氧化溝工(gong)藝的(de)介紹

　　摘 要(yao)：近年來，在(zai)氧化溝中嘗(chang)試使用各種(zhong)綜(zong)合(he)(he)曝氣裝置，即采(cai)用曝氣器與水(shui)下混合(he)(he)器獨(du)立運行(xing)，將氧化溝中的水(shui)流(liu)循環混合(he)(he)作(zuo)用與曝氣傳氧作(zuo)用區分(fen)開(kai)來，使氧化溝中交替出現(xian)缺氧與好氧狀態，已達(da)到(dao)脫(tuo)氮除磷目的，同(tong)時(shi)這(zhe)種(zhong)運行(xing)方式還(huan)能(neng)取得(de)節能(neng)的效果。據報(bao)道，這(zhe)種(zhong)綜(zong)合(he)(he)曝氣系統已在(zai)國(guo)外得(de)到(dao)應用，在(zai)國(guo)內也可嘗(chang)試并推廣采(cai)用這(zhe)種(zhong)綜(zong)合(he)(he)曝氣設備。

　　1 氧化溝工藝概述

　　1.1 氧化(hua)溝工藝基本原理和主要(yao)設計參數

　　氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溝又名氧(yang)(yang)(yang)化(hua)渠，因(yin)(yin)(yin)其構筑(zhu)物呈封閉(bi)的環形溝渠而(er)得名。它是活(huo)性污泥法的一(yi)種變型。因(yin)(yin)(yin)為污水和(he)活(huo)性污泥在曝氣(qi)渠道中不(bu)斷循環流(liu)動，因(yin)(yin)(yin)此有人稱其為“循環曝氣(qi)池”、“無(wu)終端(duan)曝氣(qi)池”。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溝的水力停(ting)留時(shi)間(jian)長，有機負荷低，其本質上屬于延時(shi)曝氣(qi)系統。以下為一(yi)般氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溝法的主要設計參數(shu)： 水力停(ting)留時(shi)間(jian)：10-40小時(shi); 污泥齡：一(yi)般大于20天;

　　有(you)機(ji)負荷：0.05-0.15kgBOD5/(kgMLSS.d); 容(rong)積負荷：0.2-0.4kgBOD5/(m3.d); 活性污泥濃度：2000-6000mg/l; 溝內平均(jun)流(liu)速：0.3-0.5m/s

　　1.2 氧化溝的技術(shu)特(te)點：

　　氧(yang)化溝(gou)利用連續(xu)環式(shi)反(fan)應池(chi)(Cintinuous Loop Reator,簡稱(cheng)CLR)作(zuo)生物反(fan)應池(chi)，混合液在(zai)該反(fan)應池(chi)中一條閉合曝氣(qi)渠道(dao)進(jin)行連續(xu)循環，氧(yang)化溝(gou)通常在(zai)延時曝氣(qi)條件下使(shi)用。氧(yang)化溝(gou)使(shi)用一種帶(dai)方向控制(zhi)的曝氣(qi)和攪動裝(zhuang)置，向反(fan)應池(chi)中的物質傳遞(di)水平速度，從而使(shi)被攪動的液體在(zai)閉合式(shi)渠道(dao)中循環。

　　氧化(hua)溝(gou)一(yi)般由溝(gou)體、曝氣設(she)備(bei)、進出水裝置、導流和混合設(she)備(bei)組成，溝(gou)體的平面形(xing)(xing)狀(zhuang)一(yi)般呈(cheng)環(huan)形(xing)(xing)，也可(ke)以是長方形(xing)(xing)、L形(xing)(xing)、圓(yuan)形(xing)(xing)或(huo)其他形(xing)(xing)狀(zhuang)，溝(gou)端面形(xing)(xing)狀(zhuang)多(duo)為矩(ju)形(xing)(xing)和梯形(xing)(xing)。

　　氧(yang)化溝(gou)法(fa)由于具(ju)有(you)較(jiao)長的(de)水力停留時間，較(jiao)低的(de)有(you)機負荷和較(jiao)長的(de)污(wu)泥齡(ling)。因此相比傳統活(huo)性(xing)污(wu)泥法(fa)，可以(yi)省略調節池，初沉池，污(wu)泥消化池，有(you)的(de)還可以(yi)省略二沉池。氧(yang)化溝(gou)能保證較(jiao)好的(de)處理效果，這(zhe)主(zhu)要(yao)是因為巧妙結(jie)合了CLR形式和曝(pu)氣裝置特(te)定的(de)定位(wei)布置，是式氧(yang)化溝(gou)具(ju)有(you)獨特(te)水力學特(te)征和工(gong)作特(te)性(xing)：

