2008年環(huán)保工程師知識(shí)講座一講義精選(二十一)

　　7.氧化溝

　　①工藝流程與原理

　　氧化溝一般采用機(jī)械充氧和推動(dòng)水流，污水和活性污泥的混合液在環(huán)狀曝氣渠道中循環(huán)流動(dòng)，屬于活性污泥法的一種變形，實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于延時(shí)曝氣活性污泥系統(tǒng)。由于它運(yùn)行成本低，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于維護(hù)管理，出水水質(zhì)好，耐沖擊負(fù)荷，運(yùn)行穩(wěn)定，并可脫氮除磷，日益受到關(guān)注與重視。

　�、诨钚晕勰喾ǖ奶攸c(diǎn)

　　?氧化溝工藝結(jié)合了推流與完全混合兩種流態(tài)

　　?氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度

　　?在工藝方面，一般不設(shè)初沉池，二次沉淀池可以與氧化溝合建，省去污泥回流，與延時(shí)曝氣系統(tǒng)相同，耐沖擊負(fù)荷，可存活世代時(shí)間長(zhǎng)的微生物。

　　?氧化溝的出水水質(zhì)好。

　　?氧化溝的整體體積功率密度較低。

　�、垩趸瘻习�括以下幾種類型

　　?基本型

　　基本型氧化溝的處理規(guī)模小，一般采用臥式轉(zhuǎn)刷曝氣，水深約1～1.5m，氧化溝內(nèi)污水的水平流速0.3～0.4m/s�；旌弦和ㄟ^轉(zhuǎn)刷后，溶解氧的濃度被提高，隨后，在渠內(nèi)流動(dòng)過程中溶解氧又逐漸降低。氧化溝通常采用延時(shí)曝氣的方式運(yùn)行，水力停留時(shí)間為10～24h，污泥泥齡為20～30d，通過設(shè)置進(jìn)水和出水的位置、污泥回流的位置、曝氣設(shè)備的位置等可以使氧化溝完成碳化、硝化和反硝化功能。

　　?卡魯塞爾式氧化溝

　　是一個(gè)多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進(jìn)水與回流的活性污泥混合后在溝內(nèi)不停的循環(huán)流動(dòng)，采用表面機(jī)械曝氣器，每溝渠的一端各安裝一個(gè)，靠近曝氣器下游的區(qū)段為好氧區(qū)，處于曝氣器上游和外環(huán)的區(qū)段為缺氧區(qū)，混合液交替進(jìn)行好氧和缺氧，這不僅提供了良好的生物脫氮條件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。

　　?三溝式氧化溝

　　由三條同容積的溝槽串聯(lián)組成，兩側(cè)的池(稱為A池和C池)交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子(稱為B池)一直為曝氣池。原污水交替地進(jìn)入兩側(cè)的A和C池，處理出水則相應(yīng)地從作為沉淀池的C池或A池流出，這樣提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率(達(dá)59%)左右，另外也有利于生物脫氮。

　　三溝式氧化溝基本運(yùn)行方式大體分為6個(gè)階段，工作周期是8h，它由自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)其運(yùn)行程序自動(dòng)控制進(jìn)、出水的方向、溢流堰的升降以及曝氣轉(zhuǎn)刷的開動(dòng)和停止。

　　第一個(gè)階段：工作時(shí)間2.5h，污水經(jīng)配水井進(jìn)入第一溝，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷低速運(yùn)轉(zhuǎn)，僅維持溝活性污泥處于懸浮狀態(tài)下環(huán)流，溝內(nèi)處于缺氧反硝化狀態(tài)，反硝化菌將上階段產(chǎn)生的硝酸鹽氮還原為氮?dú)庖莩觥Ｔ诖诉^程中，原污水作為碳源，不必外加碳源。同時(shí)溝內(nèi)出水堰能自動(dòng)調(diào)節(jié)，混合液進(jìn)入第二溝，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷在第一階段均處于高速運(yùn)行，使其溝內(nèi)的混合液保持恒定環(huán)流，其溶解氧的濃度為2mg/L，在此進(jìn)行有機(jī)物的降解和氨氮的硝化。處理后的混合液再進(jìn)入第三溝，此時(shí)第三溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷處于閑置狀態(tài)，第三溝僅用作沉淀池，使泥水分離，澄清水通過已降低的出水堰從第三溝流出。

