Carrousel氧化溝簡(jiǎn)稱(chēng)循環(huán)折流式氧化溝,采用表面曝氣機(jī)曝氣,如曝氣轉(zhuǎn)刷、曝氣轉(zhuǎn)蝶、倒傘曝氣機(jī)等。隨著污水處理中對(duì)脫氮除磷的要求,carrousel 氧化溝自1967年由荷蘭DHV公司發(fā)明的第一代的普通的carrousel氧化溝發(fā)展為具有脫氮除磷功能的carrousel2000型氧化溝,后又發(fā)展為第三代的carrousel3000型氧化溝。
中文名稱(chēng) | Carrousel氧化溝 | 外文名稱(chēng) | Carrousel oxidation ditch |
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全稱(chēng) | 卡魯賽爾(Carrousel)氧化溝 | 原理 | 采用表面曝氣機(jī)曝氣 |
舉例 | 曝氣轉(zhuǎn)刷、曝氣轉(zhuǎn)蝶、倒傘曝氣機(jī) | 又稱(chēng) | 循環(huán)折流式氧化溝 |
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(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機(jī)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(lái)去除BOD;同時(shí),氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽,此時(shí),混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)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(guò)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(guò)缺氧區(qū)的反硝化作用,混合液進(jìn)入有氧區(qū),完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中,bod降解是一個(gè)連續(xù)過(guò)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
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(gè)厭氧區(qū)和絕氧區(qū)(又稱(chēng)前反硝化區(qū))。全部回流污泥和10-30%的污水進(jìn)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(shí),厭氧區(qū)中的兼性細(xì)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(lái)源于聚磷的水解并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。厭氧區(qū)出水進(jìn)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(wú)分子氧,也無(wú)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(jìn)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(guò)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(shí)完成了去除BOD、COD和脫氮除磷。
與常規(guī)污水處理系統(tǒng)相比,Carrousel氧化溝具有以下幾個(gè)主要優(yōu)點(diǎn):
(1)在處理某些工業(yè)廢水時(shí)尚需預(yù)處理,但在處理城市污水時(shí)不需要預(yù)沉池;
(2)污泥穩(wěn)定,不需消化池可直接干化;
(3)工藝極為穩(wěn)定可靠;
(4)工藝控制極其簡(jiǎn)單;
(5)系統(tǒng)性能顯示,BOD降解率達(dá)95%~98%,COD降解率達(dá)90%~95%,同時(shí)具有較高的脫氮除磷功效;
(6)Carrousel氧化溝系統(tǒng)不再使用臥式轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)而采用立式低速攪拌機(jī),使溝式可增加到5m甚至8m,從而使曝氣池的占地面積大大減小;
(7)Carrousel氧化溝從"田徑跑道"式向"同心圓"式轉(zhuǎn)化,池壁共用,降低了占地面積和工程造價(jià)。
Carrousel氧化溝概述
國(guó)內(nèi)許多污水處理廠使用的情況證明,氧化溝工藝是一種工藝流程簡(jiǎn)單、管理方便、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝穩(wěn)定性高的污水處理技術(shù)。
肯定不適用,一是溫度低于15度以后,微生物的活性降低,無(wú)法正常運(yùn)行。二是東北的冬季相對(duì)較長(zhǎng)溫度較低,會(huì)結(jié)冰,冬季無(wú)法運(yùn)行(因氧化溝占地較大,無(wú)法采取保溫措施)。
Carrousel氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開(kāi)發(fā)研制。它的研制目的是為滿足在較深的氧化溝溝渠中使混合液充分混合,并能維持較高的傳質(zhì)效率,以克服小型氧化溝溝深較淺,混合效果差等缺陷。實(shí)踐證明該...
