外文翻譯氧化溝工藝設(shè)計(jì)在污水處理中的應(yīng)用及發(fā)展

1、-. z.外 文 翻 譯氧化溝工藝在污水處理中的應(yīng)用與發(fā)展學(xué)生胥春柱* 1310020112學(xué)院石油天然氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)排水1301指導(dǎo)教師鹿欽禮填寫日期2017年3月11日氧化溝工藝在污水處理中的應(yīng)用與發(fā)展摘要： 本文主要闡述了Carrousel氧化溝的結(jié)構(gòu)、工藝機(jī)理、運(yùn)行過程中存在的問題和相應(yīng)的解決方法。最后，介紹了Carrousel氧化溝的最新的研究進(jìn)展并指出了未來的主要研究方向。關(guān)鍵詞： Carrousel 氧化溝 除磷脫氮 結(jié)構(gòu) 機(jī)理1. 前言氧化溝（o*idation ditch）又名連續(xù)循環(huán)曝氣池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一種變形。氧化溝

2、污水處理工藝是在20世紀(jì)50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制成功的。自從1954年在荷蘭的首次投入使用以來。由于其出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)在國(guó)外廣泛的應(yīng)用于生活污水和工業(yè)污水的治理1。目前應(yīng)用較為廣泛的氧化溝類型包括：帕斯韋爾（Pasveer）氧化溝、卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝 、奧爾伯（Orbal）氧化溝、T型氧化溝（三溝式氧化溝）、DE型氧化溝和一體化氧化溝。這些氧化溝由于在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上存在差異，因此各具特點(diǎn)2。本文將主要介紹Carrousel氧化溝的結(jié)構(gòu)、機(jī)理、存在的問題及其最新發(fā)展。2. Carrousel氧化溝的結(jié)構(gòu)Carrousel氧化溝是1967年由荷

3、蘭的DHV公司開發(fā)研制。在原Carrousel氧化溝的基礎(chǔ)上DHV公司和其在美國(guó)的專利特許公司EIMCO又發(fā)明了Carrousel 2000系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了更高要求的生物脫氮和除磷功能。至今世界上已有850多座Carrousel氧化溝和Carrousel 2000系統(tǒng)正在運(yùn)行3。Carrousel氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的混合液在氧化溝閉合渠道循環(huán)流動(dòng)。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點(diǎn)，又有推流式反應(yīng)器的特點(diǎn)，溝存在明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面形狀多為橢圓形，溝水深一般為2.54.5，寬深比為2:1，亦有

4、水深達(dá)7m的，溝中水流平均速度為0.3m/s。氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝氣機(jī)、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機(jī)等，近年來配合使用的還有水下推動(dòng)器46。3. Carrousel氧化溝的機(jī)理3.1 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(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機(jī)使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約23mg/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(shí)，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時(shí)，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)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

5、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(jìn)入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個(gè)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。3.2 Carrousel氧化溝除磷脫氮的影響因素影響Carrousel氧化溝除磷的因素主要是污泥齡、硝酸鹽濃度及基質(zhì)濃度。研究表明，當(dāng)總污泥齡為810d時(shí)活性污泥中的最大磷含量為其干污泥量的4%，為異養(yǎng)菌體質(zhì)量的11%，但當(dāng)污泥齡超過15d時(shí)污泥中最大含磷量明顯下降，反而達(dá)不到最

6、大除磷效果。因此，一味延長(zhǎng)污泥齡（例如20d、25d、30d）是沒有必要的，宜在815d圍選用。同時(shí)，高硝酸鹽濃度和低基質(zhì)濃度不利于除磷過程。4. Carrousel氧化溝存在的問題及解決方法盡管Carrousel氧化溝具有出水水質(zhì)好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。但是，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，仍存在一系列的問題。4.1 污泥膨脹問題當(dāng)廢水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化溝中污泥負(fù)荷過高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹；非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷較高時(shí)。微生物的負(fù)荷高，細(xì)菌吸取了大量營(yíng)養(yǎng)物

