污水處理氧化溝工藝

1、3)owater污水處理，就到中國污水處理工程網(wǎng)!t閭污水此理工程阿污水處理氧化溝工藝氧化溝(ox idat ion ditch)又名連續(xù)循環(huán)曝氣池(Con t inuou s loop reacto r),是活性污泥法的一種變形。氧化溝污 水處理工藝自投入使用以來。由于其出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)特點，已經(jīng)在國內(nèi)外廣泛的應用于生活污水和工業(yè)污水的治理。目前應用較為廣泛的氧化溝類型包括：帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝、奧爾伯氧化溝、T型氧化溝、DE型氧化溝和一體化氧化溝。氧化溝是由荷蘭衛(wèi)生工程研究所在上世紀50年代研制開發(fā)的廢水生物處理技術(shù)，是活性污泥法的一種改型，屬延時曝氣的一種特

2、殊形式。其基本特征是曝氣池呈封閉、環(huán)狀跑道式，池體狹長,池深較淺，在溝槽中設有表面曝氣裝置。廢水和活性污泥以及各種微生物混合在溝渠中作不停地循環(huán)流動，完成對廢水的硝化與反硝化處理。生物氧化溝兼有完全混合式、推流式和氧化塘的特點。在技術(shù)上具有凈化程度高、耐沖擊、運行穩(wěn)定可靠、操作簡單、運行管理方便、維修簡單、投資少、能耗低等特點。氧化溝在空間上形成了好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，具有良好的脫氮功能。最早的氧化溝為 20世紀50年代開發(fā)的帕斯韋爾(Pasveer)氧化溝，在溝道轉(zhuǎn)彎處采用豎軸表面曝氣器，在一側(cè)溝道上設有橫軸轉(zhuǎn)刷曝氣器，取得曝氣與攪拌兩個作用，二沉池與之分建;1960年，一種結(jié)構(gòu)更為緊湊的

3、奧貝爾(0 rbal)氧化溝在南非被開發(fā)和使用，后被Envirex收購，成為美國USFilter公司的一項專利；20世紀60年代荷蘭DHV公司開發(fā)了使用廣泛的Car rou sel氧化溝，除了能獲得較高的 BOD5去除效率，同時還能達到部分脫氮除磷的目的；80年代初，美國開發(fā)了將二次沉淀池設置在氧化溝中的合建式氧化溝一一BM TS型，并發(fā)展成現(xiàn)在所說的一體化氧化溝；此外，還有目前常用的多溝交替式氧化溝(雙溝DE、三溝T型)等等，形成了頗為龐大的氧化溝家族。氧化溝工藝概述1.1氧化溝工藝基本原理和主要設計參數(shù)氧化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和

4、活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質(zhì)上屬于延時曝氣系統(tǒng)。以下為一般氧化溝法的主要設計參數(shù)：水力停留時間：10 40小時；污泥齡：一般大于 20天；有機負荷：0.05 0.15kgBOD5/(kgMLSS.d);容積負荷：0.2 0.4kgBOD5/(m3.d);活性污泥濃度：2000 6000mg/l ;owater中餌吟未此攫工隹問污水處理，就到中國污水處理工程網(wǎng)！溝內(nèi)平均流速：0.3 0.5m/s1.2氧化溝的技術(shù)特點：氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應池（ Cintinuous Loop Reator,簡稱CLR

5、作生物反應池，混合液在該反應池中一條閉 合曝氣渠道進行連續(xù)循環(huán)， 氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。 氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置， 向反應池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環(huán)。氧化溝一般由溝體、曝氣設備、進出水裝置、導流和混合設備組成，溝體的平面形狀一般呈環(huán)形，也可以是長 方形、L形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。氧化溝法由于具有較長的水力停留時間，較低的有機負荷和較長的污泥齡。因此相比傳統(tǒng)活性污泥法，可以省 略調(diào)節(jié)池，初沉池，污泥消化池，有的還可以省略二沉池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因為巧妙 結(jié)合了 CLR形式和曝氣裝置特定的定位布