所謂生物脫氮除磷就是將生物脫氮和除磷組合在一個(gè)流程中同步處理。而生物脫氮除磷的諸多工藝中,其共性部分為,都具有厭氧、缺氧和好樣池(區(qū))。 在生物脫氮除磷過(guò)程中,厭氧池的主要功能是釋放磷,使污水中...
carrousel氧化溝是1967年由荷蘭的dhv公司開(kāi)發(fā)研制。在原carrousel氧化溝的基礎(chǔ)上dhv公司和其在美國(guó)的專(zhuān)利特許公司eimco又發(fā)明了carrousel 2000系統(tǒng)(見(jiàn)上圖),實(shí)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carrousel 2000系統(tǒng)正在運(yùn)行。
由上圖可見(jiàn),carrousel氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置,向混合液傳遞水平速度,從而使被攪動(dòng)的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。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(diǎn),又有推流式反應(yīng)器的特點(diǎn),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(dá)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(jī)、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤(pán)、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機(jī)等,近年來(lái)配合使用的還有水下推動(dòng)器。
第一代為普通Carrousel氧化溝,該種形式氧化溝以去除BOD為主要目的,并具一定的脫氮除磷效果;第二代為Carrousel2000氧化溝,該種形式氧化溝主要是針對(duì)排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮、磷的嚴(yán)格要求而發(fā)展起來(lái)的具有脫氮除磷的工藝;第三代是Carrousel3000氧化溝,其最顯著的特點(diǎn)是水深很大,減少了占地面積,同時(shí)也具備脫氮除磷功效。
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卡魯塞爾(CARROUSEL)氧化溝
氧化溝自從Pasveer氧化溝1954年出現(xiàn)以來(lái),就是依靠其簡(jiǎn)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(dāng)多的突破,例如:1968年出現(xiàn)了Carrousel氧化溝,1970年出現(xiàn)了Orbal氧化溝,1993年出現(xiàn)了Carrousel 2000型氧化溝,1998年出現(xiàn)了Carrousel 1000型氧化溝,而且還在不斷發(fā)展,1999年又出現(xiàn)了Carrousel 3000型氧化溝,80年代初出現(xiàn)了一體化氧化溝等。
究其原因,可以這樣說(shuō),氧化溝技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)勢(shì)在于氧化溝的環(huán)流,由于這種環(huán)流,是造成氧化溝長(zhǎng)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(shuō)只要保持溝渠首尾相接,水流循環(huán)流動(dòng),選用的特定設(shè)計(jì)參數(shù)、溝型和運(yùn)行方式,就會(huì)給運(yùn)行者和設(shè)計(jì)者帶來(lái)極大方便,其靈活性和適應(yīng)性也非常強(qiáng),有進(jìn)一步研究、發(fā)展和應(yīng)用的廣闊空間。
因?yàn)槲鬯突钚晕勰嘣谄貧馇乐胁粩嘌h(huán)流動(dòng),因此有人稱(chēng)其為“循環(huán)曝氣池”、“無(wú)終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時(shí)間長(zhǎng),有機(jī)負(fù)荷低,其本質(zhì)上屬于延時(shí)曝氣系統(tǒng)。以下為一般氧化溝法的主要設(shè)計(jì)參數(shù):
水力停留時(shí)間:10-40小時(shí);
污泥齡:一般大于20天;
有機(jī)負(fù)荷:0.05-0.15kgBOD5/(kgMLSS.d);
容積負(fù)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/s
