氧化沟工艺：欧洲已有上千座 国内也可测验推行

　　【我国环保在线 技能前沿】氧化沟又叫接连循环曝气池，是由荷兰卫生工程研讨地点上世纪50年代研发开发的废水生物处理技能。欧州的氧化沟污水厂已有上千座，氧化沟工艺也已成为我国城市污水处理的首要工艺。
　　概述：氧化沟工艺的介绍
　　氧化沟(oxidation ditch)又叫接连循环曝气池(Continuousloop reactor)，是活性污泥法的一种变形。氧化沟工艺在城市生活污水及工业废水处理范畴现已得到广泛运用，并成为当时占主导地位的活性污泥污水处理技能。尤其在我国，污水处理厂的制作以中小型规划为主，各类氧化沟工艺得到遍及运用，其间奥贝尔氧化沟运用较广，DE及T型多沟替换式在中高浓度污水处理厂运用较多，而卡鲁塞尔氧化沟以外贷项目为主。
　　氧化沟是由荷兰卫生工程研讨地点上世纪50年代研发开发的废水生物处理技能，是活性污泥法的一种改型，属延时曝气的一种特别方法。其根本特征是曝气池呈关闭、环状跑道式，池体细长，池深较浅，在沟槽中设有外表曝气设备。废水和活性污泥以及各种微生物混合在水沟中作不停地循环活动，完成对废水的硝化与反硝化处理。生物氧化沟兼有彻底混合式、推流式和氧化塘的特色。在技能上具有净化程度高、耐冲击、运转安稳牢靠、操作简略、运转办理便利、修理简略、出资少、能耗低一级特色。氧化沟在空间上形成了好氧区、缺氧区和厌氧区，具有杰出的脱氮功用。
　　1氧化沟工艺概述
　　1.1氧化沟工艺根本原理和首要规划参数
　　氧化沟又叫氧化渠，因其构筑物呈关闭的环形水沟而得名。它是活性污泥法的一种变型。由于污水和活性污泥在曝气途径中不断循环活动，因而有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力逗留时间长，有机负荷低，其本质上归于延时曝气体系。以下为一般氧化沟法的首要规划参数：
　　水力逗留时间：10-40小时；
　　污泥龄：一般大于20天；
　　有机负荷：0.05-0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)；
　　容积负荷：0.2-0.4kgBOD5/(m3.d)；
　　活性污泥浓度：2000-6000mg/l；
　　沟内均匀流速：0.3-0.5m/s
　　1.2氧化沟的技能特色：
　　氧化沟运用接连环式反响池(Cintinuous Loop Reator,简称CLR)作生物反响池，混合液在该反响池中一条闭合曝气途径进行接连循环，氧化交流常在延时曝气条件下运用。氧化沟运用一种带方向操控的曝气和搅动设备，向反响池中的物质传递水平速度，然后使被搅动的液体在闭合式途径中循环。
　　氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水设备、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可所以长方形、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逗留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因而比较传统活性污泥法，能够省掉调理池，初沉池，污泥消化池，有的还能够省掉二沉池。氧化沟能确保较好的处理作用，这首要是由于奇妙结合了CLR方法和曝气设备特定的定位安置，是式氧化沟具有共同水力学特征和作业特性：
　　1)氧化沟结合推流和彻底混合的特色，有力于战胜短流和进步缓冲才能，一般在氧化沟曝气区上游组织入流，在入流点的再上游点组织出流。入流经过曝气区在循环中很好的被混合和涣散，混合液再次环绕CLR持续循环。这样，氧化沟在短期内(如一个循环)呈推流状况，而在长期内(如屡次循环)又呈混合状况。这两者的结合，即便入流至少阅历一个循环而根本根绝短流，又能够供给很大的稀释倍数而进步了缓冲才能。一起为了避免污泥堆积，有必要确保沟内满意的流速(一般均匀流速大于0.3m/s)，而污水在沟内的逗留时间又较长，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很多的循环液所混合稀释，因而氧化沟体系具有很强的耐冲击负荷才能，对不易降解的有机物也有较好的处理才能。
