氧化溝又名連續(xù)循環(huán)曝氣池，是活性污泥法的一種變型，是當(dāng)前占主導(dǎo)地位的活性污泥污水處理技術(shù)。今天，我們就來(lái)了解一下氧化溝工藝及其案例分析。
1. 什么是氧化溝工藝?
氧化溝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(zhǎng)，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(duì)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(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便、維修簡(jiǎn)單、投資少、能耗低等特點(diǎn)。
2. 案例分析
河北某污水處理廠占地5公頃，是我國(guó)三溝交替式氧化溝（T型氧化溝）城市二級(jí)廢水處理廠。該廠設(shè)計(jì)處理能力為100,000m3／d，其中生活污水和工業(yè)廢水各占50％，規(guī)劃服務(wù)人口35萬(wàn)。
1) 工藝流程
該污水處理廠工藝流程由三部分組成。
**部分為機(jī)械處理。城市廢水通過(guò)進(jìn)水泵前的粗格柵，經(jīng)過(guò)提升泵站提升，由兩條管徑500mm和一條管徑1,000mm的管道送至廠區(qū)，再經(jīng)（細(xì)）格柵間、曝氣沉砂池、計(jì)量室后，進(jìn)入氧化溝配水井。
第二部分為生物處理。廢水經(jīng)配水井后進(jìn)入氧化溝（三組平行的氧化溝系統(tǒng)，每組系統(tǒng)的處理能力為33,000m3/d)。溝內(nèi)設(shè)置水平曝氣轉(zhuǎn)刷，氧化溝可交替作為好氧池、缺氧池和沉淀池。處理后的水經(jīng)過(guò)集水井，由出水泵站抽升外排。出水可作為生產(chǎn)用水補(bǔ)充水和農(nóng)業(yè)灌溉用水。
第三部分為污泥處理。剩余污泥由氧化溝的中溝經(jīng)過(guò)污泥泵站抽升到污泥濃縮池，濃縮后的污泥經(jīng)均質(zhì)池再由帶式壓濾機(jī)脫水，脫水后的污泥餅（含水率低于80％）由無(wú)軸螺旋輸送器裝車(chē)外運(yùn)。整個(gè)流程圖見(jiàn)圖1。2) 基本設(shè)計(jì)參數(shù)及出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
3) 氧化溝的組成和運(yùn)行
該污水處理廠建有三組平行的T型氧化溝系統(tǒng)，采用轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)進(jìn)行曝氣和混合。每組氧化溝系統(tǒng)的三個(gè)溝通過(guò)共用溝壁間的連通孔連接，中間溝的轉(zhuǎn)刷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。兩側(cè)邊溝交替進(jìn)行曝氣氧化、反硝化或沉淀，其中轉(zhuǎn)刷只在曝氣階段和混合反硝化階段運(yùn)轉(zhuǎn)。處理后的水在作為沉淀池的邊溝中沉淀，經(jīng)過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)出水堰溢出，流入出水泵站。該廠每組T型氧化溝系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖2。每組溝的處理能力為33,000m3/d，溝長(zhǎng)98m，溝寬73m，水深3.5m，池的容積為19,950m3。
氧化溝上橫跨有三座轉(zhuǎn)刷橋，用于安裝、維修和保養(yǎng)轉(zhuǎn)刷。每組氧化溝安裝轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)14臺(tái)，其中高速轉(zhuǎn)刷（單速）8臺(tái)，位于兩端的轉(zhuǎn)刷橋上；雙速轉(zhuǎn)刷6臺(tái)，位于中間的轉(zhuǎn)刷橋上。轉(zhuǎn)刷直徑1m，長(zhǎng)9m。高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速72r/min，功率45kW，充氧能力75kgO2/h；低速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速48r/min，功率30kW，主要起混合和推流作用。
在每條溝的中間橋上設(shè)有一個(gè)溶解氧連續(xù)測(cè)定探頭，將水中的溶解氧值及時(shí)反饋至PLC控制器及總控室，由預(yù)先編設(shè)的程序控制轉(zhuǎn)刷的啟閉。
在兩條邊溝的出水端，設(shè)有可調(diào)式溢流出水堰，每條邊溝有8臺(tái)出水堰，每組氧化溝共計(jì)16臺(tái)，用于控制出水和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷的浸水深度。
該污水處理廠運(yùn)行時(shí)，可根據(jù)要求將運(yùn)行程序輸入PLC中，由可編程控制器按程序切換進(jìn)水和改變溝內(nèi)運(yùn)行方式，以控制整個(gè)工藝的運(yùn)行。在時(shí)間控制的基礎(chǔ)上，溶解氧控制系統(tǒng)可以根據(jù)溝內(nèi)設(shè)定的溶解氧范圍自動(dòng)開(kāi)啟或停止部分轉(zhuǎn)刷的運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。設(shè)備廠家提供給該污水處理廠的運(yùn)行模式有兩種，即硝化運(yùn)行模式和硝化—反硝化模式。硝化狀態(tài)溶解氧控制濃度為2.0mg/L，反硝化狀態(tài)溶解氧濃度小于0.5mg/L。按硝化運(yùn)行模式運(yùn)行時(shí)，只完成氨氮的氧化；按硝化一反硝化模式運(yùn)行時(shí)，可實(shí)現(xiàn)生物脫氮。當(dāng)然，管理人員可以根據(jù)水質(zhì)等的具體情況調(diào)整模式。
4) 處理效果
該廠自投入運(yùn)行以來(lái)，出水水質(zhì)一直優(yōu)于國(guó)家規(guī)定的城市廢水二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，取得了比較滿(mǎn)意的處理效果。表1是某年全年運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。此外，該廠的氧化溝系統(tǒng)在比較高的水力負(fù)荷條件下也可獲得滿(mǎn)意的處理效果，表2是不同水力停留時(shí)間下的處理效果。
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