　　第二階段：工作時(shí)間0.5h，污水入流從第一溝到第二溝，此時(shí)第一溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)，第一溝由缺氧逐步轉(zhuǎn)為富氧狀態(tài)，第二溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷仍高速運(yùn)轉(zhuǎn)，所以第二個(gè)階段的第一和第二溝均處于好氧狀態(tài)，都進(jìn)行有機(jī)物的降解和氨氮的硝化。經(jīng)第二溝處理過的混合液再進(jìn)入第三溝，第三溝仍為沉淀池，沉淀后的污水通過第三溝的出水堰排出。

　　第三階段：工作時(shí)間1.0h，第一溝轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，開始進(jìn)行泥水分離，需要設(shè)過度段，至該階段末分離過程結(jié)束。在該階段，入流污水仍進(jìn)入第二溝，處理后的污水仍然通過第三溝出水堰排出。

　　第四階段：工作時(shí)間2.5h，污水入流從第二溝調(diào)至第三溝，第一溝出水堰降低，第三溝出水堰升高，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷低速運(yùn)轉(zhuǎn)，使混合液懸浮環(huán)流，處于缺氧狀態(tài)，進(jìn)行反硝化脫氮。然后混合液流入第二溝，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使其處于好氧狀態(tài)，進(jìn)行有機(jī)物降解和氨氮硝化。經(jīng)處理后再流入第一溝，此時(shí)第一溝作為沉淀池，澄清水通過第一溝已降低的出水堰排出。該階段與第一階段類似，所不同的是硝化發(fā)生在第三溝，而沉淀發(fā)生在第一溝。

　　第五階段：工作時(shí)間0.5h，污水入流從第三溝轉(zhuǎn)向第二溝，第三溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)，以保證在該階段末溝內(nèi)有剩余氧。第一溝仍作沉淀池，處理后污水通過該溝出水堰排出，第二溝轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)，仍處于有機(jī)物降解和氨氮硝化過程。該階段與第二個(gè)階段相對(duì)應(yīng)，所不同的是兩個(gè)外溝的功能相反。

　　第六階段：工作時(shí)間1.0h，該階段基本與第三個(gè)階段相同，第三溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，開始進(jìn)行泥水分離，入流污水仍然進(jìn)入第二溝，處理后的污水經(jīng)第一溝出水堰排出。

　　三溝式氧化溝流程簡(jiǎn)單，無需設(shè)置初沉池和二沉池及污泥回流設(shè)備，處理效果穩(wěn)定，管理方便，基建費(fèi)用低，占地少并具有脫氮除磷的功能，在我國(guó)得到了一定應(yīng)用。

　　?奧巴勒型氧化溝

　　奧巴勒型氧化溝是由多個(gè)同心的橢圓形或圓形溝渠組成，污水與回流污泥均進(jìn)入最外一條溝渠，在不斷循環(huán)的同時(shí)，依次進(jìn)入下一個(gè)溝渠，最后混合液從內(nèi)溝渠排出，進(jìn)入沉淀池。

　　奧巴勒型氧化溝可根據(jù)需要分設(shè)兩條溝渠、三條溝渠和四條溝渠，常用的為三條溝渠。外溝渠的容積約為總?cè)莘e的60%～70%，中溝渠容積約為總?cè)莘e的20%～30%，內(nèi)溝渠容積僅占總?cè)莘e的10%左右，運(yùn)行中保持外溝渠、中溝渠和內(nèi)溝渠的溶解氧濃度依次遞增，有利于提高充氧效率，同時(shí)可以達(dá)到除碳、除氮以及節(jié)省能量的作用。曝氣設(shè)備一般采用曝氣轉(zhuǎn)盤。

