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    氧化溝法

    一、概述及特性:

      氧化溝又稱循環曝氣池,其曝氣池呈封閉的溝渠形,廢水和活性污泥的混合液在其中不斷循環流動,因此被稱為“氧化溝”。實際上它是活性污泥法的一種變型,因為廢水和活性污泥的混合液在環狀的曝氣渠道中不斷循環流動,也有稱其為 “無終端的曝氣系統”。

     

    二、工藝特征:

    與傳統活性污泥法曝氣池相比,氧化溝具有下列各項特征:
      1、結構方面氧化溝的構造形式多樣化、運行靈活。氧化溝一般呈環形溝渠狀,平面多為橢圓形、圓形或馬蹄形,總長可達幾十米,甚至百米以上。氧化溝可以是單溝或多溝系統。多溝系統可以是一組同心的互相連通的溝渠,也可以是互相平行、尺寸相同的一組溝渠。單池的進水裝置比較簡單,只要伸入一根進水管即可,如雙池以上平行工作時,則應設配水井。出水一般采用溢流堰式,通過調節出水溢流堰的高度可以改變氧化溝的水深,進而改變曝氣裝置的淹沒深度,使其充氧量適應運行的需要,并可對水的流速起一定的調節作用。
      2、水流混合方面從水流混合特征出發,可將活性污泥系統區分為推流式和完全混合式兩大類,氧化溝界于推流式和完全混合式之間,或者說基本上是完全混合式,同時又具有推流式的某些特征。水流在曝氣溝渠中的流速v 為0.3~0.5 米/秒??梢?,如果著眼于整個氧化溝,即以較長的時間間隔為觀察基礎,可以認為氧化溝是一個完全混合池,其中的污水水質幾近一致,原水一進入氧化溝,就會被幾十倍甚至上百倍的循環流量所稀釋,因此氧化溝和其它完全混合式的活性污泥系統一樣,適宜于處理高濃度有機廢水,能夠承受水量和水質的沖擊負荷。但如果著眼于氧化溝中的某一段,即以較短的時間間隔為觀察基礎,就可以發現某些推流式的特征。因為在氧化溝中曝氣裝置并不是沿池長均布而是只要裝在某幾處,在曝氣器下游附近地段,水流攪動激烈,溶解氧濃度較高,但隨著與曝氣器距離的不斷增加,水流攪動變緩,溶解氧濃度不斷減少,還可能出現缺氧區。這種水流攪動情況和溶解氧濃度沿池長變化的特征,十分有利于活性污泥的生物凝聚作用。且可利用來進行硝化、反硝化,達到生物脫氮的目的。
      3、工藝方面氧化溝工藝流程簡單,構筑物少,運行管理方便??煽紤]不設初沉池,也可考慮不單設二次沉淀池,使氧化溝與二次沉淀池合建,可省去污泥回流裝置。BOD負荷低,同活性污泥法的延時曝氣系統類似,對水溫、水質、水量的變動有較強的適應性;污泥齡(生物固體平均停留時間)一般可達15~30d,為傳統活性污泥系統的3~6倍??梢源婊?、繁殖世代時間長、增殖速度慢的微生物,如硝化菌,在氧化溝內可以產生硝化反應。一般的氧化溝能使污水中的氨氮達到95%~99%的硝化程度,如設計、運行得當,氧化溝能夠具有反硝化脫氮的效果。因此,氧化溝處理效果穩定、出水水質好。
    由于活性污泥在系統中的停留時間很長,排出的剩余污泥已得到高度穩定,因此只需進行濃縮和脫水處理,從而省去了污泥消化池。
    三、氧化溝的設備:
       1、曝氣設備的功能
      (1)曝氣充氧;
      (2)推動水流作不停的循環流動,防止活性污泥沉淀;
      (3)攪拌水流,使有機物、微生物及氧三者充分混合、接觸。
      2、常用的氧化溝曝氣設備有:刷或轉盤;表面曝氣機。
      (1)水平軸曝氣轉刷或轉盤調整轉速和浸沒深度,可改變其充氧量,適應不同的工作條件。采用曝氣轉刷時,曝氣溝渠的水深一般不超過2.5m,但也有采用至3.0m 的。
      (2)垂直軸表面曝氣機主要特點:葉輪高度較大,上口呈敞開形,葉片呈旋轉雙曲面曲線。因此它兼顧了充氧、推動和強烈攪拌的作用。除具有較高的充氧動力效率外,尚具有較大的提升推動能力,可增加氧化溝水深,縮小其占地面積,氧化溝水深達3.6~5.5m 。因此,為保證氧化溝溝內流速,這類表曝機不必另設推流設備;要注意的是調整表曝機充氧量宜用調整水位,而不宜調整外緣線速。強烈攪拌能使活性污泥加速更新,提高生物處理效果。
      (3)傘型表曝機國內生產的曝氣機葉輪葉片屬直板直線型的。它適用于表面曝氣池,能起到曝氣池充氧作用,不能滿足上述氧化溝的三個功能要求。這種表曝機葉片上口封閉,以避免攪拌水體向上飛濺。其他曝氣設備,諸如射流曝氣、鼓風曝氣等也可用于氧化溝,但在應用上比較少見。
    四、工藝的類型:
      當前氧化溝有以下幾種
      1、卡羅塞氧化溝