　　2)氧化沟具有显着的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化-反硝化生物处理工艺。氧化沟从全体上说又是彻底混合的，而液体活动却保持着推流行进，其曝气设备是定位的，因而，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，呈现显着的浓度梯度，到下流区溶解氧浓度就很低，根本上处于缺氧状况。氧化沟规划可按要求组织好氧区和缺氧区完成硝化-反硝化工艺，不只能够运用硝酸盐中的氧满意必定的需氧量，并且能够经过反硝化弥补硝化过程中耗费的碱度。这些有利于节约能耗和削减乃至免除硝化过程中需求投加的化学药品数量。
　　3)氧化沟沟内功率密度的不均匀装备，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，均匀速度梯度G大于100秒-1。这不只有利于氧的传递和液体混合，并且有利于充沛切开絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的运送区抵达好氧区后期，均匀速度梯度G小于30秒-1，污泥仍有再絮凝的时机，因而也能改善污泥的絮凝功用。有污水需求处理的单位，也能够到污水宝项目服务渠道咨询具有类似污水处理经历的企业。
　　4)氧化沟的全体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加快到沟中的均匀流速，关于保持循环仅需战胜沿程和弯道的水头丢失，因而氧化沟可比其他体系以低得多的全体功率密度来保持混合液活动和活性污泥悬浮状况。据国外的一些报导，氧化沟比惯例的活性污泥法能耗下降20%-30%。
　　别的，据国内外统计资料显现，与其他污水生物处理办法比较，氧化沟具有处理流程简略，超作办理便利；出水水质好，工艺牢靠性强；基建出资省，运转费用低一级特色。
　　1.3曝气设备的改造：
　　曝气设备对氧化沟的处理功率，能耗及处理安稳性有要害性影响，其作用首要表现在以下四个方面：向水中供氧；推进水流行进，使水流在池内作循环活动；确保沟内活性污泥处于悬浮状况；使氧、有机物、微生物充沛混合。针对以上几个要求，曝气设备也一直在改善和完善。惯例的氧化沟曝气设备有横轴曝气设备及竖轴曝气设备。
　　1)横轴曝气设备为转刷和转盘。其间转刷更为常见，转刷独自运用一般只能满意水深较浅的氧化沟，有用水深不大于2.0-3.5米。然后形成传统氧化沟较浅，占地面积大的坏处。近几年开发了水下推进器合作转刷，处理了这个问题，如山东高密污水厂，有用水深为4.5米，确保沟内均匀流速大于0.3米/秒，沟底流速不低于0.1米/秒，这样氧化沟占地大大削减，转刷技能运用已适当老练，但因其供氧率低，能耗大，故其逐步被别的先进的曝气技能所替代。
　　2)竖轴式外表曝气机，各种类型的外表曝气机均可用于氧化沟，一般安装在水沟的转弯处，这种曝气设备有较大的进步才能，氧化沟水深可达4-4.5米，如1968年荷兰PHV开发的Carrousel氧化沟在一端的中心设垂直轴的必定方向的低速表曝叶轮，叶轮滚动时除向污水供氧外，还能使沟中水体沿必定方向循环活动。表曝设备价格较廉价，但能耗大易出缺点，且修理困难。
　　3)射流曝气，1969年Lewrnpt等创建了座试验性射流曝气氧化沟(JAC)，国外的射流曝气多为压力供气式，而国内一般是自吸空气式，JAC的长处是氧化沟的宽度和水的深度不受约束，能够用于深水曝气，且氧的运用率高，现在大的JAC在奥地利的林茨，处理流量为17.2万吨/天，水深7.5米。
　　4)微孔曝气，现在运用较多的微孔曝气设备，选用多孔性空气分散设备战胜了以往设备气压丢失大，易阻塞的缺点，且氧运用率较高，在氧化沟技能运用中越来越广泛。
　　5)其他曝气设备，包含一些新式的曝气推进设备，如复叶节省新式曝气器，氧运用率较高，浮于水面，易检修，充氧才能可达水下7米，推进才能适当强，满意氧化沟的曝气推进一体化要求，一起能够满意氧化沟底部的充氧和推进。
　　氧化沟在国内外都开展很快。欧州的氧化沟污水厂已有上千座，在国内，从20世纪80年代末开端在城市污水和工业废水中引入国外氧化沟的先进技能，从本来的日处理量3000立方米到现在10万吨以上的污水处理厂已比较遍及，氧化沟工艺已成为我国城市污水处理的首要工艺。
　　2.氧化沟脱氮除磷工艺
　　2.1传统氧化沟的脱氮除磷