　　1) 氧化溝(gou)結(jie)合(he)推流(liu)(liu)(liu)和完全混(hun)合(he)的(de)(de)(de)特點，有力(li)(li)于克服短(duan)流(liu)(liu)(liu)和提高(gao)緩(huan)沖能力(li)(li)，通(tong)常在(zai)(zai)氧化溝(gou)曝氣區(qu)上(shang)游安(an)排入(ru)(ru)流(liu)(liu)(liu)，在(zai)(zai)入(ru)(ru)流(liu)(liu)(liu)點的(de)(de)(de)再上(shang)游點安(an)排出流(liu)(liu)(liu)。入(ru)(ru)流(liu)(liu)(liu)通(tong)過曝氣區(qu)在(zai)(zai)循(xun)環中很(hen)好的(de)(de)(de)被(bei)混(hun)合(he)和分散，混(hun)合(he)液再次圍繞CLR繼續(xu)循(xun)環。這(zhe)樣，氧化溝(gou)在(zai)(zai)短(duan)期內(nei)(nei)(如(ru)一個(ge)(ge)循(xun)環)呈推流(liu)(liu)(liu)狀態，而在(zai)(zai)長期內(nei)(nei)(如(ru)多次循(xun)環)又(you)呈混(hun)合(he)狀態。這(zhe)兩(liang)者的(de)(de)(de)結(jie)合(he)，即(ji)(ji)使入(ru)(ru)流(liu)(liu)(liu)至(zhi)少經歷一個(ge)(ge)循(xun)環而基本杜絕短(duan)流(liu)(liu)(liu)，又(you)可以提供(gong)很(hen)大的(de)(de)(de)稀(xi)釋(shi)倍(bei)數而提高(gao)了緩(huan)沖能力(li)(li)。同時(shi)為(wei)了防止污泥(ni)沉積(ji)，必(bi)須保證溝(gou)內(nei)(nei)足夠的(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)速(一般平均流(liu)(liu)(liu)速大于0.3m/s)，而污水在(zai)(zai)溝(gou)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)停留時(shi)間又(you)較(jiao)長，這(zhe)就要求溝(gou)內(nei)(nei)由較(jiao)大的(de)(de)(de)循(xun)環流(liu)(liu)(liu)量(liang)(一般是污水進水流(liu)(liu)(liu)量(liang)的(de)(de)(de)數倍(bei)乃至(zhi)數十倍(bei))，進入(ru)(ru)溝(gou)內(nei)(nei)污水立即(ji)(ji)被(bei)大量(liang)的(de)(de)(de)循(xun)環液所混(hun)合(he)稀(xi)釋(shi)，因(yin)此氧化溝(gou)系統(tong)具(ju)有很(hen)強(qiang)的(de)(de)(de)耐沖擊負荷能力(li)(li)，對不(bu)易降解的(de)(de)(de)有機物也有較(jiao)好的(de)(de)(de)處(chu)理能力(li)(li)。

　　2) 氧化(hua)(hua)溝(gou)具有(you)明顯的(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)氧濃(nong)度(du)(du)梯(ti)度(du)(du)，特別適用于硝(xiao)化(hua)(hua)-反硝(xiao)化(hua)(hua)生物(wu)處理工藝。氧化(hua)(hua)溝(gou)從整體上說又是完全混(hun)合(he)的(de)(de)(de)，而(er)液體流動卻保持著推流前進，其曝氣(qi)(qi)裝置是定(ding)位的(de)(de)(de)，因此，混(hun)合(he)液在曝氣(qi)(qi)區(qu)內溶(rong)解(jie)氧濃(nong)度(du)(du)是上游(you)(you)高(gao)，然后沿溝(gou)長逐步下降(jiang)，出現明顯的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)梯(ti)度(du)(du)，到下游(you)(you)區(qu)溶(rong)解(jie)氧濃(nong)度(du)(du)就很低，基(ji)本上處于缺氧狀(zhuang)態。氧化(hua)(hua)溝(gou)設計可按要求(qiu)安排好氧區(qu)和缺氧區(qu)實現硝(xiao)化(hua)(hua)-反硝(xiao)化(hua)(hua)工藝，不(bu)僅可以(yi)利用硝(xiao)酸鹽(yan)中的(de)(de)(de)氧滿足一定(ding)的(de)(de)(de)需氧量，而(er)且可以(yi)通過反硝(xiao)化(hua)(hua)補充硝(xiao)化(hua)(hua)過程中消耗的(de)(de)(de)堿度(du)(du)。這些(xie)有(you)利于節省能耗和減少甚至免去硝(xiao)化(hua)(hua)過程中需要投加的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學藥品數量。

　　3) 氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溝(gou)溝(gou)內功(gong)率密度(du)的(de)不(bu)均勻配備(bei)，有(you)(you)利于氧(yang)(yang)(yang)的(de)傳質，液(ye)體混(hun)合和(he)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)絮凝(ning)。傳統(tong)曝(pu)氣的(de)功(gong)率密度(du)一般僅(jin)為20-30瓦(wa)/米3，平均速(su)度(du)梯度(du)G大于100秒-1。這不(bu)僅(jin)有(you)(you)利于氧(yang)(yang)(yang)的(de)傳遞和(he)液(ye)體混(hun)合，而且有(you)(you)利于充分切割絮凝(ning)的(de)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)顆粒(li)。當混(hun)合液(ye)經平穩的(de)輸送區到達好氧(yang)(yang)(yang)區后期，平均速(su)度(du)梯度(du)G小于30秒-1，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)仍有(you)(you)再絮凝(ning)的(de)機會，因而也能改善污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)絮凝(ning)性能。有(you)(you)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)需(xu)要處(chu)理的(de)單(dan)位，也可以(yi)到污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)寶項目(mu)服務平臺(tai)咨詢具備(bei)類似(si)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理經驗(yan)的(de)企業。

