氧化沟工艺处理城市生活污水的改良设计.doc

1、1氧化沟工艺处理城市生活污水的改良设计摘要:氧化沟是一种改良型循环流动式活性污泥法，目前在污水处理中得到广泛的应用。但在实际应用中，也发现了不少问题。本文结合城市生活污水处理工程，就氧化沟工业的反硝化环境不理想以及进水中有限的可用于反硝化作用的部分碳源会被好氧消耗等问题进行改良设计，阐述了具体的改良方案和思路，取得了较好的改良效果，可供参考。 关键词:城市生活污水处理；氧化沟；硝化；反硝化；碳源需求；改良 中图分类号：R123.3 文献标识码：A 文章编号： 随着我国城市化的发展，生活污水已成为重要的污染源之一。为了更好的处理生活污水的污染，越来越多的污水处理工艺得到了应用。氧化沟工艺是传统活

2、性污泥工艺的一种变形，它有别于普通活性污泥法的是其采用封闭循环式的池型，使污水和活性污泥的混合液在其中进行不断的循环流动，兼有完全混合式和推流式的特点。氧化沟工艺具有出水水质好，运行稳定可靠，管理简便的特点，目前，氧化沟工艺已经在污水处理厂中得到应用。 1 工程概况 某生活污水处理厂，设计日处理污水 6.5 万 m3。该工程采用改良型氧化沟处理工艺，处理后的水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）的二级以上的标准，排入河流。由于这几年来，水体2富营养化加速，要对生活污水处理厂进行改良。根据实际运行情况，氧化沟内设若干推流器，根据需氧量的变化关停若干转刷曝气器，同时开启相应的

3、推流器，保证氧化沟内的循环流动状态，防止混合液沉淀。 2 改良方案的确定 2.1 原设计进出水水质（见表 1） 表 1 现况污水处理厂设计进出水水质 注：笔者认为原设计的出水 TN 设计值有待商榷。 目前，污水处理厂实际运行按照城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）的一级 B 标准进行考核。 2.2 现况进出水水质分析 对污水处理厂近两年的进水水质进行了分析，进水水质变化情况见图 1、图 2。 图 1 实测进水主要污染物浓度变化 图 2 实测出水主要污染物浓度变化 由图 1、图 2 分析发现，进水 BOD5、TN 和 TP 分别为146.5mgL、42mgL、9mgL。BOD5

4、TN 平均为 3.8，BOD5TP 平均为30.9，基本满足脱氮除磷的碳源需求。 出水 BOD5、TN 和 TP 分别为 5.8mgL、15.2mgL、1.1mgL。出水TN 接近一级排放标准，分析认为 TN 超标发生的主要原因是进水部分月3存在碳氮比低、无法满足生物脱氮要求的情况。总磷出水浓度接近一级B 标准，也存在部分月份超标的情况，分析认为生物除磷受到脱氮效率、进水总磷浓度和进水有机物浓度等诸多因素的影响，仅凭借生物除磷满足一级 A 排放标准保证率不高。 2.3 改良工程设计出水水质（见表 2） 表 2 改良工程设计出水水质 2.4 改良思路 通过对设计及现况进出水水质分析，发现原污水处

5、理厂氧化沟 HRT长（约 17h） ，但没有明确的缺氧区；利用氧化沟表面曝气设备造成的好氧缺氧不断变化的环境形成硝化和反硝化的交替进行，反硝化效率相对较低，对于碳源的利用效率不高。 本次改良拟将氧化沟进行分区，在厌氧池出水进入氧化沟后首先设立一个独立的缺氧区，缺氧区出水进入好氧区，好氧区末端设一个脱气区。脱气区 HRT 为 1.2h，主要目的是降低好氧区回流至缺氧区及进入二沉池内混合液中携带的过量溶解氧，降低对于缺氧池以及后续反硝化滤池的碳源消耗。脱气区内设搅拌器防止污泥沉淀，脱气区末端设回流泵，将消氧后的硝化液回流至缺氧区首端同厌氧池进水相混合，利用原水中的碳源进行反硝化。 改良后缺氧池和好