      卡魯塞爾氧化溝系統是由多溝串聯氧化溝及二次沉淀池、污泥回流系統組成,進水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內作不停的循環流動。采用垂直安裝的低速表面曝氣機,每組溝渠安裝一個,均安設在一端,因此形成了靠近曝氣器下游的富氧區和曝氣器上游以及外環的缺氧區。這不僅有利于生物凝聚,使活性污泥易于沉淀,而且創造了良好的生物脫氮的環境。如前所述,卡魯塞爾氧化溝由于采用了表面曝氣機,其水深可采用3.6~5.5m,溝內水流速度約為0.3~0.5m/s。由于表曝機周圍的局部地區能量強度比傳統活性污泥法曝氣池中的強度高得多,因此氧的轉移效率大大提高。當有機負荷較低時,可以停止某些表曝機的運行或降低水位,在保證水流攪拌混合循環流動的前提下,節約能量消耗。其BOD5 去除率可達95~99%,脫氮效率可達90%,除磷效率約為70~80%,如配以投加鐵鹽,除磷效率可達95%。主要問題是發現氧化溝中有污泥沉淀現象,最大積泥高度達1.0m 以上,并有污泥成團上翻。說明推動力尚不能滿足需要。此外,實際運行的動力費用也較原設計值為高。
      2、交替工作氧化溝系統交替工作氧化溝系統,有二溝和三溝兩種交替工作氧化溝系統。二溝氧化溝由容積相同的兩池組成,串聯運行,交替作為曝氣池和沉淀池,無需設污泥回流系統。該系統處理水質優良,污泥也比較穩定。缺點是曝氣轉刷的利用率低。三池交替工作氧化溝應用較廣。兩側的兩池交替地作為曝氣池和沉淀池。中間池則一直為曝氣池,原污水交替地進入兩側的兩池,處理水則相應地從作為沉淀池的中間池流出。三池交替氧化溝不但能夠去除BOD,還能完成脫氮和除磷的目的。這種系統無需污泥回流系統。
      3、奧貝爾型氧化溝系統奧貝爾氧化溝是由多個呈橢圓形或圓形同心溝渠組成的氧化溝系統。這種氧化溝系統多采用三層溝渠,最外層溝渠的容積最大,約為總容積的60%~70%,第二層溝渠為20%~30%,第三層溝渠則僅占10%左右。

      奧貝爾型氧化溝系統的特點:
      a、曝氣設備均采用曝氣轉盤。由于曝氣盤上有大量的楔行突出物,增加了推進混合和充氧效率,水深可達3.5~4.5m。
      b、圓形或橢圓形的平面形狀,比渠道較長的氧化溝更能利用水流慣性,可節省推動水流的能耗。
      C、多渠串聯的形式可減少水流短流現象。
      由于奧貝爾氧化溝屬于多反應器系統,在一定程度上有利于難降解有機物的去除,抗沖擊負荷能力強,處理工業廢水較其他類型氧化溝有更好的適應性。

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