專(zhuān)題_氧化溝活性污泥法

1、氧化溝活性污泥法氧化溝活性污泥法氧化溝活性污泥工藝氧化溝活性污泥工藝1、概述、概述2、氧化溝的基本原理、氧化溝的基本原理3、氧化溝的基本結(jié)構(gòu)、氧化溝的基本結(jié)構(gòu)4、氧化溝的技術(shù)特征、氧化溝的技術(shù)特征5、幾種工藝類(lèi)型的氧溝、幾種工藝類(lèi)型的氧溝6、氧化溝技術(shù)的應(yīng)用、氧化溝技術(shù)的應(yīng)用7、氧化溝技術(shù)展望、氧化溝技術(shù)展望1 1、概述、概述 活性污泥法中的氧化溝（活性污泥法中的氧化溝（Oxidation Ditch）又稱(chēng)為氧化渠）又稱(chēng)為氧化渠（ Oxidation Channel），其曝氣池為循環(huán)混合式曝氣池，污水和活性污泥混），其曝氣池為循環(huán)混合式曝氣池，污水和活性污泥混合液在其中循環(huán)流動(dòng)，又稱(chēng)為合液在其

2、中循環(huán)流動(dòng)，又稱(chēng)為“環(huán)形曝氣池環(huán)形曝氣池”、“循環(huán)曝氣池循環(huán)曝氣池”。 氧化溝屬于活性污泥處理工藝的變形工藝，一般不需要初沉池，并且通常采氧化溝屬于活性污泥處理工藝的變形工藝，一般不需要初沉池，并且通常采用延時(shí)曝氣；結(jié)構(gòu)形式采用環(huán)形溝渠形式，混合液在氧化溝曝氣器的推動(dòng)下做用延時(shí)曝氣；結(jié)構(gòu)形式采用環(huán)形溝渠形式，混合液在氧化溝曝氣器的推動(dòng)下做水平流動(dòng)，一般泥齡為水平流動(dòng)，一般泥齡為20-30d，污泥負(fù)荷在，污泥負(fù)荷在0.05-0.10kgBOD5/(kgMLSSd) 最早在1920年，英國(guó)（Sheffield）首次建成氧化溝，采用槳板式曝氣機(jī)。該處理廠被認(rèn)為是現(xiàn)代氧化溝的先驅(qū)。當(dāng)時(shí)沒(méi)有“氧化溝”一

3、詞。 1954年P(guān)asveer將Kessener轉(zhuǎn)刷用于氧化溝，此后才有“氧化溝”這一專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)。該技術(shù)也被命名為帕斯維爾（ Pasveer）氧化溝。將曝氣、沉淀、污泥穩(wěn)定等處理過(guò)程集中于一體，BOD5去除率達(dá)97%。此后氧化溝成為一種有效地廢水處理工藝，頗受各國(guó)關(guān)注。 氧化溝一般為環(huán)形溝渠狀，也可以是長(zhǎng)方形、圓形等，目前的池體常以鋼筋混凝土澆筑（早期的是按土質(zhì)挖成斜坡、澆以10cm厚的素混土），斷面有梯形、單側(cè)梯形和矩形。水深與曝氣和混合推動(dòng)設(shè)備有關(guān)，一般3.55.0m，最深可達(dá)8.0m。 目前氧化溝技術(shù)已成功應(yīng)用于化工廢水、造紙廢水、食品加工廢水、制藥廢水等的處理。 國(guó)外生產(chǎn)制造氧化溝及配套

4、設(shè)備的制造商有：荷蘭的DHV公司（開(kāi)發(fā)了兩層渦輪的立式曝氣機(jī)，提高混合推動(dòng)力，增加了設(shè)計(jì)深度）；德國(guó)的Passavant公司（開(kāi)發(fā)了玻璃鋼強(qiáng)化塑料制成的曝氣轉(zhuǎn)刷葉片）美國(guó)的Envirex公司等。 我國(guó)在20世紀(jì)80年代初期開(kāi)始研究和應(yīng)用氧化溝工藝，80年代末期開(kāi)始在城市廢水和工業(yè)廢水的處理中引進(jìn)國(guó)外氧化溝先進(jìn)技術(shù)。如河北邯鄲市東污水處理廠采用交替式氧化溝。2 2、氧化溝的基本原理、氧化溝的基本原理 氧化溝是活性污泥工藝的發(fā)展，溝中的微生物以廢水中的有機(jī)物為食物，并使之無(wú)機(jī)化。在氧化溝系統(tǒng)中，通過(guò)轉(zhuǎn)刷（轉(zhuǎn)盤(pán)或其他曝氣設(shè)備），使泥水混合物在環(huán)狀的渠內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，依靠轉(zhuǎn)刷推動(dòng)廢水混合液流動(dòng)并進(jìn)行曝氣

