氧化沟工艺在污水处理厂设计中的应用分析

摘要：目前，在我国污水处理厂工业废水和生活污水治理的过程中，氧化沟污水处理工艺由于污水处理效果显著、操作简单、管理方便，而且有着良好的经济效益，因此被人们广泛的应用。

关键词：氧化沟工艺；污水处理厂

早期的氧化沟仅用于去除有机物，同时将氨氮氧化为硝酸盐氮，因此氧化沟工艺无厌氧区.氧化沟循环廊道内也无缺氧区，此时氧化沟在去除有机物的同时还可以反硝化脱氮。而为了去除污水中的植物性营养物，国内外又相继开发了带有厌氧区（或带有厌氧区及缺氧区）的氧化沟工艺，以保证在去除有机物的同时去除氮磷污染物。本文以福安赛甘污水处理厂生化处理采用改良型Carrousel-2000氧化沟工艺为例，对氧化沟工艺进行分析。

1.污水厂简介

近年来，随着福安经济开发区和甘棠镇临海工业的迅速发展，周边沿海乡镇人口的集聚，带来的工业和生活污染问题日益突出，目前福安经济开发区和甘棠镇产生的工业污水和生活污水就近排放，造成周边水环境污染。该水厂设计主要用于处理开发区工业企业的工业废水及生活污水。工程近期建设规模2.0万m3/d，远期增建规模2.0万m3/d一组，总处理水量4.0万m3/d。

1.1进水水质及工艺参数

设计运行参数：污泥浓度MLSS=3.4g/L一4.0g/L，污泥负荷F/M=0.08kgBOD /（kgMLSS・d），回流比R=100%，厌氧DO≤0.2mg/L，缺氧DO≤0.5mg/L，好氧DO≥2.0mg/L。

设计进水水质为BOD5180 mg/l、CODcr300 mg/l、SS170 mg/l、NH3-N35 mg/l、TP3 mg/l、PH6～9；出水水质为BOD5≤20 mg/l、CODcr≤60 mg/l、SS≤20 mg/l、NH3-N≤8 mg/l、TP≤1.0 mg/l、PH6～9。

1.2工艺流程

污水经厂外粗格栅去除直径大于15mm的悬浮物后经厂外提升泵房用潜水泵提升至厂内细格栅渠；在细格栅中去除直径大于5mm的悬浮物后在沉砂池进行砂水分离预处理，沉淀比重大于2.65的砂粒。随后污水进入浅层高效气浮池，去除比重接近水的细小颗粒。

污水进入改良型Carrousel-2000氧化沟后，在氧化沟中污水依次通过厌氧区、缺氧区和好氧区，去除大部分BOD5、CODcr、氨氮和磷，生化后的污水经配水井流入二沉池，在二沉池污水中的活性污泥沉淀下来，二沉池底部沉淀污泥，在重力作用下排放到污泥泵井，经污泥回流泵回流到氧化沟的厌氧区，二沉池上部清水通过集水槽收集后进入紫外消毒池消毒，将污水中病原微生物和细菌杀灭。消毒后出水经巴氏计量槽计量后自流排入赛江下游海域。各单体放空水均接入厂区污水管网，并经厂区污水泵井提升回流至细格栅旋流沉砂池。

二沉池排出的剩余污泥通过污泥泵井输送至污泥浓缩池，在浓缩池中将污泥含水率从99.2%降至97.5%。然后用污泥泵抽升至污泥脱水车间，再经带式压滤机进行污泥脱水后外运，脱水后的污泥约含水率为80%。

2 氧化沟的机理

2.1 氧化沟处理污水的原理。传统的氧化沟污水处理技术，是直接将污水和回流污泥引入到氧化构系统当中，并且通过表面曝气机将混合液中溶解氧的浓度控制在 2-3mg/L 左右。在掺氧量充沛情况下，使得微生物可以很好的去除 BOD，并且在氧化的作用下也使得混合液中的氨被转化成硝酸化合物。而在曝气机下游，污水水流也从曝气区的湍急状态演变成平缓的状态，根据相关的污水处理规范，将水流流速控制在一个合适的范围之内，确保活性污泥在使用过程中处于一个悬浮的状态。当微生物在将混合液中的溶氧量降低到零时，也就导致混合液呈现出一个缺氧的状态，在通过相关的化学反应，将污水中的 BOD、磷元素和氮元素进行有效的处理。不过这种污水处理方法，虽然可以有效的将污水中的 BOD 去除，但其除磷脱氮的功能却十分有限。

因此为了使得氧化后在污水处理过程中起到一个很好的除磷脱氮的效果，我们就要在传统的氧化沟中增设一个厌氧区和绝氧区。根据相关试验表明，在污水处理的过程中，技术人员将大部分回流污泥和 20%左右的污水引入到厌氧区，可以使得回流污泥中存在的硝酸化合物在碳源的作用下发生反硝化反应，为后续的污水治理工序提供了一个绝氧环境。而且当回流污泥和污水进入到厌氧区的时候，由于厌氧区中存在着很多兼性细菌，可以将污水中的 BOD 转化成VFA，当厌氧区中的聚磷菌遇到 VFA 时，又会发生一系列的化学反应，从而为磷酸盐的水解提供了能量。再通过绝氧区中碳源的作用下，就使得在对回路污泥和污水处理过程中起到一个良好的除磷脱氮的效果。最后，将回流污泥和污水引入到氧化沟当中，从而使其氧化沟起到一个良好的污水处理效果。

