[1] 周律主編.中小城市污水處理廠處理投資決策與工藝技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002年
[2]王洪臣.城市污水處理廠運(yùn)行控制與維護(hù)管理[M].北京:科學(xué)出版社,1997年.
[3] 米克爾G·曼特布魯斯A·貝爾著,袁懋梓譯.污水處理的氧化溝技術(shù)[M].北京:中國建筑出版社,1988
[4]張自杰,林榮忱,金儒霖.排水工程(下冊,第4版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2000.
[5] 周雹.中、小城市污水處理廠的優(yōu)選工藝 [J].中國給水排水,1995,11(增刊).
[6] 沈光范.關(guān)于城市污水處理廠設(shè)計(jì)的若干問題[J].中國給水排水,2000,16(3):20-23.
[7]劉章富等.同步生物除磷脫氮的幾種實(shí)用新工藝[J].中國給水排水,2002,18(9):65-68
[8] 杭世珺.城市污水處理工程設(shè)計(jì)中值得探討的幾個(gè)問題[J].給水排水.2004,30(1):15-21
[9] 鄭興燦,李亞新.污水除磷脫氮技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998.
[10]鄧榮森等.一體化氧化溝技術(shù)的發(fā)展[J].中國給水排水.1998,3
[11] 華光輝,張波.城市污水生物除磷脫氮工藝中的矛盾關(guān)系及對策[J].給水排水,2000,26(12):1-4.
[12] 湯小玲,周揚(yáng)秋,梁新和.奧伯爾氧化溝設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題[R].第四屆給水排水青年學(xué)術(shù)年會(huì),2000-11-1.
[13] Mikkel G, Mandt, Bruce A Bell.?Oxidation Ditches in Wastewater Treatment[M].1982.
[14] Liu J X,Groenestijn van J W,Doddema H J,et al.Influence of the aeration brush on nitrogen removal in the oxidation ditch[J].Eur Water Pollut Control,1996,6(4):25-30.
[15] Liu J X,Groenestijn van J W,Doddema H J,et al.Addition of anaerobic tanks to an oxidation ditch system to enhance removal of phosphorus from wastewater[M].Journal of Envoramental Sciences.2002,14(2):245-249.2100433B
[1] 周律主編.中小城市污水處理廠處理投資決策與工藝技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002年
[2]王洪臣.城市污水處理廠運(yùn)行控制與維護(hù)管理[M].北京:科學(xué)出版社,1997年.
[3] 米克爾G·曼特布魯斯A·貝爾著,袁懋梓譯.污水處理的氧化溝技術(shù)[M].北京:中國建筑出版社,1988
[4]張自杰,林榮忱,金儒霖.排水工程(下冊,第4版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2000.
[5] 周雹.中、小城市污水處理廠的優(yōu)選工藝 [J].中國給水排水,1995,11(增刊).
[6] 沈光范.關(guān)于城市污水處理廠設(shè)計(jì)的若干問題[J].中國給水排水,2000,16(3):20-23.
[7]劉章富等.同步生物除磷脫氮的幾種實(shí)用新工藝[J].中國給水排水,2002,18(9):65-68
[8] 杭世珺.城市污水處理工程設(shè)計(jì)中值得探討的幾個(gè)問題[J].給水排水.2004,30(1):15-21
[9] 鄭興燦,李亞新.污水除磷脫氮技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998.
[10]鄧榮森等.一體化氧化溝技術(shù)的發(fā)展[J].中國給水排水.1998,3
[11] 華光輝,張波.城市污水生物除磷脫氮工藝中的矛盾關(guān)系及對策[J].給水排水,2000,26(12):1-4.
[12] 湯小玲,周揚(yáng)秋,梁新和.奧伯爾氧化溝設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題[R].第四屆給水排水青年學(xué)術(shù)年會(huì),2000-11-1.
[13] Mikkel G, Mandt, Bruce A Bell.?Oxidation Ditches in Wastewater Treatment[M].1982.
[14] Liu J X,Groenestijn van J W,Doddema H J,et al.Influence of the aeration brush on nitrogen removal in the oxidation ditch[J].Eur Water Pollut Control,1996,6(4):25-30.
