綜述類：氧化溝工藝在城市污水處理中的應(yīng)用

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)學(xué)號：133中州大學(xué)畢業(yè)論文題目：氧化溝工藝在城市污水處理中的應(yīng)用學(xué)生姓名楊者娜指導(dǎo)教師華慧穎班級06級環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)學(xué)院化工食品學(xué)院2008年5目錄摘要氧化溝工藝經(jīng)過50多年的發(fā)展，在一些專家看來已趨于成熟，但也有專業(yè)人士認為氧化溝廢水生物處理方法過于老套，無論對這一工藝有什么樣的看法，氧化溝工藝在城市生活污水及工業(yè)廢水處理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，卻是一個不爭的事實，并成為當前占主導(dǎo)地位的活性污泥污水處理技術(shù)。特別在我國建設(shè)污水處理廠以中小型規(guī)模為主，各類氧化溝工藝得到普遍應(yīng)用,而Carrousel氧化溝是現(xiàn)在城市污水處理中應(yīng)用最廣泛的一種。關(guān)鍵詞：城市污水；氧化溝工藝；技術(shù)特點；Carrousel氧化溝；氧化溝的機理AbstractAfter50yearsofdevelopment，OxidationDitchProcessisnearmatureinsomeexperts’eyes,butthere’realsosomeprofessionalsthinkthatthisbiologicalsewagetreatmenttechnologyistoohackneyed.Whateverwhatkindofviewsthere’reaboutthiscraft,thetruthisoxidationditchtechnologyisusedverywidelyinurbanlifeandindustrialwastewatertreatment.Andnowithasbecomethedominantactivesludgesewagetreatmenttechnology.Especiallyinourcountry,thesewageplantsareprimarilyofmiddleorsmallscale,variouskindofoxidationditchcraftgetuniversalapplication.CarrouselOxidationDitchisthemostwidelyusedtypeinpresentcitysewagetreatmenttechnologies.KeyWords:Urbansewagetreatment;oxidationditchcraft;technicalfeatures;CarrouselOxidationDitch;functioningmechanismofoxidationditch1引言“水”被稱為是21世紀的“油”,水資源危機是21世紀僅次于全球變暖的第二大問題。隨著工業(yè)的高速發(fā)展和城市化進程的加快,我國的水污染問題日趨嚴重,廢水治理特別是城市污水處理也越來越受到環(huán)保工作者的重視,因而城市污水處理方法的探討就顯得尤為重要。我國淡水資源十分短缺,人均擁有量約2300m3,相當于世界人均水平的1/4,居世界第110位。自1997年起,全國城市污水排放量占廢水排放總量的比例接近45%,改變了我國水污染治理工作一直以工業(yè)廢水治理為主的局面,開始加強城市污水的綜合治理。而我們最常用的活性污泥法中的氧化溝技術(shù)在我國發(fā)展很快,是當前污水處理技術(shù)的熱點之一。近年來國內(nèi)建設(shè)的氧化溝數(shù)量在不斷增加,其處理規(guī)模和處理對象也在不斷擴大。2城市污水2.1城市污水定義城市污水（municipalsewage,municipalwastewater）排入城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)的污水的統(tǒng)稱。載合流制排水系統(tǒng)中，還包括生產(chǎn)廢水和截留的雨水。