氧化溝工藝 - 1.2 氧化溝的技術(shù)特點(diǎn):
氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池(Continuous Loop Reator,簡(jiǎn)稱(chēng)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(jìn)行連續(xù)循環(huán),氧化溝通常在延時(shí)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(dòng)裝置,向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度,從而使被攪動(dòng)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(jìn)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(zhǎng)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(zhǎng)的水力停留時(shí)間,較低的有機(jī)負(fù)荷和較長(zhǎng)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?yàn)榍擅罱Y(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(dú)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(diǎn),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(diǎn)的再上游點(diǎn)安排出流。入流通過(guò)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(gè)循環(huán))呈推流狀態(tài),而在長(zhǎng)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(gè)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(shí)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(shí)間又較長(zhǎng),這就要求溝內(nèi)由較大的循環(huán)流量(一般是污水進(jìn)水流量的數(shù)倍乃至數(shù)十倍),進(jìn)入溝內(nèi)污水立即被大量的循環(huán)液所混合稀釋?zhuān)虼搜趸瘻舷到y(tǒng)具有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力,對(duì)不易降解的有機(jī)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(shuō)又是完全混合的,而液體流動(dòng)卻保持著推流前進(jìn),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(zhǎng)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(jì)可按要求安排好氧區(qū)和缺氧區(qū)實(shí)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(guò)反硝化補(bǔ)充硝化過(guò)程中消耗的堿度。這些有利于節(jié)省能耗和減少甚至免去硝化過(guò)程中需要投加的化學(xué)藥品數(shù)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(dāng)混合液經(jīng)平穩(wěn)的輸送區(qū)到達(dá)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(jī)會(huì),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(duì)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(lái)維持混合液流動(dòng)和活性污泥懸浮狀態(tài)。據(jù)國(guó)外的一些報(bào)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(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)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(jiǎn)單,操作管理方便;出水水質(zhì)好,工藝可靠性強(qiáng);基建投資省,運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。