7、質(zhì)，由于溫度低，代速度較慢，積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥的表面附著水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨脹。針對(duì)污泥膨脹的起因，可采取不同對(duì)策：由缺氧、水溫高造成的，可加大曝氣量或降低進(jìn)水量以減輕負(fù)荷，或適當(dāng)降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量減少；如污泥負(fù)荷過高，可提高M(jìn)LSS，以調(diào)整負(fù)荷，必要時(shí)可停止進(jìn)水，悶曝一段時(shí)間；可通過投加氮肥、磷肥，調(diào)整混合液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值過低，可投加石灰調(diào)節(jié)；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%0.6%投加），能抑制絲狀菌繁殖，控制結(jié)合水性污泥膨脹11。4.2 泡沫問題由于進(jìn)水中帶有大量油脂，處理系統(tǒng)不能完

8、全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，經(jīng)轉(zhuǎn)刷充氧攪拌，產(chǎn)生大量泡沫；泥齡偏長(zhǎng)，污泥老化，也易產(chǎn)生泡沫。用表面噴淋水或除沫劑去除泡沫，常用除沫劑有機(jī)油、煤油、硅油，投量為0.51.5mg/L。通過增加曝氣池污泥濃度或適當(dāng)減小曝氣量，也能有效控制泡沫產(chǎn)生。當(dāng)廢水中含表面活性物質(zhì)較多時(shí)，易預(yù)先用泡沫分離法或其他方法去除。另外也可考慮增設(shè)一套除油裝置。但最重要的是要加強(qiáng)水源管理，減少含油過高廢水及其它有毒廢水的進(jìn)入12。4.3 污泥上浮問題當(dāng)廢水中含油量過大，整個(gè)系統(tǒng)泥質(zhì)變輕，在操作過程中不能很好控制其在二沉池的停留時(shí)間，易造成缺氧，產(chǎn)生腐化污泥上浮；當(dāng)曝氣時(shí)間過長(zhǎng)，在池中發(fā)生高度硝化作用，使硝酸鹽

9、濃度高，在二沉池易發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生氮?dú)?，使污泥上??；另外，廢水中含油量過大，污泥可能挾油上浮。發(fā)生污泥上浮后應(yīng)暫停進(jìn)水，打碎或清除污泥，判明原因，調(diào)整操作。污泥沉降性差，可投加混凝劑或惰性物質(zhì)，改善沉淀性；如進(jìn)水負(fù)荷大應(yīng)減小進(jìn)水量或加大回流量；如污泥顆粒細(xì)小可降低曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速；如發(fā)現(xiàn)反硝化，應(yīng)減小曝氣量，增大回流或排泥量；如發(fā)現(xiàn)污泥腐化，應(yīng)加大曝氣量，清除積泥，并設(shè)法改善池水力條件12。4.4 流速不均及污泥沉積問題在Carrousel氧化溝中，為了獲得其獨(dú)特的混合和處理效果，混合液必須以一定的流速在溝循環(huán)流動(dòng)。一般認(rèn)為，最低流速應(yīng)為0.15m/s，不發(fā)生沉積的平均流速應(yīng)達(dá)到0.30.5m/

10、s。氧化溝的曝氣設(shè)備一般為曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)刷的浸沒深度為250300mm，轉(zhuǎn)盤的浸沒深度為480 530mm。與氧化溝水深（3.03.6m）相比，轉(zhuǎn)刷只占了水深的1/101/12，轉(zhuǎn)盤也只占了1/61/7，因此造成氧化溝上部流速較大（約為0.81.2m，甚至更大），而底部流速很小（特別是在水深的2/3或3/4以下，混合液幾乎沒有流速），致使溝底大量積泥（有時(shí)積泥厚度達(dá)1.0m），大大減少了氧化溝的有效容積，降低了處理效果，影響了出水水質(zhì)。加裝上、下游導(dǎo)流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)刷）軸心4.0處（上游），導(dǎo)流板高度為水深的1/51/

11、6，并垂直于水面安裝；下游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)刷）軸心3.0m處。導(dǎo)流板的材料可以用金屬或玻璃鋼，但以玻璃鋼為佳。導(dǎo)流板與其他改善措施相比，不僅不會(huì)增加動(dòng)力消耗和運(yùn)轉(zhuǎn)成本，而且還能夠較大幅度地提高充氧能力和理論動(dòng)力效率13。另外，通過在曝氣機(jī)上游設(shè)置水下推動(dòng)器也可以對(duì)曝氣轉(zhuǎn)刷底部低速區(qū)的混合液循環(huán)流動(dòng)起到積極推動(dòng)作用，從而解決氧化溝底部流速低、污泥沉積的問題。設(shè)置水下推動(dòng)器專門用于推動(dòng)混合液可以使氧化溝的運(yùn)行方式更加靈活，這對(duì)于節(jié)約能源、提高效率具有十分重要的意義14。5. Carrousel氧化溝的發(fā)展由于污水處理標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)除磷脫氮的要求越來越嚴(yán)格，Carrousel氧化溝也得到了進(jìn)一步的發(fā)

