生物塘法簡介
生物塘法，又稱氧化塘法，也叫穩定塘法，是一種利用水塘中的微生物和藻類對污水和有機廢水進行生物處理的方法。生物塘法的基本原理是通過水塘中的“藻菌共生系統”進行廢水淨化。所謂“藻菌共生系統”是指水塘中細菌分解廢水的有機物產生的二氧化碳、磷酸鹽、銨鹽等營養物供藻類生長，藻類光合作用產生的氧氣又供細菌生長，從而構成共生系統。不同深淺的塘在淨化機理上不同；可分為好氧塘、兼氧塘、厭氧塘、曝氣氧化塘、田塘和魚塘。好氧塘為淺塘，整個水層處於有氧狀態；兼氧塘為中深塘，上層有氧、下層厭氧；厭氧塘為深塘；除表層外絕大部分厭氧；曝氣氧化塘為配備曝氣機的氧化塘；田塘即種植水生植物的氧化塘；魚塘是放養鴨、魚等的氧化塘。
生物塘法對廢水的淨化過程同生物降解作用對水體的淨化過程相似，故又稱為生物塘法或生物生物塘法。在生物塘法的氧化淨化過程中常伴隨著厭氧還原過程，而且在生物塘中較深的部分，廢水中有機物濃度較高和供氧不足時，厭氧還原便成為主要過程。在這種情況下，廢水便要先經厭氧生物降解，再經需氧生物降解，轉化為水質穩定的出水。因此，這種厭氧、需氧的串聯處理的方法，便稱為穩定塘法，但習慣上仍稱為生物塘法。
歷史
用生物塘法處理污水歷史悠久，北美和澳大利亞等地區土地遼闊，氣候適宜，生物塘法廣泛套用於處理中小城鎮的污水和一些工業廢水，如製漿造紙廢水、食品加工廢水等。近十幾年來，隨著土地處理系統的迅速發展，作為它的重要組成部分生物塘獲得更大的發展，出現了污水曝氣湖等新型生物塘。中國有不少城市用生物塘法處理廢水，不僅能有效地處理廢水，而且可以利用廢水中的有機物在生物氧化過程中轉化成的藻類蛋白養魚、養鴨等，獲得良好的經濟效益。
工作原理
在生物塘中，廢水中有機物主要是通過菌藻共生作用去除的。異養微生物，即需氧細菌和真菌，將有機物氧化降解而產生能量，合成新的細胞；藻類通過光合作用固定二氧化碳並攝取氮、磷等營養物質和有機物,以合成新的細胞並釋出氧。在正常情況下,微生物和藻類相輔相成。藻類釋出的氧供需氧菌和兼性菌用以氧化有機物,形成二氧化碳和水;其中的二氧化碳可供藻類進行光合作用。一些藻類不僅能通過光合作用，而且還能通過異養作用進行新陳代謝。生物塘的工作見圖 1。藻類釋出的氧量不能滿足異養微生物群體氧化有機物的需要時，要由生物塘的表面進氣補充供氧。
污水經生物塘處理後，有機物顯著減少，病原體也顯著減少，如大腸桿菌的去除率通常可達到98％。
類型
按生物性質，可分為需氧塘、厭氧塘和兼性塘。不過在需氧塘中也存在厭氧和兼性狀況占優勢的區域，如塘的底部。需氧塘中應當經常保持2ppm以上的溶解氧。溶解氧過少，會形成兼性厭氧條件。從理論上說，需氧塘的深度應以能夠透光的深度為限（不超過0.5米）,以保證藻類的光合作用。但在這樣深的塘中會出現藻類濃度過高的現象，阻礙陽光射入塘底。實際套用中為了節省土地面積，往往採用1～2米深的兼性塘。生物塘有清水稀釋和無稀釋兩種型式。稀釋生物塘如圖2所示,污水進塘時與河水或湖水(按1:3～1:5比例)混合，使水質顯著改善。水中溶解氧含量充足，藻類和浮游生物繁殖旺盛，適於養魚，因而又稱為養魚塘。中國許多城市的生物塘或氧化湖都屬於這種類型。
如果附近沒有水源可供稀釋，則採用無稀釋生物塘。在這種情況下，污水經沉澱處理後，直接流入塘中處理。無稀釋生物塘有單級和多級之。在單級塘內污水只流過一個池子進行生物處理，前段主要為厭氧處理，後段主要為需氧處理。在多級塘中，污水依次流過幾個池塘進行處理。在前幾級主要為厭氧或兼性過程，而後幾級主要為需氧過程，後幾級塘可以養魚。養魚的多級生物塘最好為6～7級，而養魚塘占整個生物塘面積的1/2至2/3。
兼性厭氧菌和厭氧菌利用硝酸鹽和硫酸鹽等含氧化合物進行氧化反應。在典型的厭氧塘中有機物負荷很大，溶解氧被消耗殆盡，整個塘處於厭氧狀態。在這種環境中所發生的生物化學過程與厭氧消化池發生的一樣，即首先形成有機酸，主要是羧酸類，然後產生甲烷。同時還會產生一些有臭味的氣體如硫化氫、氨等（見污泥消化）。
厭氧塘往往作為需氧塘或兼性塘的預處理塘。厭氧中間產物(短鏈有機化合物)從厭氧塘進入需氧塘中進行氧化降解。厭氧塘的深度取最小的表面積－體積比，以保持最大熱量。一般為3～4米。
有一種新型生物塘稱為污水曝氣湖。使用時向塘中供應充足的氧氣，以增強生物塘單位體積去除有機物的能力。曝氣湖深度通常為3～4.5米，主要靠人工曝氣來供氧，最通用的曝氣裝置是表面曝氣機，每個曝氣機的有效工作半徑約為12～17米。曝氣湖中微生物特性與活性污泥法系統中的相同，而與生物塘中的不同。曝氣湖中的活性生物固體的含量少,所以生化需氧量(BOD)的去除率主要同廢水停留時間、溫度和性質有關。
曝氣湖中的微生物將原生廢水中的大多數有機物氧化降解並產生數量可觀的細胞體。連續加入原生廢水置換排出含有微生物固體的混合液。曝氣湖出水中 B0D的主要來源就是這些被排出的微生物固體。因此有時要在曝氣湖之後設定生物塘，在曝氣湖中的多餘微生物固體隨出水流入生物塘進行沉澱和降解。
設計參數
大多數生物塘是按 BOD表面負荷、塘深和停留時間等參數設計的。不同類型生物塘的設計參數如下：
同活性污泥法和生物膜法相比，生物塘法有一系列優點:基建和運行費用少；維護簡便；工作穩定可靠,處理效率較高，尤其是由厭氧塘、兼性塘和需氧塘串聯組成的多級塘系統和由生物塘或曝氣湖與其出水灌溉農田組成的土地處理系統，其處理程度接近或達到三級處理；缺點是占地面積大。在能源和資源短缺的情況下，這種經濟有效的生物處理法大有發展前途。