氧化溝工藝 - 1.3 氧化溝技術(shù)的發(fā)展
自1920年英國(guó)sheffield建立的污水廠成為氧化溝技術(shù)先驅(qū)以來(lái),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(gè)方面同時(shí)展開(kāi)的:一是工藝的改良;二是曝氣設(shè)備的革新。
1.3.1工藝的改良
工藝的改良過(guò)程大致可分為四個(gè)階段:
見(jiàn)圖一
1.3.2曝氣設(shè)備的革新:
曝氣設(shè)備對(duì)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(gè)方面:向水中供氧;推進(jìn)水流前進(jìn),使水流在池內(nèi)作循環(huán)流動(dòng);保證溝內(nèi)活性污泥處于懸浮狀態(tài);使氧、有機(jī)物、微生物充分混合。針對(duì)以上幾個(gè)要求,曝氣設(shè)備也一直在改進(jìn)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曝氣裝置。
1)橫軸曝氣裝置為轉(zhuǎn)刷和轉(zhuǎn)盤(pán)。其中轉(zhuǎn)刷更為常見(jiàn),轉(zhuǎn)刷單獨(dú)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(kāi)發(fā)了水下推進(jìn)器配合轉(zhuǎn)刷,解決了這個(gè)問(wèn)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(yùn)用已相當(dāng)成熟,但因其供氧率低,能耗大,故其逐漸被另外先進(jìn)的曝氣技術(shù)所取代。
2)豎軸式表面曝氣機(jī),各種類(lèi)型的表面曝氣機(jī)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(dá)4-4.5米,如1968年荷蘭PHV開(kāi)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(dòng)時(shí)除向污水供氧外,還能使溝中水體沿一定方向循環(huán)流動(dòng)。表曝設(shè)備價(jià)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(yàn)性射流曝氣氧化溝(JAC),國(guó)外的射流曝氣多為壓力供氣式,而國(guó)內(nèi)通常是自吸空氣式,JAC的優(yōu)點(diǎn)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(wàn)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(kuò)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(yùn)用中越來(lái)越廣泛,目前,我國(guó)廣東省某污水廠已成功運(yùn)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(dòng)設(shè)備,如浙江某公司開(kāi)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(dá)水下7米,推動(dòng)能力相當(dāng)強(qiáng),滿足氧化溝的曝氣推動(dòng)一體化要求,同時(shí)能夠滿足氧化溝底部的充氧和推動(dòng)。
氧化溝在國(guó)內(nèi)外都發(fā)展很快。歐洲的氧化溝污水廠已有上千座,在國(guó)內(nèi),從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始在城市污水和工業(yè)廢水中引進(jìn)國(guó)外氧化溝的先進(jìn)技術(shù),從原來(lái)的日處理量3000立方米到目前10萬(wàn)噸以上的污水處理廠已比較普遍,氧化溝工藝已成為我國(guó)城市污水處理的主要工藝。
2.氧化溝脫氮除磷工藝
