四川省城市污水处理示范工程--一体化氧化沟

摘要：根据四川省污水处理示范工程--新都污水处理厂一体化氧化沟的运行实践，介绍了一体化氧化沟城市污水处理工艺的特点、处理效果和可靠性，并总结了设计运行经验体会。

关键词：一体化氧化沟 固液分离 无泵回流 水下推动器 除磷脱氮

目前，国内外城市污水处理技术越来越向着简单、高效、经济的方向发展，各类构筑物从工艺和结构上都趋向于合建一体化，如氧化沟，SBR，UNI TANK等。其中，一体化氧化沟作为氧化沟的一种改良型，以其独特的技术、经济优势，正在我国中小城市得到推广应用。本文以新都污水处理示范工程为例，对一体化氧化沟城市污水处理技术的生产应用作简要的介绍，并着重分析和探讨其工程技术特点。 本试验成果为四川省"九五"科技攻关鉴定项目。

1　工程概况

新都污水处理示范工程设计规模为1万m3/d，该工艺是在国家"八五"成果基础上考虑到脱氮、除磷而设计的。该工程工艺流程短、构筑物及设备少、建造快(仅用5个月时间便建成)、工程质量优。

1.1　工艺流程及主要设计参数

污水厂主要工艺流程如图1。

图1　新都污水处理工程工艺流程

该一体化氧化沟的基本特点是将生物处理净化和固液分离合为一体。而从生物处理工艺来讲，该一体化氧化沟又是一个集厌氧、缺氧、好氧为一体的A2/O体系。一体化氧化沟总设计水力停留时间为15 h，其中厌氧段为1 h，缺氧段为2 h，好氧段为12 h。沟内有效水深为4.5 m，单沟宽10.5 m。厌氧区设0.75 kW水下混合搅拌器1台，缺氧区设2.2 kW水下混合搅拌器1台。好氧段设直径为10 m，长9 m的曝气转刷2台，每台功率45 kW，此外还设有7.5 kW水下推动器2台。

设计进水水质BOD为100～150 mg/L，COD为200～300 mg/L，SS为250 mg/L。设计出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。

1.2　启动运行过程

该示范工程于1999年11月中旬建成并进行培菌启动。培菌初期基本上是直接引进原污水进行闷曝。由于培菌期间为冬季，平均水温不到10℃，故微生物增长十分缓慢，为了加快培菌过程，缩短启动时间，采用了投加鸡粪和粪便污水进行培养，效果较为显著，出现少量活性污泥絮体。后改用连续培养方式，至2000年2月沟中活性污泥浓度达到1 000mg/L，SV值达到10 %，活性污泥沉降性能良好，镜检出现固着型原生动物，出水水质稳定。至此，培菌结束开始投入正常运行。

1.3　进出水水质及效果分析

进出水水质如表1所示。

表1　污水厂进出水水质情况 项目　该污水处理厂内一体化氧化沟采用连续流间歇曝气的运行方式，即曝气转刷周期性的开停，间歇向沟内充氧，而水下推动器则连续开启，维持沟中流速并起混合搅拌作用，防止污泥的沉积。曝气转刷的启闭是由沟内的溶解氧(DO)浓度决定的。该污水处理厂于2000年3月～5月在对氧化沟调试期间，进行了连续曝气和间歇曝气两种运行方式的对比试验。试验结果表明：采用连续流间歇曝气运行方式，其有机物去除效果与连续曝气运行方式相当，NH3-N去除效果也基本相同，但总氮的去除率有明显提高。这说明投入较少的能量能收到相同，甚至更好的C，N去除效果，这在工程应用上有着重大的经济意义。这在理论上也是成立的：首先，系统间歇运行能充分利用氧化沟内源代谢产物进行预缺氧反硝化，脱除部分NO-x-N，使前置缺氧段内的C/N提高，从而维持较高的反硝化速率；其次，间歇运行能使沟中溶解氧( DO)利用率提高。这是因为氧化沟是延时曝气活性污泥系统，其BOD负荷大大低于普通活性污泥法，活性污泥能量水平低，故即使DO浓度值较低(低于2 mg/L)，也可使活性污泥絮体处于好氧状态；另外，间歇曝气的运行方式还可使系统内氧转移速率增大，其氧利用率高于连续运行方式，因而在某种程度上避免了DO的过量与浪费，为系统节能创造了条件。该污水处理厂的调试运行结果表明，在达到同样处理目的的前提下，连续曝气运行处理每m3水电耗为 0.259 kW·h，而间歇曝气运行方式每m3水电耗为0.195 kW·h，可比前者节能22%。

2.4　主要设备特点

该一体化氧化沟采用水下推动器和曝气转刷组合的动力系统。一般说来，在一个完全混合活性污泥系统中，表面机械曝气设备同时承担着充氧、混合和推动的作用。由于曝气设备技术条件的局限，早期的氧化沟沟深受到很大限制。而水下推动器的配合使用，使曝气转刷从众多的功能中相对独立出来，以充氧的功能为主，混合推动的功能则主要由水下推动器承担，防止沟中产生沉积。该污水厂的运行情况表明，当只有两台转刷运行时，沟内有一定的污泥沉积。当一台转刷和两台水下推动器组合运行时，混合状况良好。而水下推动器的功率密度仅为3 W/m3，故既达到了节能的目的，同时也使增大沟深、减少占地的目的得以实现。

值得一提的是，该污水厂全部设备为国产化设备，节省了投资，与我国提倡的城市污水处理设备国产化、成套化的方针政策一致。该示范工程建造和运行的成功，为解决我国中小城市的污水处理厂建设运行费用短缺、管理不善等问题提供了示范。

3　结论

合建式一体化氧化沟缩短了工艺流程；固液分离器实现泥水分离和污泥无泵自动回流，固液分离效率高；曝气转刷和水下推动器联合使用，使运行方式更为灵活。一体化氧化沟在工程投资、占地和能耗上具有极大的优势，是适合我国国情的一种污水处理新技术，非常适合中小城市污水处理厂。

注：参加现场生产性试验工作的还有陈江伯、许俊仪、谭显春和俞天明等。

参考文献

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