張建鋼

摘要：氧化溝一般溝由三個同心橢圓形溝道組成，污水由外溝道進(jìn)入，與回流污泥混合后，由外溝道進(jìn)入中間溝道再進(jìn)入內(nèi)溝道，在各溝道循環(huán)達(dá)數(shù)百到數(shù)十次。最后經(jīng)中心島的堰門流出，至二沉池。本文主要就是針對城市污水氧化溝處理工藝設(shè)計來進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：城市污水；氧化溝；污水處理

中圖分類號： U664 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的突飛猛進(jìn)和生活水平的快速提高，人們對周圍環(huán)境的要求越來越高，城市污水處理技術(shù)也隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人類環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)而得到了進(jìn)一步提高。隨著我國工業(yè)化、城市化進(jìn)程逐步加快，現(xiàn)有的城市污水處理的主要方法有物理處理法、化學(xué)處理法、物理化學(xué)處理法及生物處理法，而由于城市污水的主要污染物為大顆粒懸浮物和有機(jī)物，因此一般城市污水處理廠均采用物理處理與生物處理相結(jié)合的處理工藝。

1、污泥處理系統(tǒng)的節(jié)能措施

城市污水處理廠對于污泥的處理，其主要可以分為兩條線路：中負(fù)荷系統(tǒng)所剩余的污泥依次的送入到初次中負(fù)荷均質(zhì)池、消化池以及濃縮池；系統(tǒng)所剩余的污泥依次的送入到均質(zhì)池、濃縮池之中。兩系統(tǒng)的污泥分別進(jìn)入到帶壓機(jī)來進(jìn)行脫水。氧化溝工藝污水廠的污泥基本上已經(jīng)達(dá)到了耗氧穩(wěn)定，將剩余的污泥經(jīng)或二沉池排除出，再經(jīng)過污泥濃縮池濃縮，之后再進(jìn)入到均質(zhì)池之后到污泥脫水機(jī)房機(jī)械進(jìn)行脫水。通常采用的是先濃縮，再就是經(jīng)過帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，在其脫水之前還得一定量的投加藥劑并使其均為，在脫水之后直接的外運(yùn)填埋。

我們就以現(xiàn)階段的污泥處理系統(tǒng)情況來看，假如我們想有效地降低污泥脫水系統(tǒng)的能耗，首先就得選擇高效絮凝劑，從而再確定出來去最佳的投入量；其次就是精心的操作，科學(xué)、合理的調(diào)整個環(huán)節(jié)之間的關(guān)系，使得壓濾機(jī)可以搞笑的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而就可以有效地降低泥餅的含水率，并且最終達(dá)到減少用水量、電耗，降低運(yùn)輸?shù)馁M用。

2、城市污水問題分析

2.1、泡沫問題

由于進(jìn)水中帶有大量油脂，處理系統(tǒng)不能完全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，經(jīng)轉(zhuǎn)刷充氧攪拌，產(chǎn)生大量泡沫；泥齡偏長，污泥老化，也比較容易產(chǎn)生泡沫。在去除泡沫的時候就可以采用表面除沫劑或是噴淋水，其中最為常用的除沫劑有硅油、機(jī)油以及煤油，其投量為0．5~1．5mg/L。通過適當(dāng)?shù)臏p小曝氣量或是增加曝氣池污泥濃度，也可以有效地控制泡沫的產(chǎn)生。

2.2、污泥上浮問題

當(dāng)廢水之中，含油量過大的時候，整個系統(tǒng)的泥質(zhì)就會變輕，在其操作的過程之中，不可以很好的控制其在二沉池的停留時間，那么也就比較容易造成缺氧的現(xiàn)象，進(jìn)而就會產(chǎn)生腐化污泥的上浮；當(dāng)曝氣時間過長的時候，就會在池中發(fā)生高度硝化的作用，使得硝酸鹽濃度就會出現(xiàn)過高的情況，在二沉池容易發(fā)生反硝化的作用，產(chǎn)生氮氣，使得污泥上浮；另外，廢水之中的含油量過大的時候，污泥很有可能就會挾油上浮。

2.3、流速不均及污泥沉積問題

在 Carrousel 氧化溝中，為了獲得其獨特的混合和處理效果，混合液必須以一定的流速在溝內(nèi)循環(huán)流動。一般認(rèn)為，最低流速應(yīng)為 0.15m/s，不發(fā)生沉積的平均流速應(yīng)達(dá)到0.3~0.5m/s。氧化溝的曝氣設(shè)備一般為曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)刷的浸沒深度為 250~300mm，轉(zhuǎn)盤的浸沒深度為 480~530mm。與氧化溝水深相比，轉(zhuǎn)刷只占了水深的l/10~l/12，轉(zhuǎn)盤也只占了 1/6~l/7，因此造成氧化溝上部流速較大(約為 0.8~1.2m，甚至更大)，而底部流速很小，致使溝底大量積泥，大大減少了氧化溝的有效容積，降低了處理效果，影響了出水水質(zhì)。加裝上、下游導(dǎo)流板是改善流速分布，提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤軸心 4.0m 處，導(dǎo)流板高度為水深的l/5~l/6，并垂直于水面安裝；下游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤(轉(zhuǎn)刷)軸心 3.0m 處。