城市污水主要包括生活污水和工業(yè)污水，由城市排水管網(wǎng)匯集并輸送到污水處理廠進行處理。2.2城市污水處理工藝城市污水處理工藝一般根據(jù)城市污水的利用或排放去向并考慮水體的自然凈化能力，確定污水的處理程度及相應(yīng)的處理工藝。處理后的污水，無論用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)或是回灌補充地下水，都必須符合國家頒發(fā)的有關(guān)水質(zhì)標準。現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理工藝。污水一級處理應(yīng)用物理方法，如篩濾、沉淀等去除污水中不溶解的懸浮固體和漂浮物質(zhì)。污水二級處理主要是應(yīng)用生物處理方法，即通過微生物的代謝作用進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程，將污水中的各種復(fù)雜的有機物氧化降解為簡單的物質(zhì)。生物處理對污水水質(zhì)、水溫、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三級處理是在一、二級處理的基礎(chǔ)上，應(yīng)用混凝、過濾、離子交換、反滲透等物理、化學(xué)方法去除污水中難溶解的有機物、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)。污水中的污染物組成非常復(fù)雜，常常需要以上幾種方法組合，才能達到處理要求。污水一級處理為預(yù)處理，二級處理為主體，處理后的污水一般能達到排放標準。三級處理為深度處理，出水水質(zhì)較好，甚至能達到飲用水質(zhì)標準，但處理費用高，除在一些極度缺水的國家和地區(qū)外，應(yīng)用較少。目前我國許多城市正在籌建和擴建污水二級處理廠，以解決日益嚴重的水污染問題。而在污水的生物處理中氧化溝工藝最為突出![1]3氧化溝工藝概述氧化溝（oxidationditch）又名連續(xù)循環(huán)曝氣池（Continuousloopreactor），是活性污泥法的一種變形。氧化溝污水處理工藝是在20世紀50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制成功的。自從1954年在荷蘭的首次投入使用以來。由于其出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)特點，已經(jīng)在國內(nèi)外廣泛的應(yīng)用于生活污水和工業(yè)污水的治理[1]。3.1氧化溝工藝基本原理和主要設(shè)計參數(shù)氧化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質(zhì)上屬于延時曝氣系統(tǒng)。以下為一般氧化溝法的主要設(shè)計參數(shù)：水力停留時間：10－40小時；污泥齡：一般大于20天；有機負荷：0.05－0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)；容積負荷：0.2－0.4kgBOD5/(m3.d)；活性污泥濃度：2000－6000mg/l；溝內(nèi)平均流速：0.3－0.5m/s3.2氧化溝的技術(shù)特點氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池（CintinuousLoopReator,簡稱CLR）作生物反應(yīng)池，混合液在該反應(yīng)池中一條閉合曝氣渠道進行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環(huán)。氧化溝一般由溝體、曝氣設(shè)備、進出水裝置、導(dǎo)流和混合設(shè)備組成，溝體的平面形狀一般呈環(huán)形，也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。氧化溝法由于具有較長的水力停留時間，較低的有機負荷和較長的污泥齡。