　　4) 氧(yang)(yang)化溝(gou)的整體功率(lv)(lv)密(mi)度較低，可(ke)節約(yue)能源。氧(yang)(yang)化溝(gou)的混合(he)液一(yi)旦被加速到溝(gou)中的平(ping)均流速，對于維持循環僅需克(ke)服沿程和彎道的水頭(tou)損失，因而氧(yang)(yang)化溝(gou)可(ke)比其他系統以低得多的整體功率(lv)(lv)密(mi)度來維持混合(he)

　　液流動和活(huo)性污泥(ni)懸(xuan)浮狀態(tai)。據(ju)國外(wai)的一些報道，氧化(hua)溝比常規的活(huo)性污泥(ni)法(fa)能耗降低20%-30%。

　　另(ling)外(wai)，據國(guo)內(nei)外(wai)統計(ji)資(zi)料顯示，與(yu)其他污(wu)水生物處(chu)理方法相比，氧化溝具有處(chu)理流(liu)程簡單(dan)，超作(zuo)管理方便;出(chu)水水質好，工藝(yi)可靠性強;基建投資(zi)省，運行費用低等特點。

　　1.3 氧化溝技術的(de)發展

　　自1920年英國sheffield建立的污水廠成為氧化溝技(ji)術(shu)(shu)先(xian)驅以來(lai)，氧化溝技(ji)術(shu)(shu)一直在不斷的發展(zhan)和完(wan)善。其技(ji)術(shu)(shu)方(fang)面的提高是(shi)在兩個方(fang)面同時展(zhan)開的：一是(shi)工藝的改良;二是(shi)曝氣設備的革新。

　　1.3.1 工(gong)藝的改良

　　工藝(yi)的改良過程(cheng)大致(zhi)可(ke)分為四個(ge)階(jie)段：

　　1.3.2 曝氣設備的革(ge)新：

　　曝(pu)氣(qi)(qi)設備對氧(yang)化(hua)溝(gou)的(de)(de)處(chu)理效(xiao)率，能(neng)耗及處(chu)理穩定性(xing)(xing)有(you)關鍵(jian)性(xing)(xing)影響，其作用(yong)主要表現在以下(xia)四個方面：向水(shui)中供(gong)氧(yang);推進水(shui)流(liu)前進，使(shi)水(shui)流(liu)在池內作循(xun)環(huan)流(liu)動(dong);保證溝(gou)內活(huo)性(xing)(xing)污泥處(chu)于懸浮狀態;使(shi)氧(yang)、有(you)機物、微生(sheng)物充分(fen)混(hun)合。針對以上(shang)幾個要求，曝(pu)氣(qi)(qi)設備也(ye)一直(zhi)在改進和完善。常規的(de)(de)氧(yang)化(hua)溝(gou)曝(pu)氣(qi)(qi)設備有(you)橫軸曝(pu)氣(qi)(qi)裝(zhuang)置(zhi)及豎軸曝(pu)氣(qi)(qi)裝(zhuang)置(zhi)。

　　1) 橫軸曝氣裝置為(wei)轉(zhuan)刷和(he)轉(zhuan)盤(pan)。其中轉(zhuan)刷更為(wei)常見，轉(zhuan)刷單獨使(shi)用通常只能滿足(zu)水(shui)深(shen)較(jiao)淺的氧化(hua)溝，有(you)效水(shui)深(shen)不大(da)于2.0-3.5米(mi)。從而(er)造成(cheng)傳統氧化(hua)溝較(jiao)淺，占地面積大(da)的弊端。近幾年開(kai)發了(le)水(shui)下推進器配(pei)合轉(zhuan)刷，解決了(le)這個問題，如山東高密(mi)污(wu)水(shui)廠，有(you)效水(shui)深(shen)為(wei)4.5米(mi)，

　　保證溝內(nei)平(ping)均(jun)流(liu)速(su)大(da)(da)于0.3米(mi)/秒，溝底流(liu)速(su)不低于0.1米(mi)/秒，這樣氧(yang)化溝占地大(da)(da)大(da)(da)減少(shao)，轉刷技(ji)術運用(yong)已相當成(cheng)熟(shu)，但因其供氧(yang)率低，能耗大(da)(da)，故其逐漸被另外(wai)先進的曝氣技(ji)術所取代。