[15] Liu J X,Groenestijn van J W,Doddema H J,et al.Addition of anaerobic tanks to an oxidation ditch system to enhance removal of phosphorus from wastewater[M].Journal of Envoramental Sciences.2002,14(2):245-249.
因?yàn)槲鬯突钚晕勰嘣谄貧馇乐胁粩嘌h(huán)流動(dòng),因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時(shí)間長,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(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(shí)間,較低的有機(jī)負(fù)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?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,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,因此氧化溝系統(tǒng)具有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力,對不易降解的有機(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,而且可以通過反硝化補(bǔ)充硝化過程中消耗的堿度。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(dòng)和活性污泥懸浮狀態(tài)。據(jù)國外的一些報(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(gè)方面同時(shí)展開的: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
工藝的改良過程大致可分為四個(gè)階段:
見圖一
1.3.2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(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。其中轉(zhuǎn)刷更為常見,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。近幾年開發(fā)了水下推進(jìn)器配合轉(zhuǎn)刷,解決了這個(gè)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(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(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)用中越來越廣泛,目前,我國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,在國內(nèi),從20世紀(jì)80年代末開始在城市污水和工業(yè)廢水中引進(jìn)國外氧化溝的先進(jìn)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。
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,因此對除氮的效果是有限的,而對除磷幾乎不起作用。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)展起來的,其中包括DE型、T型和VR型氧化溝,隨著各國對污水處理廠出水氮,磷含量要求越來越嚴(yán),因而開發(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)院合作開發(fā)的,稱為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,都是通過配水井對水流流向的切換,堰門的起閉以及曝氣轉(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?,其水平形式如反向的英文字母C,污水處理通過二道拍門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15萬立方米/天,對各階段處理效果實(shí)測結(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)于國家二級出水排放標(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、出水堰的啟閉切換頻繁的特點(diǎn),對自動(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氧化溝簡稱同心圓式,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.單級卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝
單級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EIMCO公司專為卡魯塞爾系統(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。根據(jù)出水含氮量的要求,調(diào)節(jié)活門張開程度,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)嚢杵鳎哂谢旌虾途S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,無需建造單獨(dú)二沉池的氧化溝。這種氧化溝設(shè)有專門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),對于規(guī)模小于10萬噸/天的中小型污水處理廠來說,氧化溝和SBR是首選工藝,目前總體來說應(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.對于合建式一體化氧化溝,國內(nèi)應(yīng)用該工藝的污水廠已超過十余座,其示范工程——四川新都污水處理廠己成功運(yùn)行5年多,是未來氧化溝工藝發(fā)展的一個(gè)主要方向。
2)近年來,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)分開來,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)已在國外得到應(yīng)用,在國內(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。
肯定不適用,一是溫度低于15度以后,微生物的活性降低,無法正常運(yùn)行。二是東北的冬季相對較長溫度較低,會(huì)結(jié)冰,冬季無法運(yùn)行(因氧化溝占地較大,無法采取保溫措施)。
Carrousel氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開發(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...
改良的必要性污水處理工作事關(guān)城市的正常運(yùn)行且與所有市民日常生活有著直接的關(guān)系。所以城市污水處理越來越多的受到關(guān)注。而改良型氧化溝工藝的應(yīng)用不僅有效提升了城市污水處理的效果且其施工工藝也有著良好的適應(yīng)性...