因此相比傳統(tǒng)活性污泥法，可以省略調(diào)節(jié)池，初沉池，污泥消化池，有的還可以省略二沉池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因為巧妙結(jié)合了CLR形式和曝氣裝置特定的定位布置，是式氧化溝具有獨特水力學(xué)特征和工作特性：（1）氧化溝結(jié)合推流和完全混合的特點，有力于克服短流和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區(qū)上游安排入流，在入流點的再上游點安排出流。入流通過曝氣區(qū)在循環(huán)中很好的被混合和分散，混合液再次圍繞CLR繼續(xù)循環(huán)。這樣，氧化溝在短期內(nèi)（如一個循環(huán)）呈推流狀態(tài)，而在長期內(nèi)（如多次循環(huán)）又呈混合狀態(tài)。這兩者的結(jié)合，即使入流至少經(jīng)歷一個循環(huán)而基本杜絕短流，又可以提供很大的稀釋倍數(shù)而提高了緩沖能力。同時為了防止污泥沉積，必須保證溝內(nèi)足夠的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在溝內(nèi)的停留時間又較長，這就要求溝內(nèi)由較大的循環(huán)流量（一般是污水進水流量的數(shù)倍乃至數(shù)十倍），進入溝內(nèi)污水立即被大量的循環(huán)液所混合稀釋，因此氧化溝系統(tǒng)具有很強的耐沖擊負荷能力，對不易降解的有機物也有較好的處理能力。（2）氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化－反硝化生物處理工藝。氧化溝從整體上說又是完全混合的，而液體流動卻保持著推流前進，其曝氣裝置是定位的，因此混合液在曝氣區(qū)內(nèi)溶解氧濃度是上游高，然后沿溝長逐步下降，出現(xiàn)明顯的濃度梯度，到下游區(qū)溶解氧濃度就很低，基本上處于缺氧狀態(tài)。氧化溝設(shè)計可按要求安排好氧區(qū)和缺氧區(qū)實現(xiàn)硝化－反硝化工藝，不僅可以利用硝酸鹽中的氧滿足一定的需氧量，而且可以通過反硝化補充硝化過程中消耗的堿度。這些有利于節(jié)省能耗和減量。（3）氧化溝溝內(nèi)功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質(zhì)，液體混合和污泥絮凝。傳統(tǒng)曝氣的功率密度一般僅為20－30瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒－1。這不僅有利于氧的傳遞和液體混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥顆粒。當混合液經(jīng)平穩(wěn)的輸送區(qū)到達好氧區(qū)后期，平均速度梯度G小于30秒－1，污泥仍有再絮凝的機會，因而也能改善污泥的絮凝性能。（4）氧化溝的整體功率密度較低，可節(jié)約能源。氧化溝的混合液一旦被加速到溝中的平均流速，對于維持循環(huán)僅需克服沿程和彎道的水頭損失，因而氧化溝可比其他系統(tǒng)以低得多的整體功率密度來維持混合液流動和活性污泥懸浮狀態(tài)。據(jù)國外的一些報道，氧化溝比常規(guī)的活性污泥法能耗降低20％－30％。另外，據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計資料顯示，與其他污水生物處理方法相比，氧化溝具有處理流程簡單，超作管理方便；出水水質(zhì)好，工藝可靠性強；基建投資省，運行費用低等特點[2]。4Carrousel氧化溝的結(jié)構(gòu)Carrousel氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開發(fā)研制。在原Carrousel氧化溝的基礎(chǔ)上DHV公司和其在美國的專利特許公司EIMCO又發(fā)明了Carrousel2000系統(tǒng)（見圖1），實現(xiàn)了更高要求的生物脫氮和除磷功能。至今世界上已有850多座Carrousel氧化溝和Carrousel2000系統(tǒng)正在運行[3]。