　　2) 豎軸(zhou)式表(biao)面(mian)(mian)曝(pu)氣(qi)機(ji)，各種(zhong)類型的(de)表(biao)面(mian)(mian)曝(pu)氣(qi)機(ji)均可用于氧(yang)化溝(gou)(gou)(gou)，一(yi)(yi)般安裝在(zai)溝(gou)(gou)(gou)渠的(de)轉彎(wan)處(chu)，這種(zhong)曝(pu)氣(qi)裝置(zhi)有(you)較大的(de)提(ti)升能力，氧(yang)化溝(gou)(gou)(gou)水(shui)深可達(da)4-4.5米，如1968年荷蘭(lan)PHV開(kai)發的(de)著名(ming)Carrousel氧(yang)化溝(gou)(gou)(gou)在(zai)一(yi)(yi)端的(de)中心設垂直軸(zhou)的(de)一(yi)(yi)定方向的(de)低速表(biao)曝(pu)葉輪(lun)，葉輪(lun)轉動時除向污水(shui)供氧(yang)外，還能使溝(gou)(gou)(gou)中水(shui)體沿一(yi)(yi)定方向循環流動。表(biao)曝(pu)設備價格較便(bian)宜，但能耗大易出故障，且維修困難(nan)。

　　3) 射(she)流曝(pu)氣(qi)(qi)，1969年(nian)Lewrnpt等創建了第一座試驗性射(she)流曝(pu)氣(qi)(qi)氧(yang)化溝(JAC)，國外的(de)射(she)流曝(pu)氣(qi)(qi)多為壓力供(gong)氣(qi)(qi)式，而國內通常是(shi)自吸空氣(qi)(qi)式，JAC的(de)優點是(shi)氧(yang)化溝的(de)寬度和水(shui)(shui)(shui)的(de)深度不受限制，可(ke)以用于(yu)深水(shui)(shui)(shui)曝(pu)氣(qi)(qi)，且氧(yang)的(de)利用率(lv)高，目前最大的(de)JAC在(zai)奧地(di)利的(de)林茨，處理流量為17.2萬(wan)噸/天，水(shui)(shui)(shui)深7.5米。

　　4) 微孔(kong)(kong)曝(pu)(pu)(pu)氣，現在(zai)應(ying)用較多的(de)微孔(kong)(kong)曝(pu)(pu)(pu)氣裝(zhuang)置，采用多孔(kong)(kong)性空氣擴散裝(zhuang)置克服了(le)以往裝(zhuang)置氣壓損失大，易(yi)堵(du)塞的(de)毛病，且氧利用率較高，在(zai)氧化溝技術(shu)運(yun)用中越來(lai)越廣泛，目前，我國(guo)廣東省某污(wu)水廠已成功(gong)運(yun)用此(ci)種(zhong)曝(pu)(pu)(pu)氣系統。同時可以查看(kan)中國(guo)污(wu)水處理工程網更多技術(shu)文檔。

　　5) 其(qi)他曝(pu)氣(qi)(qi)設備，包括一(yi)些新型的曝(pu)氣(qi)(qi)推(tui)動(dong)設備，如浙江(jiang)某公司開(kai)發的復葉節流新型曝(pu)氣(qi)(qi)器，氧(yang)(yang)利用率(lv)較高(gao)，浮于水面(mian)，易檢修，充氧(yang)(yang)能(neng)力可達水下7米(mi)，推(tui)動(dong)能(neng)力相當強，滿足氧(yang)(yang)化(hua)溝的曝(pu)氣(qi)(qi)推(tui)動(dong)一(yi)體化(hua)

　　要求，同(tong)時能夠滿(man)足氧(yang)化(hua)溝底部的充(chong)氧(yang)和(he)推(tui)動。

　　氧(yang)(yang)化溝(gou)在國內(nei)外(wai)都發展(zhan)很快。歐州(zhou)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化溝(gou)污(wu)水(shui)廠已(yi)有上千座，在國內(nei)，從20世紀80年代末開始在城(cheng)市(shi)污(wu)水(shui)和工業廢水(shui)中引(yin)進國外(wai)氧(yang)(yang)化溝(gou)的(de)(de)(de)(de)先進技術，從原來(lai)的(de)(de)(de)(de)日處理量3000立方米到目前10萬噸以(yi)上的(de)(de)(de)(de)污(wu)水(shui)處理廠已(yi)比較普遍，氧(yang)(yang)化溝(gou)工藝已(yi)成為我國城(cheng)市(shi)污(wu)水(shui)處理的(de)(de)(de)(de)主要(yao)工藝。

