卡魯塞爾2000氧化溝工藝概述

作者簡介：鄭晨（1993—），男，漢族，河南商丘人，鄭州大學(xué)，水利與環(huán)境學(xué)院10級，給水排水工程龍盼（1992—），女，漢族，四川德陽人，鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院10級，給水排水工程摘要：卡魯塞爾2000型氧化溝是在普通卡魯塞爾氧化溝工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而成，具有良好的除磷脫氮能力、抗沖擊負(fù)荷能力和運行管理方便等優(yōu)點，具有廣泛的發(fā)展前景。文章闡述了卡魯塞爾2000型氧化溝工藝的原理、優(yōu)缺點以及在工程中的應(yīng)用實例。關(guān)鍵詞：卡魯塞爾2000、氧化溝、污水處理1、卡魯塞爾2000氧化溝反應(yīng)原理卡魯塞爾氧化溝是1967年由荷蘭dhv公司開發(fā)研制。普通卡魯塞爾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)?？斎麪?000系統(tǒng)在普通卡魯塞爾氧化溝前增加了一個反硝化區(qū)。原水和回流污泥在厭氧池中攪拌充分混合。該系統(tǒng)活性污泥中的菌群主要組成為硝化菌、反硝化菌及聚磷菌。在厭氧區(qū)中，聚磷菌吸收由溶解性bod轉(zhuǎn)化而成的發(fā)酵產(chǎn)物，將其轉(zhuǎn)化為碳源存儲物，利用聚磷及細(xì)胞內(nèi)糖的水解產(chǎn)生能量，在水解的過程中釋放磷酸鹽。釋放磷酸鹽后，聚磷菌在好氧條件下重新吸收并儲存超出其生長需求的磷量，并產(chǎn)生富磷污泥，從而使磷隨污泥從系統(tǒng)中排出。缺氧區(qū)用于處理從厭氧區(qū)流入的混合液，一部分聚磷菌以內(nèi)回流混合液中的硝酸鹽作為最終電子受體分解細(xì)胞內(nèi)的phb，產(chǎn)生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同時反硝化菌也利用內(nèi)回流帶來的硝酸鹽，以及污水中可生物降解的有機物進(jìn)行反硝化，達(dá)到部分脫碳與脫硝、除磷的目的[1]。2、卡魯塞爾2000氧化溝的優(yōu)缺點卡魯塞爾2000氧化溝系統(tǒng)是改良的氧化溝系統(tǒng)，具有內(nèi)部前置反硝化功能區(qū)。該系統(tǒng)在運行過程中，借助于螺旋槳將混合液循環(huán)至前置反硝化區(qū)，反硝化菌利用污水中的有機物和亞硝酸鹽進(jìn)行反硝化。同時采用延時曝氣的硝化效果較好，使普通氧化溝有限的脫氮能力有所提高。微孔曝氣型卡魯塞爾2000氧化溝系統(tǒng)在普通卡魯塞爾2000氧化溝前增加了一個厭氧區(qū)和缺氧區(qū)，并采用微孔曝氣。微孔曝氣器可產(chǎn)生大量的直徑約1mm的微小氣泡，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)移總量增加。該系統(tǒng)把潛水推進(jìn)器葉輪產(chǎn)生的推動力直接作用于水體使泥水充分混合，在推流的同時又可防止污泥沉降。該系統(tǒng)為環(huán)狀折流池型，其濃度變化系數(shù)極小，抗沖擊負(fù)荷能力很強。但在曝氣器下游附近地段do濃度較高，隨著與曝氣器距離的不斷增加，do濃度不斷降低（出現(xiàn)缺氧區(qū)）。這種構(gòu)造方式使缺氧區(qū)和好氧區(qū)存在于一個構(gòu)筑物內(nèi)，充分利用了其水力特性，達(dá)到了高效生物脫氮的目的[2]。但卡魯塞爾2000氧化溝系統(tǒng)在實際運行中仍存在以下問題：1.污泥膨脹當(dāng)廢水中碳水化合物含量較高，n，p含量不平衡，ph值偏低，氧化溝中污泥負(fù)荷過高時，細(xì)菌會吸取大量的營養(yǎng)物質(zhì)，又由于溫度低，代謝速度較慢，積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥表面的附著水大大增加，svi值很高，形成污泥膨脹.