　　传统氧化沟的脱氮，首要是运用沟内溶解氧散布的不均匀性，经过合理的规划，使沟中发生替换循环的好氧区和缺氧区，然后到达脱氮的意图。其大的长处是在不外加碳源的状况下在同一沟中完成有机物和总氮的去除，因而是非常经济的。但在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难精确地加以操控，因而对除氮的作用是有限的，而对除磷几乎不起作用。别的，在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧-缺氧-好氧时间短的经常性的环境改动中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于佳的成长代谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理才能。
　　跟着氧化沟工艺的反展，现在，在工程运用中比较有代表性的有方法有：多沟替换式氧化沟(如三沟式，五沟式)及其改善型、卡鲁塞尔氧化沟及其改善型、奥贝尔(Orbal)氧化沟及其改善型、一体化氧化沟等。他们都具有必定的脱氮除磷才能。
　　2.2.PI型氧化沟的脱氮除磷
　　PI(Phase Isolation)型氧化沟，即替换式和半替换式氧化沟，是七十年代在丹麦开展起来的，其间包含DE型、T型和VR型氧化沟，跟着各国对污水处理厂出水氮，磷含量要求越来越严，因而开发呈现了功用加强的PI型氧化沟，首要由Kruger公司与Demmark技能学院合作开发的，称为Bio-Denitro和Bio-Denipho工艺，这两种工艺都是依据A/O和A2/O生物脱氮除磷原理，发明缺氧/好氧，厌氧/缺氧/好氧的工艺环境，到达生物脱氮除磷的意图。
　　2.2.1 DE型、T型氧化沟脱氮工艺
　　DE型氧化沟为双沟体系，T型氧化沟为三沟体系，其运转方法比较类似，都是经过配水井对水流流向的切换，堰门的起闭以及曝气转刷的调速，在沟中发明替换的硝化，反硝化条件，以到达脱氮的意图。其不同之处在于DE型氧化沟体系是二沉池与氧化沟分建，有独立的污泥回流体系；而T型氧化沟的两边沟轮番作为沉积池。
　　2.2.2 VR型氧化沟脱氮工艺
　　VR氧化沟沟型宛如一般的环形跑道，中心有一小岛的直壁结构，氧化沟分为两个容积适当的部分，其水平方法如反向的英文字母C，污水处理经过二道扣门和二道出流堰替换起闭进行接连和恒水位运转。
　　2.2.3 PI型氧化沟一起脱氮除磷工艺
　　替换式氧化沟在脱氮作用上杰出，为了到达除磷作用，一般在氧化沟前设置相应的厌氧区或构筑物或改动其运转方法。据国内外实践运转经历显现，这种一起脱氮除磷工艺只需运转时操控的好，能够获得很好的脱氮除磷作用。
　　西安北石桥污水净化中心选用具有脱氮除磷的DE型氧化沟体系(前加厌氧池)，一期工程处理才能为15万立方米/天，对各阶段处理作用实测结果表明，DE型氧化沟处理城市污水作用显著。COD、TN、TP的总去除功率别离到达87.5%-91.6%，63.6%-66.9%，85.0%-93.4%，出水TN为9.0-10.1mg/l,TP为0.42-0.45mg/l,出水水质优于国家二级出水排放规范。
　　上述三种PI型氧化沟脱氮除磷工艺都有转刷的调速，活门、出水堰的启闭切换频频的特色，对主动化要求高，转刷运用率低，故在经济欠发达的区域遭到很大的约束。
　　2.3奥贝尔氧化沟脱氮除磷工艺
　　Orbal氧化沟简称同心圆式，它也是分建式，有独自二沉池，选用转碟曝气，沟深较大，它的脱氮作用很好，但除磷功率不够高，要求除磷时还需前加厌氧池。
　　运用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。选用转碟曝气，水深一般在4.0～4.5m,动力功率与转刷挨近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂运用。
　　2.4卡鲁塞尔氧化沟脱氮除磷工艺
　　2.4.1传统的卡鲁塞尔氧化沟工艺
　　卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研发的。它的研发意图是为满意在较深的氧化沟水沟中使混合液充沛混合，并能保持较高的传质功率，以战胜小型氧化沟沟深较浅，混合作用差等缺点。至今世界上已有850多座Carrousel氧化沟体系正在运转，实践证明该工艺具有出资省、处理功率高、牢靠性好、办理便利和运转维护费用低一级长处。Carrousel氧化沟运用立式表曝机，曝气机安装在沟的一端，因而形成了接近曝气机下流的富氧区和上游的缺氧区，有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉降，规划有用水深4.0-4.5米，沟中的流速0.3米/秒。BOD5的去除率可达95%-99%，脱氮功率约为90%，除磷功率约为50%，如投加铁盐，除磷功率可达95%。