　　2.氧化溝脫氮除磷工藝

　　2.1 傳統氧化(hua)溝的脫氮除磷

　　傳(chuan)統氧(yang)化(hua)溝(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)，主要是(shi)利用溝(gou)內溶解(jie)氧(yang)分(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)均勻性，通(tong)過合理的(de)(de)(de)(de)(de)設計，使溝(gou)中(zhong)(zhong)產(chan)生交(jiao)替循環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)好氧(yang)區(qu)和(he)(he)缺(que)氧(yang)區(qu)，從(cong)而達到(dao)脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。其最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)優點(dian)是(shi)在(zai)(zai)不(bu)(bu)外加碳源的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下在(zai)(zai)同(tong)一(yi)溝(gou)中(zhong)(zhong)實現有機物(wu)和(he)(he)總氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)，因(yin)此(ci)是(shi)非(fei)常(chang)經濟(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)。但在(zai)(zai)同(tong)一(yi)溝(gou)中(zhong)(zhong)好氧(yang)區(qu)與缺(que)氧(yang)區(qu)各自的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)積和(he)(he)溶解(jie)氧(yang)濃度很難準(zhun)確地加以(yi)控(kong)制，因(yin)此(ci)對除(chu)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)是(shi)有限的(de)(de)(de)(de)(de)，而對除(chu)磷幾乎(hu)不(bu)(bu)起(qi)作用。另外，在(zai)(zai)傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)溝(gou)式氧(yang)化(hua)溝(gou)中(zhong)(zhong)，微(wei)生物(wu)在(zai)(zai)好氧(yang)-缺(que)氧(yang)-好氧(yang)短暫的(de)(de)(de)(de)(de)經常(chang)性的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境變化(hua)中(zhong)(zhong)使硝(xiao)化(hua)菌和(he)(he)反硝(xiao)化(hua)菌群(qun)并(bing)非(fei)總是(shi)處(chu)于(yu)最(zui)佳的(de)(de)(de)(de)(de)生長代謝環(huan)境中(zhong)(zhong)，由此(ci)也(ye)影響單(dan)位體(ti)積構筑物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理能(neng)力(li)。

　　隨著氧(yang)(yang)化(hua)溝(gou)(gou)(gou)工藝的(de)反展(zhan)，目前，在(zai)工程應用中比較有(you)代表性的(de)有(you)形式(shi)有(you)：多(duo)溝(gou)(gou)(gou)交替式(shi)氧(yang)(yang)化(hua)溝(gou)(gou)(gou)(如三溝(gou)(gou)(gou)式(shi)，五溝(gou)(gou)(gou)式(shi))及(ji)(ji)(ji)其改(gai)進型、卡(ka)魯(lu)塞爾氧(yang)(yang)化(hua)溝(gou)(gou)(gou)及(ji)(ji)(ji)其改(gai)進型、奧貝爾(Orbal)氧(yang)(yang)化(hua)溝(gou)(gou)(gou)及(ji)(ji)(ji)其改(gai)進型、一體化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)溝(gou)(gou)(gou)等。他們都(dou)具有(you)一定的(de)脫氮(dan)除磷(lin)能力

　　2.2.PI型氧化溝(gou)的脫氮(dan)除磷

　　PI(Phase Isolation)型氧(yang)(yang)化溝，即交替(ti)式和(he)半交替(ti)式氧(yang)(yang)化溝，是(shi)七十年代在(zai)丹麥發(fa)展(zhan)起來(lai)的(de)(de)，其中包括DE型、T型和(he)VR型氧(yang)(yang)化溝，隨著各國(guo)對污水處理廠出(chu)水氮(dan)(dan)，磷含量要求越來(lai)越嚴(yan)，因(yin)而開(kai)發(fa)出(chu)現了功能加強(qiang)的(de)(de)PI型氧(yang)(yang)化溝，主要由Kruger公司與Demmark技術(shu)學院合作(zuo)開(kai)發(fa)的(de)(de)，稱為Bio-Denitro和(he)Bio-Denipho工(gong)藝(yi)，這兩種工(gong)藝(yi)都是(shi)根據A/O和(he)A2/O生物(wu)(wu)脫氮(dan)(dan)除磷原理，創造(zao)缺氧(yang)(yang)/好氧(yang)(yang)，厭氧(yang)(yang)/缺氧(yang)(yang)/好氧(yang)(yang)的(de)(de)工(gong)藝(yi)環境(jing)，達(da)到生物(wu)(wu)脫氮(dan)(dan)除磷的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。

　　2.2.1 DE型、T型氧化溝脫(tuo)氮工藝

　　DE型(xing)氧化(hua)(hua)溝為雙溝系(xi)統，T型(xing)氧化(hua)(hua)溝為三溝系(xi)統，其運行方(fang)式(shi)比(bi)較相似，都是(shi)通(tong)過配水井對(dui)水流流向(xiang)的(de)切換，堰門的(de)起閉以(yi)及曝氣轉刷的(de)調速，在溝中(zhong)創造交替的(de)硝(xiao)化(hua)(hua)，反硝(xiao)化(hua)(hua)條(tiao)件，以(yi)達到脫氮的(de)目(mu)的(de)。其不(bu)同之處(chu)在于DE型(xing)氧化(hua)(hua)溝系(xi)統是(shi)二沉(chen)池(chi)與(yu)氧化(hua)(hua)溝分建，有獨立(li)的(de)污泥(ni)回流系(xi)統;而T型(xing)氧化(hua)(hua)溝的(de)兩(liang)側溝輪(lun)流作(zuo)為沉(chen)淀池(chi)。

