改良型底曝氧化沟工艺在工程实例中的设计应用

摘 要 陕西某污水处理厂二期工程第二阶段设计规模5万m3/d，采用改良型底曝氧化沟工艺对污水进行生物处理，采用鼓风曝气和水下推流器相结合的曝气方式。文章对改良型底曝氧化沟工艺的特点和各分区功能作了介绍，提出该工艺用于污水处理的前景和实践操作时应注意的问题。

关键词 污水处理厂 设计 改良型底曝氧化沟 脱氮除磷

中图分类号：X793 文献标识码：A

1工程概况

陕西某污水处理厂位于A市，设计总规模20万m3/d，分两期设计、建设。其中一期工程规模10万m3/d，于2006年建成投入运行，二期扩建第一阶段实施规模5万m3/d，于2010年建设投入运行。本次扩建工程为二期第二阶段，规模为5万m3/d。

该污水处理厂已建成的规模15万m3/d，设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，采用奥贝尔氧化沟工艺。根据2011年的《黄河（陕西段）污水综合排放标准》（DB61/224-2011），要求黄河流域陕西段所有污水处理厂出水水质标准达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。该污水处理厂于2013年对原有处理系统进行的全面提标改造完成，出水满足一级A标准。

本阶段扩建工程设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，污水处理采用改良型底曝氧化沟工艺；二沉池出水进行深度处理，采用滤布滤池工艺；污泥处理浓缩脱水工艺。

2改良型底曝氧化沟

氧化沟工艺具有抗冲击负荷能力强、脱难效率高、产泥少、运行管理简单等诸多优点，在国内外得到了广泛的研究与应用。但是，现有的工艺在脱氮除磷方面主要存在两个问题：（1）我国污水处理厂进水碳源普遍偏低，不能满足氮和磷同时处理达标所需量，聚磷菌和反硝化菌的基质竞争使处理效果变差；（2）当系统受进水碳源限制时，出水硝酸盐浓度不稳定，回流至厌氧区的硝酸盐会抑制释磷行为，并随之影响吸磷效果。

改良型底曝氧化沟是将A2/O工艺特点融合到氧化沟工艺中，根据生物脱氮除磷机理，设置了厌氧区、缺氧区及好氧区，并将表面曝气改为底部曝气。并在厌氧区前设置了污泥预浓缩池、预缺氧池，将回流污泥中的硝酸盐氮对厌氧区厌氧环境的影响降到最少；设置了过渡区（缺氧/好氧区），可根据实际运行工况灵活调整，优化脱氮能力；设置了分点进水渠道，实现了碳源的优化配比。

改良型底曝氧化沟各分区的主要功能为：

（1）回流污泥预浓缩池：通过对回流污泥进行预浓缩，将浓缩污泥回流至预缺氧池，上清液直接进入缺氧池，因而减少回流至厌氧系统内的污泥中硝态氮总量，利于生物除磷；

（2）预缺氧池：10%～30%的原水与回流浓缩污泥在预缺氧池内混合，发生反硝化反应，进一步消除回流污泥中的硝态氮对后续厌氧释磷的影响；

（3）厌氧池：70%～90%的原水与预缺氧池出水在厌氧池混合反应，进行厌氧释磷；

（4）缺氧池：厌氧池出水进入缺氧池，与好氧池回流的混合液一起在缺氧环境下，进行反硝化脱氮；

（5）过渡区：缺氧池出水进入此过渡单元，打开曝气系统时，作为好氧池运行，可强化好氧工序的除氮及消化反应效率；关闭曝气系统时，按缺氧工况运行，增强脱氮效率；

（6）好氧池：过渡区出水进入好氧池进行除氮及消化反应，同时消化回流液通过回流泵打回缺氧池，以实现脱氮功能。

改良型底曝氧化沟具有如下特点：

（1）具有强化脱氮除磷的优点，在厌氧池前增设回流污泥预浓缩池，减少了硝酸盐对释磷菌的影响，提高了除磷效率；增设预缺氧池，可部分提高脱氮能力；

（2）底曝氧化沟采用底曝和水下推流相结合，氧气利用率高，混合搅拌均匀，有效防止了污泥的沉积；

（3）底曝氧化沟采用底曝，主要设备为鼓风机，另外推进器辅助推流，设备数量少，管理维护简单，运行灵活多变；

（4）占地面积少，采用底部曝气，氧化沟工艺池深不再受限制，不再受传统氧化沟工艺占地面积大、能耗高的限制。

3应用前景

（1）改良型底曝氧化沟工艺在厌氧池前设置了回流污泥预浓缩池和预缺氧池，能够很好地去除回流污泥中的硝酸盐，提高了脱氮效果。并且为厌氧池中的释磷菌提供了良好的释磷环境。因此，大大提高了脱氮除磷的效率。对高浓度氮、磷污水有较强的处理效果。

（2）本工艺采取了分点进水渠道。可向厌氧池、缺氧池、过渡区分比例配水，很大程度的优化了碳源的配比，使各分区碳源值达到最佳。

（3）曝气方式根据来水情况灵活调节，以有效去除污水中的N、P、COD、BOD等污染物。并且设置了过渡区，可根据不同的水质情况、运行情况而打开、关闭曝气系统。这样，使得该工艺较传统的氧化沟工艺对原水有更强的适应性，节省电耗，降低运营成本。

4实践操作时应注意的问题

（1）采用底部曝气的方式在设计中要注意混合动力的均匀输入、推流器的位置等问题。还应考虑污泥淤积和流速对设备的影响。

（2）DO对硝化、反硝化过程有显著作用。如果好氧池中的DO过小，会抑制硝化作用；如果DO过大，会使回流入缺氧池的混合液含有部分溶解氧，当此DO值大于反硝化的DO值，就会抑制反硝化作用，降低脱氮效果。

参考文献

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