6、氧池分别占用原有氧化沟的两条沟道，HRT 各8.1h。为了应对进水水质的波动以及硝化反硝化的不同要求，在缺氧池末端设有调节段，调节段内设曝气器与搅拌器，可以根据需要变化分4区功能。改良后一组氧化沟的好氧池池容为 16863m3，HRT8.1h；调节段池容为 6948m3，HRT3.3h；缺氧池池容为 9915m3，HRT4.8h；脱气段池容2465m3，水力停留时间 1.2h。 3 工程设计 改良后每组氧化沟增加隔墙，设置独立的缺氧、好氧区域。新增一根 DN1200 进水管，使厌氧池出水直接进入改良后缺氧池的前端；经脱气段回流的硝化液与厌氧池出水直接混合，实现缺氧池池容及进水碳源的理论最大化利

7、用。为了保证氧化沟硝化和反硝化的水力停留时间，应对进水水质变化较大时的情况，在氧化沟内设置可调节段：在缺氧池后端保留两组转刷并且新增 2 台搅拌器。在运行过程中可以根据水质情况灵活选择运行方式，如果以硝化为主要目的，则开启 12 组转刷曝气，停止搅拌器搅拌，增加 23h 的好氧停留时间，以保证硝化效果；如果硝化效果好，则停止转刷曝气，开启搅拌器，加大缺氧池停留时间，以强化氧化沟的反硝化作用。在好氧区末端脱气段内，设置倒伞式双曲面搅拌器，防止污泥沉淀；脱气段出水进入二沉池。 在每个脱气段末端设置硝化液回流泵 3 台，设计最大回流比为400，将硝化液回流至缺氧池进水端。适当的回流比不仅可以提高脱氮

8、效果，而且也影响系统的动力消耗。在脱气段内增设隔墙，防止搅拌器对回流泵的影响。在缺氧池内增加搅拌器，加强缺氧池的污泥搅拌，确保反硝化反应，每组氧化沟缺氧池内安装 6 台 2.2m 的水平推流搅拌器，单台功率 4.5kW，单方池容功率为 3Wm3。脱气段池型不规则，设竖轴式水平旋转搅拌器 2 台，单台功率 3kW，单方池容推流功率为51.8Wm3。 拆除原氧化沟一半的转刷形成缺氧区，同时在改良后的好氧区内增加曝气设备。现况单台转刷曝气器曝气量 74kgO2h，单台功率 45kW，转刷直径 1m，考虑到现有转刷仍能继续使用，所以将每组沟内拆除的 8台转刷（6、7、8、9、15、16、17、18）移

9、位后继续使用，其中 6、7、15、16转刷为双速转刷，改移到氧化沟的末端廊道，并且将现况 5、现况 6、11、12、17、18搅拌器拆除移位到各自沟段的好氧池末端。氧化沟好氧区进水区域污染物浓度较高，耗氧量大，一般转刷曝气处于常开状态；到了氧化沟出水端，污染物浓度降低，耗氧量降低，安装双速转刷便于根据进水污染物浓度调节曝气量。若有机物浓度很低，不需要曝气，则关掉好氧池出水端转刷曝气器，开启搅拌器，防止污泥沉淀，避免过量曝气增加运行能耗，以及好氧池出水的回流液中携带的溶解氧影响缺氧区反硝化效果。 4 运行效果分析 目前改良工程已经完成一组氧化沟的改良施工（5 万 m3d）并通水运行。改良后从该组

10、氧化沟的试运行情况看，出水水质稳定，可以保证出水氨氮1.5mgL，TN15mgL，与其他反应池相比，可以提高总氮去除量约 24mgL。由于三组氧化沟的污泥回流系统并未完全独立，其实际的深度脱氮处理效果还有进一步提升的空间。 5 技术经济指标 改良工程完成后，系统总氮去除率预计可提高约 20，可以增加总氮的去除量为 25mgL。按照改良后的氧化沟平均可以提高 3mgL 的6TN 去除计算，可以为后续反硝化滤池节约甲醇 1.575td，按照甲醇为3500 元t 考虑，每年可以节约反硝化碳源投加费 201 万元。本工程改良工程直接费为 1868 万元，通过计算 9.3可以收回投资成本。 6 结论 在本次改良设计中，我们充分发掘现况氧化沟停留时间长的优势，根据深度脱氮要求划分独立的缺氧环境，充分利用现有设备，有效降低工程投资。因此，相信随着科学技术发展和社会的进步，氧化沟工艺必将得到进一步的完善，有望取得更佳的社会效益和经济效益。 参考文献 1周少奇;范家明等.氧化沟同时硝化反硝化的生物脱氮机理J.环境科学与技术,2002 年 06 期 2周鑫;郭雪松等.氧化沟工艺城市污水处理厂的能耗特征研究J.给水排水,2011 年 08 期