12、展。目前，研究及應(yīng)用較多的包括以下兩種類型：微孔曝氣型Carrousel 2000系統(tǒng)、Carrousel 3000系統(tǒng)。5.1 微孔曝氣型Carrousel 2000系統(tǒng)微孔曝氣型Carrousel 2000系統(tǒng)采用微孔曝氣（供氧設(shè)備為鼓風(fēng)機(jī)），微孔曝氣器可產(chǎn)生大量直徑為1mm左右的微小氣泡，這大大提高了氣泡的表面積，使得在池容積一定的情況下氧轉(zhuǎn)移總量增大（如池深增加則其傳質(zhì)效率將更高）。根據(jù)目前鼓風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家的技術(shù)能力，池的有效水深最大可達(dá)8m，因此可根據(jù)不同的工藝要求選取合適的水深。傳統(tǒng)氧化溝的推流是利用轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟或倒傘型表曝機(jī)實(shí)現(xiàn)的，其設(shè)備利用率低、動(dòng)力消耗大。微孔曝氣型Carrous

13、el 2000系統(tǒng)則采用了水下推流的方式，即把潛水推進(jìn)器葉輪產(chǎn)生的推動(dòng)力直接作用于水體，在起推流作用的同時(shí)又可有效防止污泥的沉降。因而，采用潛水推進(jìn)器既降低了動(dòng)力消耗，又使泥水得到了充分地混合。5.2 Carrousel 3000系統(tǒng)Carrousel 3000系統(tǒng)是在Carrousel 2000系統(tǒng)前再加上一個(gè)生物選擇區(qū)。該生物選擇區(qū)是利用高有機(jī)負(fù)荷篩選菌種，抑制絲狀菌的增長(zhǎng)，提高各污染物的去除率，其后的工藝原理同Carrousel 2000系統(tǒng)。Carrousel 3000系統(tǒng)的較大提高表現(xiàn)在：一是增加了池深，可達(dá)7.58m，同心圓式，池壁共用，減少了占地面積，降低造價(jià)同時(shí)提高了耐低溫能力

14、（可達(dá)7）；二是曝氣設(shè)備的巧妙設(shè)計(jì)，表曝機(jī)下安裝導(dǎo)流筒，抽吸缺氧的混合液，采用水下推進(jìn)器解決流速問題；三是使用了先進(jìn)的曝氣控制器QUTE（它采用一種多變量控制模式）。四是采用一體化設(shè)計(jì)，從中心開始，包括以下環(huán)狀連續(xù)工藝單元：進(jìn)水井和用于回流活性污泥的分水器；分別由四部分組成的選擇池和厭氧池。這之外是有三個(gè)曝氣器和一個(gè)預(yù)反硝化池的Carrousel 2000系統(tǒng)（如圖2 所示）。五是圓形一體化的設(shè)計(jì)使得氧化溝不需額外的管線，即可實(shí)現(xiàn)回流污泥在不同工藝單元間的分配17。6.工藝的改良過程大致可分為四個(gè)階段6.1曝氣設(shè)備的革新：曝氣設(shè)備對(duì)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)

15、在以下四個(gè)方面：向水中供氧；推進(jìn)水流前進(jìn)，使水流在池作循環(huán)流動(dòng)；保證溝活性污泥處于懸浮狀態(tài)；使氧、有機(jī)物、微生物充分混合。針對(duì)以上幾個(gè)要求，曝氣設(shè)備也一直在改進(jìn)和完善。常規(guī)的氧化溝曝氣設(shè)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(dú)使用通常只能滿足水深較淺的氧化溝，有效水深不大于2.03.5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(jìn)器配合轉(zhuǎn)刷，解決了這個(gè)問題，如高密污水廠，有效水深為4.5米，保證溝平均流速大于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(yùn)用已相當(dāng)成熟，但因其供氧率低，能耗大，故其逐

