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    氧化溝法

    一、概述及特性:

      氧化溝又稱(chēng)循環(huán)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(huán)流動(dòng),因此被稱(chēng)為“氧化溝”。實(shí)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(huán)狀的曝氣渠道中不斷循環(huán)流動(dòng),也有稱(chēng)其為 “無(wú)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(huán)形溝渠狀,平面多為橢圓形、圓形或馬蹄形,總長(cháng)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(jìn)水裝置比較簡(jiǎn)單,只要伸入一根進(jìn)水管即可,如雙池以上平行工作時(shí),則應設配水井。出水一般采用溢流堰式,通過(guò)調節出水溢流堰的高度可以改變氧化溝的水深,進(jìn)而改變曝氣裝置的淹沒(méi)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(fā),可將活性污泥系統區分為推流式和完全混合式兩大類(lèi),氧化溝界于推流式和完全混合式之間,或者說(shuō)基本上是完全混合式,同時(shí)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?jiàn),如果著(zhù)眼于整個(gè)氧化溝,即以較長(cháng)的時(shí)間間隔為觀(guān)察基礎,可以認為氧化溝是一個(gè)完全混合池,其中的污水水質(zhì)幾近一致,原水一進(jìn)入氧化溝,就會(huì )被幾十倍甚至上百倍的循環(huán)流量所稀釋?zhuān)虼搜趸瘻虾推渌耆旌鲜降幕钚晕勰嘞到y一樣,適宜于處理高濃度有機廢水,能夠承受水量和水質(zhì)的沖擊負荷。但如果著(zhù)眼于氧化溝中的某一段,即以較短的時(shí)間間隔為觀(guān)察基礎,就可以發(fā)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(cháng)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(dòng)激烈,溶解氧濃度較高,但隨著(zhù)與曝氣器距離的不斷增加,水流攪動(dòng)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(dòng)情況和溶解氧濃度沿池長(cháng)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(lái)進(jìn)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(jiǎn)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(shí)曝氣系統類(lèi)似,對水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強的適應性;污泥齡(生物固體平均停留時(shí)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(shí)間長(cháng)、增殖速度慢的微生物,如硝化菌,在氧化溝內可以產(chǎn)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(zhì)好。
    由于活性污泥在系統中的停留時(shí)間很長(cháng),排出的剩余污泥已得到高度穩定,因此只需進(jìn)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(dòng)水流作不停的循環(huán)流動(dòng),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(pán);表面曝氣機。
      (1)水平軸曝氣轉刷或轉盤(pán)調整轉速和浸沒(méi)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(shí),曝氣溝渠的水深一般不超過(guò)2.5m,但也有采用至3.0m 的。
      (2)垂直軸表面曝氣機主要特點(diǎn):葉輪高度較大,上口呈敞開(kāi)形,葉片呈旋轉雙曲面曲線(xiàn)。因此它兼顧了充氧、推動(dòng)和強烈攪拌的作用。除具有較高的充氧動(dòng)力效率外,尚具有較大的提升推動(dòng)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(lèi)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(xiàn)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(chǎn)的曝氣機葉輪葉片屬直板直線(xiàn)型的。它適用于表面曝氣池,能起到曝氣池充氧作用,不能滿(mǎn)足上述氧化溝的三個(gè)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(fēng)曝氣等也可用于氧化溝,但在應用上比較少見(jiàn)。
    四、工藝的類(lèi)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(lián)氧化溝及二次沉淀池、污泥回流系統組成,進(jìn)水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內作不停的循環(huán)流動(dòng)。采用垂直安裝的低速表面曝氣機,每組溝渠安裝一個(gè),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(huán)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(chuàng )造了良好的生物脫氮的環(huán)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?chē)木植康貐^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(shí),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(huán)流動(dòng)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(wèn)題是發(fā)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(shuō)明推動(dòng)力尚不能滿(mǎn)足需要。此外,實(shí)際運行的動(dòng)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(lián)運行,交替作為曝氣池和沉淀池,無(wú)需設污泥回流系統。該系統處理水質(zhì)優(yōu)良,污泥也比較穩定。缺點(diǎn)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(jìn)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(wú)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(gè)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(diǎn):
      a、曝氣設備均采用曝氣轉盤(pán)。由于曝氣盤(pán)上有大量的楔行突出物,增加了推進(jìn)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(cháng)的氧化溝更能利用水流慣性,可節省推動(dòng)水流的能耗。
      C、多渠串聯(lián)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(yè)廢水較其他類(lèi)型氧化溝有更好的適應性。

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