氧化溝工藝介紹

1、氧化溝介紹氧化溝又名氧化渠， 實際上它是活性污泥法的一種變型。 因為廢水和活性污 泥的混合液在環(huán)狀的曝氣溝渠中不斷循環(huán)流動，有人稱其為“循環(huán)曝氣池” 、“無終 端的曝氣系統(tǒng)”。早在1920年，Haworth研制的槳板式曝氣機應用于英國 Shefiidd的Tynsley 污水處理廠，該處理廠被認為是現(xiàn)代氧化溝的先驅(qū)，但當時尚未出現(xiàn)“氧化溝”一 詞。得到公認的第一座氧化溝污水處理廠建于 1954 年，它是由 APasveer 博 士設(shè)計的， 在荷蘭的 Voorshopcn 市投入使用， 服務(wù)人口為 360 人，從此以后才 有了“氧化溝”這一專用術(shù)語。其運行方式為間歇運行，將曝氣凈化、泥水分離和 污

2、泥穩(wěn)定等過程集于一體。由于 Pasveer 博士的貢獻，這項技術(shù)又被稱為 Pasveer 溝。從本質(zhì)上講，氧化溝屬于活性污泥改良法的延時曝氣法范疇。但與通常的延 時曝氣法有所不同，氧化溝中污泥的 SRT 長，盡可能使污泥濃度在溝中保持高 些，以高 MISS 運行。因此，那些比增殖速度小的微生物便能夠生息，特別是硝 化細菌占優(yōu)勢，使氧化溝中的硝化反應能顯著進行。另外，長的 SRT 使剩余污 泥量少且已好氧穩(wěn)定，可不需要污泥的消化處理。氧化溝處理系統(tǒng)的基本特征是曝氣池呈封閉式溝渠形，它使用一種帶方向控 制的曝氣和攪動裝置， 一方面向混合液中充氧， 另一方面向反應池中的物質(zhì)傳遞 水平速度，使污水和活

3、性污泥的混合液在溝內(nèi)作不停的循環(huán)流動。 從反應器的觀 點看，氧化溝屬于一種獨具特色的連續(xù)環(huán)式反應器 (CLR) 。由于氧化溝巧妙地結(jié)合了連續(xù)式反應器和曝氣設(shè)備特定的定位布置，使氧化 溝具有若干與眾不同的特性：(1) 氧化溝結(jié)合推流和完全混合的特點，有利于克服短流和提高緩沖能力；(2) 氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化反硝化生物處理工藝；(3) 氧化溝功率密度的不均勻分配，有利于氧的傳遞、液體混合和污泥絮凝；氧化溝的整體體積功率密度低，可節(jié)省能量卡魯塞爾氧化溝和奧貝爾氧化溝的區(qū)別奧貝爾氧化溝工藝特點奧貝爾氧化溝屬活性污泥法中的延時曝氣法， 溝體通常由三個同心橢圓形溝 道組成，污水與

4、回流污泥混合后，由外溝道進入，再依次進入中溝和內(nèi)溝，在各 溝道內(nèi)循環(huán)數(shù)十到數(shù)百次， 最終出水至二沉池。 各溝道內(nèi)安裝有數(shù)量不等的轉(zhuǎn)碟 曝氣機，以進行充氧及推流攪拌作用。與普通氧化溝相比， 奧貝爾氧化溝可看作是由外溝、 中溝和內(nèi)溝串聯(lián)的一種 多級氧化溝：外溝道的功能主要是高效完成碳源氧化、 反硝化及大部分硝化， 容積通常占 氧化溝容積的 50%55%，可去除80%左右的有機物，溶解氧濃度一般在 Omg/I0.5mg/l之間，在溝道內(nèi)形成交替耗氧和大區(qū)域的缺氧環(huán)境，可較高程度地同時進行“硝化和反硝化”，脫氮效果明顯，氨氮的去除率可高達 90%；同時， 由于溝道中大部分區(qū)域溶解氧在 0mg/l 0.

