时间，一般为4～10d左右，比一般的稳定塘的停留时间短7～10倍；d.高效藻类塘的宽度较窄，且被分成几个狭长的廊道。这样的构造可以很好地配合塘中的连续搅拌装置，促进污水的完全混合，调节塘内氧和CO2的浓度，均衡池内水温以及促进氨氮的吹脱作用。高效藻类塘有利于藻类和细菌生长繁殖的环境，强化藻类和细菌之间的相互作用，所以高效藻类塘内有着比一般稳定塘更加丰富多样的生物相，对有机物、氨氮和磷有着良好的去除效果，从而大大减少占地面积。现在高效稳定塘在美国、法国、德国、南非、以色列、菲律宾、泰国、印度、新加坡等国都有应用。

③活性藻系统。以色列和Azov等人系统研究并发展了这项技术。活性藻系统是根据藻菌共生原理，在系统内培养合适的菌类和藻类，利用藻类供氧以减少人工供氧量，从而进一步降低污水处理能耗和运行成本。而且，还可以用大量繁殖菌藻的方式进行污水净化、再生和副产藻类蛋白，这类稳定塘又称为高速率氧化塘。

④悬挂人工介质塘。在稳定塘内悬挂比表面积大的人工介质，如纤维填料，为藻菌提供固着生长场所，提高其浓度来加速塘内去除有机质的反应，从而改善塘的出水水质。

⑤超深厌氧塘。美国提出的“高级综合塘系统”(AIPS)中，在兼性塘内设置6m深的厌氧坑。污水从坑底进入塘内，坑内污水上升流速很小，大约污水的全部SS和70%BOD5在坑中被去除。英国Mara等研究的超深厌氧塘，深达15m。超深厌氯塘与常规厌氧塘相比，具有BOD5容积负荷大，占地面积小，受温度影响小的优点。有研究表明，在AIPS系统中深6m厌氧坑运行25a而不需清淤，说明底泥消化完全。

⑥移动式曝气塘。普通曝气塘多为固定式曝气。移动式曝气近似于有多个曝气器同时运转，可缩短氧分子扩散所需时间，含氧水也随着移动式曝气器的移动而迁移，进一步缩短氧分子扩散所需时间。曝气器的移动还有利于保持塘内溶解氧均匀分布而避免死角。

此外，国外近期研究并发展了太阳能水生植物塘，充分利用太阳能技术实现污水治理。

(2)组合塘工艺目前组合塘工艺类型：与生物滤池或生物转盘、活性污泥法组合，作为二级处理的补充；各类塘型的组合。这里主要介绍后者。

①多级串联塘。Mara和R.S.等提出串联稳定塘可以提高水处理效率。利用不同的水质适合不同的微生物生长，串联稳定塘各级水质在递变过程中，会产生各自相适应的优势菌种，因而更有利于发挥各种微生物的净化作用。研究表明，串联稳定塘较之单塘不仅出水藻菌浓度低，BOD、COD、N和P的去除率高，而且只需较短的水力停留时间。人们通过染料试验证实了单塘结构的氧化塘短路现象严重，存在很多死水区，将单塘改造成多级串联塘，其流态更接近于推流反应器的形式，从而减少了短流现象，提高了单位容积的处理效率。其次，从微生物的生态结构看，多级串联有助于污水的逐级递变，减少了返混现象，使有机物降解过程趋于稳定。因此，确定合适的串联级数，考虑分隔效应，找到最佳的容积分配比特别重要。典型的串联方式如“厌—兼—好”组合塘工艺，可比“兼—好”塘系统节省占地40%。

②高级综合塘系统(AIPS)。由美国加州大学W.J.教授研究开发的由高级兼性塘、高负荷藻塘、藻沉淀和熟化塘4种塘串联组成高级综合塘系统，每一个塘为达到预期目的而被专门设计。由于普通塘系统的一些缺点和局限性影响了其推广和应用，从1970年末开始，美国着手研究和开发了一些新型的单元塘和塘系统。它与普通塘系统相比，具有如下一些优点：水力负荷率和有机负荷率较大，而水力停留时间较短；节省能耗；基建和运行费用较低；能实现水的回收和再用，以及其他资源的回收。

③生态综合系统塘。生态综合系统塘处理污水与传统的生物处理概念不同。生态塘系统采用天然和人工放养相结合，对生态塘系统中的生物种属进行优化组合，使污水中能量得以高效地利用，使有机污染物得以最大限度地在食物链(网)中进行降解和去除。其工作原理是以太阳能为初始能源，利用食物链(网)中各营养级上多种多样的生物种群的分工合作来完成污水的净化。具体是在污水处理生态系统的食物链(网)中的物质转化和能量传递过程中实现的。生态塘的核心是食物链(网)，而食物链(网)中的核心是生物种属的合理构成。在生态塘中，还可以以水生作物、水产和水禽形式作为资源回收，净化的污水可作为再生水资源予以回收再用。