5、。其基本特征是跑道型循環(huán)混合式曝氣池。 氧化溝常以延遲曝氣的方式運(yùn)行，混合液通過(guò)轉(zhuǎn)刷后，DO濃度提高，在渠內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中又逐漸降低。水力停留時(shí)間1024h。污泥泥齡2030h。通過(guò)設(shè)置進(jìn)水與出水位置、污泥回流位置、曝氣設(shè)備位置可以使氧化溝完成硝化和反硝化功能。如主要去除BOD5或進(jìn)行硝化，進(jìn)水點(diǎn)通常設(shè)置在靠近轉(zhuǎn)刷的位置（上游），出水點(diǎn)設(shè)在進(jìn)水點(diǎn)上游。3 3、氧化溝的基本結(jié)構(gòu)組成、氧化溝的基本結(jié)構(gòu)組成 氧化溝工藝處理城市污水時(shí)，可以不設(shè)初沉池，懸浮有機(jī)物可在氧化溝得到好氧穩(wěn)定，這比設(shè)立沉淀池和分離裝置的污泥穩(wěn)定系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)。但為了防止無(wú)機(jī)沉渣在氧化溝內(nèi)積累，污水要進(jìn)過(guò)格柵和沉砂池的預(yù)處理。 氧化溝系統(tǒng)

6、基本結(jié)構(gòu)通常包括氧化溝池體、曝氣設(shè)備、進(jìn)水出水設(shè)備、導(dǎo)流和混合裝置以及附屬構(gòu)筑物等。1）氧化溝池體 一般呈環(huán)形，平面布置多呈橢圓或圓形，四壁多采用鋼筋混凝土建造，水深與所采用曝氣設(shè)備有關(guān)。2）氧化溝曝氣設(shè)備 曝氣設(shè)備主要功能有：（1）供氧；（2）推動(dòng)水流循環(huán)流動(dòng)；（3）防止活性污泥沉淀；（4）使有機(jī)物、微生物和氧氣充分混合接觸。 曝氣設(shè)備可以選用水平軸曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤(pán)、立式表曝機(jī)、導(dǎo)管式曝氣機(jī)等。3）進(jìn)水出水裝置 包括進(jìn)水口、回流污泥口和出水調(diào)節(jié)堰等。進(jìn)水和回流污泥口應(yīng)該在曝氣器上游，以利于充分混合接觸。出水口設(shè)置在進(jìn)水點(diǎn)和污泥回流點(diǎn)上游足夠遠(yuǎn)，避免短流。4）導(dǎo)流和混合裝置 包括導(dǎo)流板和導(dǎo)流墻。

7、在彎道設(shè)置導(dǎo)流墻可以減少水頭損失，防止彎道停滯區(qū)的產(chǎn)生和對(duì)彎道的過(guò)渡沖刷。在曝氣轉(zhuǎn)刷上、下游設(shè)置導(dǎo)流板，使表面較高流速轉(zhuǎn)入池底，降低表面流速，提高傳氧速率。5）附屬構(gòu)筑物 如二沉池、刮泥機(jī)、污泥回流泵等，與傳統(tǒng)活性污泥工藝相同。4 4、氧化溝的技術(shù)特征、氧化溝的技術(shù)特征3）氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度 廢水在曝氣設(shè)備混合后，在溝渠內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。流速在0.250.35m/s，氧化溝總長(zhǎng)90600m，則完成一個(gè)循環(huán)需520min。而水力停留時(shí)間為1024h，則需30200次循環(huán)?？梢?jiàn)短期內(nèi)呈推流，長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)呈完全混合特征，兩者結(jié)合使進(jìn)水被大大稀釋?zhuān)岣哐趸瘻系木彌_能力。1）氧化溝結(jié)合了推流和完全混合

