氧化沟的主要形式与特点

3）船形一体化氧化沟
• 船形一体化氧化沟系指讲船形二沉池设置在氧化沟内，用 于进行泥水分离，出水由上部排出，污泥则由沉船底部的 排泥管直接排入氧化沟内。 • 船形一体化氧化沟示意图见下图。
• 其优点为： （1）一体化氧化沟保留了氧化沟抗冲击能力强的特点； （2）由于一体化氧化沟的沉淀池建在沟内，不用另建沉淀 池，而且污泥回流及时，可大大缩小沉淀池容积，节省 1/3左右的占地；
（3）污泥回流依靠自身重力及沟内水力条件，不须另建污 泥回流系统，可大大节省投资； （4）由于配套设施减少，同时减少运行操作人员，运行管 理更为方便。
• 一体化氧化沟具有的占地少、投资省、运行效率高、环境 效益和社会效益明显这些优势，特别适用于小区域污水集 中处理，有着很高的推广应用价值。 • 其不足点有： （1）一体化氧化沟沉淀船的沉淀效果不理想； （2）一体化氧化沟进水口位置不合理； （3）沉淀船增加了一体化氧化沟的水力阻力，设备能耗大； （4）一体化氧化沟系统控制难度大，主要体现在：
＊A2/O氧化沟 A2/O氧化沟为设置厌氧、缺氧段的Carroussel氧化沟。 A2/O氧化沟具有脱氮除磷功能，是目前城市污水处理的主流 工 艺 之 一 ， 该 系 统 的 出 水 水 质 可 达 ： BOD5/TSS/TN/TP=10:15:7~10:1~2。
图18-15为A2/O氧化沟工艺流程示意图。
＊四阶段卡鲁塞尔-Bardenpho系统 在Carroussel2000 氧化系统下游增加了第二缺氧池以及 再曝气池，实现更高程度的脱氮。该系统出水水质可达到 BOD510mg/L、TN 3mg/L。
＊五阶段卡鲁塞尔-Bardenpho系统 在 A2/C 卡鲁塞尔系统的下游增加了第二缺氧池和再曝气 池，形成了厌氧-缺氧-好氧-再缺氧-再曝气的强化污水深 度处理流程，实现了更深程度的除磷和脱总氮。该系统出 水水质可达到BOD510mg/L、TN3mg/L、TP1mg/L。
1）Carroussel1000氧化沟
• Carroussel1000针对小规模污水处理厂，适合小型工业 废水和社区内的污水处理； • Carroussel1000系统以去除BOD5为主要目的，具有一定 的脱氮除磷效果； • Carroussel氧化沟使用立式曝气机，曝气机安装在沟的 一端，因此形成了靠近曝气机下游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。
• Carroussel3000氧化沟是在Carrousel2000氧化沟系统前 再加了一个生物选择池。该生物选择池是利用高有机负荷 筛选菌种，抑制丝状菌的增长，提高各污染物的去除率， 其后的工艺原理同Carrousel2000氧化沟系统。
• 但Carrousel3000氧化沟系统比上一代有质的飞跃： 一是增加了池深可达7.5-8m，同心圆式池壁共同，减少了占 地面，降低造价同时提高耐低温能力 (可达7℃)；
• MBR-卡鲁塞尔系统开发的优势在于： （1）它大量的减少了系统占地，系统不再采用占地的二沉 池；
（2）其出水水质好，几乎可以去除悬浮物和胶体，处理后 的污水可以实现回用。
6）其他形式的氧化沟
＊二阶段A/O系统，如下图18-14所示：
• 该系统保留了反硝化过程的优点，包括可恢复硝化阶段约 50%的碱度，可利用缺氧条件去除部分BOD5，从而节省曝 气能耗以及改变活性污泥性能等。 • 与其他反硝化工艺相比，最突出的优点是：可实现硝化液 高回流比，达到较深程度的总氮去除效果，同时无需任何 回流提升动力。 • 对较大规模的污水厂来说，节能潜力巨大，系统出水水质： BOD5为10mg/L、TN为7~10mg/L。
• 以组合式一体化Orbal氧化沟和圆形二沉池为基础，将厌 氧池、二沉池、硝化液回流、污泥回流系统与Orbal氧化 沟组合为一体的氧化沟，具有占地面积小、投资省、消耗 低、运行管理更方便等优点。
• 其示意图见下图：