因?yàn)槲鬯突钚晕勰嘣谄貧馇乐胁粩嘌h(huán)流動(dòng),因此有人稱其為"循環(huán)曝氣池"、"無終端曝氣池"。氧化溝的水力停留時(shí)間長,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(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(shí)間,較低的有機(jī)負(fù)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?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,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,因此氧化溝系統(tǒng)具有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力,對不易降解的有機(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,而且可以通過反硝化補(bǔ)充硝化過程中消耗的堿度。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(dòng)和活性污泥懸浮狀態(tài)。據(jù)國外的一些報(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(gè)方面同時(shí)展開的: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
工藝的改良過程大致可分為四個(gè)階段:
見圖一
1.3.2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(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。其中轉(zhuǎn)刷更為常見,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。近幾年開發(fā)了水下推進(jìn)器配合轉(zhuǎn)刷,解決了這個(gè)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(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(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)用中越來越廣泛,目前,我國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,在國內(nèi),從20世紀(jì)80年代末開始在城市污水和工業(yè)廢水中引進(jìn)國外氧化溝的先進(jìn)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。
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,因此對除氮的效果是有限的,而對除磷幾乎不起作用。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)展起來的,其中包括DE型、T型和VR型氧化溝,隨著各國對污水處理廠出水氮,磷含量要求越來越嚴(yán),因而開發(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)院合作開發(fā)的,稱為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,都是通過配水井對水流流向的切換,堰門的起閉以及曝氣轉(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?,其水平形式如反向的英文字母C,污水處理通過二道拍門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15萬立方米/天,對各階段處理效果實(shí)測結(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)于國家二級出水排放標(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、出水堰的啟閉切換頻繁的特點(diǎn),對自動(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氧化溝簡稱同心圓式,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.單級卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝
單級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EIMCO公司專為卡魯塞爾系統(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。根據(jù)出水含氮量的要求,調(diào)節(jié)活門張開程度,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)嚢杵鳎哂谢旌虾途S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,無需建造單獨(dú)二沉池的氧化溝。這種氧化溝設(shè)有專門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),對于規(guī)模小于10萬噸/天的中小型污水處理廠來說,氧化溝和SBR是首選工藝,目前總體來說應(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.對于合建式一體化氧化溝,國內(nèi)應(yīng)用該工藝的污水廠已超過十余座,其示范工程--四川新都污水處理廠己成功運(yùn)行5年多,是未來氧化溝工藝發(fā)展的一個(gè)主要方向。
2)近年來,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)分開來,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)已在國外得到應(yīng)用,在國內(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。
格式:pdf