16、漸被另外先進(jìn)的曝氣技術(shù)所取代。2)豎軸式表面曝氣機(jī)，各種類型的表面曝氣機(jī)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，氧化溝水深可達(dá)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(shè)垂直軸的一定方向的低速表曝葉輪，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)除向污水供氧外，還能使溝中水體沿一定方向循環(huán)流動(dòng)。表曝設(shè)備價(jià)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(yàn)性射流曝氣氧化溝（JAC），國(guó)外的射流曝氣多為壓力供氣式，而國(guó)通常是自吸空氣式，JAC的優(yōu)點(diǎn)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

17、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(yīng)用較多的微孔曝氣裝置，采用多孔性空氣擴(kuò)散裝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(yùn)用中越來越廣泛，目前，我國(guó)省*污水廠已成功運(yùn)用此種曝氣系統(tǒng)。5) 其他曝氣設(shè)備，包括一些新型的曝氣推動(dòng)設(shè)備，如*公司開發(fā)的復(fù)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(dá)水下7米，推動(dòng)能力相當(dāng)強(qiáng)，滿足氧化溝的曝氣推動(dòng)一體化要求，同時(shí)能夠滿足氧化溝底部的充氧和推動(dòng)。氧化溝在國(guó)外都發(fā)展很快。歐洲的氧化溝污水廠已有上千座，在國(guó)，從20世紀(jì)80年代末開始在城市污水和工業(yè)廢水中引進(jìn)國(guó)外氧

18、化溝的先進(jìn)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比較普遍，氧化溝工藝已成為我國(guó)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，主要是利用溝溶解氧分布的不均勻性，通過合理的設(shè)計(jì)，使溝中產(chǎn)生交替循環(huán)的好氧區(qū)和缺氧區(qū)，從而達(dá)到脫氮的目的。其最大的優(yōu)點(diǎn)是在不外加碳源的情況下在同一溝中實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和總氮的去除，因此是非常經(jīng)濟(jì)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(zhǔn)確地加以控制，因此對(duì)除氮的效果是有限的，而對(duì)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

19、并非總是處于最佳的生長(zhǎng)代環(huán)境中，由此也影響單位體積構(gòu)筑物的處理能力。隨著氧化溝工藝的反展，目前，在工程應(yīng)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(jìn)型、卡魯塞爾氧化溝及其改進(jìn)型、奧貝爾(Orbal)氧化溝及其改進(jìn)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(guó)對(duì)污水處理廠出水氮，磷含量要求越來越嚴(yán)，因而開發(fā)出現(xiàn)了功能加強(qiáng)的PI型氧化溝，主要由Kruger公司與Demmark技術(shù)學(xué)院合作開發(fā)的

20、，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(dá)到生物脫氮除磷的目的。6.2DE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(yùn)行方式比較相似，都是通過配水井對(duì)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(dá)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(dú)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。VR型氧化溝脫氮工藝VR氧化溝溝型宛如通常的環(huán)形跑道，中央有一小島的直壁結(jié)構(gòu)，氧化溝分為兩個(gè)容積相當(dāng)

21、的部分，其水平形式如反向的英文字母C，污水處理通過二道拍門和二道出流堰交替起閉進(jìn)行連續(xù)和恒水位運(yùn)行。PI型氧化溝同時(shí)脫氮除磷工藝交替式氧化溝在脫氮效果上良好，為了達(dá)到除磷效果，通常在氧化溝前設(shè)置相應(yīng)的厭氧區(qū)或構(gòu)筑物或改變其運(yùn)行方式。據(jù)國(guó)外實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)顯示，這種同時(shí)脫氮除磷工藝只要運(yùn)行時(shí)控制的好，可以取得很好的脫氮除磷效果。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(duì)各階段處理效果實(shí)測(cè)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)コ史謩e達(dá)到87.5%91.6%，63.6%66.9%，85.0%93.4%，出水

