氧化溝處理工藝類型、特點及其在污水處理廠中的應用

1、氧化溝處理工藝類型、特點及其在污水處理廠中的應用班級： 姓名： 學號：【摘要】 結(jié)合污水處理廠的工藝流程, 介紹在城市污水處理廠中氧化溝工藝結(jié)構(gòu)、原理及運行特點, 分析運行情況及效果?！娟P鍵詞】氧化溝；工藝特點；實際應用氧化溝（oxidation ditch）又名氧化渠，實際上它是活性污泥的一種變型。因為污水和活性污泥的混合液在環(huán)狀的曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“ 無終端的曝氣系統(tǒng)”。氧化溝的主要類型有卡魯塞爾型（Carroussel）、奧貝爾型（Orbal）、一體化氧化溝（Integrated oxidationditch）、交替式工作型。近年來，隨著水資源的日益匱乏、

2、水污染形勢的嚴峻、人類環(huán)保意識的增強及我國水質(zhì)標準和法規(guī)的日趨嚴格。對于大多數(shù)中小城市來說，城市污水的治理成為財政負擔。所以，低投資成本、低操作要求、低能耗的污水處理技術(shù)倍受青睞，而在眾多工藝中氧化溝污水處理技術(shù)是國內(nèi)外專家優(yōu)先推薦的污水處理技術(shù)。因此，為了滿足更高的水質(zhì)標準要求，對氧化溝工藝技術(shù)及其應用情況進行深入的了解是十分必要的。1. 氧化溝工藝1.1工藝原理氧化溝工藝是一種利用循環(huán)式混合曝氣溝渠來處理污水的簡易污水處理技術(shù)。通常采用延時曝氣，連續(xù)進出水，不需設初沉池。另外，所產(chǎn)生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時得到穩(wěn)定，不需專門設置污泥消化池，大大簡化了處理設施。其曝氣池呈封閉的環(huán)形溝

3、渠形，池體狹長，曝氣裝置多采用表面曝氣器。污水和活性污泥的混合液通過曝氣裝置特定的定位布置而產(chǎn)生曝氣和推動，在閉合渠道內(nèi)做不停的循環(huán)流動，污泥在推流作用下呈懸浮狀態(tài)，得以與污水充分混合、接觸，最后通過二沉池或固液分離器進行泥水分離，使污水得到凈化。1.2工藝類型1.2.1 Carrousel 氧化溝工藝普通Carrousel 氧化溝，主要使用立式低速表曝機，曝氣機安裝在溝的一端，形成了靠近曝氣機下游的好氧區(qū)和上游的缺氧區(qū)，有利于生物體絮凝，同時又使活性污泥易于沉降。其設計有效水深一般為4.04.5m，溝中的流速約為0.3m/s，BOD5 的去除率可達9599，COD 降解率達90%95%，脫氮

4、效率約90，除磷效率約60。1.2.2 Orbal氧化溝工藝 Orbal 氧化溝一般由3 個同心橢圓形溝道組成，由外向內(nèi)依次為第一溝、第二溝、第三溝。污水從第一溝進入、通過水下輸入口連續(xù)地從一條溝進入，下一條溝，每一條溝都是一個閉路連續(xù)循環(huán)的完全混合反應器，每溝中的水流在排出之前，污水及污泥在溝內(nèi)繞了數(shù)百圈的循環(huán)后再流入下一溝，最后，污水由第三溝流入二沉池進行固液分離，回流污泥由二沉池回流至第一溝。Orbal 氧化溝的總能耗較低，出水水質(zhì)好且穩(wěn)定，能較好地避免二沉池污泥流失，并有利于有機物的去除，減少污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。1.2.3一體化氧化溝工藝。一體化氧化溝集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流為

5、一體，無需單獨建造二沉池。此工藝將曝氣凈化與固液分離操作放在同在一個構(gòu)筑物中完成，使污泥自動回流，連續(xù)運行，設備和池容利用率達到100%。根據(jù)沉淀器置于氧化溝的部位進行區(qū)分, 一體化氧化溝可分為三類:溝內(nèi)式、側(cè)溝式和中心島式。一體化氧化溝具有以下主要工藝特點:工藝流程短，構(gòu)筑物和設備少，污泥自動回流，投資省、能耗低、占地少、管理簡便；處理效果穩(wěn)定可靠，硝化和脫氮作用明顯；剩余污泥量少且不需消化，性質(zhì)穩(wěn)定，易脫水；造價低，運行管理費用少；固液分離效率好且池容小，能使整個系統(tǒng)在較大的流量和濃度范圍內(nèi)穩(wěn)定運行；污泥回流及時，減少了污泥膨脹發(fā)生的可能性。2.氧化溝工藝的技術(shù)特點氧化溝工藝與一般的活性污