6、置，是式氧化溝具有獨特水力學特征和工作特性：1）氧化溝結(jié)合推流和完全混合的特點，有力于克服短流和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區(qū)上游安排入流，在入流點的再上游點安排出流。入流通過曝氣區(qū)在循環(huán)中很好的被混合和分散，混合液再次圍繞CLR繼續(xù)循環(huán)。這樣，氧化溝在短期內(nèi)（如一個循環(huán)）呈推流狀態(tài)，而在長期內(nèi)（如多次循環(huán)）又呈混合狀態(tài)。這兩者的結(jié)合， 即使入流至少經(jīng)歷一個循環(huán)而基本杜絕短流，又可以提供很大的稀釋倍數(shù)而提高了緩沖能力。同時為了防止污 泥沉積，必須保證溝內(nèi)足夠的流速（一般平均流速大于0.3m/s ），而污水在溝內(nèi)的停留時間又較長，這就要求溝內(nèi)由較大的循環(huán)流量（一般是污水進水流量的數(shù)倍乃至數(shù)十倍

7、），進入溝內(nèi)污水立即被大量的循環(huán)液所混合稀釋，因此氧化溝系統(tǒng)具有很強的耐沖擊負荷能力，對不易降解的有機物也有較好的處理能力。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。氧化溝從整體上說又是完全混合的，而液體流動卻保持著推流前進，其曝氣裝置是定位的，因此，混合液在曝氣區(qū)內(nèi)溶解氧濃度是上游高，然后沿溝長逐步下降，出現(xiàn)明顯的濃度梯度，到下游區(qū)溶解氧濃度就很低，基本上處于缺氧狀態(tài)。氧化溝設計 可按要求安排好氧區(qū)和缺氧區(qū)實現(xiàn)硝化-反硝化工藝，不僅可以利用硝酸鹽中的氧滿足一定的需氧量，而且可 以通過反硝化補充硝化過程中消耗的堿度。這些有利于節(jié)省能耗和減少甚至免去硝化過程中需要投

8、加的化學藥 品數(shù)量。3）氧化溝溝內(nèi)功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質(zhì)，液體混合和污泥絮凝。傳統(tǒng)曝氣的功率密度一般僅為20 30瓦/米3,平均速度梯度 G大于100秒-1。這不僅有利于氧的傳遞和液體混合，而且有利于充分切割絮 凝的污泥顆粒。當混合液經(jīng)平穩(wěn)的輸送區(qū)到達好氧區(qū)后期，平均速度梯度G小于30秒-1,污泥仍有再絮凝的機會，因而也能改善污泥的絮凝性能。有污水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。owater中餌吟未此攫工隹問污水處理，就到中國污水處理工程網(wǎng)！4）氧化溝的整體功率密度較低， 可節(jié)約能源。氧化溝的混合液一旦被加速到溝中的平均流速，對于維持循環(huán)

9、僅需克服沿程和彎道的水頭損失，因而氧化溝可比其他系統(tǒng)以低得多的整體功率密度來維持混合液流動和活性污 泥懸浮狀態(tài)。據(jù)國外的一些報道，氧化溝比常規(guī)的活性污泥法能耗降低20滄30%另外，據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計資料顯示，與其他污水生物處理方法相比，氧化溝具有處理流程簡單，超作管理方便；出 水水質(zhì)好，工藝可靠性強；基建投資省，運行費用低等特點。1.3氧化溝技術(shù)的發(fā)展自1920年英國Sheffield 建立的污水廠成為氧化溝技術(shù)先驅(qū)以來， 氧化溝技術(shù)一直在不斷的發(fā)展和完善。 其技 術(shù)方面的提高是在兩個方面同時展開的：一是工藝的改良；二是曝氣設備的革新。1.3.1 工藝的改良工藝的改良過程大致可分為四個階段：盤式初朗

10、氧化溝195件*造的Vqd灼hop北範化溝，間歇運行.分詵加 囉氣 凈化、沉淀和排水四個基本工序規(guī)篠型氧化溝増加冗淀址-使嗥氣和沉讀分別在兩亍區(qū)域進行，可以連續(xù)進水爭祥型氧化溝考慮攬氮蹤璘等要求.著名的有DE魁 氧化溝* 氧化溝廉日嵐化溝 等一體化氧化溝時空調(diào)配型1 D型VR型T型等）臺蚩武（口M花武.惻肉式.中心島武零）1.3.2曝氣設備的革新：曝氣設備對氧化溝的處理效率，能耗及處理穩(wěn)定性有關(guān)鍵性影響，其作用主要表現(xiàn)在以下四個方面：向水中供 氧；推進水流前進，使水流在池內(nèi)作循環(huán)流動；保證溝內(nèi)活性污泥處于懸浮狀態(tài)；使氧、有機物、微生物充分 混合。針對以上幾個要求，曝氣設備也一直在改進和完善。常