5、5mg/l 之間，氧傳遞作用是在氧虧條 件下進行的，氧的轉(zhuǎn)移速率有所提高，節(jié)能效果明顯。中溝道是聯(lián)系外溝與內(nèi)溝的過渡段， 進行互補調(diào)節(jié)， 進一步去除剩余的有機 物及繼續(xù)完成氨氮硝化， 并可充分發(fā)揮外溝道或內(nèi)溝道的強化作用， 有利于保證 系統(tǒng)運行的可靠性，中溝道容積一般占 25%30% ，溶解氧濃度控制在 1.0mg/l 左右。內(nèi)溝道主要是為了確保氧化溝出水水質(zhì)，溶解氧濃度約在 2.0mg/l 左右，以保證有機物和氨氮較高的去除率，同時保證出水帶有足夠的溶解氧進入二沉池， 抑制磷的釋放。內(nèi)溝道容積約占氧化溝總?cè)莘e的 15%20%從奧貝爾氧化溝三個溝的溶解氧分布來看，外溝、中溝、內(nèi)溝的溶解氧呈 0

6、 1 2mg/L 的梯度分布，其中，僅內(nèi)溝道的溶解氧值要求較高，與普通氧化溝 要求（ 2mg/L ）一致，外溝及中溝的溶解氧均低于普通氧化溝要求。由于氧的轉(zhuǎn) 移速率隨混合液溶解氧濃度的降低而提高，故在奧貝爾氧化溝的外溝及中溝中， 氧的轉(zhuǎn)移速率將高于普通氧化溝， 這樣充氧量可相應減少， 這就決定了奧貝爾氧 化溝較普通氧化溝更為節(jié)能，一般約節(jié)省能耗15%20%。因此，在設(shè)計奧貝爾氧化溝時，應充分結(jié)合工藝特點，科學合理地計算充氧量。Carrousel 氧化溝處理污水的原理最初的普通 Carrousel 氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進入氧化溝 系統(tǒng)。表面曝氣機使混合液中溶解氧 DO 的濃度增加

7、到大約 2 3mg/L 。在這種 充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除BOD ；同時，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機下游，水流由曝氣 區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)， 水流維持在最小流速， 保證活性污泥處于懸 浮狀態(tài)（平均流速 >0.3m/s ）。微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧， 直到 DO 值 降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進入有氧區(qū)，完 成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中， BOD 降解是一個連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā) 生在同一池中。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去處 BOD ，但除 磷脫氮的能力有限 7。為了

8、取得更好的除磷脫氮的效果， Carrousel 2000 系統(tǒng)在普通 Carrousel 氧化溝前增加了一個厭氧區(qū)和絕氧區(qū)（又稱前反硝化區(qū)）13-5 Carruusel 2000氧比溝平面結(jié)構(gòu)圖全部回流污泥和10-30%的污水進入?yún)捬鯀^(qū)，可將回流污泥中的殘留硝酸氮 在缺氧和10-30%碳源條件下完成反硝化，為以后的絕氧池創(chuàng)造絕氧條件。同時， 厭氧區(qū)中的兼性細菌將可溶性 BOD轉(zhuǎn)化成VFA（揮發(fā)性脂肪酸，是厭氧生物處 理法發(fā)酵階段的末端產(chǎn)物），聚磷菌獲得 VFA將其同化成PHB（聚-伕羥基丁酸 （poly- £hydroxybutyrate,PHB）,是一種存在于許多細菌細胞質(zhì)內(nèi)屬于類

9、脂性質(zhì)的 碳源類貯藏物，不溶于水，而溶于氯仿,可用尼羅藍或蘇丹黑染色，具有貯藏能量，碳 源和降低細胞內(nèi)滲透壓等作用），所需能量來源于聚磷的水解并導致磷酸鹽的釋 放。厭氧區(qū)出水進入內(nèi)部安裝有攪拌器的絕氧區(qū)，所謂絕氧就是池內(nèi)混合液既無分子氧，也無化合物氧（硝酸根），在此絕氧環(huán)境下，70-90%的污水可提供足夠 的碳源，使聚磷菌能充分釋磷。絕氧區(qū)后接普通Carrousel氧化溝系統(tǒng)，進一步完成去除BOD、脫氮和除磷。最后，混合液在氧化溝富氧區(qū)排出，在富氧環(huán)境 下聚磷菌過量吸磷，將磷從水中轉(zhuǎn)移到污泥中，隨剩余污泥排出系統(tǒng)。這樣，在Carrousel 2000系統(tǒng)內(nèi)，較好的同時完成了去除 BOD、COD