6、泥法工藝相比有其獨特的技術(shù)性能特征，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1） 氧化溝兼具完全混合和推流的特征。在長期內(nèi)呈現(xiàn)完全混合特征，而在短期內(nèi)則呈現(xiàn)推流特征，這種獨特的反應器水流特征有利于克服短流現(xiàn)象和提高氧化溝的緩沖能力；2） 氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度。由于曝氣設備的定位分區(qū)布置，使溝內(nèi)沿水流方向存在明顯的溶解氧濃度梯度，使溝內(nèi)同時具有好氧區(qū)和缺氧區(qū)，呈現(xiàn)出好氧區(qū)和缺氧區(qū)的交替變化，從而實現(xiàn)了脫氮除磷；3） 氧化溝具有高能區(qū)和低能區(qū)兩個能量區(qū)。在裝置曝氣設備附近處呈現(xiàn)高能區(qū)，有利于氧的轉(zhuǎn)移和液體的充分混合；在環(huán)流的低能區(qū)，增加了污泥絮凝的機會，使污泥呈現(xiàn)出良好的懸浮狀態(tài)；4） 曝氣和推流混合的

7、分離，提高了氧化溝運行的靈活性；水下推動器的使用，使曝氣和推流混合分離開來。這些不僅解決了曝氣設備很難同時滿足曝氣量控制和推流速度大小要求的矛盾，而且還大大增加了氧化溝的溝深，從而構(gòu)造出了更好的脫氮除磷環(huán)境，提高了氧化溝的處理性能和運行的靈活性；5） 氧化溝的HRT 和SRT 均較長，一般情況下，HRT 為840h，SRT 為1030d，而硝化菌的世代周期大于10d，因此，較長的污泥齡有利于硝化菌的繁殖和生存，使氨氮轉(zhuǎn)化率高, 去除效果好。2. 氧化溝在污水處理廠中的應用2.1工藝流程圖1.污水處理廠工藝流程污水處理廠處理設施主要包括預處理單元、生物處理單元。2.1.1預處理單元按照處理工藝順

8、序預處理單元依次粗格柵、進水泵房、細格柵和沉砂池。2.1.2生物處理單元生物處理單元依次包括厭氧池、氧化溝、二沉池。氧化溝是處理工藝的核心部分，采用了連續(xù)式反應池原理，將碳源代謝、硝化、反硝化等一系列生物化學反應過程集中在一個閉合系統(tǒng)內(nèi)連續(xù)進行。從氧化溝的水流特性看，它同時具備了混合式和推流式反應器特點。混合液經(jīng)厭氧池后首先進入氧化溝的缺氧段，與溝道內(nèi)的循環(huán)液充分混合后在推流器、曝氣器的推力下循環(huán)運動。由于氧化溝內(nèi)間隔布置曝氣器、推流器，溝內(nèi)水流狀態(tài)較好，而且溶解氧呈分區(qū)變化，在遠離曝氣裝置的區(qū)域出現(xiàn)缺氧區(qū)。這樣在溝內(nèi)溶解氧、有機物（BOD）和NH3-N 濃度梯度十分有利于活性污泥的生物絮凝和

9、生物脫氮。好氧段內(nèi)，NH3-N 在硝化菌的作用下轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，同時有機物在異氧菌作用下氧化分解；缺氧段內(nèi)，污泥中反硝化菌將硝酸鹽中的氮還原成氮氣釋放，從而達到生物脫氮的目的。3. 展望與總結(jié)目前, 我國城市污水處理的現(xiàn)狀仍較落后。因此，如何根據(jù)我國的實際情況采用高效、低耗的污水處理技術(shù)，是當前急需解決的問題。氧化溝污水處理技術(shù),具有工藝流程簡捷、處理不同性質(zhì)污水適應面廣、處理能耗低、去除效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點，尤其是氧化溝工藝的環(huán)流，將使其以獨特的技術(shù)優(yōu)勢, 在生活污水及工業(yè)廢水處理領域中具有更為廣闊的應用前景。為使氧化溝工藝更好地應用于污水處理，應從以下幾方面進行探索研究：1）提高效脫氮

10、除磷效率，尤其是提高磷去除效率；2）降低能耗，如加強對間歇曝氣運行方式的應用研究：3）研制新型曝氣設備，提高氧利用率；4）應用在線監(jiān)測技術(shù)，提高自動化控制水平；5）研發(fā)氧化溝組合工藝，推進氧化溝工藝在工業(yè)廢水中的應用；6）加入填料，實現(xiàn)膜法和泥法的聯(lián)用技術(shù)。氧化溝技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在世界各地得到了廣泛的發(fā)展和應用。國內(nèi)外的應用情況證明，它是一種工藝簡單，管理方便，投資省，運行費用低，穩(wěn)定性高，出水水質(zhì)好的污水處理技術(shù)。氧化溝對高濃度工業(yè)廢水有很強的稀釋能力，能夠承受水質(zhì)、水量的沖擊負荷。更為重要的是，氧化溝在處理有機物的同時能將污水中的氮、磷去除，使出水水質(zhì)能夠滿足對污水排放中氮、磷的高標

11、準要求。結(jié)合我國國情，開展氧化溝工藝的研究并促使其在我國得到廣泛應用，是一個重要而且很有意義的課題。參考文獻：1周宇,繆成群.氧化溝工藝處理城市生活污水應用總結(jié)J.城市建設理論研究，2013（03）.2 付翠彥，張光輝，顧平.膜生物反應器在污水處理中的研究應用進展J.水處理技術(shù)，2010（5）：1-5.3 周少奇，王平.側(cè)溝式一體化氧化溝的生物脫氮J.華南理工大學學報，2009（12）:66-68.4 Klangduen P.,Keller J.Study of factorsaffecting simultaneous nitrification and denitrification （S