圖1Carrousel2000系統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)圖由圖可見，Carrousel氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點，又有推流式反應(yīng)器的特點，溝內(nèi)存在明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面形狀多為橢圓形，溝內(nèi)水深一般為2.5～4.5ｍ，寬深比為2:1，亦有水深達7m的，溝中水流平均速度為0.3m/s。氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝氣機、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機等，近年來配合使用的還有水下推動器[4]。5Carrousel氧化溝的機理5.1Carrousel氧化溝處理污水的原理最初的普通Carrousel氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約2～3mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除BOD；同時，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去處BOD，但除磷脫氮的能力有限[5]。為了取得更好的除磷脫氮的效果，Carrousel2000系統(tǒng)在普通Carrousel氧化溝前增加了一個厭氧區(qū)和絕氧區(qū)（又稱前反硝化區(qū)）。全部回流污泥和10-30%的污水進入?yún)捬鯀^(qū)，可將回流污泥中的殘留硝酸氮在缺氧和10-30%碳源條件下完成反硝化，為以后的絕氧池創(chuàng)造絕氧條件。同時，厭氧區(qū)中的兼性細菌將可溶性BOD轉(zhuǎn)化成VFA，聚磷菌獲得VFA將其同化成PHB，所需能量來源于聚磷的水解并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。厭氧區(qū)出水進入內(nèi)部安裝有攪拌器的絕氧區(qū)，所謂絕氧就是池內(nèi)混合液既無分子氧，也無化合物氧（硝酸根），在此絕氧環(huán)境下，70-90%的污水可提供足夠的碳源，使聚磷菌能充分釋磷。絕氧區(qū)后接普通Carrousel氧化溝系統(tǒng)，進一步完成去除BOD、脫氮和除磷。最后，混合液在氧化溝富氧區(qū)排出，在富氧環(huán)境下聚磷菌過量吸磷，將磷從水中轉(zhuǎn)移到污泥中，隨剩余污泥排出系統(tǒng)。這樣，在Carrousel2000系統(tǒng)內(nèi)，較好的同時完成了去除BOD、COD和脫氮除磷[6]。綜合采用該工藝的昆明第一污水廠[7]、長沙市第二污水凈化中心[8]及漯河市污水處理廠的運行效果可見：經(jīng)過Carrousel2000系統(tǒng)處理后，BOD、COD、SS的去除率均達到了90%以上，TN的去除率達到了80%，TP的去除率也達到了90%。5.2Carrousel氧化溝除磷脫氮的影響因素影響Carrousel氧化溝除磷的因素主要是污泥齡、硝酸鹽濃度及基質(zhì)濃度。研究表明，當總污泥齡為8~10d時活性污泥中的最大磷含量為其干污泥量的4%，為異養(yǎng)菌體質(zhì)量的11%，但當污泥齡超過15d時污泥中最大含磷量明顯下降，反而達不到最大除磷效果。因此，一味延長污泥齡（例如20d、25d、30d）是沒有必要的，宜在8~15d范圍內(nèi)選用。同時，高硝酸鹽濃度和低基質(zhì)濃度不利于除磷過程。影響Carrousel氧化溝脫氮的主要因素是DO、硝酸鹽濃度及碳源濃度。研究表明，氧化溝內(nèi)存在溶解氧濃度梯度即好氧區(qū)DO達到3~3.5mg/L，缺氧區(qū)DO達到0~0.5mg/L是發(fā)生硝化反應(yīng)及反硝化反應(yīng)的前提條件。同時，充足的碳源及較高的C/N比有利于脫氮的完成[5]。5.3Carrousel氧化溝存在的問題及解決方法盡管Carrousel氧化溝具有出水水質(zhì)好、抗沖擊負荷能力強、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動化控制等優(yōu)點。但是，在實際的運行過程中，仍存在一系列的問題。