　　西安北石橋污(wu)水凈化中心采用具有脫氮(dan)除(chu)磷的DE型(xing)氧(yang)化溝(gou)系統(前加厭氧(yang)池)，一期工(gong)程處(chu)理能力(li)為(wei)15萬(wan)立方米/天，對各階(jie)段處(chu)理效(xiao)(xiao)果實測(ce)結果表明，DE型(xing)氧(yang)化溝(gou)處(chu)理城市污(wu)水效(xiao)(xiao)果顯著。COD、TN、TP的總(zong)去除(chu)效(xiao)(xiao)率(lv)分別達到87.5%-91.6%，63.6%-66.9%，85.0%-93.4%，出(chu)水TN為(wei)9.0-10.1mg/l,TP為(wei)0.42-0.45mg/l,出(chu)水水質優于(yu)國家(jia)二級出(chu)水排放(fang)標準。

　　上述三種PI型氧化溝脫氮除磷工藝(yi)都(dou)有轉刷的調(diao)速(su)，活門、出(chu)水堰(yan)的啟閉切換頻繁的特點，對(dui)自動化要求高，轉刷利(li)用(yong)率低，故在(zai)經濟欠發達的地(di)區受到很大的限制(zhi)。

　　2.3 奧(ao)貝爾(er)氧(yang)化(hua)溝脫氮除(chu)磷工藝

　　Orbal氧化溝(gou)簡稱同(tong)心圓式，它(ta)也是分建式，有(you)單獨二沉池，采用轉(zhuan)碟曝氣，溝(gou)深較大，它(ta)的(de)脫氮效果很好，但除磷效率(lv)不夠(gou)高，要求(qiu)除磷時還需前(qian)加厭(yan)氧池。應用上(shang)多為橢圓形的(de)三環道(dao)組(zu)成，三個環道(dao)用不同(tong)的(de)DO(如外環為0，中(zhong)環為1，內環為2)，有(you)利于(yu)脫氮除磷。采用轉(zhuan)碟曝氣，水(shui)深一般在4.0～4.5m,動力效率(lv)與轉(zhuan)刷接近，現已在山東濰坊(fang)、北京黃村和(he)合肥王(wang)小(xiao)郢的(de)城市污水(shui)處(chu)理廠應用。

　　2.4 卡魯塞(sai)爾氧化溝脫氮除(chu)磷工藝

　　2.4.1傳(chuan)統的卡魯(lu)塞爾氧化溝工(gong)藝

　　卡(ka)魯塞爾(Carrousel)氧(yang)化溝(gou)(gou)是1967年由荷蘭的(de)DHV公司開(kai)發(fa)研制的(de)。它的(de)研制目(mu)的(de)是為滿足(zu)在(zai)較深(shen)的(de)氧(yang)化溝(gou)(gou)溝(gou)(gou)渠中使混(hun)合(he)液充分混(hun)合(he)，并能維持(chi)較高的(de)傳質效(xiao)率，以克(ke)服小型(xing)氧(yang)化溝(gou)(gou)溝(gou)(gou)深(shen)較淺，混(hun)合(he)效(xiao)果差(cha)等缺(que)陷。至(zhi)今世界上已有850多座Carrousel氧(yang)化溝(gou)(gou)系統(tong)正在(zai)運行，實踐

　　證明該工(gong)藝具有(you)投(tou)(tou)資省、處理效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)高、可(ke)靠(kao)性好、管理方便和運(yun)行維護費用低等優點。Carrousel氧(yang)化溝(gou)使(shi)用立式(shi)表曝機(ji)，曝氣(qi)(qi)機(ji)安裝在溝(gou)的(de)一端，因此形成了靠(kao)近曝氣(qi)(qi)機(ji)下游的(de)富氧(yang)區和上(shang)游的(de)缺氧(yang)區，有(you)利于(yu)生(sheng)物絮凝，使(shi)活性污泥易于(yu)沉降(jiang)，設計有(you)效(xiao)(xiao)水深4.0-4.5米(mi)，溝(gou)中的(de)流速(su)0.3米(mi)/秒。BOD5的(de)去除(chu)率(lv)(lv)可(ke)達95%-99%，脫氮效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)約為90%，除(chu)磷效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)約為50%，如投(tou)(tou)加鐵(tie)鹽，除(chu)磷效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)可(ke)達95%。

　　2.4.2.單級卡魯(lu)塞爾氧(yang)化溝脫氮(dan)除磷工藝

　　單級(ji)卡(ka)魯(lu)塞(sai)爾氧(yang)(yang)化溝(gou)有(you)(you)兩種形式(shi)：一是有(you)(you)缺氧(yang)(yang)段的(de)卡(ka)魯(lu)塞(sai)爾氧(yang)(yang)化溝(gou)，可(ke)在單一池內實現部分(fen)反(fan)硝(xiao)化作用(yong)，使用(yong)于有(you)(you)部分(fen)反(fan)硝(xiao)化要求，但要求不高的(de)場合。另一種是卡(ka)魯(lu)塞(sai)爾A/C工(gong)(gong)藝(yi)，即在氧(yang)(yang)化溝(gou)上(shang)游加設厭氧(yang)(yang)池，可(ke)提高活性(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)沉(chen)降性(xing)能(neng)，有(you)(you)效控制(zhi)活性(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨脹，出(chu)水磷(lin)的(de)含量(liang)通常(chang)在2.0mg/l以下(xia)。以上(shang)兩種工(gong)(gong)藝(yi)一般用(yong)于現有(you)(you)氧(yang)(yang)化溝(gou)的(de)改造(zao)，與標(biao)準的(de)卡(ka)魯(lu)塞(sai)爾氧(yang)(yang)化溝(gou)工(gong)(gong)藝(yi)相比(bi)變動不大，相當于傳(chuan)統活性(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)A/O和A2/O工(gong)(gong)藝(yi)。