22、TN為9.010.1mg/l,TP為0.420.45mg/l,出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家二級(jí)出水排放標(biāo)準(zhǔn)。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(diǎn)，對(duì)自動(dòng)化要求高，轉(zhuǎn)刷利用率低，故在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)受到很大的限制。奧貝爾氧化溝脫氮除磷工藝Orbal氧化溝簡(jiǎn)稱同心圓式，它也是分建式，有單獨(dú)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(shí)還需前加厭氧池。應(yīng)用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個(gè)環(huán)道用不同的DO(如外環(huán)為0，中環(huán)為1，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(dòng)力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在濰坊、黃村和王小郢的城

23、市污水處理廠應(yīng)用?？斎麪栄趸瘻厦摰坠に噦鹘y(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(yùn)行，實(shí)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(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。Carrousel氧化溝使用立式表曝機(jī)，曝氣機(jī)安裝在溝的一端，因此形成了靠近曝氣機(jī)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(shè)計(jì)有效水深4.04.5米，溝中的流速0

24、.3米/秒。BOD5的去除率可達(dá)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(dá)95%。單級(jí)卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝單級(jí)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，可在單一池實(shí)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(chǎng)合。另一種是卡魯塞爾A/C工藝，即在氧化溝上游加設(shè)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。以上兩種工藝一般用于現(xiàn)有氧化溝的改造，與標(biāo)準(zhǔn)的卡魯塞爾氧化溝工藝相比變動(dòng)不大，相當(dāng)于傳統(tǒng)活性污泥工藝的A/O和A2/O工藝。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(guó)EI

25、MCO公司專為卡魯塞爾系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種先進(jìn)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(jìn)是在氧化溝設(shè)置了一個(gè)獨(dú)立的缺氧區(qū)。缺氧區(qū)回流渠的端口處裝有一個(gè)可調(diào)節(jié)的活門。根據(jù)出水含氮量的要求，調(diào)節(jié)活門開程度，可控制進(jìn)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(duì)曝氣設(shè)備充氧量的控制，必須保證進(jìn)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)有潛水?dāng)嚢杵鳎哂谢旌虾途S持污泥懸浮的作用。在卡魯塞爾2000型基礎(chǔ)上增加前置厭氧區(qū)，可以達(dá)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

26、，實(shí)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(shí)現(xiàn)更高程度的脫氮和除磷。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/O系統(tǒng)以及四、五階段Bardenpho系統(tǒng)，這幾個(gè)系統(tǒng)均是A/O系統(tǒng)的強(qiáng)化和反復(fù)，因此這種工藝的脫氮除磷效果很好，脫氮率達(dá)90%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。6.3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(dú)二沉池的氧化溝。這種氧化溝設(shè)有專門的固液分離裝置和措施。它既是連續(xù)進(jìn)出水，又是合建式，且不用倒換功能，從理論

27、上講最經(jīng)濟(jì)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(diǎn)外，還有以下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池、調(diào)節(jié)池和單獨(dú)的二沉池；污泥自動(dòng)回流，投資少、能耗低、占地少、管理簡(jiǎn)便；造價(jià)低，建造快，設(shè)備事故率低，運(yùn)行管理工作量少；固液分離效果比一般二次沉淀池高，使系統(tǒng)在較大的流量濃度圍穩(wěn)定運(yùn)行。一體化氧化溝的工藝特點(diǎn)見圖二：氧化溝工藝 - 3 氧化溝工藝選擇的討論1）提高中小城市污水治理率是今后污水治理領(lǐng)域的重點(diǎn)，對(duì)于規(guī)模小于10萬噸/天的中小型污水處理廠來說，氧化溝和SBR是首選工藝，目前總體來說應(yīng)用最多的是氧化溝工藝，在氧化溝各種工藝中，考慮其各自的特點(diǎn)及污水

28、脫氮除磷的要求，推薦中小城市使用較成熟的卡魯塞爾氧化溝.對(duì)于合建式一體化氧化溝，國(guó)應(yīng)用該工藝的污水廠已超過十余座，其示工程新都污水處理廠己成功運(yùn)行5年多，是未來氧化溝工藝發(fā)展的一個(gè)主要方向。2）近年來，在氧化溝中嘗試使用各種綜合曝氣裝置，即采用曝氣器與水下混合器獨(dú)立運(yùn)行，將氧化溝中的水流循環(huán)混合作用與曝氣傳氧作用區(qū)分開來，使氧化溝替出現(xiàn)缺氧與好氧狀態(tài)，已達(dá)到脫氮除磷目的，同時(shí)這種運(yùn)行方式還能取得節(jié)能的效果。據(jù)報(bào)道，這種綜合曝氣系統(tǒng)已在國(guó)外得到應(yīng)用，在國(guó)也可嘗試并推廣采用這種綜合曝氣設(shè)備。3）微孔曝氣氧化溝工藝即保留了氧化溝沿水流方向間斷曝氣和循環(huán)流動(dòng)的特點(diǎn)，又克服了氧化溝因采用表面曝氣機(jī)而占地