5.3.1污泥膨脹問題當廢水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化溝中污泥負荷過高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹；非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負荷較高時。微生物的負荷高，細菌吸取了大量營養(yǎng)物質(zhì)，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)，使活性污泥的表面附著水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨脹。針對污泥膨脹的起因，可采取不同對策：由缺氧、水溫高造成的，可加大曝氣量或降低進水量以減輕負荷，或適當降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量減少；如污泥負荷過高，可提高MLSS，以調(diào)整負荷，必要時可停止進水，悶曝一段時間；可通過投加氮肥、磷肥，調(diào)整混合液中的營養(yǎng)物質(zhì)平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值過低，可投加石灰調(diào)節(jié)；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），能抑制絲狀菌繁殖，控制結(jié)合水性污泥膨脹[9]。5.3.2泡沫問題由于進水中帶有大量油脂，處理系統(tǒng)不能完全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，經(jīng)轉(zhuǎn)刷充氧攪拌，產(chǎn)生大量泡沫；泥齡偏長，污泥老化，也易產(chǎn)生泡沫。用表面噴淋水或除沫劑去除泡沫，常用除沫劑有機油、煤油、硅油，投量為0.5~1.5mg/L。通過增加曝氣池污泥濃度或適當減小曝氣量，也能有效控制泡沫產(chǎn)生。當廢水中含表面活性物質(zhì)較多時，易預(yù)先用泡沫分離法或其他方法去除。另外也可考慮增設(shè)一套除油裝置。但最重要的是要加強水源管理，減少含油過高廢水及其它有毒廢水的進入[10]。5.3.3污泥上浮問題當廢水中含油量過大，整個系統(tǒng)泥質(zhì)變輕，在操作過程中不能很好控制其在二沉池的停留時間，易造成缺氧，產(chǎn)生腐化污泥上?。划斊貧鈺r間過長，在池中發(fā)生高度硝化作用，使硝酸鹽濃度高，在二沉池易發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生氮氣，使污泥上浮；另外，廢水中含油量過大，污泥可能挾油上浮。發(fā)生污泥上浮后應(yīng)暫停進水，打碎或清除污泥，判明原因，調(diào)整操作。污泥沉降性差，可投加混凝劑或惰性物質(zhì)，改善沉淀性；如進水負荷大應(yīng)減小進水量或加大回流量；如污泥顆粒細小可降低曝氣機轉(zhuǎn)速；如發(fā)現(xiàn)反硝化，應(yīng)減小曝氣量，增大回流或排泥量；如發(fā)現(xiàn)污泥腐化，應(yīng)加大曝氣量，清除積泥，并設(shè)法改善池內(nèi)水力條件[10]。5.3.4流速不均及污泥沉積問題在Carrousel氧化溝中，為了獲得其獨特的混合和處理效果，混合液必須以一定的流速在溝內(nèi)循環(huán)流動。一般認為，最低流速應(yīng)為0.15m/s，不發(fā)生沉積的平均流速應(yīng)達到0.3~0.5m/s。氧化溝的曝氣設(shè)備一般為曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)刷的浸沒深度為250~300mm，轉(zhuǎn)盤的浸沒深度為480~530mm。與氧化溝水深（3.0~3.6m）相比，轉(zhuǎn)刷只占了水深的1/10~1/12，轉(zhuǎn)盤也只占了1/6~1/7，因此造成氧化溝上部流速較大（約為0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很?。ㄌ貏e是在水深的2/3或3/4以下，混合液幾乎沒有流速），致使溝底大量積泥（有時積泥厚度達1.0m），大大減少了氧化溝的有效容積，降低了處理效果，影響了出水水質(zhì)。