2.1傳統(tǒng)氧化溝的脫氮除磷傳統(tǒng)氧化溝的脫氮,主要是利用溝內(nèi)溶解氧分布的不均勻性,通過(guò)合理的設(shè)計(jì),使溝中產(chǎn)生交替循環(huán)的好氧區(qū)和缺氧區(qū),從而達(dá)到脫氮的目的。其最大的優(yōu)點(diǎn)是在不外加碳源的情況下在同一溝中實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和總氮的去除,因此是非常經(jīng)濟(jì)的。但在同一溝中好氧區(qū)與缺氧區(qū)各自的體積和溶解氧濃度很難準(zhǔn)確地加以控制,因此對(duì)除氮的效果是有限的,而對(duì)除磷幾乎不起作用。另外,在傳統(tǒng)的單溝式氧化溝中,微生物在好氧-缺氧-好氧短暫的經(jīng)常性的環(huán)境變化中使硝化菌和反硝化菌群并非總是處于最佳的生長(zhǎng)代謝環(huán)境中,由此也影響單位體積構(gòu)筑物的處理能力。
隨著氧化溝工藝的反展,目前,在工程應(yīng)用中比較有代表性的有形式有:多溝交替式氧化溝(如三溝式,五溝式)及其改進(jìn)型、卡魯塞爾氧化溝及其改進(jìn)型、奧貝爾(Orbal)氧化溝及其改進(jìn)型、一體化氧化溝等。他們都具有一定的脫氮除磷能力,
2.2.PI型氧化溝的脫氮除磷
PI(Phase Isolation)型氧化溝,即交替式和半交替式氧化溝,是七十年代在丹麥發(fā)展起來(lái)的,其中包括DE型、T型和VR型氧化溝,隨著各國(guó)對(duì)污水處理廠出水氮,磷含量要求越來(lái)越嚴(yán),因而開(kāi)發(fā)出現(xiàn)了功能加強(qiáng)的PI型氧化溝,主要由Kruger公司與Demmark技術(shù)學(xué)院合作開(kāi)發(fā)的,稱(chēng)為Bio-Denitro和Bio-Denipho工藝,這兩種工藝都是根據(jù)A/O和A2/O生物脫氮除磷原理,創(chuàng)造缺氧/好氧,厭氧/缺氧/好氧的工藝環(huán)境,達(dá)到生物脫氮除磷的目的。
2.2.1DE型、T型氧化溝脫氮工藝
DE型氧化溝為雙溝系統(tǒng),T型氧化溝為三溝系統(tǒng),其運(yùn)行方式比較相似,都是通過(guò)配水井對(duì)水流流向的切換,堰門(mén)的起閉以及曝氣轉(zhuǎn)刷的調(diào)速,在溝中創(chuàng)造交替的硝化,反硝化條件,以達(dá)到脫氮的目的。其不同之處在于DE型氧化溝系統(tǒng)是二沉池與氧化溝分建,有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng);而T型氧化溝的兩側(cè)溝輪流作為沉淀池。
2.2.2VR型氧化溝脫氮工藝VR氧化溝溝型宛如通常的環(huán)形跑道,中央有一小島的直壁結(jié)構(gòu),氧化溝分為兩個(gè)容積相當(dāng)?shù)牟糠郑渌叫问饺绶聪虻挠⑽淖帜窩,污水處理通過(guò)二道拍門(mén)和二道出流堰交替起閉進(jìn)行連續(xù)和恒水位運(yùn)行。
2.2.3PI型氧化溝同時(shí)脫氮除磷工藝交替式氧化溝在脫氮效果上良好,為了達(dá)到除磷效果,通常在氧化溝前設(shè)置相應(yīng)的厭氧區(qū)或構(gòu)筑物或改變其運(yùn)行方式。據(jù)國(guó)內(nèi)外實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)顯示,這種同時(shí)脫氮除磷工藝只要運(yùn)行時(shí)控制的好,可以取得很好的脫氮除磷效果。
西安北石橋污水凈化中心采用具有脫氮除磷的DE型氧化溝系統(tǒng)(前加厭氧池),一期工程處理能力為15萬(wàn)立方米/天,對(duì)各階段處理效果實(shí)測(cè)結(jié)果表明,DE型氧化溝處理城市污水效果顯著。COD、TN、TP的總?cè)コ史謩e達(dá)到87.5%-91.6%,63.6%-66.9%,85.0%-93.4%,出水TN為9.0-10.1mg/l,TP為0.42-0.45mg/l,出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家二級(jí)出水排放標(biāo)準(zhǔn)。
上述三種PI型氧化溝脫氮除磷工藝都有轉(zhuǎn)刷的調(diào)速,活門(mén)、出水堰的啟閉切換頻繁的特點(diǎn),對(duì)自動(dòng)化要求高,轉(zhuǎn)刷利用率低,故在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)受到很大的限制。
2.3奧貝爾氧化溝脫氮除磷工藝Orbal氧化溝簡(jiǎn)稱(chēng)同心圓式,它也是分建式,有單獨(dú)二沉池,采用轉(zhuǎn)碟曝氣,溝深較大,它的脫氮效果很好,但除磷效率不夠高,要求除磷時(shí)還需前加厭氧池。應(yīng)用上多為橢圓形的三環(huán)道組成,三個(gè)環(huán)道用不同的DO(如外環(huán)為0,中環(huán)為1,內(nèi)環(huán)為2),有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣,水深一般在4.0~4.5m,動(dòng)力效率與轉(zhuǎn)刷接近,現(xiàn)已在山東濰坊、北京黃村和合肥王小郢的城市污水處理廠應(yīng)用。