對此可采取了以下措施：加大曝氣量和降低進(jìn)水量以減輕負(fù)荷，使需氧量減少，保證好氧區(qū)do為2.0～3.0mg/l.這樣可控制由于缺氧而造成的污泥膨脹。如污泥負(fù)荷過高，可提高mlss，調(diào)整負(fù)荷，必要時可停止進(jìn)水，悶曝一段時間。2.除磷脫氮若氧化溝充氧太多，處理系統(tǒng)只停留在硝化階段，導(dǎo)致出水的硝酸鹽氮濃度偏高。從而不利于聚磷菌與其他好氧菌競爭生長，使其失去生長優(yōu)勢，最后導(dǎo)致出水的總磷指標(biāo)不穩(wěn)定。影響脫氮的主要因素是do和碳源濃度，影響除磷的主要因素是污泥齡、硝酸鹽濃度及基質(zhì)濃度。充足的碳源及較高的c/n比有利于脫氮。對于生物除磷系統(tǒng)而言，泥齡越長，污泥磷含量越低，去除單位質(zhì)量的磷所消耗的bod越多。因此要必須嚴(yán)格控制工藝參數(shù)。3.污泥上浮如果不能準(zhǔn)確控制污泥在二沉池的停留時間，則易使腐化污泥上??；如果曝氣時間過長，則二沉池易發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生氮氣，使污泥上浮；另外，廢水中過高的含油量，會使泥質(zhì)密度減小，污泥挾油上浮。4.流速不均勻及污泥沉積當(dāng)曝氣不足或機械推力不夠，且水的流速偏低時，會使大量污泥沉積溝底，從而減少氧化溝的有效容積，降低處理效果，影響出水水質(zhì)。設(shè)置水下推動器以增加推動力、改善流速、提高充氧能力，是防止污泥沉積和保持流速均勻最有效的措施。當(dāng)增加水下推動器困難時，在氧化溝轉(zhuǎn)彎處增加曝氣裝置也可以防止污泥下沉。3.工程應(yīng)用實例3.1銀川市第五污水處理廠銀川市第五污水處理廠建設(shè)規(guī)模為5×104m/d，遠(yuǎn)期為20×104m/d。主要處理銀川市興慶區(qū)東部和南部地區(qū)的生活污水，污水廠主體采用卡魯塞爾2000型工藝。該廠在厭氧池中設(shè)置一臺潛水?dāng)嚢铏C，以防止原水和回流污泥混合后發(fā)生沉降。氧化溝的出水設(shè)置的終沉池采用周進(jìn)周出型，并附加加氯消毒工藝。終沉池后設(shè)置接觸池，在接觸池進(jìn)水及出水渠道上設(shè)置疊梁閘，每格接觸池可單獨運行，在接觸池中間設(shè)置超越渠道，在不進(jìn)行加氯消毒時，可用疊梁閘將去往接觸池的進(jìn)出水渠道封閉，出水通過超越渠道直接排放。經(jīng)半年實際運行后，出水水質(zhì)全部達(dá)到一級b排放標(biāo)準(zhǔn)。nh3-n去除率達(dá)到98.4%；bod5去除率為91.2%；cod去除率為91.2%[3]。3.2常州市武進(jìn)城區(qū)污水處理廠常州市武進(jìn)城區(qū)污水處理廠位于常州市武進(jìn)區(qū)人民東路。日處理能力為8萬噸，一期工程于2003年建成投運，二期工程于2006年10月建成投運，現(xiàn)主要接納武進(jìn)城區(qū)的城市污水和部分工業(yè)廢水。該廠一、二期工程均采用卡魯塞爾2000型工藝，單獨設(shè)置前置式厭氧池，增加厭氧反應(yīng)時間，氧化溝出水經(jīng)流沉淀池后進(jìn)入紫外線消毒渠作消毒處理后排入采菱港。通過控制溶解氧的濃度，使運行成本大大降低，運行時do控制在1-2mg/l，svi控制在100-150mg/l，mlss控制在4000mg/l左右，回流比控制在100%。該工程出水nh3-n去除率為71%；bod5去除率為91.1%；cod去除率為87.6%[4]。4、結(jié)語卡魯塞爾2000氧化溝適用范圍廣，尤其適用于對脫氮除磷要求較高的污水處理廠。由于卡魯塞爾2000氧化溝在一定程度上有利于難降解有機物的去除，