文_趙軍 周其胤，2

1.安徽美自然環(huán)境科技有限公司 2.合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院

饒陽縣第二污水處理廠主要處理縣開發(fā)區(qū)范圍內(nèi)的生活污水及達(dá)到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)指標(biāo)》（CJ343-2010）標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水。此類污水一般CODCr、氨氮和磷等濃度偏高。同時，饒陽縣第二污水處理廠可用地塊面積較小。為保障出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放，主體生化處理工藝需改進(jìn)，以適應(yīng)進(jìn)水水質(zhì)和廠區(qū)實際面積，并且需具備良好的脫氮除磷功能。

1 改良型Carrousel氧化溝

1.1 改良型Carrousel氧化溝的工藝原理

為了取得較好的脫氮除磷效果，改良型Carrousel 氧化溝在普通Carrousel 氧化溝前增加了厭氧池，二沉池污泥回流進(jìn)入?yún)捬醭亍捬醭爻鏊M(jìn)入改良型Carrousel氧化溝，改良型Carrousel氧化溝是在“跑道型”氧化溝的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，其由外、中、內(nèi)3 個同心圓形溝渠組成，如圖1 所示。改良型Carrousel 氧化溝與二沉池為“同心圓”，二沉池位于Carrousel 氧化溝的中心。污水由外溝進(jìn)入中溝再進(jìn)入內(nèi)溝，污水在各溝內(nèi)循環(huán)后有機物逐步被降解，最后經(jīng)中心島的可調(diào)堰門流出，至二沉池。

二沉池出水經(jīng)深度處理后，再經(jīng)過消毒后可達(dá)標(biāo)排放。深度處理采用美自然專利技術(shù)“生活污水的保溫生物介質(zhì)氧化處理方法”。

圖1 氧化溝結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 改良型Carrousel氧化溝的工藝特點

與傳統(tǒng)的氧化溝相比，改良型Carrousel 氧化溝有以下特點：

①為避免污泥膨脹和強化生物脫氮除磷，在Carrousel 氧化溝之前增設(shè)了厭氧池。

②改良型Carrousel 氧化溝技術(shù)流程簡單，氧化溝和二沉池采用同心圓方式，池壁共用，減少了占地和基建費用。

③改良型Carrousel 氧化溝采用可提升微孔曝氣器，曝氣效率高，分單元安裝，容易更換、控制，運行穩(wěn)定，節(jié)能效益顯著。

2 污水處理中的應(yīng)用

Carrousel 氧化溝工藝應(yīng)用范圍廣，目前我國已有幾百座Carrousel 氧化溝均在正常運行。本文以饒陽縣第二污水處理廠為例，驗證Carrousel 氧化溝工藝處理城鎮(zhèn)污水的效果。

2.1 工程概況

饒陽縣第二污水處理廠分兩期建設(shè)，一期1.5 萬m3/d，二期3.0 萬m3/d。一期服務(wù)人口18000 人。污水處理后尾水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中一級A標(biāo)準(zhǔn)（見表1），最終排入滏陽河。

表1 設(shè)計進(jìn)水和出水主要指標(biāo)

2.2 工藝流程

采用“厭氧+改良型Carrousel 氧化溝+TBO 系統(tǒng)（T-保溫，B-生物，O-曝氣）+紫外線消毒”工藝，污泥處理采用“污泥濃縮池+機械壓榨”工藝。主要生產(chǎn)構(gòu)筑物包括粗格柵及提升泵房、細(xì)格柵及旋流沉砂池、厭氧池、改良型Carrousel 氧化溝、二沉池、TBO 系統(tǒng)、紫外消毒池、配水井、污泥濃縮池及污泥脫水機房等。污水及污泥處理工藝流程圖如圖2 所示。

圖2 污水及污泥處理工藝流程圖

2.3 主要池體工藝設(shè)計

改良型Carrousel 氧化溝，單座規(guī)模1.5 萬m3/d，近期設(shè)計1 座。具體參數(shù)如下：總水力停留時間15.0h，整座氧化溝總?cè)莘e15000m3，總高5.0m，分為兩個獨立的封閉式環(huán)形溝渠，每個環(huán)形溝渠分為內(nèi)溝，中溝和外溝，有效容積分別為2900m3、2450m3和2150m3。污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.55mgVSS/BOD5，濃度MLSS ＝4.0g/L，泥齡20d，回流污泥比50%～100%。氧化溝內(nèi)內(nèi)置6 臺潛水推進(jìn)器，分別設(shè)置于內(nèi)中外三溝轉(zhuǎn)彎連接處，連續(xù)運作。曝氣方式采用可提升微孔曝氣器，設(shè)有4 臺羅茨風(fēng)機（3 用1 備）。

二沉池采用中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池，平均表面負(fù)荷1m3/(m2·h)，回流比50%～100%。

TBO 系統(tǒng)，分為15 個單獨的系統(tǒng)，單個系統(tǒng)占地面積100m2。池深1.0m，內(nèi)布有以煅燒褐鐵礦、中粗砂為主的生態(tài)填料，內(nèi)部布水采用布水管布水的方式。TBO 系統(tǒng)根據(jù)污水處理廠進(jìn)水水量進(jìn)行間斷運行。

2.4 分析項目和方法

進(jìn)水和出水具體分析項目采用《水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版增補版）》中的方法進(jìn)行分析CODCr、NH3-N、TN、TP 和SS。

3 運行效果

饒陽縣第二污水處理廠已運行1年多時間，雖然進(jìn)水量尚未達(dá)到設(shè)計規(guī)模，但進(jìn)水水質(zhì)，CODCr最高達(dá)到800mg/L，最低200mg/L。氨氮、TN 和TP 的濃度較高。經(jīng)處理后尾水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，2020 年1～5月份，出水CODCr平均為28.2mg/L，NH3-N平均為3.27mg/L，TN 平均為11.7mg/L，TP 平均為0.38mg/L。改良型Carrousel 氧化溝發(fā)揮了很好的脫氮除磷作用。

衡量一個污水處理廠是否先進(jìn)的主要指標(biāo)一般有占地、電耗、運行成本和處理效果。本項目在運行成本和效果方面具有明顯的優(yōu)勢（見表2）。

表2 工程主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

4 氧化溝工藝脫氮除磷機理分析

氧化溝脫氮方式主要分為硝化和反硝化階段。在好氧環(huán)境下，氨化細(xì)菌將有機物降解釋放出NH4+-N，為亞硝化提供基質(zhì)，NH4+-N 在亞硝化菌的作用下被氧化成NO2－-N，NO2－-N再氧化成NO3－-N。在缺氧狀態(tài)下反硝化細(xì)菌將NO3－-N 還原為N2排出，達(dá)到脫氮的效果。

氧化溝除磷方式主要分為生物除磷和化學(xué)除磷。生物除磷主要是好氧條件下聚磷菌大量吸收厭氧階段釋放的磷，形成富磷污泥，達(dá)到除磷目的?；瘜W(xué)除磷主要是通過添加合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）與硫酸亞鐵來實現(xiàn)。

5 結(jié)語

面對工業(yè)污水在市政污水廠內(nèi)比重的日益增大，采用脫氮除磷處理效果更好的改良型Carrousel 氧化溝工藝具有很大的優(yōu)勢。因此，改良型Carrousel 氧化溝在市政污水處理工藝中具有推廣應(yīng)用價值。