加裝上、下游導(dǎo)流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)刷）軸心4.0處（上游），導(dǎo)流板高度為水深的1/5~1/6，并垂直于水面安裝；下游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)刷）軸心3.0m處。導(dǎo)流板的材料可以用金屬或玻璃鋼，但以玻璃鋼為佳。導(dǎo)流板與其他改善措施相比，不僅不會增加動力消耗和運轉(zhuǎn)成本，而且還能夠較大幅度地提高充氧能力和理論動力效率[11]。另外，通過在曝氣機上游設(shè)置水下推動器也可以對曝氣轉(zhuǎn)刷底部低速區(qū)的混合液循環(huán)流動起到積極推動作用，從而解決氧化溝底部流速低、污泥沉積的問題。設(shè)置水下推動器專門用于推動混合液可以使氧化溝的運行方式更加靈活，這對于節(jié)約能源、提高效率具有十分重要的意義[12]。5.4工藝的改良自1920年英國sheffield建立的污水廠成為氧化溝技術(shù)先驅(qū)以來，氧化溝技術(shù)一直在不斷的發(fā)展和完善。其技術(shù)方面的提高是在兩個方面同時展開的：一是工藝的改良；二是曝氣設(shè)備的革新。工藝的改良過程大致可分為四個階段：（1）初期氧化溝1954年，Pasveer教授建造的Voorshopen氧化溝，間歇運行。分進水、曝氣凈化、沉淀和排水四個基本工序（2）規(guī)模型氧化溝增加沉淀池，使曝氣和沉淀分別在兩個區(qū)域進行，可以連續(xù)進水（3）多樣型氧化溝考慮脫氮除磷等要求。著名的有DE型氧化溝，Carrousel氧化溝及Orbal氧化溝等（4）一體化氧化溝時空調(diào)配型（D型，VR型，T型等）合建式（BMTS式，側(cè)溝式，中心島式等）5.5曝氣設(shè)備的革新曝氣設(shè)備對氧化溝的處理效率，能耗及處理穩(wěn)定性有關(guān)鍵性影響，其作用主要表現(xiàn)在以下四個方面：向水中供氧；推進水流前進，使水流在池內(nèi)作循環(huán)流動；保證溝內(nèi)活性污泥處于懸浮狀態(tài)；使氧、有機物、微生物充分混合。針對以上幾個要求，曝氣設(shè)備也一直在改進和完善。常規(guī)的氧化溝曝氣設(shè)備有橫軸曝氣裝置及豎軸<LABELclass=lbonclick="g('曝氣');">曝氣裝置。（1）橫軸曝氣裝置為轉(zhuǎn)刷和轉(zhuǎn)盤。其中轉(zhuǎn)刷更為常見，轉(zhuǎn)刷單獨使用通常只能滿足水深較淺的氧化溝，有效水深不大于2.0－3.5米。從而造成傳統(tǒng)氧化溝較淺，占地面積大的弊端。近幾年開發(fā)了水下推進器配合轉(zhuǎn)刷，解決了這個問題，如山東高密污水廠，有效水深為4.5米，保證溝內(nèi)平均流速大于0.3米/秒，溝底流速不低于0.1米/秒，這樣氧化溝占地大大減少，轉(zhuǎn)刷技術(shù)運用已相當成熟，但因其供氧率低，能耗大，故其逐漸被另外先進的曝氣技術(shù)所取代。（2）豎軸式表面曝氣機，各種類型的表面曝氣機均可用于氧化溝，一般安裝在溝渠的轉(zhuǎn)彎處，這種曝氣裝置有較大的提升能力，氧化溝水深可達4－4.5米，如1968年荷蘭PHV開發(fā)的著名Carrousel氧化溝在一端的中心設(shè)垂直軸的一定方向的低速表曝葉輪，葉輪轉(zhuǎn)動時除向污水供氧外，還能使溝中水體沿一定方向循環(huán)流動。表曝設(shè)備價格較便宜，但能耗大易出故障，且維修困難。（3）射流曝氣，1969年Lewrnpt等創(chuàng)建了第一座試驗性射流曝氣氧化溝（JAC），國外的射流曝氣多為壓力供氣式，而國內(nèi)通常是自吸空氣式，JAC的優(yōu)點是氧化溝的寬度和水的深度不受限制，可以用于深水曝氣，且氧的利用率高，目前最大的JAC在奧地利的林茨，處理流量為17.2萬噸/天，水深7.5米。（4）微孔曝氣，現(xiàn)在應(yīng)用較多的微孔曝氣裝置，采用多孔性空氣擴散裝置克服了以往裝置氣壓損失大，易堵塞的毛病，且氧利用率較高，在氧化溝技術(shù)運用中越來越廣泛，目前，我國廣東省某污水廠已成功運用此種曝氣系統(tǒng)。