DE型雙溝式氧化溝技術與應用

DE型雙溝式氧化溝技術與應用胡彬啟王社平[摘要]DE型型雙溝式氧化化溝，工藝流流程簡單，運運行管理方便便，出水水質(zhì)質(zhì)好，處理過過程穩(wěn)定可靠靠。不僅能去去除污水中的的有機物，而而且兼有生物物脫氮和除磷磷功能，是較較為理想的污污水處理工藝藝。本文詳細介紹了了DE型雙溝式式氧化溝生物物除磷與脫氮氮的工作原理理和設計計算算要點，并列列舉了在西安安市北石橋污污水處理廠的的應用實例。一、DE型氧化化溝生物脫氮氮磷技術概述述：西安市北石橋污污水處理廠的的工藝設計，在在進行各種工工藝方案比較較的基礎上，消消化吸收國外外發(fā)達國家八八十年代先進進技術，處理理工藝采用DDE型氧化溝溝處理系統(tǒng)，污污泥不經(jīng)消化化直接脫水。1、DE型氧化化溝生物脫氮氮除磷過程利用DE型氧化化溝進行生物物脫氮和除磷磷是通過氧化化溝本身特殊殊的運行方式式，創(chuàng)造一定定條件使硝化化和反硝化作作用在氧化溝溝中交替發(fā)生生而完成的。氧氧化溝之前設設置生物選擇擇池，其作用用一是抑制絲絲狀菌的增長長，防止污泥泥膨脹，改善善污泥的沉淀淀性能；二是是細菌在厭氧氧段，把磷從從化合狀態(tài)下下釋放出來，污污水中BODD5濃度下降，而而磷含量上升升，隨后在好好氧段內(nèi)細菌菌吸收在厭氧氧段釋放出的的磷和原污水水中的磷，形形成富含磷污污泥，利用排排除剩余污泥泥達到去除水水中的磷。該該池中配有攪攪拌器，以防防止污泥沉積積。污水經(jīng)過過厭氧-缺氧-好氧段達到到脫氮、除磷磷的目的。DDE型氧化溝溝生物脫氮除除磷就是按照照此原理進行行設計和運行行的。如圖11所示:整個過程分為44個階段。階段A：原污水水與終沉池回回流污泥均流流入選擇池，池池中攪拌器使使之充分混合合，防止污泥泥沉淀，混合合液經(jīng)配水井井流入溝Ⅰ。溝Ⅰ在前一段已已進行了充分分曝氣和硝化化作用，細菌菌已吸收大量量的磷。在階階段A，溝Ⅰ中轉(zhuǎn)刷低速速運行，維持持缺氧條件；；溝Ⅰ中磷的濃度度上升，并在在缺氧條件下下，進行反硝硝化過程，而而溝Ⅱ轉(zhuǎn)刷高速運運行，進行充充氧和硝化過過程，細菌吸吸收污水中的的磷，溝Ⅱ中磷的濃度度下降，溝Ⅱ出水調(diào)節(jié)堰堰降低，處理理后的水由溝溝Ⅱ流入終沉池池。階段B：原污水水與終沉池回回流污泥混合合、配水后還還是進入溝Ⅰ，不過此時時溝Ⅰ、溝Ⅱ轉(zhuǎn)刷均高速速運行充氧、曝曝氣、進行硝硝化過程，進進水中的磷和和階段A溝中釋放的的磷進入好氧氧條件的溝Ⅱ中，溝Ⅱ中混合液磷磷含量降低。B段運行時間取決于該段末了時溝中剩余氧量。水由溝Ⅱ流入終沉池。階段C：階段CC與階段A相類似，溝Ⅰ和溝Ⅱ的工藝條件件互換，功能能剛好相反。此此時反硝化作作用在溝Ⅱ進行，而硝硝化作用則在在溝Ⅰ進行。階段D：階段DD與階段B相類似，階階段B和D是短暫運行行充氧，使吸吸收磷的微生生物和硝化菌菌有更多的工工作時間。但但溝Ⅰ和溝Ⅱ進出水情況況相反。從上述運行過程程來看，溝Ⅰ和溝Ⅱ交替出水，當當溝中轉(zhuǎn)刷低低速運行時進進行反硝化作作用和磷的釋釋放，高速運運行時進行硝硝化作用和磷磷的吸收。通通過適當?shù)恼{(diào)調(diào)節(jié)處理過程程的不同階段段，則可以得得到低濃度的的磷和低濃度度硝酸鹽、氨氨氮的出水。典典型的生物脫脫氮除磷持續(xù)續(xù)時間為4～8h。2、DE型氧化化溝生物脫氮氮、除磷工藝藝設計氧化溝的處理能能力取決于污污水溫度和溝溝內(nèi)活性生物物固體（Vsss）的濃度度。工藝設計計通常是依據(jù)據(jù)進水中污染染物負荷、污污泥齡、污泥泥負荷F/MM和污水溫度度等。設計污污泥齡、F//M和水溫三三者之間有一一定的函數(shù)關關系，如表11所示。污水溫度、泥齡齡污泥負荷之之間的關系表表表1溫度（℃）5101520泥齡（d）201284F/M[kgBBOD5/（kgVsss·d）]0.060.100.150.20DE型氧化溝設設計F/M==0.05～～0.1kggBOD5/（kgMLSSS·d），相相應的泥齡為為12～30d，而MLSSS濃度通常設設計為35000～5500mmg/l，其其取值是依據(jù)據(jù)污泥的沉淀淀性能和污泥泥在溝中貯存存量。