8、兩種流態(tài) 氧化溝的曝氣設(shè)備不是沿溝長(zhǎng)均勻分布，而是集中在幾處，所以，氧化溝可在比其他系統(tǒng)低得多的整體體積功率密度下保持液體的流動(dòng)、固體懸浮和充氧，降低能耗。國(guó)外的研究報(bào)道，氧化溝比常規(guī)的活性污泥能耗降低20%30%。2）氧化溝整體體積功率密度較低 氧化溝曝氣設(shè)備定位布設(shè)，曝氣設(shè)備之后DO逐漸降低，有明顯的濃度梯度。如Carrousel氧化溝出現(xiàn)缺氧區(qū)域。利用這一特性可以再氧化溝工藝中實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化。5）氧化溝處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好 氧化溝可以不設(shè)初沉池，污泥平均停留時(shí)間較長(zhǎng)，剩余污泥量少，且剩余污泥在溝內(nèi)已經(jīng)得到一定程度穩(wěn)定，可不設(shè)污泥消化裝置。工藝中的二沉池也可以與氧化溝合建（一體化氧化

9、溝），氧化溝也可以與其他工藝單元操作結(jié)合，如在氧化溝前增加厭氧池，可提高除磷功能。4）氧化溝工藝處理流程簡(jiǎn)單 實(shí)際應(yīng)用表明，氧化溝在有機(jī)物和懸浮物去除方面，效果比傳統(tǒng)活性污泥更好更穩(wěn)定。對(duì)我國(guó)邯鄲市東污水處理廠多年運(yùn)行資料表明，BOD5和懸浮物濃度小于30mg/L出現(xiàn)的頻率分別為92%和96%。6）基建和運(yùn)行費(fèi)用低 美國(guó)環(huán)保局（EPA）公布數(shù)據(jù)，僅考慮去除BOD而設(shè)計(jì)，氧化溝與傳統(tǒng)處理工藝費(fèi)用大致相同；考慮脫除NH3-N時(shí)，前者不變，后者明顯增加。6 6、幾種工藝類(lèi)型的氧化溝、幾種工藝類(lèi)型的氧化溝1）Carrousel（卡魯塞爾）氧化溝 Carrousel氧化溝是一個(gè)多溝串聯(lián)系統(tǒng)，進(jìn)水與活性污

10、泥混合后，沿水流方向在溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，在溝的一端設(shè)置表曝機(jī)。在曝氣機(jī)上、下游形成富氧區(qū)和缺氧區(qū)。該氧化溝設(shè)計(jì)深度一般為4.04.5m，水流流速為0.3m/s。該工藝投資省、處理效果好、可靠性好、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。 為了提高Carrousel氧化溝的脫氮效果和穩(wěn)定性，DHV公司在原有基礎(chǔ)上可發(fā)了Carrousel-2000型氧化溝在缺氧條件下，進(jìn)水與一定量混合液混合；其余部分進(jìn)行硝化和反硝化。設(shè)置推進(jìn)器，保證混合液具有一定流速，防止污泥在進(jìn)水有機(jī)物含量低時(shí)沉淀。2）Orbal（奧貝爾）氧化溝 Orbal氧化溝由幾條同心圓或橢圓形的溝渠組成，溝渠之間采用隔墻分開(kāi)，形成多條環(huán)形渠道，每條渠道相當(dāng)于一個(gè)單獨(dú)

11、的反應(yīng)器。 設(shè)計(jì)深度一般在4.0m以?xún)?nèi)，采用轉(zhuǎn)盤(pán)曝氣，水流流速0.30.6m/s。可根據(jù)需要設(shè)兩條渠道、三條渠道和四條渠道。常用三條渠道的形式（如下）。 運(yùn)行時(shí)，廢水先進(jìn)入氧化溝最外層的渠道（第一溝），在其中循環(huán)的同時(shí)，依次進(jìn)入下一個(gè)渠道（第二、三溝），最后從中心島排出混合液進(jìn)入沉淀池，相當(dāng)于一系列串聯(lián)的完全混合反應(yīng)器組合。 第一、二、三溝渠容積分別總?cè)莘e的60%、2030%和10%左右。運(yùn)行時(shí)保持溶解氧濃度依次遞增（常為0、1.0、2.0mg/L），以實(shí)現(xiàn)除碳。除氮、節(jié)能。3）一體化氧化溝 又稱(chēng)合建式氧化溝，集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能于一體，不需單獨(dú)建造二沉池。 一體化氧化溝的關(guān)鍵