大?。?span id="vwiory0" class="single-tag-height">527KB
頁數(shù): 14頁
評分: 4.5
氧化溝介紹 氧化溝又名氧化渠, 實(shí)際上它是活性污泥法的一種變型。 因?yàn)閺U水和活性污 泥的混合液在環(huán)狀的曝氣溝渠中不斷循環(huán)流動(dòng),有人稱其為“循環(huán)曝氣池” 、“無終 端的曝氣系統(tǒng)”。 早在 1920 年,Haworth 研制的槳板式曝氣機(jī)應(yīng)用于英國 Shefiidd 的 Tynsley 污水處理廠,該處理廠被認(rèn)為是現(xiàn)代氧化溝的先驅(qū),但當(dāng)時(shí)尚未出現(xiàn)“氧化溝”一 詞。得到公認(rèn)的第一座氧化溝污水處理廠建于 1954 年,它是由 A.Pasveer 博 士設(shè)計(jì)的,在荷蘭的 Voorshopcn 市投入使用,服務(wù)人口為 360 人,從此以后才 有了“氧化溝”這一專用術(shù)語。其運(yùn)行方式為間歇運(yùn)行,將曝氣凈化、泥水分離和 污泥穩(wěn)定等過程集于一體。由于 Pasveer 博士的貢獻(xiàn),這項(xiàng)技術(shù)又被稱為 Pasveer 溝。 從本質(zhì)上講,氧化溝屬于活性污泥改良法的延時(shí)曝氣法范疇。但與通常的延 時(shí)曝氣法有所不同,氧化溝
格式:pdf
大?。?span id="ze8adwb" class="single-tag-height">527KB
頁數(shù): 44頁
評分: 4.7
I 摘要 本設(shè)計(jì)為 15萬噸 /日某城市污水處理廠初步設(shè)計(jì),采用氧化溝工藝。主要任務(wù)是該 污水處理廠處理工藝各個(gè)構(gòu)筑物的初步設(shè)計(jì)及處理構(gòu)筑物施工圖繪制。 本工藝是活性污泥法的一種變形, 是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式。 其工藝流程簡單、 構(gòu)筑物少,運(yùn)行管理方便,處理效果好,出水水質(zhì)穩(wěn)定,基建投資省,占地面積少,運(yùn) 行費(fèi)用低,污泥少,污泥性質(zhì)穩(wěn)定,具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的能力。 本設(shè)計(jì)分別從工藝的特征原理、主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算以及相關(guān)設(shè)備的選型,另外 還對平面及高程布置進(jìn)行了全面規(guī)劃,還有經(jīng)濟(jì)核算和環(huán)境影響評價(jià)等幾方面著手,認(rèn) 真完成設(shè)計(jì)各項(xiàng)要求。 關(guān)鍵字 卡羅塞氧化溝 污水廠設(shè)計(jì) 污水處理 平面及高程布置 II Abstract This design is preliminary designed for the 100,000 ton per day of a city se
1、氧化溝工藝的介紹
氧化溝(oxidation ditch)又名連續(xù)循環(huán)曝氣池(Continuousloop reactor),是活性污泥法的一種變形。氧化溝工藝在城市生活污水及工業(yè)廢水處理領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,并成為當(dāng)前占主導(dǎo)地位的活性污泥污水處理技術(shù)。尤其在我國,污水處理廠的建設(shè)以中小型規(guī)模為主,各類氧化溝工藝得到普遍應(yīng)用,其中奧貝爾氧化溝應(yīng)用較廣,DE及T型多溝交替式在中高濃度污水處理廠應(yīng)用較多,而卡魯塞爾氧化溝以外貸項(xiàng)目為主。
氧化溝是由荷蘭衛(wèi)生工程研究所在上世紀(jì)50年代研制開發(fā)的廢水生物處理技術(shù),是活性污泥法的一種改型,屬延時(shí)曝氣的一種特殊形式。其基本特征是曝氣池呈封閉、環(huán)狀跑道式,池體狹長,池深較淺,在溝槽中設(shè)有表面曝氣裝置。廢水和活性污泥以及各種微生物混合在溝渠中作不停地循環(huán)流動(dòng),完成對廢水的硝化與反硝化處理。生物氧化溝兼有完全混合式、推流式和氧化塘的特點(diǎn)。在技術(shù)上具有凈化程度高、耐沖擊、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、操作簡單、運(yùn)行管理方便、維修簡單、投資少、能耗低等特點(diǎn)。氧化溝在空間上形成了好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū),具有良好的脫氮功能。
1 氧化溝工藝概述
1.1 氧化溝工藝基本原理和主要設(shè)計(jì)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。它是活性污泥法的一種變型。因?yàn)槲鬯突钚晕勰嘣谄貧馇乐胁粩嘌h(huán)流動(dòng),因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時(shí)間長,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
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(Cintinuous Loop Reator,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(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(shí)間,較低的有機(jī)負(fù)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?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,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,因此氧化溝系統(tǒng)具有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力,對不易降解的有機(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,而且可以通過反硝化補(bǔ)充硝化過程中消耗的堿度。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。有污水需要處理的單位,也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。