2.4卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝
2.4.1傳統(tǒng)的卡魯塞爾氧化溝工藝
卡魯塞爾(Carrousel)氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開(kāi)發(fā)研制的。它的研制目的是為滿足在較深的氧化溝溝渠中使混合液充分混合,并能維持較高的傳質(zhì)效率,以克服小型氧化溝溝深較淺,混合效果差等缺陷。至今世界上已有850多座Carrousel氧化溝系統(tǒng)正在運(yùn)行,實(shí)踐證明該工藝具有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。Carrousel氧化溝使用立式表曝機(jī),曝氣機(jī)安裝在溝的一端,因此形成了靠近曝氣機(jī)下游的富氧區(qū)和上游的缺氧區(qū),有利于生物絮凝,使活性污泥易于沉降,設(shè)計(jì)有效水深4.0-4.5米,溝中的流速0.3米/秒。BOD5的去除率可達(dá)95%-99%,脫氮效率約為90%,除磷效率約為50%,如投加鐵鹽,除磷效率可達(dá)95%。
2.4.2.單級(jí)卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝
單級(jí)卡魯塞爾氧化溝有兩種形式:一是有缺氧段的卡魯塞爾氧化溝,可在單一池內(nèi)實(shí)現(xiàn)部分反硝化作用,使用于有部分反硝化要求,但要求不高的場(chǎng)合。另一種是卡魯塞爾A/C工藝,即在氧化溝上游加設(shè)厭氧池,可提高活性污泥的沉降性能,有效控制活性污泥膨脹,出水磷的含量通常在2.0mg/l以下。以上兩種工藝一般用于現(xiàn)有氧化溝的改造,與標(biāo)準(zhǔn)的卡魯塞爾氧化溝工藝相比變動(dòng)不大,相當(dāng)于傳統(tǒng)活性污泥工藝的A/O和A2/O工藝。
2.4.3.合建式卡魯塞爾氧化溝
缺氧區(qū)與好氧區(qū)合建式氧化溝式美國(guó)EIMCO公司專(zhuān)為卡魯塞爾系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種先進(jìn)的生物脫氮除磷工藝(卡魯塞爾2000型)。它的構(gòu)造上的主要改進(jìn)是在氧化溝內(nèi)設(shè)置了一個(gè)獨(dú)立的缺氧區(qū)。缺氧區(qū)回流渠的端口處裝有一個(gè)可調(diào)節(jié)的活門(mén)。根據(jù)出水含氮量的要求,調(diào)節(jié)活門(mén)張開(kāi)程度,可控制進(jìn)入缺氧區(qū)的流量。缺氧和好氧區(qū)合建式氧化溝的關(guān)鍵在與于對(duì)曝氣設(shè)備充氧量的控制,必須保證進(jìn)入回流渠處的混合液處于缺氧狀態(tài),為反硝化創(chuàng)造良好環(huán)境。缺氧區(qū)內(nèi)有潛水?dāng)嚢杵?,具有混合和維持污泥懸浮的作用。
在卡魯塞爾2000型基礎(chǔ)上增加前置厭氧區(qū),可以達(dá)到脫氮除磷的目的,被稱(chēng)為A2/C卡魯塞爾氧化溝。
四階段卡魯塞爾Bardenpho系統(tǒng)在卡魯塞爾2000型系統(tǒng)下游增加了第二缺氧池及再曝氣池,實(shí)現(xiàn)更高程度的脫氮。五階段卡魯塞爾Bardenpho系統(tǒng)在A2/C卡魯塞爾系統(tǒng)的下游增加了第二缺氧池和在曝氣池,實(shí)現(xiàn)更高程度的脫氮和除磷。
綜上所述,厭氧,缺氧與好氧合建的氧化溝系統(tǒng)可以分為三階段A2/O系統(tǒng)以及四、五階段Bardenpho系統(tǒng),這幾個(gè)系統(tǒng)均是A/O系統(tǒng)的強(qiáng)化和反復(fù),因此這種工藝的脫氮除磷效果很好,脫氮率達(dá)90%-95%。
另外,卡魯塞爾3000型氧化溝也有較好的脫氮除磷效果。在此不加以詳述。
2.4.4. 合建式一體化氧化溝
是指集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體,無(wú)需建造單獨(dú)二沉池的氧化溝。這種氧化溝設(shè)有專(zhuān)門(mén)的固液分離裝置和措施。它既是連續(xù)進(jìn)出水,又是合建式,且不用倒換功能,從理論上講最經(jīng)濟(jì)合理,且具有很好的脫氮除磷效果。
一體化氧化溝除一般氧化溝所具有的優(yōu)點(diǎn)外,還有以下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):
①工藝流程短,構(gòu)筑物和設(shè)備少,不設(shè)初沉池、調(diào)節(jié)池和單獨(dú)的二沉池;