（5）其他曝氣設(shè)備，包括一些新型的曝氣推動設(shè)備，如浙江某公司開發(fā)的復(fù)葉節(jié)流新型曝氣器，氧利用率較高，浮于水面，易檢修，充氧能力可達水下7米，推動能力相當強，滿足氧化溝的曝氣推動一體化要求，同時能夠滿足氧化溝底部的充氧和推動。6Carrousel氧化溝的發(fā)展由于污水處理標準中對除磷脫氮的要求越來越嚴格，Carrousel氧化溝也得到了進一步的發(fā)展。目前，研究及應(yīng)用較多的包括以下兩種類型：微孔曝氣型Carrousel2000系統(tǒng)、Carrousel3000系統(tǒng)。6.1微孔曝氣型Carrousel2000系統(tǒng)微孔曝氣型Carrousel2000系統(tǒng)采用微孔曝氣（供氧設(shè)備為鼓風(fēng)機），微孔曝氣器可產(chǎn)生大量直徑為1mm左右的微小氣泡，這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)移總量增大（如池深增加則其傳質(zhì)效率將更高）。根據(jù)目前鼓風(fēng)機生產(chǎn)廠家的技術(shù)能力，池的有效水深最大可達8m，因此可根據(jù)不同的工藝要求選取合適的水深。傳統(tǒng)氧化溝的推流是利用轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟或倒傘型表曝機實現(xiàn)的，其設(shè)備利用率低、動力消耗大。微孔曝氣型Carrousel2000系統(tǒng)則采用了水下推流的方式，即把潛水推進器葉輪產(chǎn)生的推動力直接作用于水體，在起推流作用的同時又可有效防止污泥的沉降。因而，采用潛水推進器既降低了動力消耗，又使泥水得到了充分地混合。從水力特性來看，微孔曝氣型Carrousel2000系統(tǒng)為環(huán)狀折流池型，兼有推流式和完全混合式的流態(tài)。就整個氧化溝來看，可認為氧化溝是一個完全混合曝氣池，其濃度變化系數(shù)極小甚至可以忽略不計，進水將迅速得到稀釋，因此它具有很強的抗沖擊負荷能力。但對于氧化溝中的某一段則具有某些推流式的特征，即在曝氣器下游附近地段DO濃度較高，但隨著與曝氣器距離的不斷增加則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，達到了高效生物脫氮的目的。微孔曝氣型Carrousel2000系統(tǒng)盡管具有充氧能力強、除磷脫氮效果好、占地面積少和能耗低等優(yōu)點，但同時它也存在微孔曝氣設(shè)備維修的問題。目前，國內(nèi)微孔曝氣器的使用壽命為4~5年，好的可達8~10年，但與進口微孔曝氣器相比還有一定的差距。曝氣器的維修不像表曝設(shè)備那樣方便，它需要干池才能檢修，也就是說一旦微孔曝氣器出現(xiàn)問題需采用平行兩組或三組來解決問題，或者采用提升裝置等來解決，這也將會給生產(chǎn)和管理帶來極大的不便[13～14]。6.2Carrousel3000系統(tǒng)Carrousel3000系統(tǒng)是在Carrousel2000系統(tǒng)前再加上一個生物選擇區(qū)。該生物選擇區(qū)是利用高有機負荷篩選菌種，抑制絲狀菌的增長，提高各污染物的去除率，其后的工藝原理同Carrousel2000系統(tǒng)。Carrousel3000系統(tǒng)的較大提高表現(xiàn)在：（1）增加了池深，可達7.5~8m，同心圓式，池壁共用，減少了占地面積，降低造價同時提高了耐低溫能力（可達7℃）；（2）曝氣設(shè)備的巧妙設(shè)計，表曝機下安裝導(dǎo)流筒，抽吸缺氧的混合液，采用水下推進器解決流速問題；（3）使用了先進的曝氣控制器QUTE（一種多變量控制模式）。（4）采用一體化設(shè)計，從中心開始，包括以下環(huán)狀連續(xù)工藝單元：進水井和用于回流活性污泥的分水器；分別由四部分組成的選擇池和厭氧池。這之外是有三個曝氣器和一個預(yù)反硝化池的Carrousel2000系統(tǒng)。五是圓形一體化的設(shè)計使得氧化溝不需額外的管線，即可實現(xiàn)回流污泥在不同工藝單元間的分配[15]7氧化溝在國內(nèi)外的應(yīng)用氧化溝在國內(nèi)外都發(fā)展很快。