　　?曝氣-沉淀一體化氧化溝

　　將二沉池建在氧化溝中，集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體，無須建造單獨(dú)的二沉池。在氧化溝的一個(gè)溝渠內(nèi)設(shè)沉淀區(qū)，在沉淀區(qū)的兩側(cè)設(shè)隔墻，并在其底部設(shè)一排三角形導(dǎo)流板，同時(shí)在水面設(shè)穿孔集水管，以收集澄清水。氧化溝內(nèi)的混合液從沉淀區(qū)的底部流過，部分混合液則從導(dǎo)流板間隙上升進(jìn)入沉淀區(qū)，而沉淀下來的污泥從導(dǎo)流板間隙下滑回氧化溝，曝氣采用機(jī)械表面曝氣。

　　?側(cè)渠形一體氧化溝

　　在氧化溝的側(cè)面設(shè)置兩座側(cè)渠作為二次沉淀池，并交替運(yùn)行和交替回流污泥，澄清水通過堰口排出，曝氣采用機(jī)械表面曝氣或轉(zhuǎn)刷曝氣。

　　?其他氧化溝系統(tǒng)

　　有導(dǎo)管式氧化溝系統(tǒng)和射流曝氣氧化溝系統(tǒng)

　　導(dǎo)管式氧化溝系統(tǒng)中以導(dǎo)管式曝氣器代替轉(zhuǎn)刷等表面曝氣機(jī)，導(dǎo)管式氧化溝由氧化溝(內(nèi)設(shè)阻流墻)、導(dǎo)管式曝氣器設(shè)備、導(dǎo)流管以及供氧系統(tǒng)四部分組成，污水流速由水力推進(jìn)器維持，供氧由鼓風(fēng)機(jī)提供，氧化溝內(nèi)的混合和供氧分別由兩套裝置獨(dú)立承擔(dān)，水流從氧化溝底部推進(jìn)，可避免底部污泥的淤積。

　　射流式曝氣氧化溝采用射流曝氣器，在氧化溝底設(shè)置射流曝氣裝置，將壓縮空氣與混合液在混合室充分混合，完成水、泥、氣三相混合和傳質(zhì)，并以挾氣溶氣的狀態(tài)向水流流動(dòng)方向射出，達(dá)到氧化溝要求的曝氣充氧和攪拌推流的雙重功能。

　　④氧化溝的構(gòu)造

　　氧化溝的工藝設(shè)施由氧化溝溝體、曝氣設(shè)備、進(jìn)出口設(shè)施、系統(tǒng)設(shè)施等組成。

　　?溝體

　　主要分兩種布置形式，即單溝式和多溝式氧化溝。一般呈環(huán)狀溝渠形。其四周壁可以用鋼筋混凝土建造。氧化溝的斷面形式有梯形和矩形等。

　　?曝氣設(shè)備

　　具有供氧、充分混合、推動(dòng)混合液不停地循環(huán)流動(dòng)和防止活性污泥沉淀的功能，常用的水平軸曝氣轉(zhuǎn)刷和垂直表面曝氣器。

　　?進(jìn)出水裝置

　　污水和回流污泥流入氧化溝的位置應(yīng)與溝內(nèi)混合液流出的位置分開。

　　?配水井

　　兩個(gè)以上氧化溝并行工作時(shí)，應(yīng)設(shè)配水井以保證均勻配水。

　　?出水堰

　　氧化溝的出水應(yīng)設(shè)出水堰，可設(shè)計(jì)成升降的，從而起著調(diào)節(jié)溝內(nèi)水深的作用。

　　?導(dǎo)流槽

　　為保持氧化溝內(nèi)具有不淤流速，減少水頭損失，需在氧化溝轉(zhuǎn)折處設(shè)置薄壁結(jié)構(gòu)導(dǎo)流墻，使水流平穩(wěn)轉(zhuǎn)彎，維持一定流速。

　　?溶解氧探頭

　　為了經(jīng)濟(jì)有效地運(yùn)行，在氧化溝內(nèi)好氧區(qū)和缺氧區(qū)應(yīng)分別設(shè)置氧探頭。

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