氧化沟工艺介绍

氧化沟介绍

氧化沟又名氧化渠，实际上它是活性污泥法的一种变型。因为废水和活性污泥的混合液在环状的曝气沟渠中不断循环流动，有人称其为“循环曝气池”、“无终端的曝气系统”。

早在1920年，Haworth研制的桨板式曝气机应用于英国Shefiidd的Tynsley污水处理厂，该处理厂被认为是现代氧化沟的先驱，但当时尚未出现“氧化沟”一词。得到公认的第一座氧化沟污水处理厂建于1954年，它是由A．Pasveer博士设计的，在荷兰的Voorshopcn市投入使用，服务人口为360人，从此以后才有了“氧化沟”这一专用术语。其运行方式为间歇运行，将曝气净化、泥水分离和污泥稳定等过程集于一体。由于Pasveer博士的贡献，这项技术又被称为Pasveer沟。

从本质上讲，氧化沟属于活性污泥改良法的延时曝气法范畴。但与通常的延时曝气法有所不同，氧化沟中污泥的SRT长，尽可能使污泥浓度在沟中保持高些，以高MISS运行。因此，那些比增殖速度小的微生物便能够生息，特别是硝化细菌占优势，使氧化沟中的硝化反应能显著进行。另外，长的SRT使剩余污泥量少且已好氧稳定，可不需要污泥的消化处理。

氧化沟处理系统的基本特征是曝气池呈封闭式沟渠形，它使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，一方面向混合液中充氧，另一方面向反应池中的物质传递水平速度，使污水和活性污泥的混合液在沟内作不停的循环流动。从反应器的观点看，氧化沟属于一种独具特色的连续环式反应器(CLR)。

由于氧化沟巧妙地结合了连续式反应器和曝气设备特定的定位布置，使氧化沟具有若干与众不同的特性：

(1)氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利于克服短流和提高缓冲能力；

(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；

(3)氧化沟功率密度的不均匀分配，有利于氧的传递、液体混合和污泥絮凝；

(4)氧化沟的整体体积功率密度低，可节省能量

卡鲁塞尔氧化沟和奥贝尔氧化沟的区别

奥贝尔氧化沟工艺特点

奥贝尔氧化沟属活性污泥法中的延时曝气法，沟体通常由三个同心椭圆形沟道组成，污水与回流污泥混合后，由外沟道进入，再依次进入中沟和内沟，在各沟道内循环数十到数百次，最终出水至二沉池。各沟道内安装有数量不等的转碟曝气机，以进行充氧及推流搅拌作用。

与普通氧化沟相比，奥贝尔氧化沟可看作是由外沟、中沟和内沟串联的一种多级氧化沟：

外沟道的功能主要是高效完成碳源氧化、反硝化及大部分硝化，容积通常占氧化沟容积的50%～55%，可去除80%左右的有机物，溶解氧浓度一般在0mg/l～0.5mg/l之间，在沟道内形成交替耗氧和大区域的缺氧环境，可较高程度地同时进行“硝化和反硝化”，脱氮效果明显，氨氮的去除率可高达90%；同时，由于沟道中大部分区域溶解氧在0mg/l～0.5mg/l之间，氧传递作用是在氧亏条件下进行的，氧的转移速率有所提高，节能效果明显。

中沟道是联系外沟与内沟的过渡段，进行互补调节，进一步去除剩余的有机物及继续完成氨氮硝化，并可充分发挥外沟道或内沟道的强化作用，有利于保证系统运行的可靠性，中沟道容积一般占25%～30%，溶解氧浓度控制在1.0mg/l 左右。

内沟道主要是为了确保氧化沟出水水质，溶解氧浓度约在2.0mg/l左右，以保证有机物和氨氮较高的去除率，同时保证出水带有足够的溶解氧进入二沉池，抑制磷的释放。内沟道容积约占氧化沟总容积的15%～20%。

从奥贝尔氧化沟三个沟的溶解氧分布来看，外沟、中沟、内沟的溶解氧呈0—1—2mg/L的梯度分布，其中，仅内沟道的溶解氧值要求较高，与普通氧化沟要求（2mg/L）一致，外沟及中沟的溶解氧均低于普通氧化沟要求。由于氧的转移速率随混合液溶解氧浓度的降低而提高，故在奥贝尔氧化沟的外沟及中沟中，氧的转移速率将高于普通氧化沟，这样充氧量可相应减少，这就决定了奥贝尔氧化沟较普通氧化沟更为节能，一般约节省能耗15%～20%。因此，在设计奥贝尔氧化沟时，应充分结合工艺特点，科学合理地计算充氧量。

Carrousel氧化沟处理污水的原理

最初的普通Carrousel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧DO的浓度增加到大约2～3mg/L。在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO 值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去处BOD，但除磷脱氮的能力有限[7]。

为了取得更好的除磷脱氮的效果，Carrousel 2000系统在普通Carrousel 氧化沟前增加了一个厌氧区和绝氧区（又称前反硝化区）。

全部回流污泥和10-30%的污水进入厌氧区，可将回流污泥中的残留硝酸氮在缺氧和10-30%碳源条件下完成反硝化，为以后的绝氧池创造绝氧条件。同时，厌氧区中的兼性细菌将可溶性BOD转化成VFA(挥发性脂肪酸，是厌氧生物处理法发酵阶段的末端产物)，聚磷菌获得VFA将其同化成PHB(聚-β-羟基丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB),是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物,不溶于水,而溶于氯仿,可用尼罗蓝或苏丹黑染色,具有贮藏能量,碳源和降低细胞内渗透压等作用)，所需能量来源于聚磷的水解并导致磷酸盐的释放。厌氧区出水进入内部安装有搅拌器的绝氧区，所谓绝氧就是池内混合液既无分子氧，也无化合物氧（硝酸根），在此绝氧环境下，70-90%的污水可提供足够的碳源，使聚磷菌能充分释磷。绝氧区后接普通Carrousel氧化沟系统，进一步完成去除BOD、脱氮和除磷。最后，混合液在氧化沟富氧区排出，在富氧环境下聚磷菌过量吸磷，将磷从水中转移到污泥中，随剩余污泥排出系统。这样，在Carrousel 2000系统内，较好的同时完成了去除BOD、COD和脱氮除磷[8]。