生物脫氮與除磷磷的過程設計計基本是一樣樣的。好氧污污泥齡是一個個重要參數(shù)，如如表1所示，泥齡齡是溫度的函函數(shù)，即溫度度高，泥齡短短，反之則泥泥齡長。氧化化溝中反硝化化容積是按反反硝化率設計計，污水中有有較高的C//N比率對于反硝硝化過程是有有利的，實際際設計中為達達到氨氮去除除率在90%%以上，BODD5/TKN＞4是必要的。除除磷過程設計計參數(shù)均為經(jīng)經(jīng)驗數(shù)據(jù)。利利用DE型氧化溝溝進行脫氮、除除磷，必須在在氧化溝前部部設置一座厭厭氧池。通常常厭氧池中水水力停留時間間為0.5～1.0hrr左右。采用用此工藝生物物除磷，出水水中磷濃度可可達到排放標標準。DE型氧化溝工工藝適用范圍圍廣，不僅適適用于大型污污水處理廠，也也可用于中小小型城鎮(zhèn)或居居住區(qū)污水處處理廠。不僅僅適用于要求求處理標準高高的污水處理理廠，也可用用于處理標準準不太高的二二級處理廠。二、DE型氧化化溝的應用：：1、工程概況西安市北石橋污污水處理廠位位于西安市西西南郊北石橋橋村東，主要要接納和處理理西安南郊和和西南郊地區(qū)區(qū)工業(yè)企業(yè)生生產(chǎn)廢水和居居住區(qū)生活污污水，其比例例為7:3左右。全全區(qū)服務面積積53.5kkm2，規(guī)劃控制制人口60萬人。2、水質(zhì)與工藝藝流程根據(jù)可行性研究究報告對服務務區(qū)域內(nèi)各林林業(yè)企業(yè)近遠遠期所排污水水水質(zhì)、水量量分析與預測測，進、出廠廠水水質(zhì)指標標如下：進水：BOD55=180mmg/lSS=2255mg//lCOD=4000mg/lNH44+--N=332mg/ll出水：BOD55≤20mg//lSSS≤20mg//lCOD≤1000MG/LNH4+--N≤15mg//l（T＞12℃）污水處理工藝采采用DE型氧化溝溝系統(tǒng)，污泥泥在氧化溝內(nèi)內(nèi)已趨于穩(wěn)定定，無需另設設消化池，剩剩余污泥經(jīng)濃濃縮后直接機機械脫水。因因此，運行更更為方便，并并可節(jié)省電耗耗和基建投資資。工藝流程程詳見圖2。3、主要構(gòu)筑物物設計（1）污水提升升泵房L污水提升泵泵房按遠期規(guī)規(guī)模30萬m3/d設計，安安裝立式污水水泵共計8臺，單臺流流量為22000m3/h與3045mm3/h，一期工工程設計規(guī)模模15萬m3/d，安裝污污水泵5臺。泵前設設有粗格柵一一道兩臺，間間隙20mmm。（2）細格柵：：為去除污水水中漂浮物質(zhì)質(zhì)，以保證后后處理構(gòu)筑物物正常運行。格格柵間與沉砂砂池合建，長長9.6m，寬寬11.3mm，共二層，一一層為鼓風機機間（沉砂池池曝氣用），二二層安裝6臺IK5011型弧型格柵柵，每臺寬度度1.05mm。柵條間隙隙10mm自動動清渣。電機機功率0.555kw，二二層還設事故故平板格柵11臺，寬度1..10m手動動清渣，間隙隙50mm，格格柵間中還設設有U3200型無軸螺旋旋輸送機1臺，長度100.5m，直直徑285mmm，電機功功率3.0kkw用于將格格柵浮渣送出出池外。（3）曝氣沉砂砂池：曝氣沉沉砂池共2座4格，一期1座，長57..30m，每每格寬5.550m。水力力停留時間77.8minn，沉砂池上上設有長度111.0m橋橋式除砂機11臺，橋上配配有淹沒式砂砂泵2臺，功率2..0kw，將將池底沉砂抽抽送入集砂槽槽，并以砂水水分離器（440m3/hr）脫水水后裝入槽車車運出。沉砂砂池表面浮渣渣由橋上刮渣渣板刮入浮渣渣井，井中浮浮渣由螺旋輸輸送器送至池池外容器。沉沉砂池曝氣用用水氣比0..1～0.2，RS1011型鼓風機2臺，額定風風量12000m3/h，功率37kkw。（4）選擇池與與氧化溝：氧氧化溝為污水水處理廠核心心處理構(gòu)筑物物，包括2個容積相等等交替運行的的生物池3座及選擇池池和終沉池。