氧化沟工艺及其特点

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1、氧化沟工艺1 氧化沟工艺概述1.1 氧化沟工艺基本原理和主要设计参数氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性 污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时 间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。以下为一般氧化沟法的主要设计参数：水力停留时间：1040 小时；污泥龄：一般大于20 天；有机负荷：0.05 0.15kgB0D5/(kgMLSS.d)；容积负荷：0.2 0.4kgB0D5/(m3.d)；活性污泥浓度：2000 6000mg/l；沟内平均流速：0.3 0.5m/s1.2 氧化沟

2、的技术特点：氧化沟利用连续环式反应池(Cin tinuous Loop Rea to r,简称CLR)作生物反应池，混合液在该反应池中一 条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动 装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以 是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可 以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以

3、省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为 巧妙结合了 CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：1) 氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排 入流，在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继 续循环。这样，氧化沟在短期内(如一个循环)呈推流状态，而在长期内(如多次循环)又呈混合状态。这两 者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时 为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速(一般平均流速大于0.3m

4、/s)，而污水在沟内的停留时间又较长， 这就要求沟内由较大的循环流量(一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍)，进入沟内污水立即被大量的循环 液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。2) 氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是 完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上 游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化 沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足

5、一定的需氧量， 而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的 化学药品数量。3）氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。传统曝气的功率密度一 般仅为20 30瓦/米3,平均速度梯度G大于100秒一1。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分 切割絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒一1,污泥仍有再 絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。有污水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备 类似污水处理经验的企业。4）氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的

6、混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持 循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和 活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%一30%。另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，超作管理方便； 出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。氧化沟优点 一体化氧化沟除一般氧化沟所具有的优点外，还有以下独特的优点： 工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池、调节池和单独的二沉池； 污泥自动回流，投资少、能耗低、占地少、管理简便； 造价低，建造快，设备事故率低，运行

7、管理工作量少； 固液分离效果比一般二次沉淀池高，使系统在较大的流量浓度范围内稳定运行。 氧化沟缺点尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化 控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。1、污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排 泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物 的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性 污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形

8、成污泥膨胀。针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷， 或适当降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可 停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡B0D5： N： P=100： 5： 1）； pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水 性污泥膨胀11。2、泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌， 产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易

9、产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、 煤油、硅油，投量为0.51.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当 废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增设一套除油装置。但最 重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入3、污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺 氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝 化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上

10、浮。发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰 性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现 反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水 力条件4、流速不均及污泥沉积问题在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为， 最低流速应为0.15m/s,不发生沉积的平均流速应达到0.30.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气 转盘，转刷的浸没深度为250300mm，转盘的浸没深度为480 53

11、0mm。与氧化沟水深（3.03.6m）相比，转刷 只占了水深的1/101/12,转盘也只占了 1/61/7,因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.81.2m,甚至更大）， 而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚 度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。加装上、下游导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。上游导流板安装在距转 盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深的1/51/6,并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转 盘（转刷）轴心3.0m处。导流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其他改善措施相比, 不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推 动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。设置水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的 运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义。