11、規(guī)的氧化溝曝氣設備有橫軸曝氣裝置及豎軸曝氣 裝置。1）橫軸曝氣裝置為轉(zhuǎn)刷和轉(zhuǎn)盤。其中轉(zhuǎn)刷更為常見，轉(zhuǎn)刷單獨使用通常只能滿足水深較淺的氧化溝，有效水深不大于2.0 - 3.5米。從而造成傳統(tǒng)氧化溝較淺， 占地面積大的弊端。近幾年開發(fā)了水下推進器配合轉(zhuǎn)刷， 解決了這個問題，如山東高密污水廠，有效水深為4.5米，保證溝內(nèi)平均流速大于 0.3米/秒，溝底流速不低于 0.1米/秒，這樣氧化溝占地大大減少，轉(zhuǎn)刷技術(shù)運用已相當成熟，但因其供氧率低，能耗大，故其逐漸被另外先進 的曝氣技術(shù)所取代。2）豎軸式表面曝氣機，各種類型的表面曝氣機均可用于氧化溝， 一般安裝在溝渠的轉(zhuǎn)彎處，這種曝氣裝置有較 大的提升能力，

12、氧化溝水深可達 44.5米，如1968年荷蘭PHV開發(fā)的著名 Carrousel氧化溝在一端的中心設 垂直軸的一定方向的低速表曝葉輪，葉輪轉(zhuǎn)動時除向污水供氧外，還能使溝中水體沿一定方向循環(huán)流動。表曝設備價格較便宜，但能耗大易出故障，且維修困難。3）射流曝氣，1969年Lewrnpt等創(chuàng)建了第一座試驗性射流曝氣氧化溝（ JA。，國外的射流曝氣多為壓力供氣式，而國內(nèi)通常是自吸空氣式，JAC的優(yōu)點是氧化溝的寬度和水的深度不受限制，可以用于深水曝氣，且氧的利用率高，目前最大的 JAC在奧地利的林茨，處理流量為17.2萬噸/天，水深7.5米。4）微孔曝氣，現(xiàn)在應用較多的微孔曝氣裝置，采用多孔性空氣擴散裝

13、置克服了以往裝置氣壓損失大，易堵塞的毛病，且氧利用率較高，在氧化溝技術(shù)運用中越來越廣泛，目前，我國廣東省某污水廠已成功運用此種曝氣系統(tǒng)。同時可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。5）其他曝氣設備，包括一些新型的曝氣推動設備，如浙江某公司開發(fā)的復葉節(jié)流新型曝氣器，氧利用率較高，浮于水面，易檢修，充氧能力可達水下7米，推動能力相當強，滿足氧化溝的曝氣推動一體化要求，同時能夠滿足氧化溝底部的充氧和推動。氧化溝在國內(nèi)外都發(fā)展很快。歐州的氧化溝污水廠已有上千座，在國內(nèi)，從20世紀80年代末開始在城市污水和工業(yè)廢水中引進國外氧化溝的先進技術(shù)，從原來的日處理量3000立方米到目前10萬噸以上的污水處理廠已

14、比較普遍，氧化溝工藝已成為我國城市污水處理的主要工藝。2.氧化溝脫氮除磷工藝2.1傳統(tǒng)氧化溝的脫氮除磷傳統(tǒng)氧化溝的脫氮，主要是利用溝內(nèi)溶解氧分布的不均勻性，通過合理的設計，使溝中產(chǎn)生交替循環(huán)的好氧區(qū) 和缺氧區(qū)，從而達到脫氮的目的。 其最大的優(yōu)點是在不外加碳源的情況下在同一溝中實現(xiàn)有機物和總氮的去除， 因此是非常經(jīng)濟的。但在同一溝中好氧區(qū)與缺氧區(qū)各自的體積和溶解氧濃度很難準確地加以控制，因此對除氮 的效果是有限的，而對除磷幾乎不起作用。另外，在傳統(tǒng)的單溝式氧化溝中，微生物在好氧-缺氧-好氧短暫 的經(jīng)常性的環(huán)境變化中使硝化菌和反硝化菌群并非總是處于最佳的生長代謝環(huán)境中，由此也影響單位體積構(gòu)筑 物的