在在本系統(tǒng)中完完成污水有機機物的氧化和和脫氮除磷。選擇池按一期工工程設計，11座2格，每格長長12.0mm，寬12.00，有效水深深5.0m，設設有480型混合合攪器2套，功率5..5kw，DC35型出出水調(diào)節(jié)堰66套，寬5.00m，分別與與氧化溝的66個池子連通通。堰板調(diào)節(jié)節(jié)由控制室按按運行階段控控制，電機功功率0.555kw。氧化溝一期工程程共3座6池，池寬222.0m，長長116.550m，有效效水深4.550m，設計計污泥負荷為為：0.099kgBODD5/（kgMLSSS.dd），MLSSS=4.5gg/l，泥齡齡11d，計算算標準狀態(tài)下下需氧量為33542kggO2/h，設有Maxxi9型轉(zhuǎn)刷刷共60套，直徑Ф1000mmm，長度9.00m，轉(zhuǎn)速73rr/min，電電機功率455kw，標準準狀態(tài)下充氧氧能力67kkgO2/h。氧化溝溝還沒有SKK4430淹淹沒式攪拌器器18臺，功率率4.0kww，以保證氧氧化溝在缺氧氧狀態(tài)下（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)刷停止運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)）混合液將將不致發(fā)生沉沉淀。氧化溝溝出水設有DDC35型可可調(diào)節(jié)堰板112套，寬5.00m。全部由由中心控制室室按預定程序序集中控制，以以保證氧化溝溝系統(tǒng)始終處處于良好的工工作狀況。（5）終沉池：：終沉池一期期工程共6座，直徑Ф40.0mm，采用中心心進水、周邊邊出水輻流式式沉淀池，每每池設有Ф40型刮泥機機1臺，設計水水力負荷1..02m3/（m2·h），停留時時間4.7hh，回流污泥泥量63000m3/h，回流比比80%。（6）污泥泵房房：活性污泥泥回流與剩余余污泥排放分分別采用CPP3300型型和CP30085型淹沒沒式潛水泵各各6臺，每座終終沉池兩種型型號的泵各11臺，設計污污泥泵房3座，分別建建于兩座終沉沉池之間，寬寬4.0m，長長13.600m，地下式式鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)?；亓髁魑勰啾肣==1500mm3/h，H=6.00m，剩余污污泥泵Q=335m3/h，H=6.00m。電機功功率分別為337.0kww與2.2kww。（7）消毒接觸觸池與加氯間間：處理水出出廠前需加液液氯消毒，加加氯量為4~~10mg//l，加氯間間設有真空加加氯機（美國國WT公司生產(chǎn)產(chǎn)）2臺，及其它它相應附屬設設備。接觸池池設計有效容容積25833m3，池長41..0m，寬21.00m，分為7格，每格3..0m有效水水深3.0mm。（8）污泥濃縮縮池：終沉池池排出剩余污污泥量為28800m3/h，含水率率為99.11%，設計污污泥濃縮池一一期2座，直徑211m，安裝柵柵欄式污泥攪攪拌和刮泥機機。每池裝有有DP30885潛水污泥泥提升泵1臺，Q=600m3/h，H=4.55m，功率2.00kw。濃縮縮污泥由提升升泵送至勻質(zhì)質(zhì)池貯存。（9）均質(zhì)池：：設計容積2250m3，直徑為7..0m，深度度6.5m，為為防止污泥沉沉淀采用POOP--Ⅰ型液下攪拌拌器1臺。功率5..5kw。（10）污泥脫脫水機房：剩剩余污泥由終終沉池排出后后經(jīng)污泥濃縮縮池濃縮，使使其含水率由由99.1%%濃縮至96～97%左右，再再經(jīng)均質(zhì)池后后至污泥脫水水機房機械脫脫水。設計脫脫水機房寬116.0m，長長46.000m。采用20000mm帶寬寬帶式壓濾機機一期2臺，單臺負負荷16～21m3/h，（含固固率2～4%），其它它附屬設備如如下：偏心螺螺桿式污泥投投配泵3臺，Q=100~25m33/h，電機功功率4.0kkw；SV型自動聚聚合物投加設設備1套，投加量量5~6kgg/h；Ф285型無軸軸螺旋輸送機機4臺，長度為為10m與5.0m各2臺，分別與與壓濾機配套套；高壓沖洗洗泵3臺，Q=100m3/h，功率3.77kw。