　　2.4.3.合建(jian)式卡(ka)魯塞爾(er)氧化溝(gou)

　　缺(que)(que)氧(yang)(yang)區(qu)(qu)與(yu)好氧(yang)(yang)區(qu)(qu)合建式氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)式美國EIMCO公司專為(wei)(wei)卡魯(lu)塞(sai)爾(er)系統設計的(de)(de)一種(zhong)先進(jin)的(de)(de)生物脫氮除磷工藝(卡魯(lu)塞(sai)爾(er)2000型)。它的(de)(de)構造上的(de)(de)主要(yao)改(gai)進(jin)是在氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)內設置了一個獨立的(de)(de)缺(que)(que)氧(yang)(yang)區(qu)(qu)。缺(que)(que)氧(yang)(yang)區(qu)(qu)回(hui)流(liu)渠的(de)(de)端(duan)口處裝(zhuang)有(you)一個可調節的(de)(de)活門。根據出水(shui)含(han)氮量(liang)的(de)(de)要(yao)求，調節活門張開程度，可控制進(jin)入(ru)缺(que)(que)氧(yang)(yang)區(qu)(qu)的(de)(de)流(liu)量(liang)。缺(que)(que)氧(yang)(yang)和好氧(yang)(yang)區(qu)(qu)合建式氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)的(de)(de)關鍵在與(yu)于對曝氣設備(bei)充(chong)氧(yang)(yang)量(liang)的(de)(de)控制，必須保(bao)證進(jin)入(ru)回(hui)流(liu)渠處的(de)(de)混(hun)合液處于缺(que)(que)氧(yang)(yang)狀態，為(wei)(wei)反(fan)硝化(hua)(hua)創(chuang)造良(liang)好環(huan)境(jing)。缺(que)(que)氧(yang)(yang)區(qu)(qu)內有(you)潛水(shui)攪拌器(qi)，

　　具有混合和維持污泥懸浮的作用。

　　在(zai)卡魯(lu)塞爾(er)2000型基(ji)礎(chu)上增加前置厭氧區，可(ke)以達到脫(tuo)氮除磷的(de)目的(de)，被(bei)稱(cheng)為A2/C卡魯(lu)塞爾(er)氧化溝。

　　四階段(duan)卡(ka)魯塞(sai)爾(er)(er)Bardenpho系(xi)(xi)(xi)統在卡(ka)魯塞(sai)爾(er)(er)2000型系(xi)(xi)(xi)統下(xia)游(you)增加了第二(er)缺氧池及(ji)再曝(pu)氣(qi)(qi)池，實現更高(gao)程(cheng)度的(de)脫氮(dan)。五階段(duan)卡(ka)魯塞(sai)爾(er)(er)Bardenpho系(xi)(xi)(xi)統在A2/C卡(ka)魯塞(sai)爾(er)(er)系(xi)(xi)(xi)統的(de)下(xia)游(you)增加了第二(er)缺氧池和在曝(pu)氣(qi)(qi)池，實現更高(gao)程(cheng)度的(de)脫氮(dan)和除磷。

　　綜上所述(shu)，厭氧(yang)，缺(que)氧(yang)與(yu)好(hao)(hao)(hao)氧(yang)合建(jian)的(de)(de)氧(yang)化(hua)溝系統可以(yi)分為三階(jie)段A2/O系統以(yi)及四(si)、五階(jie)段Bardenpho系統，這幾個系統均是A/O系統的(de)(de)強(qiang)化(hua)和反復，因此這種工藝(yi)的(de)(de)脫氮除磷效(xiao)果很好(hao)(hao)(hao)，脫氮率達90%-95%。 另外(wai)，卡魯塞爾3000型氧(yang)化(hua)溝也有較好(hao)(hao)(hao)的(de)(de)脫氮除磷效(xiao)果。在(zai)此不(bu)加(jia)以(yi)詳述(shu)。

　　2.4.4. 合建式一體化(hua)氧(yang)化(hua)溝(gou)

　　是(shi)指集(ji)曝氣、沉淀、泥(ni)水(shui)分離(li)和(he)污泥(ni)回流功能(neng)為一體，無需(xu)建(jian)造(zao)單獨(du)二沉池的氧(yang)化溝。這種氧(yang)化溝設有(you)專(zhuan)門(men)的固液(ye)分離(li)裝置和(he)措施。它既是(shi)連續(xu)進出水(shui)，又是(shi)合建(jian)式，且不用倒換功能(neng)，從(cong)理論上講(jiang)最經濟合理，且具有(you)很好的脫(tuo)氮除磷效果。