29、面積大，充氧效率低，水流斷面流速不均，池底易沉淀等不足，不失為一種可推廣使用的工藝。4）在土地十分緊的地區(qū)，在取得較準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上，可考慮使用立體式循環(huán)氧化溝。5）在氧化溝工藝設(shè)計(jì)中，溝深的設(shè)計(jì)是一個(gè)很重要的問題，盡管水下推進(jìn)器的使用使溝深有所提高，但也并非越大越好，因?yàn)橛行畹脑黾訒?huì)引起能量模式的改變，從而需增加動(dòng)力設(shè)備就不同，引起投資和運(yùn)行費(fèi)用的提高。不同地質(zhì)情況，不同進(jìn)水水質(zhì)及處理要求，有不同的溝深要求。因此，每一個(gè)選用氧化溝工藝的污水廠，都因根據(jù)各種因素綜合分析以確定最佳的溝深。7. 結(jié)論Carrousel氧化溝由于具有良好的出磷脫氮能力、抗沖擊負(fù)荷能力和運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，

30、已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但由于科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，該工藝必將得到進(jìn)一步的提高。作者認(rèn)為：Carrousel氧化溝的未來研究方向?qū)⒅饕w現(xiàn)在以下幾方面。1 結(jié)合生物膜法，研究和開發(fā)生物模型Carrousel氧化溝。這樣不僅可以提高單位反應(yīng)器的微生物總量，從而提高有機(jī)負(fù)荷，而且生物膜本身具有的置A/O系統(tǒng)強(qiáng)化了脫氮效果18。2 不斷提高Carrousel氧化溝中微生物的活性。例如在氧化溝中投加EM專一菌種、投入鐵鹽使微生物馴化成生物鐵、投入活性炭增強(qiáng)菌膠團(tuán)的形成并提高耐毒性沖擊等。3 提高Carrousel氧化溝設(shè)備性能和監(jiān)控技術(shù)。提高表曝機(jī)、水下推進(jìn)器的性能，減少維修工作量；利用DO、ORP等

31、多目標(biāo)監(jiān)控技術(shù)及變頻技術(shù)是今后Carrousel氧化溝科學(xué)運(yùn)行的必由之路。4 提高Carrousel氧化溝的耐寒、耐毒性能，減少占地面積和工程造價(jià)。膜理論的應(yīng)用、深池水力條件和工藝性能的研究為降低工程造價(jià)、提高耐寒耐毒性能等提供了可能的方向。9參考文獻(xiàn)1 *ia Shibin, Liu Jun*in. An innovative integrated o*idation ditch with vertical circle for domestic wastewater treatment. Process Biochemistry, 2004, 39(4):11111117.2 *, Hao

32、; Doddema, H. J.; van Groenestijn, J. W. Use of contact tank to enhance denitrification in o*idation ditches. Water Science and Technology, 1996, 34(1-2):195202.3 汪大，雷樂成。水處理新技術(shù)及工程設(shè)計(jì)M?；瘜W(xué)工業(yè)，2000。4 正明。導(dǎo)管式氧化溝設(shè)計(jì)介紹?；そo排水設(shè)計(jì)，1997，2：1618。5 朱謀溪。自吸式射流曝氣器在中小型氧化溝中的應(yīng)用。給水排水，1999，25(8)：1318。6 Dudley, J. Process tes

33、ting of aerators in o*idation ditches. Water Research, 1995,29(9):22172219.7 Stamou, Anastasios T. Modeling of o*idation ditches using an open channel flow 1-D advection dispersion equation and ASMI process description. Water Science and Technology, 1997,36(5):269276. 8 Abusam, A.; Keesman, K.J.; va