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(dòng)和活性污泥懸浮狀態(tài)。據(jù)國外的一些報(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單,超作管理方便;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)。
1.3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(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。其中轉(zhuǎn)刷更為常見,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。近幾年開發(fā)了水下推進(jìn)器配合轉(zhuǎn)刷,解決了這個(gè)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(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(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)用中越來越廣泛。
5) 其他曝氣設(shè)備,包括一些新型的曝氣推動(dòng)設(shè)備,如復(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(jì)80年代末開始在城市污水和工業(yè)廢水中引進(jìn)國外氧化溝的先進(jìn)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。
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,因此對除氮的效果是有限的,而對除磷幾乎不起作用。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)展起來的,其中包括DE型、T型和VR型氧化溝,隨著各國對污水處理廠出水氮,磷含量要求越來越嚴(yán),因而開發(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)院合作開發(fā)的,稱為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。
2.2.1 DE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,都是通過配水井對水流流向的切換,堰門的起閉以及曝氣轉(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。
2.2.2 VR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?,其水平形式如反向的英文字母C,污水處理通過二道拍門和二道出流堰交替起閉進(jìn)行連續(xù)和恒水位運(yùn)行。
2.2.3 PI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15萬立方米/天,對各階段處理效果實(shí)測結(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)于國家二級出水排放標(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、出水堰的啟閉切換頻繁的特點(diǎn),對自動(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氧化溝簡稱同心圓式,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.單級卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝
單級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EIMCO公司專為卡魯塞爾系統(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。根據(jù)出水含氮量的要求,調(diào)節(jié)活門張開程度,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)嚢杵鳎哂谢旌虾途S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,無需建造單獨(dú)二沉池的氧化溝。這種氧化溝設(shè)有專門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。
3 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),對于規(guī)模小于10萬噸/天的中小型污水處理廠來說,氧化溝和SBR是首選工藝,目前總體來說應(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.對于合建式一體化氧化溝,國內(nèi)應(yīng)用該工藝的污水廠已超過十余座,其示范工程——四川新都污水處理廠己成功運(yùn)行5年多,是未來氧化溝工藝發(fā)展的一個(gè)主要方向。
2)近年來,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)分開來,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)已在國外得到應(yīng)用,在國內(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。
1氧化溝活性污泥處理工藝
1.1氧化溝工藝簡介
1.1.1概述
1.1.2氧化溝工藝原理
1.1.3氧化溝工藝特點(diǎn)
1.2常用的氧化溝工藝類型
1.2.1卡魯塞爾(Carrousel)氧化溝
1.2.2奧貝爾(Orbal)氧化溝
1.2.3交替工作式氧化溝
1.2.4一體化氧化溝
1.3氧化溝工藝的優(yōu)化