12、技術(shù)設(shè)備是固液分離器。目前應(yīng)用最典型的是船式分離器和BMTS溝內(nèi)分離器。船式一體化氧化溝 BMTS型一體化氧化溝使用渠道內(nèi)的澄清池，由前擋板、后擋板和低部構(gòu)件組成。 擋板強(qiáng)迫水平流動(dòng)的水流經(jīng)過(guò)導(dǎo)流板從底部進(jìn)入澄清池，分離后的水通過(guò)溢流堰排出，污泥回到氧化溝。4）交替式氧化溝 交替式氧化溝是SBR工藝和傳統(tǒng)氧化溝工藝結(jié)合的結(jié)果。目前主要應(yīng)用的有：VR型、DE型和T型。VR型型： 由一個(gè)池子組成，可連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水方式運(yùn)行。整個(gè)溝分作兩部分，分別交替用作曝氣區(qū)和沉淀區(qū)，每個(gè)功能區(qū)一端都有單向活拍門(mén)，利用定時(shí)器自動(dòng)改變轉(zhuǎn)刷方向，水流流向啟閉活拍門(mén)，改變各功能區(qū)工作狀態(tài)。DE型型： 在VR型氧化溝基

13、礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，由兩條相互聯(lián)系的氧化溝和單獨(dú)設(shè)立的沉淀池組成。氧化溝僅用于曝氣（脫碳、硝化）和推動(dòng)混合（反硝化）。T型型：三溝式氧化溝： 有三條相互聯(lián)系的氧化溝作為一個(gè)整體，每個(gè)溝內(nèi)都裝有曝氣和推進(jìn)循環(huán)的轉(zhuǎn)刷。蘇州河西污水處理廠河北邯鄲市東污水處理廠 在T氧化溝內(nèi)，三條溝交替變換工作方式，其中兩條溝用于工藝反應(yīng)（曝氣和混合），另一條用于沉淀。5）其他氧化溝導(dǎo)管式氧化溝和射流曝氣氧化溝（根據(jù)曝氣方式）導(dǎo)管曝氣氧化溝：鼓風(fēng)機(jī)供氧，水流 從溝底部推進(jìn)，可避免底部污泥沉淀。射流曝氣氧化溝：溝底設(shè)有射流曝氣裝置，射流器沿溝寬方向均勻分布。先將壓縮空氣與混合液在混合室充分混合。7 7、氧化溝技術(shù)的應(yīng)用、氧化溝

14、技術(shù)的應(yīng)用1）在國(guó)外的應(yīng)用 20世紀(jì)60年代以來(lái)，氧化溝技術(shù)在歐洲、北美、南非等地得到迅速地推廣和應(yīng)用。如丹麥已興建300多座氧化溝污水處理廠，占全國(guó)污水處理廠的40%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，北美有9000多座氧化溝污水處理廠，亞洲有近1000座氧化溝污水處理廠。 氧化溝污水處理技術(shù)的發(fā)展不盡體現(xiàn)在數(shù)量上，也體現(xiàn)在處理廠規(guī)模的擴(kuò)大和處理對(duì)象的不斷增加。氧化溝處理能力達(dá)到了處理1000萬(wàn)人口當(dāng)量污水，既能處理生活污水，又能處理工業(yè)廢水和城市污水。2）在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用 我國(guó)自20世紀(jì)80年代以來(lái)，開(kāi)展了較多的關(guān)于氧化溝工藝的研究，并設(shè)計(jì)建造了一批氧化溝污水處理廠。如：采用Carrousel工藝的有桂林東區(qū)污水廠、昆明第一污水廠等；采用Obral工藝的有北京大興污水處理廠、山東萊西污水處理廠等；采用交替式氧化溝的河北邯鄲市東污水處理廠、上海石化總廠水質(zhì)凈化廠。河北邯鄲市東污水處理廠流程：工藝流程包括三部分：1）物理處理：粗、細(xì)格柵、曝氣沉砂等；2）生物處理：采用三溝式氧化溝（T型交替式氧化溝）處理，出水用于生產(chǎn)用水 補(bǔ)充和農(nóng)業(yè)用水；3）污泥處理：經(jīng)污泥濃縮、脫水后外運(yùn)處理。 處理廠建有三組平行的T型氧化溝系統(tǒng)，采用轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)進(jìn)行曝氣、混合。每組溝處理能力為3.3104m3/d，溝長(zhǎng)98m，寬73m，水深3.5m，容積19950m3。 中間溝的轉(zhuǎn)刷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，兩側(cè)溝交替進(jìn)