　　2.4.2.单级卡鲁塞尔氧化沟脱氮除磷工艺
　　单级卡鲁塞尔氧化沟有两种方法：一是有缺氧段的卡鲁塞尔氧化沟，可在单一池内完成部分反硝化作用，运用于有部分反硝化要求，但要求不高的场合。另一种是卡鲁塞尔A/C工艺，即在氧化沟上游加设厌氧池，可进步活性污泥的沉降功用，有用操控活性污泥胀大，出水磷的含量一般在2.0mg/l以下。以上两种工艺一般用于现有氧化沟的改造，与规范的卡鲁塞尔氧化沟工艺比较变化不大，适当于传统活性污泥工艺的A/O和A2/O工艺。
　　2.4.3.合建式卡鲁塞尔氧化沟
　　缺氧区与好氧区合建式氧化沟式美国EIMCO公司专为卡鲁塞尔体系规划的一种先进的生物脱氮除磷工艺(卡鲁塞尔2000型)。它的构造上的首要改善是在氧化沟内设置了一个独立的缺氧区。缺氧区回流渠的端口处装有一个可调理的活门。依据出水含氮量的要求，调理活门打开程度，可操控进入缺氧区的流量。缺氧和洽氧区合建式氧化沟的要害在与于对曝气设备充氧量的操控，有必要确保进入回流渠处的混合液处于缺氧状况，为反硝化发明杰出环境。缺氧区内有潜水搅拌器，具有混合和保持污泥悬浮的作用。
　　在卡鲁塞尔2000型基础上添加前置厌氧区，能够到达脱氮除磷的意图，被称为A2/C卡鲁塞尔氧化沟。
　　四阶段卡鲁塞尔Bardenpho体系在卡鲁塞尔2000型体系下流添加了第二缺氧池及再曝气池，完成更高程度的脱氮。五阶段卡鲁塞尔Bardenpho体系在A2/C卡鲁塞尔体系的下流添加了第二缺氧池和在曝气池，完成更高程度的脱氮和除磷。
　　综上所述，厌氧，缺氧与好氧合建的氧化沟体系能够分为三阶段A2/O体系以及四、五阶段Bardenpho体系，这几个体系均是A/O体系的强化和重复，因而这种工艺的脱氮除磷作用很好，脱氮率达90%-95%。
　　别的，卡鲁塞尔3000型氧化沟也有较好的脱氮除磷作用。在此不加以胪陈。
　　2.4.4.合建式一体化氧化沟
　　是指集曝气、沉积、泥水别离和污泥回流功用为一体，无需制作独自二沉池的氧化沟。这种氧化沟设有专门的固液别离设备和办法。它既是接连进出水，又是合建式，且不必倒换功用，从理论上讲经济合理，且具有很好的脱氮除磷作用。
　　一体化氧化沟除一般氧化沟所具有的长处外，还有以下共同的长处：
　　①工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池、调理池和独自的二沉池；
　　②污泥主动回流，出资少、能耗低、占地少、办理简洁；
　　③造价低，制作快，设备事端率低，运转办理作业量少；
　　④固液别离作用比一般二次沉积池高，使体系在较大的流量浓度范围内安稳运转。
　　3、评论
　　1)进步中小城市污水管理率是往后污水管理范畴的要点，关于规划小于10万吨/天的中小型污水处理厂来说，氧化沟和SBR是工艺，现在整体来说运用多的是氧化沟工艺，在氧化沟各种工艺中，考虑其各自的特色及污水脱氮除磷的要求，引荐中小城市运用较老练的卡鲁塞尔氧化沟.关于合建式一体化氧化沟，国内运用该工艺的污水厂已超越十余座，其演示工程——四川新都污水处理厂己成功运转5年多，是未来氧化沟工艺开展的一个首要方向。
　　2)近年来，在氧化沟中测验运用各种归纳曝气设备，即选用曝气器与水下混合器独立运转，将氧化沟中的水流循环混合作用与曝气传氧作用区别开来，使氧化沟中替换呈现缺氧与好氧状况，已到达脱氮除磷意图，一起这种运转方法还能获得节能的作用。据报导，这种归纳曝气体系已在国外得到运用，在国内也可测验并推行选用这种归纳曝气设备。
　　3)微孔曝气氧化沟工艺即保留了氧化沟沿水流方向连续曝气和循环活动的特色，又战胜了氧化沟因选用外表曝气机而占地面积大，充氧功率低，水流断面流速不均，池底易沉积等缺乏，不失为一种可推行运用的工艺。
　　4)在土地非常严重的区域，在获得较精确的规划参数的基础上，可考虑运用立体式循环氧化沟。
　　5)在氧化沟工艺规划中，沟深的规划是一个很重要的问题，虽然水下推进器的运用使沟深有所进步，但也并非越大越好，由于有用水深的添加会引起能量形式的改动，然后需添加动力设备就不同，引起出资和运转费用的进步。不同地质状况，不同进水水质及处理要求，有不同的沟深要求。因而，每一个选用氧化沟工艺的污水厂，都因依据各种因素归纳剖析以确认佳的沟深。
　　原标题：氧化沟工艺的介绍