• 其特点为： （1）将厌氧池、二沉池、硝化液回流、污泥回流系统与 Orbal氧化沟合建一体，充分利用了传统Orbal氧化沟的无 效空间，通过共用墙体大大节省了占地面积； （2）利用空余区域构建传统的内、外回流，将污泥外回流 变成内部回流，一方面可减少污泥回流泵的扬程，另一方 面，缩短了污泥回流时间和活性污泥在沉淀区的停留时间 在保持出水质量所需ＤＯ值恒定的条件下，大大降低了在 此流程中ＭＬＳＳ内源呼吸所消耗的ＤＯ，从而降低了内 沟的ＤＯ水平，使全程氧消耗量降低，提高了系统运行效 率，降低了系统的运行成本； （3）采用水力负荷/生物动力学模型联合设计，在期望出水 水质指标约束条件下优化设计，降低了系统总停留时间， 系统总水头损失，从而节约土地、池容和能耗；
二）侧渠形一体化氧化沟
• 侧渠形一体化氧化沟侧沟与中心岛内安装固液分离器进行 泥水分离，固液分离器的底部采用一系列均匀排列的斜倒 等腰三角形横梁，保证了混合液的均匀进入和沉淀污泥的 迅速回流。
• 侧渠作为二次沉淀池，交替进行、交替回流污泥，固液分 离器分离原理示意图如下见图。
• 其特点为：
（1）一般固液分离器的平均表面负荷为50m3/(m2∙d),是一般 沉淀池的1.5~2倍，因而可比一般的二沉池节省1/3-1/2。 （2）固液分离器能实现污泥的自动的回流，节省了工程造 价和日常运行，管理及维护费用。
交替式氧化沟在脱氮效果上良好，为达到除磷效果，通 常在氧化沟前设置相应的厌氧区或构筑物或改变其运行 方式。其示意图如下：
四）T型氧化沟
三沟交替的氧化沟系统（T型）是为克服D型系统的缺点 开发的，目前应用很广。
在T型氧化沟运行时，二侧的A、C二池交替地用作曝气池， 中间的B池则一直维持曝气，进水交替引入A池或C池，出 水相应地从C池或A池，这样做提高了曝气转刷的利用率， 还有利于生物脱氮。 三沟交替的氧化沟见下图。
• 其特点为： （1）可以有效解决污泥膨胀的问题，此外具有耐冲击负荷 能力强，去除率高，电耗低等特点。 （2）使用AB-卡鲁塞尔反应器时，相比于传统的处理系统， 可使系统的需氧量、占地、污泥的产量下降，因而可以大 大节约投资和运行成本。
5）MBR-卡鲁塞尔系统
• MBR-卡鲁塞尔系统是卡鲁塞尔氧化沟最新和最高级的形式， 它可以广泛地应用于市政污水和各种工业污水处理系统。 • MBR-卡鲁塞尔系统包括二个组成部分，即卡鲁塞尔氧化沟 段，在其中发生生物处理过程； 膜处理段，对处理过后的水和污泥进行有效分离。
DE型氧化沟工艺适用范围广，不仅适用于大型污水处理也 可适用于中小型城镇或居住区污水的处理。 其处理工艺流程示意图如图18-18所示。
三）VR型氧化沟
VR 型氧化沟是将曝气沟渠分为 A 、 B 二部分，其间有单向 活拍门相连。
VR 型氧化沟利用定时改变曝气转刷的旋转方向，以改变 沟渠的中的水流方向，使A、B二部分交替地作为曝气区和 沉淀区，因此不需设二沉池和污泥回流系统。
二是曝气设备的巧妙设计，表曝机下安装导流筒，抽吸乏氧 的混合液，采用水下推进器解决流速问题；
三是使用了先进的曝气控制器QUTE(它是一种多变量控制模 式)。
4）AB-卡鲁塞尔系统
• AB-卡鲁塞尔氧化沟是设计来处理工业（制浆和造纸，食 品加工业等）污水的。
• AB-卡鲁塞尔氧化沟包括二个由DHV开发的内在紧密相关的 工艺单元：防止污泥膨胀反应器（ABR）和卡鲁塞尔氧化 沟。
一）曝气-沉淀一体化氧化沟
• 曝气-沉淀一体化氧化沟工艺流程示意图见下图，其中沉 淀与斜管沉淀类似，沉淀用导流板也可以采用斜管或者斜 板。
• 其特点为： （1）将二沉池建在氧化沟内，完成曝气、沉淀任务； （2）沉淀区由隔墙、三角形导流板、集水管三部分组成； （3）不需要活性污泥回流系统，占地省，节省基建和运行 费用。
• 根据沉淀池的设置，目前主要有以下三种形式：
典型Orbal式氧化沟又称同心圆型氧化沟
容积为6070%，DO 约 0mg/l，反硝化和磷释放 容积为2030%， DO 约1mg/l
容积为10%， DO 约2mg/l
进水
圆形或椭圆形的沟渠，能充分利用水流惯性，节省能耗； 多沟串联可减少水流短路现象；
• 该工艺利用了氧化沟内的水力循环、无动力内回流等特点， 实现类似于A2/O工艺，已达到脱氮除磷的目的。可使出水 磷浓度<1.0mg/L。 • A2/O氧化沟主要刘三部分组成，即厌氧区、缺氧区、氧化 沟区。该工艺是在普通Carroussel氧化沟前增设了一个厌 氧区和缺氧区（又称前置反硝化区），以加强聚磷菌的释 磷、吸磷和营养盐NOx-N的去除，在去除BOD的同时达到脱 氮除磷的目的。