10、和脫氮除磷8運行效果可見：經(jīng)過 Carrousel 2000 系統(tǒng)處理后， BOD、COD 、SS 的去除率均達到了 90%以上，TN的去除率達到了 80% ,TP的去除率也達到了 90%。氧化溝法、AB法、A2/0法、SBR法的工藝比較一、A/O工藝簡介由于我國小城鎮(zhèn)居住點分散， 污水源分布點多量少， 城鎮(zhèn)級污水廠的規(guī)模多 低于 10000 噸 /日。目前國內(nèi)大中型城市污水處理廠經(jīng)常采用的處理技術(shù)有傳統(tǒng) 活性污泥法、A2/0、SBR、氧化溝等，如果以這些技術(shù)建設(shè)小城鎮(zhèn)污水處理廠 會造成由于居高不下的運行費用， 無法正常運行。 必須針對小城鎮(zhèn)的特點采用投 資省，運行費用低，技術(shù)穩(wěn)定可靠，操作與

11、管理相對簡單的工藝。工藝特點 采用 SNP 特種懸浮型生物填料，系統(tǒng)污泥濃度高，停留時間短。 厭氧生物濾池：能耗低，為活性污泥法的十分之一，產(chǎn)泥量很少。 好氧生物濾池：停留時間短，保證出水達標。 所有設(shè)備可以采用利浦罐或拼裝鋼結(jié)構(gòu)，具有施工周期短，投資低，占 地節(jié)約，外觀美觀的特點。 處理效果好，運行穩(wěn)定，占地較小，操作管理簡單，運行靈活性強。 低投資，低運行費，尤其適合于規(guī)模低于 200010000噸/日以下的小 城鎮(zhèn)污水處理廠。 維修檢修工作量低，需要運行操作人員的要求相對也較低。應用范圍200010000 噸/日以下的小城鎮(zhèn)污水處理廠二、A2/0 工藝亦稱 A-A-0 工藝，是英文 An

12、aerobic-Anoxic-0xic 第一個字母的簡稱 （生物脫氮 除磷）。按實質(zhì)意義來說，本工藝稱為厭氧 -缺氧 -好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱缺氫池鮒刃奸氫池0)»二沉池出力A2/0工藝是流程最簡單，應用最廣泛的 脫氮除磷工藝。污水首先進入?yún)捬?池，兼性厭氧菌將污水中的易降解有機物轉(zhuǎn)化成 VFAs。回流污泥帶入的聚磷菌 將體內(nèi)的聚磷分解，此為釋磷，所釋放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厭氧環(huán) 境下維持生存，另一部分供聚磷菌主動吸收 VFAs，并在體內(nèi)儲存PHB。進入缺 氧區(qū)，反硝化細菌就利用混合液回流帶入的硝酸鹽及進水中的有機物進行反硝化 脫氮，接著進入好氧區(qū)，聚磷菌除了吸收利

13、用污水中殘留的易降解BOD夕卜，主要分解體內(nèi)儲存的PHB產(chǎn)生能量供自身生長繁殖，并主動吸收環(huán)境中的溶解磷， 此為吸磷，以聚磷的形式在體內(nèi)儲存。污水經(jīng)厭氧，缺氧區(qū)，有機物分別被聚磷 菌和反硝化細菌利用后濃度已很低，有利于自養(yǎng)的硝化菌的生長繁殖。最后， 混合液進入沉淀池，進行泥水分離，上清液作為處理水排放，沉淀污泥的一部風 回流厭氧池，另一部分作為剩余污泥排放。本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少于其他同類工藝。而且在厭氧-缺氧-好養(yǎng)交替運行條件下，不易發(fā)生污泥膨脹。運行中切勿投藥，厭氧池和缺氧池只有輕緩攪拌，運行費用低。該工藝處理效率一般能達到：B0D5和SS為90

14、%95%，總氮為70%以上,磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工 藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法，運行管理要求高時才采用該工藝本工藝具有如下特點：（1）本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少于其他同類工藝（2）在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100（SVI :污泥體積指數(shù)，是衡量活性污泥沉降 性能的指標。指曝氣池混合液經(jīng)30min靜沉后，相應的1g干污泥所占的容積（以mL計）,即：SVI=混合液30min靜沉后污泥容積（mL）/污泥干重（g），即SVI=SV30/MLSS。SVI 值能較好地反映出活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能。良好的活性污泥SVI常在50120之間，SVI值過低，說明污泥活性不夠， 可能是水體中營養(yǎng)元素缺失導致。 SVI 過高的污泥 , ，說明可能發(fā)生污泥膨脹， 可通過停止曝氣，讓污泥沉降缺氧厭氧硝化能起到很好的作用。如因絲狀菌過 度繁殖所致， 則應投加相應的消毒劑， 必要時要抽干好氧池重新培養(yǎng)好氧污泥。 ）（3）污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效（4）運行中勿需投藥，兩個 A 斷只用輕緩攪拌，并不增加溶解氧濃度，