1.3.1氧化溝工藝單池系統(tǒng)優(yōu)化
1.3.2氧化溝工藝曝氣方式的優(yōu)化
1.3.3氧化溝工藝的工況參數(shù)優(yōu)化
1.4氧化溝工藝的工程應(yīng)用實(shí)例
1.4.1卡魯塞爾氧化溝工藝在城市污水處理改造工程中的應(yīng)用
1.4.2改良型氧化溝工藝在城市生活污水處理的應(yīng)用
1.4.3一體化氧化溝工藝在城市污水處理的應(yīng)用
1.4.4氧化溝工藝在制糖廢水處理中的應(yīng)用
1.4.5氧化溝工藝在制革廢水處理中的應(yīng)用
1.4.6氧化溝工藝在造紙廢水處理中的應(yīng)用
2間歇式SBR活性污泥處理工藝
2.1SBR活性污泥處理工藝介紹
2.1.1概述
2.1.2工作原理
2.1.3SBR法的工藝特點(diǎn)
2.1.4SBR工藝的適用范圍
2.2常用的SBR工藝類型
2.2.1間歇循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法(ICEAS)
2.2.2循環(huán)式活性污泥法(CASS)
2.2.3連續(xù)和間歇曝氣工藝(DAT.IAT)
2.2.4MSBR工藝
2.2.5其他新型SBR的研究及開發(fā)
2.3SBR工藝的工程應(yīng)用實(shí)例
2.3.1CAST工藝在城市生活污水處理中的應(yīng)用
2.3.2DAT.IAT工藝在城市生活污水處理中的應(yīng)用
2.3.3兩段SBR法在食品加工廢水處理中的應(yīng)用
2.3.4CASS工藝在鋼材加工廢水處理中的應(yīng)用
2.3.5SBR工業(yè)在造紙廢水處理中的應(yīng)用
2.3.6SBR法在化工廢水處理中的應(yīng)用
2.3.7CASS在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用
2.3.8CASS法在醫(yī)院廢水處理中的應(yīng)用
2.3.9CASS法在養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用
3生物脫氮除磷工藝
3.1生物脫氮除磷工藝介紹
3.1.1概述
3.1.2生物脫氮除磷的工作原理
3.2典型的生物脫氮除磷工藝
3.2.1生物脫氮工藝
3.2.2生物除磷工藝
3.2.3同步脫氮除磷工藝
3.3生物脫氮除磷工藝的工程應(yīng)用實(shí)例
3.3.1A2/O工藝在城市生活污水處理中的應(yīng)用
3.3.2A2/O工藝在城市污水處理中的應(yīng)用
3.3.3UCT工藝在城市污水處理中的應(yīng)用
3.3.4A/O工藝在小區(qū)污水處理中的應(yīng)用
3.3.5A/O工藝在油脂廢水處理中的應(yīng)用
3.3.6A2/O工藝在大豆制油廢水處理中的應(yīng)用
3.3.7A/O工藝在化肥行業(yè)廢水處理中的應(yīng)用
4生物接觸氧化處理工藝
4.1生物接觸氧化工藝簡介
4.1.1概述
4.1.2生物接觸氧化工藝原理
4.1.3生物接觸氧化工藝特征
4.1.4生物接觸氧化池的類型
4.2生物接觸氧化工藝的工程應(yīng)用實(shí)例
4.2.1BOC在淀粉生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用
4.2.2BOC工藝在屠宰廢水處理中的應(yīng)用
4.2.3BOC工藝在啤酒生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用
4.2.4BOC工藝在皮革加工生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用
4.2.5BOC工藝在印染廢水處理中的應(yīng)用
4.2.6BOC工藝在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用
5生物濾池處理工藝
5.1生物濾池工藝簡介
5.1.1概述
5.1.2生物濾池工藝原理
5.1.3生物濾池的構(gòu)造
5.1.4生物濾池工藝特點(diǎn)
5.2常見的生物濾池工藝
5.2.1生物濾池的基本流程與分類
5.2.2普通生物濾池
5.2.3曝氣生物濾池
5.2.4其他形式的生物濾池
5.3生物濾池工藝的工程應(yīng)用實(shí)例
5.3.1生物濾池在生活污水處理回用中的應(yīng)用
5.3.2生物濾池在啤酒水處理中的應(yīng)用
5.3.3生物濾池在制糖廢水處理中的應(yīng)用
5.3.4生物濾池在食品廢水處理中的應(yīng)用
5.3.5生物濾池在農(nóng)藥生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用
5.3.6生物濾池在養(yǎng)豬糞便廢水處理中的應(yīng)用
6厭氧生物處理工藝
6.1厭氧生物處理工藝簡介
6.1.1概述
6.1.2厭氧工藝原理
6.1.3厭氧工藝特點(diǎn)
6.2常見的厭氧生物處理工藝
6.2.1普通厭氧消化池
6.2.2厭氧接觸法
6.2.3升流式厭氧污泥床反應(yīng)器
6.2.4膨脹顆粒污泥床
6.2.5其他厭氧處理工藝
6.3厭氧生物處理工藝的工程應(yīng)用實(shí)例
6.3.1厭氧生物反應(yīng)器在化工廢水處理中的應(yīng)用
6.3.2升流式厭氧污泥床反應(yīng)器在造紙廢水處理中的應(yīng)用
6.3.3膨脹顆粒污泥床在淀粉廢水處理中的應(yīng)用
6.3.4厭氧折流板反應(yīng)器在醫(yī)藥生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用
7MBR處理工藝
7.1MBR處理工藝簡介
7.1.1概述
7.1.2MBR工藝原理
7.1.3MBR工藝的特點(diǎn)
7.1.4MBR工藝的缺陷
7.2常見的MBR工藝類型
7.2.1曝氣膜.生物反應(yīng)器
7.2.2萃取膜.生物反應(yīng)器
7.2.3固液分離型膜.生物反應(yīng)器
7.3MBR處理工藝的工程應(yīng)用實(shí)例
7.3.1MBR工藝在污水處理廠改造中的應(yīng)用
7.3.2MBR工藝在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用
7.3.3MBR工藝在啤酒廢水處理中的應(yīng)用
7.3.4MBR工藝在小區(qū)中水回用中的應(yīng)用
附錄水污染治理工程技術(shù)導(dǎo)則(節(jié)選)
參考文獻(xiàn) 2100433B
?硅橡膠曝氣管適用的工藝通常在A/O及A2/O工藝、CASS工藝、百樂克工藝及改良氧化溝工藝采用這種曝氣方法.