氧化沟的主要形式与特点 • 一、奥贝尔（Orbal)氧化沟 • 二、卡鲁塞尔（Carroussel)氧化沟 • 三、交替式氧化沟
一、奥贝尔（Orbal)氧化沟
• Orbal氧化沟又称同心圆型氧化沟,奥贝尔氧化一般沟由三 个同心椭圆形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥 混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道 循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至 二次沉淀池。
D型氧化沟示意图见下图。
• 此种系统可 获得优质的 出水和稳定 的污泥，同 样不需设污 泥回流系统， 缺点是曝气 转刷的利用 率仅为 37.5%。
图18-17 交替工作的氧化沟（D型）
二）DE型氧化沟 在双沟式（ D 型）氧化沟基础上考虑脱氮除磷功能，故氧 化沟前后设置厌氧池和沉淀池，此种类型称为DE型氧化沟。
• 卡鲁塞尔2000 的另一个与众不同之处是其混合液的回流完 全通过沟内水流循环自动完成，既节省了传统 A/O 所必须 的外加回流设备和管线，也最大限度地降低了外加回流设 备由于抽吸和跌水作用携带溶解氧到缺氧区的可能。
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3）Carroussel3000氧化沟
• Carroussel3000氧化沟为第三代，其特点是水深大，减少 了占地面积，同时也具备脱氮除磷的功能。
• 五阶段卡鲁塞尔Bardenpho工艺流程示意图见图18-16。
三、交替式氧化沟
• 交替式交替式氧化沟是由丹麦Kruger公司创建的，有二池 和三池交替工作的二种情况。包括D型、DE型、T型、VR型 氧化沟。 一）D型氧化沟
D 型氧化沟由容积相同的 A 、 B 池组成，串联运行，轮流 作为曝气池和沉淀池，一般为8h为一个运行周期。
二、卡鲁塞尔（Carroussel)氧化沟
• 卡鲁塞尔氧 化沟是60年 代末期由荷 兰DHV公司 研制成功的。 其构造特征 如右图所 示。
• 由图可见，这是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混 合后沿箭头方向在沟内作不停的循环流动。 • 卡鲁塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气机，每组沟 渠安装一个，均安设在一端，因此形成了靠近曝气器下游 的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。这不仅有利于 生物凝聚，使活性污泥易于沉淀，而且创造了良好的生物 脱氮的环境。 • 当有机负荷较低时，可以停止某曝气器的运行，在保证水 流搅拌混合循环的前提下，节约能量消耗。
2）Carroussel2000氧化沟
• Carroussel2000氧化沟实体以及内部布置如下图18-11所示：
• 在传统卡鲁塞尔氧化沟的基础上，采用隔墙分隔出独特的 前反硝化区，形成卡鲁塞尔 2000 氧化沟，卡鲁塞尔 2000 氧化沟除了具有氧化沟的特点外，还具有典型的 A/O 工艺 的特点，而其特殊的水力设计使其具有很高的断面流量 （为进水流量的 30 ~ 50 倍）和循环流的特点（进水从进 入到离开系统，平均要在封闭的流线中循环流动几十次）， 使得卡鲁塞尔氧化沟成为一个完全混合的循环流系统，具 有很高的运行稳定性和对冲击负荷的承受能力。
污泥回用量无法控制，很难根据系统运行情况及时调 整。 发生污泥上浮、流失，没有补救措施，无法强制回流保证 系统的正常运行。 污水处理系统的运行状况的好坏，由一系列日常化验监测 的理化和生物指标反应，监测采纳样点的选取较难有代表 性，而多点位采样给监测分析带来一定的麻烦。
4）组合式一体化Orbal氧化沟