脫水水后泥餅含水水率78~880%左右，脫脫水泥餅約1120m3/d左右。三、北石橋污水水處理廠實際際運行效果及及存在問題：：1、處理效果北石橋污水處理理廠自19998年5月試運行以以來，經(jīng)過一一年多的生產(chǎn)產(chǎn)運行，整個個工藝流程均均達到和超過過設計要求，出出水水質(zhì)穩(wěn)定定且低于設計計出水指標，表表2所示為98年5月~99年7月生產(chǎn)運行行進、出水水水質(zhì)月平均值值。污水廠投產(chǎn)后，每每天大約155萬噸污水中中的有機物，磷磷、氮、大量量削減，因此此排入渭河水水系的水質(zhì)也也產(chǎn)生了較大大的變化。每每天將減少BBOD5排放量為255.5T，COD排放量量55.5TT，SS排放量36..8T，NH4-N排放量4.55T，這表明明北石橋污水水處理廠應用用DE型氧化溝溝技術取得了了良好的環(huán)境境效益。2、工程造價及及主要經(jīng)濟指指標北石橋污水處理理廠工程建設設投資包括兩兩部分，即國國外貸款和國國內(nèi)配套資金金。貸款額度度為545萬美元元（折合人民民幣45233.5萬元），其其中用于購買買進口設備的的費用為4665.1萬美美元（折合人人民幣38660.3萬元元），用于國國外技術咨詢詢、設計聯(lián)絡絡與互訪中方方技術人員培培訓、丹方技技術人員現(xiàn)場場監(jiān)督指導，運運行維護手冊冊等費用為779.9萬美美元（折合人人民幣6633.17萬元元）。北石橋污水凈化化中心98..5~99..7進、水水水質(zhì)分析月報報表（mg//l）表2BOD5CODcrSST-PNH4-NNO3-N溫度℃進水出水進水出水進水出水進水出水進水出水進水出水進水出水1998.5200.47.9252.318.3158.76.02.001.4318.50.900.652.9418.819.81998.6176.29.64244.517.6189.15.82.591.3421.90.501.103.0021.422.61998.7135.510.6253.817.4290.013.22.311.1417.41.421.042.2424.125.61998.8142.08.27274.922.7313.86.02.571.2527.71.321.463.4022.524.11998.9156.29.59181.08.80211.05.22.491.1139.60.741.703.4022.923.41998.100150.910.1192.016.9265.06.02.481.1234.10.800.671.5219.319.91998.111161.410.8186.716.7283.89.292.080.8329.81.270.971.5017.717.71998.122159.29.01272.910.6300.07.83.051.0420.71.931.252.7716.216.71999.1373.016.2394.77.22.291.2314.71.781.392.3015.814.61999.2353.030.4352.08.43.201.9214.71.740.921.9215.214.71999.3147.210.9273.020.3188.610.43.201.7021.21.721.032.0614.213.71999.4237.012.0251.014.6312.011.43.351.4817.21.352.582.2917.218.01999.5135.811.5362.026.6420.07.82.691.2912.91.591.191.9619.120.11999.6180.015.3333.016.0370.06.02.631.0416.70.831.622.8420.822.41999.7167.59.14148.026.2370.07.711.031.7823.32.801.062.7726.427.1注：進、出水水水質(zhì)分析月報報表由北石橋橋污水凈化中中心王恩讓，王王建軍提供。