②污泥自動(dòng)回流,投資少、能耗低、占地少、管理簡(jiǎn)便;
③造價(jià)低,建造快,設(shè)備事故率低,運(yùn)行管理工作量少;
④固液分離效果比一般二次沉淀池高,使系統(tǒng)在較大的流量濃度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。
一體化氧化溝的工藝特點(diǎn)見(jiàn)圖二:
氧化溝工藝 - 3 氧化溝工藝選擇的討論
1)提高中小城市污水治理率是今后污水治理領(lǐng)域的重點(diǎn),對(duì)于規(guī)模小于10萬(wàn)噸/天的中小型污水處理廠來(lái)說(shuō),氧化溝和SBR是首選工藝,目前總體來(lái)說(shuō)應(yīng)用最多的是氧化溝工藝,在氧化溝各種工藝中,考慮其各自的特點(diǎn)及污水脫氮除磷的要求,推薦中小城市使用較成熟的卡魯塞爾氧化溝.對(duì)于合建式一體化氧化溝,國(guó)內(nèi)應(yīng)用該工藝的污水廠已超過(guò)十余座,其示范工程——四川新都污水處理廠己成功運(yùn)行5年多,是未來(lái)氧化溝工藝發(fā)展的一個(gè)主要方向。
2)近年來(lái),在氧化溝中嘗試使用各種綜合曝氣裝置,即采用曝氣器與水下混合器獨(dú)立運(yùn)行,將氧化溝中的水流循環(huán)混合作用與曝氣傳氧作用區(qū)分開(kāi)來(lái),使氧化溝中交替出現(xiàn)缺氧與好氧狀態(tài),已達(dá)到脫氮除磷目的,同時(shí)這種運(yùn)行方式還能取得節(jié)能的效果。據(jù)報(bào)道,這種綜合曝氣系統(tǒng)已在國(guó)外得到應(yīng)用,在國(guó)內(nèi)也可嘗試并推廣采用這種綜合曝氣設(shè)備。
3)微孔曝氣氧化溝工藝即保留了氧化溝沿水流方向間斷曝氣和循環(huán)流動(dòng)的特點(diǎn),又克服了氧化溝因采用表面曝氣機(jī)而占地面積大,充氧效率低,水流斷面流速不均,池底易沉淀等不足,不失為一種可推廣使用的工藝。
4)在土地十分緊張的地區(qū),在取得較準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上,可考慮使用立體式循環(huán)氧化溝。
5)在氧化溝工藝設(shè)計(jì)中,溝深的設(shè)計(jì)是一個(gè)很重要的問(wèn)題,盡管水下推進(jìn)器的使用使溝深有所提高,但也并非越大越好,因?yàn)橛行畹脑黾訒?huì)引起能量模式的改變,從而需增加動(dòng)力設(shè)備就不同,引起投資和運(yùn)行費(fèi)用的提高。不同地質(zhì)情況,不同進(jìn)水水質(zhì)及處理要求,有不同的溝深要求。因此,每一個(gè)選用氧化溝工藝的污水廠,都因根據(jù)各種因素綜合分析以確定最佳的溝深。
2017年10月20日9時(shí)26分許,廣東梅州某污水處理廠的洪先生,聯(lián)系上了東莞德豐張小姐。其氧化溝在工作過(guò)程中泡沫問(wèn)題嚴(yán)重,影響處理效率。多方求助無(wú)果,請(qǐng)求德豐定制氧化溝用消泡劑!
(圖為氧化溝示意圖)
該污水處理廠使用氧化溝對(duì)生活污水進(jìn)行處理,通過(guò)在封閉的,循環(huán)曝氣的溝渠型的曝氣池里進(jìn)行集中處理,實(shí)現(xiàn)再生水的排放。
由于氧化溝污水處理的整個(gè)過(guò)程:進(jìn)水、曝氣、沉淀、污泥穩(wěn)定和出水均在氧化溝內(nèi)進(jìn)行,而生活污水中存在的糖類(lèi)、蛋白質(zhì)等成分含量一般較高。
上述污水成分容易產(chǎn)生酸性物質(zhì),而一旦以酸性水進(jìn)入曝氣池,在過(guò)量曝氣的影響下,污水中的好氧性絲狀菌大量產(chǎn)生,引發(fā)海量的胞外多糖,形成豐厚泡沫層,一旦形成,很難自行破滅。
過(guò)多的泡沫遮蓋了氧化溝的所有廊道,使污水處理處理的效果難以控制,嚴(yán)重影響了污水處理的效率;特別在風(fēng)力作用下,泡沫隨風(fēng)飄拂,造成更大范圍的污染。幾乎所有的氧化溝污水處理廠都曾為相關(guān)問(wèn)題束手無(wú)策,直到找到德豐這樣真正具備定制能力的消泡劑廠家!
(圖為氧化溝嚴(yán)重的泡沫)
德豐實(shí)驗(yàn)室張工對(duì)其生活污水8個(gè)不同時(shí)段的污水來(lái)樣的成分、起泡的原理進(jìn)行分析,然后進(jìn)行消泡實(shí)驗(yàn),最后為其定制了氧化溝用消泡劑DF-419P。
DF-419P無(wú)毒,不腐蝕設(shè)備,易分散,可快速消除氧化溝中的泡沫;化學(xué)性能穩(wěn)定,不破乳,可持久抑制氧化溝中的泡沫,用量少,小試成功!
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