15、處理能力。oivater com申匡吟貳處搜工程問污水處理，就到中國污水處理工程網(wǎng)！隨著氧化溝工藝的反展，目前，在工程應用中比較有代表性的有形式有：多溝交替式氧化溝（如三溝式，五溝 式）及其改進型、卡魯塞爾氧化溝及其改進型、奧貝爾 （Orbal）氧化溝及其改進型、一體化氧化溝等。他們都具 有一定的脫氮除磷能力，2.2. PI型氧化溝的脫氮除磷PI（ Phase Isolation）型氧化溝，即交替式和半交替式氧化溝，是七十年代在丹麥發(fā)展起來的，其中包括DE型、T型和VR型氧化溝，隨著各國對污水處理廠出水氮，磷含量要求越來越嚴，因而開發(fā)出現(xiàn)了功能加強的PI型氧化溝，主要由Kruger公司與Dem

16、mark技術(shù)學院合作開發(fā)的，稱為Bio-Denitro 和Bio-Denipho工藝，這兩種工藝都是根據(jù) A/O和A2/O生物脫氮除磷原理，創(chuàng)造缺氧 /好氧，厭氧/缺氧/好氧的工藝環(huán)境，達到生物脫氮 除磷的目的。2.2.1 DE型、T型氧化溝脫氮工藝DE型氧化溝為雙溝系統(tǒng)，T型氧化溝為三溝系統(tǒng)，其運行方式比較相似，都是通過配水井對水流流向的切換， 堰門的起閉以及曝氣轉(zhuǎn)刷的調(diào)速，在溝中創(chuàng)造交替的硝化，反硝化條件，以達到脫氮的目的。其不同之處在于 DE型氧化溝系統(tǒng)是二沉池與氧化溝分建，有獨立的污泥回流系統(tǒng)；而T型氧化溝的兩側(cè)溝輪流作為沉淀池。2.2.2 VR型氧化溝脫氮工藝VR氧化溝溝型宛如通常的

17、環(huán)形跑道，中央有一小島的直壁結(jié)構(gòu)，氧化溝分為兩個容積相當?shù)牟糠?，其水平形?如反向的英文字母 C,污水處理通過二道拍門和二道出流堰交替起閉進行連續(xù)和恒水位運行。2.2.3 PI型氧化溝同時脫氮除磷工藝交替式氧化溝在脫氮效果上良好，為了達到除磷效果，通常在氧化溝前設置相應的厭氧區(qū)或構(gòu)筑物或改變其運 行方式。據(jù)國內(nèi)外實際運行經(jīng)驗顯示，這種同時脫氮除磷工藝只要運行時控制的好，可以取得很好的脫氮除磷 效果。西安北石橋污水凈化中心采用具有脫氮除磷的DE型氧化溝系統(tǒng)（前加厭氧池），一期工程處理能力為 15萬立方米/天，對各階段處理效果實測結(jié)果表明，DE型氧化溝處理城市污水效果顯著。COD TN TP的總?cè)?/p>

18、除效率分別達到 87.5%- 91.6%，63.6%-66.9%，85.0%-93.4%，出水 TN為 9.0 - 10.1mg/l,TP 為 0.42 - 0.45mg/l,出水 水質(zhì)優(yōu)于國家二級出水排放標準。上述三種PI型氧化溝脫氮除磷工藝都有轉(zhuǎn)刷的調(diào)速，活門、出水堰的啟閉切換頻繁的特點，對自動化要求高， 轉(zhuǎn)刷利用率低，故在經(jīng)濟欠發(fā)達的地區(qū)受到很大的限制。2.3奧貝爾氧化溝脫氮除磷工藝Orbal氧化溝簡稱同心圓式，它也是分建式，有單獨二沉池，采用轉(zhuǎn)碟曝氣，溝深較大，它的脫氮效果很好，但除磷效率不夠高，要求除磷時還需前加厭氧池。應用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個環(huán)道用不同的DO（如外環(huán)為0，

19、中環(huán)為1,內(nèi)環(huán)為2），有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣，水深一般在4.04.5m,動力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在山東濰坊、北京黃村和合肥王小郢的城市污水處理廠應用。2.4卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝2.4.1傳統(tǒng)的卡魯塞爾氧化溝工藝卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開發(fā)研制的。它的研制目的是為滿足在較深的氧化溝 溝渠中使混合液充分混合，并能維持較高的傳質(zhì)效率，以克服小型氧化溝溝深較淺，混合效果差等缺陷。至今 世界上已有850多座Carrousel氧化溝系統(tǒng)正在運行，實踐證明該工藝具有投資省、處理效率高、可靠性好、 管理方便和運行維護費用低等優(yōu)點。Carrousel氧化溝使