歐州的氧化溝污水廠已有上千座，在國內(nèi)，從20世紀80年代末開始在城市污水和工業(yè)廢水中引進國外氧化溝的先進技術(shù)，從原來的日處理量3000立方米到目前10萬噸以上的污水處理廠已比較普遍，氧化溝工藝已成為我國城市污水處理的主要工藝。氧化溝也稱氧化渠，又稱循環(huán)曝氣池，是活性污泥法的一種變形，是50年代荷蘭pasveer首先設(shè)計的。最初一般用于處理在5000m3以下的城市污水。三溝式氧化溝是氧化溝的一種典型構(gòu)造型式，目前采用的三溝式氧化溝工藝，是丹麥在間歇式運行的氧化溝基礎(chǔ)上開創(chuàng)的，它實際上仍是一種連續(xù)流活性污泥法，只是將曝氣、沉淀工序集于一體，并具有按時間順序交替輪換運行的特點，其運轉(zhuǎn)周期可根據(jù)處理水質(zhì)的不同進行調(diào)整，從而使其運行操作更趨于靈活方便。這種工藝流程簡單，無需另設(shè)一次、二次沉淀池和污泥回流裝置，使氧化溝工藝的基建投資和運行費用大為降低，并在一定程度上解決了以往氧化溝占地面積大的缺點，我國邯鄲市東污水處理廠采用的就是這種工藝。8氧化溝技術(shù)的展望氧化溝自從Pasveer氧化溝1954年出現(xiàn)以來，就是依靠其簡便的方式處理污水而得到不斷發(fā)展的。氧化溝應(yīng)用多年，經(jīng)久不衰，而且取得相當多的突破.究其原因，可以這樣說，氧化溝技術(shù)發(fā)展的強勢在于氧化溝的環(huán)流，由于這種環(huán)流，是造成氧化溝長久不衰的內(nèi)在原因，外在原因則是其具有多功能性、污泥穩(wěn)定、出水水質(zhì)好和易于管理。氧化溝有別于其它活性污泥的主要特征是環(huán)形池型，或者說只要保持溝渠首尾相接，水流循環(huán)流動，選用的特定設(shè)計參數(shù)、溝型和運行方式，就會給運行者和設(shè)計者帶來極大方便，其靈活性和適應(yīng)性也非常強，有進一步研究、發(fā)展和應(yīng)用的廣闊空間。9結(jié)語Carrousel氧化溝由于具有良好的出磷脫氮能力、抗沖擊負荷能力和運行管理方便等優(yōu)點，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但由于科技的發(fā)展和社會的進步，該工藝必將得到進一步的提高。我認為Carrousel氧化溝的未來研究方向?qū)⒅饕w現(xiàn)在以下幾方面：（1）結(jié)合生物膜法，研究和開發(fā)生物模型Carrousel氧化溝。這樣不僅可以提高單位反應(yīng)器的微生物總量，從而提高有機負荷，而且生物膜本身具有的內(nèi)置A/O系統(tǒng)強化了脫氮效果[16]。（2）不斷提高Carrousel氧化溝中微生物的活性。例如在氧化溝中投加EM專一菌種、投入鐵鹽使微生物馴化成生物鐵、投入活性炭增強菌膠團的形成并提高耐毒性沖擊等。（3）提高Carrousel氧化溝設(shè)備性能和監(jiān)控技術(shù)。提高表曝機、水下推進器的性能，減少維修工作量；利用DO、ORP等多目標監(jiān)控技術(shù)及變頻技術(shù)是今后Carrousel氧化溝科學(xué)運行的必由之路。（4）提高Carrousel氧化溝的耐寒、耐毒性能，減少占地面積和工程造價。膜理論的應(yīng)用、深池水力條件和工藝性能的研究為降低工程造價、提高耐寒耐毒性能等提供了可能的方向。參考文獻[1]楊肇健三溝式氧化溝在處理城市污水中的應(yīng)用。給水排水，1992，3（18-21）[2]XiaShibin,LiuJunxin.Aninnovativeintegratedoxidationditchwithverticalcirclefordomesticwastewatertreatment.ProcessBiochemistry,2004,39(4):1111~1117.[3]X,Hao;Doddema,H.J.;vanGroenestijn,J.W.Useofcontacttanktoenhancedenitrificationinoxidationditches.WaterScienceandTechnology,1996,34(1-2):195~202.[4]朱謀溪。自吸式射流曝氣器在中小型氧化溝中的應(yīng)用。給水排水，1999，25(8)：13~18。[5]Dudley,J.Processtestingofaeratorsinoxida