2.2 氧化沟除磷脱氮的影响因素。影响氧化沟除磷脱氮效果的因素有很多，不过由于磷离子和氮离子的两种处理方法不同，因此在污水处理的过程中，影响着两种离子排除的因素也存在着不同。其中影响氧化沟除磷效果的因素，主要有污泥龄、硝酸化合物的浓度以及基质浓度等，其中对污泥龄对氧化沟处理效果的影响最大，所以我们在氧化沟除磷过程中，要将其污泥龄控制在污水处理规定的范围之内。而影响氧化沟脱氮的主要原因则是溶氧量、碳源浓度以及硝酸化合物的浓度，而为了保证氧化沟的脱氮效果，技术人员在污水处理的过程中，一定要将氧化沟中的溶氧量、碳源浓度和硝酸化合物的浓度控制在标准的范围内。

3.处理的主要设施

3.1预处理

（1）细格栅池及旋流沉砂池

本工程细格栅、旋流沉砂池考虑合建，土建按远期4.0m3/d规模建设安装，设备按近期配备。

细格栅的功能是截除污水中较小漂浮物，栅条之间保持大约5mm的间隙，栅前对应1.0m的水深，电机对应的功率为1.1kw，还有一台螺旋输送机。这台输送机可以将比较小的悬浮物去除。旋流沉砂池的功能是去除污水中粒径≥0.2mm的砂粒，使无机砂粒与有机物分离开来，便于后续生化处理。旋流沉砂池2座，与格栅池共建，直径D=3.05m，沉砂池深度H=3.8m，砂斗直径1.0 m，砂斗深度2.0m，沉砂池中间设有一台可调速的浆叶分离机和一台罗茨风机，功率分别为1.1kW和2.2kW。砂水混合物由罗茨风机造成的静压输送至配套的一台砂水分离器，功率为0.37kW，分离后的干砂外运。

3.2生物处理

（1）氧化沟

Carrousel-2000氧化沟1座，将厌氧区、缺氧区和好氧区隔开，厌氧区和缺氧区均设置两沟，好氧区由四个单沟组成，整个氧化沟平面尺寸90.8×30.2m，总高度4.5m。

在氧化沟厌氧段内设潜水搅拌器2台，达到搅拌和推流的作用，规格为：MA4/12-620-480，功率P=4.0kW，采用不锈钢304。氧化沟好氧段内还配置1台DO测定仪，测量范围为0-15.0mg/L，以及1台MLSS测定仪，测量范围为0-8000.0mg/L。

（2）二沉池

二沉池进出水都是从周边进行的，对应较高的负荷，获得的处理效果非常的理想，占地空间不大，如果配水对应的设计方式比较合理的话，泥水分离会获得更好的效果。设计流量2.0万m3/d，池数：1个，池内径32.0m，平均表面负荷：qave=1.04 m3/m2・h；最大表面负荷：qmax=1.35 m3/m2・h；有效水深4.Om，沉淀池内设1台中心传动的单管吸泥机，参数为ZXJ-32-I，Ф=32m，H =4.5m，n=0.028rpm，P=0.37kW。

（3）提升污泥的泵站：

泵站的作用是使二沉池底部污泥提升至氧化沟厌氧区，并把剩余污泥提升至储泥池，同时作为配水井。潜水泵共有二台，一用一备，按最大回流比100%选择水泵流量，型号为：350WQ850-7-37，Q=850m3/h，H=7m，N=37kW，变频控制；远期增加同型号水泵一台，二用一备；回流污泥根据氧化沟污泥浓度控制回流量，剩余污泥泵与污泥脱水协调运行，同时起到均匀配水的作用。

3.3尾水处理

（1）紫外消毒池

紫外消毒池的功能是将生化处理污水进行消毒，使大肠杆菌≤10，000个/L，使出水达到GB18918-2002一级B类标准要求。设计规模是4.0万m3/d；平面尺寸：20.33×5.5m，有效水深1.7m，钢筋混凝土结构；主要设备：近期2.0万m3/d规模紫外模块成套定型设备一套。

3.4 污泥处理

要想实现污泥浓度保持不变，必须要将多余的污泥排走。通过污泥泵将剩余污泥向脱水机房转送。机房内，先通过2台螺杆泵混合絮凝剂和剩下的污泥，而后送到带式脱水机里面进行脱水。干滤饼能够实现超过百分之二十的干固含量。对经过脱水的污泥予以最终的处理之后，拉到填埋场填埋处理。二期的时候，建议作为堆肥予以很好地利用处理。

结语

氧化沟工艺是目前城市污水处理技术中出水水质最好、操作最稳定、应用最多的工艺之一。虽然目前应用中还存在一些影响处理效果的因素，但随着科学技术发展和社会的进步，该工艺必将得到进一步的提高。

参考文献：

[1]周鑫，郭雪松，刘俊新，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，201l，37（8）：31―34.