20、用立式表曝機，曝氣機安裝在溝的一端，因此形成了靠近曝氣機下游的富氧區(qū)和上游的缺氧區(qū)，有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉降，設計有效水深4.0 -4.5米，溝中的流速0.3米/秒。BOD5的去除率可達95% 99%脫氮效率約為90%除磷效率約為50%如投加鐵鹽， 除磷效率可達95%2.4.2. 單級卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝單級卡魯塞爾氧化溝有兩種形式：一是有缺氧段的卡魯塞爾氧化溝，可在單一池內(nèi)實現(xiàn)部分反硝化作用，使用 于有部分反硝化要求，但要求不高的場合。另一種是卡魯塞爾A/C工藝，即在氧化溝上游加設厭氧池，可提高活性污泥的沉降性能，有效控制活性污泥膨脹，出水磷的含量通常在2.0mg/l以下。以

21、上兩種工藝一般用于現(xiàn)有氧化溝的改造，與標準的卡魯塞爾氧化溝工藝相比變動不大，相當于傳統(tǒng)活性污泥工藝的A/O和A2/O工藝。2.4.3. 合建式卡魯塞爾氧化溝缺氧區(qū)與好氧區(qū)合建式氧化溝式美國EIMCO公司專為卡魯塞爾系統(tǒng)設計的一種先進的生物脫氮除磷工藝（卡魯塞爾2000型）。它的構(gòu)造上的主要改進是在氧化溝內(nèi)設置了一個獨立的缺氧區(qū)。缺氧區(qū)回流渠的端口處裝有一個可調(diào)節(jié)的活門。根據(jù)出水含氮量的要求，調(diào)節(jié)活門張開程度，可控制進入缺氧區(qū)的流量。缺氧和好氧區(qū)合建 式氧化溝的關(guān)鍵在與于對曝氣設備充氧量的控制，必須保證進入回流渠處的混合液處于缺氧狀態(tài)，為反硝化創(chuàng) 造良好環(huán)境。缺氧區(qū)內(nèi)有潛水攪拌器，具有混合和維持

22、污泥懸浮的作用。在卡魯塞爾2000型基礎(chǔ)上增加前置厭氧區(qū)，可以達到脫氮除磷的目的，被稱為A2/C卡魯塞爾氧化溝。四階段卡魯塞爾 Bardenpho系統(tǒng)在卡魯塞爾2000型系統(tǒng)下游增加了第二缺氧池及再曝氣池， 實現(xiàn)更高程度的脫 氮。五階段卡魯塞爾 Bardenpho系統(tǒng)在A2/C卡魯塞爾系統(tǒng)的下游增加了第二缺氧池和在曝氣池，實現(xiàn)更高程度的脫氮和除磷。3）owater申匡吟貳處搜工程問污水處理，就到中國污水處理工程網(wǎng)！綜上所述，厭氧，缺氧與好氧合建的氧化溝系統(tǒng)可以分為三階段A2/0系統(tǒng)以及四、五階段Bardenpho系統(tǒng)，這幾個系統(tǒng)均是 A/0系統(tǒng)的強化和反復，因此這種工藝的脫氮除磷效果很好，脫氮率達90尬95%另外，卡魯塞爾 3000型氧化溝也有較好的脫氮除磷效果。在此不加以詳述。244.合建式一體化氧化溝是指集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體，無需建造單獨二沉池的氧化溝。這種氧化溝設有專門的 固液分離裝置和措施。它既是連續(xù)進出水，又是合建式，且不用倒換功能，從理論上講最經(jīng)濟合理，且具有很 好的脫氮除磷效果。一體化氧化溝除一般氧化溝所具有的優(yōu)點外，還有以下獨特的優(yōu)點： 工藝流程短，構(gòu)筑物和設備少，不設初沉池、調(diào)節(jié)池和單獨的二沉池； 污泥自動回流，投資少、能耗低、占地少、管理簡便； 造價低，建造快，設備事故率低，運行管理工作量少； 固液分離效果比一般二次沉淀池