　　一(yi)體化氧(yang)化溝除一(yi)般氧(yang)化溝所具有的(de)優(you)(you)點外，還有以下(xia)獨特的(de)優(you)(you)點：

　　①工藝(yi)流程短，構筑物和設備(bei)少，不設初沉(chen)池、調節池和單獨的二沉(chen)池;

　　②污泥自動回流，投資少、能耗低、占(zhan)地少、管理(li)簡便;

　　③造價低，建造快，設備事故率低，運行(xing)管理工作量少;

　　④固液(ye)分(fen)離效(xiao)果比一般二(er)次沉淀池高，使系統在(zai)較大(da)的流量濃度范圍內(nei)穩定運行。

　　3 討論

　　1)提(ti)高中(zhong)小城市污水(shui)(shui)治理(li)率是(shi)今后污水(shui)(shui)治理(li)領域的重點(dian)，對于規模小于10萬噸(dun)/天的中(zhong)小型污水(shui)(shui)處理(li)廠來(lai)說，氧化(hua)(hua)(hua)溝(gou)和SBR是(shi)首選(xuan)工(gong)(gong)藝，目前總體(ti)來(lai)說應(ying)用最多的是(shi)氧化(hua)(hua)(hua)溝(gou)工(gong)(gong)藝，在氧化(hua)(hua)(hua)溝(gou)各種(zhong)工(gong)(gong)藝中(zhong)，考(kao)慮其各自的特點(dian)及污水(shui)(shui)脫氮除磷的要(yao)求，推(tui)薦中(zhong)小城市使用較(jiao)成(cheng)(cheng)熟(shu)的卡魯塞爾氧化(hua)(hua)(hua)溝(gou).對于合建式一(yi)體(ti)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)溝(gou)，國內應(ying)用該工(gong)(gong)藝的污水(shui)(shui)廠已超過(guo)十余座，其示范工(gong)(gong)程(cheng)——四川(chuan)新(xin)都污水(shui)(shui)處理(li)廠己成(cheng)(cheng)功運行5年多，是(shi)未來(lai)氧化(hua)(hua)(hua)溝(gou)工(gong)(gong)藝發展的一(yi)個主要(yao)方向(xiang)。

　　2)近年來(lai)，在氧化溝(gou)中(zhong)嘗試(shi)使用(yong)(yong)(yong)(yong)各種綜(zong)合(he)曝氣裝置，即(ji)采用(yong)(yong)(yong)(yong)曝氣器與(yu)水下混合(he)器獨立運(yun)行，將氧化溝(gou)中(zhong)的水流循環混合(he)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)與(yu)曝氣傳氧作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)區分開來(lai)，使氧化溝(gou)中(zhong)交(jiao)替出現(xian)缺氧與(yu)好(hao)氧狀態，已達到(dao)脫(tuo)氮除磷(lin)目的，同時這(zhe)種運(yun)行方式(shi)還能取得節能的效果。據(ju)報道(dao)，這(zhe)種綜(zong)合(he)曝氣系(xi)統已在國外(wai)得到(dao)應用(yong)(yong)(yong)(yong)，在國內(nei)也可嘗試(shi)并推廣采用(yong)(yong)(yong)(yong)這(zhe)種綜(zong)合(he)曝氣設備。

　　3)微孔曝(pu)氣氧(yang)化溝(gou)工藝即保(bao)留了氧(yang)化溝(gou)沿水流方向間斷曝(pu)氣和循環流動的特點，又克服(fu)了氧(yang)化溝(gou)因(yin)采用(yong)表面(mian)(mian)曝(pu)氣機而占地面(mian)(mian)積(ji)大，充氧(yang)效(xiao)率低，水流斷面(mian)(mian)流速不均(jun)，池底易(yi)沉淀等不足，不失(shi)為一(yi)種可推廣(guang)使用(yong)的工藝。

　　4)在土地十分緊張(zhang)的地區，在取得較準確的設計參數的基礎上，可考慮使用立體式(shi)循環氧化溝。

　　5)在氧(yang)化溝(gou)(gou)工藝(yi)設計中，溝(gou)(gou)深(shen)(shen)的設計是一個很重要(yao)的問題，盡管水(shui)(shui)下推(tui)進器的使用(yong)使溝(gou)(gou)深(shen)(shen)有所提高(gao)，但也并非越大(da)越好，因為有效水(shui)(shui)深(shen)(shen)的增加(jia)會引(yin)起(qi)能量模式的改變，從而需(xu)增加(jia)動力設備就不同，引(yin)起(qi)投資和運行費用(yong)的提高(gao)。不同地質情(qing)況，不同進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質及處理要(yao)求(qiu)，有不同的溝(gou)(gou)深(shen)(shen)要(yao)求(qiu)。因此，每一個選用(yong)氧(yang)化溝(gou)(gou)工藝(yi)的污水(shui)(shui)廠，都因根據各(ge)種因素綜(zong)合(he)分析以確定最佳的溝(gou)(gou)深(shen)(shen)。

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