34、n Straten, G. Forward and backward uncertainty propagation: an o*idation ditch modelling e*ample. Water Research, 2003,37(2):429435.9 施成忠。第一污水廠氧化溝工藝運(yùn)行實(shí)踐及分析。中國(guó)給水排水，1997，13(3)：1719。10 華。氧化溝工藝處理低濃度城市污水的研究。*土木建筑，1998，23(4)：183187。11 玲，徐得潛，樂英。氧化溝活性污泥膨脹原因及控制措施。工業(yè)用水與廢水，2003，34(6)：4952。12 吳昊，慶臣，強(qiáng)利等。氧化溝工藝運(yùn)行中

35、常見問題與解決方法。給水排水，2002，28(5)：2629。13 瑞鈺，付見中。改善氧化溝流速分布的措施中國(guó)給水排水，2001，17(2)：1618。14 偉民，鄧榮森，王濤等。水下推動(dòng)器對(duì)氧化溝混合液的循環(huán)作用。中國(guó)給水排水，203，19(9)：4547。15 黃伏根，朱炳林。微孔曝氣、Carrousel-2000型氧化溝工藝處理城市污水。冶金礦山設(shè)計(jì)與建設(shè)，2000，32(6)：2327。16 黃祖安。氧化溝脫氮除磷工藝的運(yùn)行控制。中國(guó)給水排水，2003，19(12)：101102。17 白曉慧，王寶貞。一種新型的Carrousel氧化溝。給水排水，1999，25(3)：2730。18

36、Gillot, S.; Hduit, A. Effect of air flow rate on o*ygen transfer in an o*idation ditch equipped with fine bubble diffusers and slow speed mi*ers. Water Research, 2000,34(5):17561762.英文原文O*idize the ditch craft in dirty water handle of application and development CaiZhi一jun(FoshanCityShundeDistrictEn

37、vironmentalEngineeringBranch Foshan Guangdong 528000)【Abstract】Setanaerobic, nao*icsectionCarrouso*idationditchwithbiologiclanitrogen and phosphorusremovalcapabilitie, is curren dythe mainstream ofcitylifeprocessofsewagetreatment, ThisarticledescirbesthestructureofCarrouselo*idationditch, porcessand

38、designproblemsduringtheoper-ation and the corresponding solutions【Keywords】Carrousel；O*idationditch；Phosphorusnadnitrogenremoval；Structure；Mechanism1. Foreword O*idize the ditch( o*idation ditch) again a continuous circulation spirit pond( Continuous loop reactor), is a live and dirty mire method a

39、kind of to transform.O*idizing the dirty water in ditch handles the craft be researched to manufacture by the hygiene engineering graduateschool of Holland in the 50sof20centuriessuccess.Since in 1954 at Dutch throw in the usage for the velY first nme.secause its a water fluid matter good, circulate

40、 the stability and manage convenience etc. technique characteristics, already at domestic and international and e*tensive application in live the dirty water to is dirty to manage aquecustv with the industlYli). Current application than o*idize e*tensively the ditch type include:The ( Pasveer) o*idi

41、zes the ditch, the (Carrousel) o*idizes the ditch, ( Orbal) o*idizes the ditch, the type of T o*idizes the ditch( three ditch types o*idize the ditch), the type of DE o*idizes the ditch to turn to o*idize the ditch with the Integral whore.these o*idize the ditch because of the difference of esse in

42、construction with circulating, therefore each characteristics2.This te*t will introduce construction, mechanism, e*istent problem and its latest developments that Carrousel o*idize ditches primarily. 2. The Carrousel o*idizes the construction of the ditch The Carrousel O*idize the ditch to be resear

43、ched to manufacture by Dutch DHV pany development in 1967.0*idize the last the panyofDHVinfou ndationoftheditchin theoriginal Carrousel to permited specially the pany EIMCO to invent again with its patent in the United States Carrousel 2000 system realizes the living creature of the higher request t

44、akes off the nitrogen with dividedbythefunctionof.Therehasbeen in the world up to now more than 850 Carrousels o*idize the ditch with the Carrousel 2000 system are circulating From diagram therefore, the Carrousel o*idizes the ditch the usage the spirit of that definite direction control with shake

45、up the device, face to mi* with the liquid deliver the level speed, from but make drive the liquid of admi*ture that shake up is in o*idize ditch shut match outlet circulate nowrnererore o*idize the ditch have the special hydraulics flows the ,current plete mi* with the characteristics of the type r