國內(nèi)投資按照施施工決算為116476..5萬元,主要用于征征地、廠內(nèi)水水處理構(gòu)筑物物、附屬建筑筑物、供電、廠廠內(nèi)道路、管管道、綠化以以及國外設備備的運輸、管管理和安裝費費用等。上述兩部分合計計人民幣約22.1億元，表表3所示北石橋橋污水處理廠廠主要經(jīng)濟技技術指標。北石橋污水處理理廠主要經(jīng)濟濟技術指標表表3名稱處理水量占地面積占地指標電耗人員指標處理成本單位104m3/dd畝畝/萬m3Kwh/m3人/萬m3元/m3數(shù)量15285190.2880.32注：⑴占地面積積包括遠期規(guī)規(guī)模廠前區(qū)面面積和預留部部分回用水處處理用地以及及水處理實驗驗用地。⑵電費計算按00.56元/kwh計。3、存在問題盡管北石橋污水水處理廠運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)情況良好，取取得了一定的的社會環(huán)境效效益，但也存存在以下問題題：（1）曝氣沉砂砂池：該池中中所有設備均均系引進。安安裝的油脂泵泵運行過程極極易堵塞，分分析其原因主主要是曝氣沉沉砂池撇浮油油脂井中的浮浮渣成份較多多，油脂較少少且油脂中浮浮渣較粗，使使原油泵抽升升介質(zhì)發(fā)生了了變化，因此此容易堵塞泵泵，從而影響響了曝氣沉砂砂池的正常運運行。19998年10月經(jīng)污水水廠、丹麥KKrugerr公司和中方方設計院共同同研究，將原原油脂泵更換換為螺旋輸送送器，既簡單單又方便，取取得了良好的的效果。（2）污泥脫水水機房：污泥泥脫水機房共共設置兩套污污泥帶式壓濾濾機，由于受受貸款額度的的限制，沒有有考慮引進備備用設備。設設計每臺脫水水機工作運行行時間為18hhr，才能滿滿足脫水泥量量要求，實際際運行每天兩兩班，因此不不能及時地進進行污泥脫水水，致使部分分污泥在污泥泥濃縮池中聚聚積，影響濃濃縮池正常運運行，常有污污泥流失現(xiàn)象象，濃縮池底底污泥濃度高高達92~993%。影響響污泥泵的運運行。四、幾點體會：：1、西安市北石石橋污水處理理廠引進丹麥麥。Krugger公司DE型氧化溝溝處理工藝，在在國內(nèi)尚屬首首家。DE型氧化溝溝除具有流程程簡單，運行行效果穩(wěn)定，管管理方便和基基建費用省等等優(yōu)點之外，還還具有抑制絲絲狀菌的增長長，防止污泥泥膨脹、污泥泥沉淀性能好好的優(yōu)點。為為在我國當前前水污染問題題突出急需發(fā)發(fā)展城市污水水處理，卻又又缺乏足夠資資金的條件下下，氧化溝技技術更具有重重要的現(xiàn)實意意義，值得借借鑒使用。2、DE型氧化化溝在去除污污水中BODD5的同時可將將污水中的NN、P去除，因而而污水經(jīng)DEE型氧化溝處處理之后往往往僅增加少量量設備即可滿滿足污水回用用的目的，為為北石橋污水水廠的遠期回回用提供了有有利的條件，亦亦是結(jié)合我國國國情，引進進該工藝所考考慮的主要因因素之一。3、氧化溝污水水處理工藝由由于水力停留留時間長，池池容大，因而而使基投資增增大，但由于于泥齡長，水水處理徹底，所所以出水水質(zhì)質(zhì)好，除磷脫脫氮效果明顯顯。關于基建投資，雖雖然氧化溝池池容大，但取取消了一次沉沉淀池，另外外由于氧化溝溝泥齡長，污污泥已經(jīng)達到到好氧穩(wěn)定，所所以大大簡化化了污泥處理理工藝，剩余余污泥可以不不經(jīng)消化直接接脫水。從而而降低了污泥泥處理工程費費用，運行管管理簡單，也也減少了污泥泥部分的運行行管理費用。所所以氧化溝處處理工藝將是是目前較為優(yōu)優(yōu)越的工藝方方案。4、本工程氧化化溝有效水深深4.5m，為為防止積泥，設設計中考慮了了兩條措施，一一是在氧化溝溝底部設計了了淹沒式攪拌拌器，根據(jù)氧氧化溝運轉(zhuǎn)工工況開啟攪拌拌器，增加氧氧化溝底部流流速。另外在在每臺轉(zhuǎn)刷的的下游方向設設有擋板，使使轉(zhuǎn)刷推動水水流導向池底