3、城市污水氧化溝處理工藝

氧化溝處理系統(tǒng)的基本特征是曝氣池早封閉式渠道形，圖 1 所示為氧化溝生物處理單元的污水處理流程，它使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，一方面向混合液中充氧，另一方面向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度，使污水和回流活性污泥的混合液在溝內(nèi)做不停的循環(huán)流動。從反應(yīng)器的觀點看，氧化溝屬于一種獨具特色的連續(xù)環(huán)式反應(yīng)器(CLR)。

到目前為止，美國已建有近百座這一類型的一體化氧化溝。與普通的氧化溝工藝相比，一體化氧化溝的優(yōu)點是不必設(shè)單獨的二沉池，工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，所以投資省，占地少。此外，污泥可在系統(tǒng)內(nèi)自動回流，無需回流泵和設(shè)置回流泵站，因此能耗低，管理簡便容易。

3.1、VR 型氧化溝

這種形式的氧化溝系統(tǒng)不設(shè)側(cè)渠，而是將氧化溝合理地加以分隔，使其變成兩個區(qū)。其間有單向活板門相連。利用定時器來改變曝氣轉(zhuǎn)刷的轉(zhuǎn)動方向，進(jìn)而改變氧化溝中水流的方向，使兩個活板門交替地處于啟動和關(guān)閉的狀態(tài)，從而使氧化溝中的兩區(qū)域交替地用作曝氣池和沉淀池。當(dāng)沉淀區(qū)改變?yōu)槠貧鈪^(qū)時，已沉淀的污泥會自動與污水相混合，相當(dāng)于污泥回流?？梢?，這種形式的氧化溝也可規(guī)為交替工作式氧化溝一類。

由于這種系統(tǒng)流程簡單，可節(jié)省基建費用和運(yùn)行費用，操作管理也很方便，因此適用于一些小型污水廠。

3.2、側(cè)渠式氧化溝

最初的 Pasveer 氧化溝是間歇式的，然而在運(yùn)行過程中，人們發(fā)現(xiàn)，在暴雨時容易發(fā)生污泥流失，而且，這種間歇運(yùn)行的模式不宜用于大規(guī)模的污水廠。后來出現(xiàn)的側(cè)渠式氧化溝解決了這一問題。主溝渠用作曝氣池，兩個側(cè)渠交替地用作沉淀池。當(dāng)其中一個側(cè)渠作沉淀池時，其曝氣設(shè)備停止工作，同時出水滋流堰開啟。一定時間后改用另一側(cè)渠作沉淀池，這樣第一側(cè)渠已沉淀的污泥重新與污水混合，因此也不需設(shè)污泥回流系統(tǒng)，同時可以實現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。

3.3、BMTS 型氧化溝

BMTS 型氧化溝的隔墻稍有偏心，在較寬一側(cè)設(shè)置澄清池各有擋板，強(qiáng)迫水流從底部進(jìn)人澄清池、澄清池底部設(shè)有一排三角形的導(dǎo)流板，澄清池前后混合液從澄清池的底部流過，部分混合液從導(dǎo)流板間隙上升進(jìn)人澄清池，進(jìn)行泥水分離口澄清水通過浸沒管或溢流堰排走，下沉的污泥通過導(dǎo)流板間隙回落到污泥區(qū)，化溝。

3.4、回轉(zhuǎn)式氧化溝

回轉(zhuǎn)式氧化溝是去除污水中污染物的主要場所。通過固定曝氣裝置，氧化溝內(nèi)沿溝長存在著溶解氧濃度的變化，在曝氣器下游溶解氧濃度較高，但隨著與曝氣器距離的增加，溶解氧濃度不斷降低，呈現(xiàn)出由好氧區(qū)一缺氧區(qū)一好氧區(qū)的交替變化。回轉(zhuǎn)式氧化溝的這種特征，使溝渠中相繼進(jìn)行硝化和反硝化的過程，達(dá)到脫氮的效果，同時使出水中活性污泥具有良好的沉降性能。為保證磷的去除效果，氧化溝設(shè)前置厭氧區(qū)。氧化溝按20萬m3/ d的污水量設(shè)計。氧化溝出水自流進(jìn)入二沉池。

結(jié)束語

由于人們對能耗的認(rèn)識還存在較大的欠缺，在選擇污水處理工藝系統(tǒng)時，對那些與能耗相關(guān)的運(yùn)行費用等的重視程度仍大大低于對建設(shè)費用、處理效率、工藝可持續(xù)性等的認(rèn)識程度。氧化溝比常規(guī)的活性污泥法能耗降低20%~0%，但仍然是制約城市污水處理廠運(yùn)行的主要因素，并具有一定的節(jié)能空間，降低運(yùn)行成本、減少能源消耗、化害為寶是水處理研究者追求的最終目標(biāo)。

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