46、eactor, have the characteristics that push the flow type reactor again, the ditch inside e*srts obviously of deliquescence o*ygen density steps degree.O*idizing the ditch cross section is rectangle or trapezoids, the fiat surface shape is many for oval, the ditch internal water is deep general for 2

47、.5 -4 .5 m , the breadth is deep pare for 2:1, also have the deep wate r amount to 7 ms of, ditch inside average speed in water current is 0.3 mS/ s.ostorze ditch spirit admi*ture equipments contain surface spirit machine, the spirit of turn to brush or turn the dish and shoot to flow the spirit mac

48、hine, pipe type spirit machine with promote take care of type spirit machine etc., match with in recent years usage still contain underwater push machine3. The Carrousel o*idizes the mechanism of the ditch 3.1 The Carrousel o*idizes the ditch handles dirty and aqueous principle The at the beginning

49、mon Carrousel o*idizes the dirty water In inside In craft of the ditch direct with dirty mire In reflu* together entero*idize theditch system.The surface spiritmachinemakesfuse In the liquid of admi*ture the density of the o*ygen DO increases about 2 the 3 mgsl t.uncer this kind of well the term of

50、the o*ygen, the microorganism gets the enough deliquescence o*ygen es and go to divided by the BOD;At the same time, the ammonia were too o*idized nitrate with second nitrate, this time, mi* with the liquid be placed in the o*ygen appearance.In the spirit machine downstream, after water current be b

51、ee by the swift flow appearance of the spirit District oP even flow the appearance, the water current maintainsin theminim umcurrentvelocity,guaranteeingthe liveand dirty mire be placed in the floats the appearance.( average current vercctvs-o.a msl s)O*ldlze microbially the process consumed to fuse

52、 theo*ygenin thewater,until thevalueofDOdeclinesforzero, mi*ing with the liquid report the ano*ia appearance.versa nitric that turn the function through ano*ia area, mi* with the liquid enter to have the o*ygen area, pleting once circulating.That system inside, the BOD declines the solution is a con

53、tinuous process, the nitric turns the function to turn with the versa nitric e function ta ke place in same pond.Because of structural restrict, this kind of o*idize the ditch although can then valid whereabouts BOD, divided by the phosphorus take off the nitrogenous ability ltmrtedt.3.2 The Carrous

54、el o*idizes the ditch divideds by the phosphorus takes off the nitrogenous influence factor. Affecting the Carrousel o*idizes the ditch divideds by the phosphoric factor is dirty mire, nitrate density and quality densities primarily.The research e*presses, being total and dirty mire as 11% that a ho

55、ur biggest phosphorus 4% with deal is its fuck dirty mire deal within live and dirty mire, keep for the the germ physical endowment measures, but when dirty mire over 15 d hour dirty mire the Inside is biggesttocontain theobviousdescentindealIn phosphorus,canning not reach the biggest divideding by

56、the result of phosphorus on the contrary.Therefore, prolong persistently the dirty mire (for e*ample 20ds,25ds,30ds) is to have no necessary, proper choose to use within the scope of 8 15 d.At the same time, high nitrate density with low quality density disadvantage in divided by the process of phos

57、phorus . 4. The Carrousel o*idizes problem and solution methods of the ditch esse. Though the Carrousel o*idizes the ditch has a water fluid matter good, the anti-pounds at the burthen ability strong, divided by the phosphorus take off the nitrogen efficiency. But, in physically of movement process,

58、 still e*stts a series of problem. 4.1 Dirty mire inflation problem When discard the aquatic carbohydrate more, the N, P contains the unbalance of deal, the pH value is low, o*idizing the dirty mire in inside in ditch carries high, fuse the o*ygen density the shortage, line up the mire not etc. caus

59、es easily dirty mire in germ in form in silk inflatlon;Not the dirty mire in germ in form in silk inflation takes place primarily at the waste water water temperature is lower but the dirty mire carries higher hour.The microbial burthen is high, the germs absorbed the large quantity nourishment mate

60、rial, is low because of the temperature, metabolism the speed is slower, accumulating the rises large quantity is high to glue se*ual and many sugar materials, making the surface of the live and dirty mire adhere to the water to increase consumedly, SVI the value is very high, being the dirty mire i