奥贝尔氧化沟论文（通用3篇）
奥贝尔氧化沟论文 篇1
中小城镇在污水治理上存在着缺乏资金、技术薄弱等问题,而奥贝尔氧化沟处理污水工艺以其独特的优势解决了这些问题。以江苏丰县为例,近年来随着经济发展和人口激增,县城的工业废水和生活污水排放量不断增加,达到每天3.47万吨,根据丰县污水水质特点,经多方论证与方案比较,康达丰县污水处理厂设计采用了奥贝尔氧化沟处理工艺。
1 设计参数与污水处理流程确定
丰县污水处理厂一期设计水量Q=20 000 m3/d,设计最低水温12℃,最高水温25℃,依据GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》,结合该工程对丰县水环境影响的具体情况,丰县污水处理厂的出水水质根据丰县河流水质规划要求和受纳水体白依河的类别(近期Ⅳ类,远期Ⅲ类),具体进出水水质参数如表1所示。工艺流程见图1。
2 主要构筑物及工艺参数
2.1 节流溢流井
节流溢流井用来调节、控制污水进水流量,城市污水超量或事故应急溢流。工艺尺寸为B×L×H=5.60m×1.80 m×8.55 m,其中地下部分为6.85 m的一个流道,钢筋砼结构。
mg/L
2.2 粗格栅
粗格栅主要用于拦截污水中较大的漂浮物、悬浮物、渣物,以防止其堵塞水泵及管道,保证后续处理工艺正常运行。
2.3 污水提升泵
来自厂外和厂内的污水经提升后入曝气沉砂池,然后自流通过氧化沟、二沉池及消毒池。提升泵占地面积B×L=6.50 m×13.30 m,站内设潜水防堵污水泵4台(3大1小互为备用),将污水提升至曝气沉砂池。
2.4 细格栅渠、曝气沉砂池
2.4.1 细格栅
细格栅与钟氏沉砂池组合在一起,由渠道相连,主要用于截流污水中较小漂浮物和悬浮物。
2.4.2 沉砂池
沉砂池具有去除水中的砂、油及浮渣的功能。去除污水中的砂粒,使无机砂粒与有机物分离开,便于后续生物处理,此外,在去除砂的同时,在除渣区还可以除浮渣和油。
沉砂池单元由2座钟氏沉砂池、2台螺旋分砂机、1座供提砂的鼓风机房组成。二座沉砂池之间由渠道连接,每座沉砂池直径为3.65 m,高4.29 m,停留时间为30~45 s。
2.5 厌氧池、orbal氧化沟
采用厌氧池和orbal氧化沟合建,利用厌氧池和orbal氧化沟的不同功能,进行生物脱氮除磷,同时降解有机物。orbal氧化沟分3圈,外沟、中沟、内沟的容积比为51.6%、31.4%、17%,供氧比为60.8%、24.5%、14.7%,沉砂池的出水和回流污泥首先进入厌氧池,厌氧池的出水进入orbal氧化沟的外沟,再依次进入中沟、内沟,通过管道送入沉淀池,进行泥水分离。
2.6 回流及剩余污泥泵井
回流污泥泵井一座,根据氧化沟的运行将沉淀池排出的活性污泥回流至厌氧池,将剩余活性污泥提升至污泥浓缩脱水间的贮泥池。
2.7 沉淀池、配水井
沉淀池、配水井单元,由2座沉淀池和1座配水井组成,配水井服务于2座沉淀池砂机。沉淀池是对氧化沟混合液进行泥水分离,配水井完成对二座沉砂池均匀配水。沉砂池采用中心进水、周边出水圆形辐流式,排泥采用周边转动吸刮泥机排泥,排泥量由吸刮泥机排泥管上端的调节阀进行调节,水力负荷为1.00 m3/(m2·h),回流污泥浓度为8.00 g/L,水力停留时间为2h,污泥回流比为100%。
2.8 浓缩污泥脱水机单元
污泥脱水机单元由污泥脱水间、污泥堆棚、贮泥池、冲洗水池等组成,来自贮泥池的污泥,在浓缩脱水单元浓缩、脱水后外运。
2.9 消毒池
因为纳污水体水质标准为GB3838-2002《地表水环境质量标准》中IV类标准,故需消毒后处理出水才能排放。设计流量为843 m3/h,水力停留时间为0.5 h,工艺尺寸为L×B×H=30 m×7.5 m×2 m,池体有效容积为450 m3。
3 工艺设计特色
(1)该工艺处理流程简单、构筑物少、土建施工方便,主要设备和材料均可国内配套生产,不需利用进口,所采用的表面曝气系统运行操作简单、控制灵活、维护方便、工艺运行稳定。转碟曝气混合效率较高,水流在沟内的速度最高可达0.6~0.7 m/s,在外沟道使水流能快速进行有氧、无氧交换,交换次数可达500~1 000次(取决于外沟道转碟的数量),可同时进行有机物的氧化降解和氮的硝化、反硝化,并可有效去除污水中的磷。在中沟与内沟污水中的有机物进一步得到去除降解,出水水质好。
(2)污水进入氧化沟,可以得到快速的有效的混合,由于池容较大,缓冲稀释能力强,耐高流量、高浓度的冲击负荷能力强,对难降解的有机物去除率高,出水水质稳定。
(3)在曝气过程中,在串联的渠道水流中形成典型的溶解氧阶梯0-1-2 mg/L,因而自动控制了系统的生物脱氮过程。由于同时硝化反硝化作用及“短程反硝化”的影响,氧的利用率很高。这中特有的外、中、内沟道的溶解氧分布形式,能达到较高的脱氮效果,节能效果也较明显。
(4)奥贝尔氧化沟具有较强冲击负荷承受能力,由于污泥龄较长,使剩余污泥量较少趋于好氧稳定,可不设污泥消化池,机械设备少,从而简化工艺流程,管理方便。
(5)可以通过改变转碟的旋转方向、转速、浸水深度和安装个数等多种手段来调节工艺系统的供氧能力,使池内溶解氧值保持在最佳值,使系统稳定、经济、可靠的运行。
(6)奥贝尔氧化沟作为一种多级串联反应器,有利于生化难降解的有机物,可以获得较好的出水水质和稳定的处理效果。
4 工程投资及主要经济指标
本工程项目总投资9 287.3万元,污水处理厂占地面积5.95公顷,直接运营费用如下:
(1)电费:总装机容量为800 k W,实际吨水耗电0.96度,按0.5元/度计,则电费为0.48元/m3污水。
(2)PAM按5万元/吨计,按投加量为3.5吨/干污泥;PAC按2 500元/吨计,根据除磷需要投加。其它药剂费用如甲醇按1 750元/吨计,则总药剂费用为0.045元/m3污水。
(3)人工费:工艺系统使用PLC工业自动化控制技术,污水处理厂正常运作仅需工作人员20名,每人工资平均按1万元/年,则人工费用为0.027元/m3污水。
(4)大修及维护费率按3.4%取,则费用为0.3元/m3污水。则污水处理厂直接运营成本为0.3~0.4元/m3污水,总成本约为0.85元/m3污水。
5 运行效果
污水处理厂自2006年3月16日起处于调试阶段,目前清水池出水指标优于排放标准。处理效果,见表2。
注:表中数据为2006年3至5月份运行数据平均值。
6 环保验收情况
2006年11月,江苏省徐州市环境监测中心对丰县康达污水处理厂一期工程进行了全面调查和监测。2007年1月丰县康达污水处理厂一期正式通过徐州市环保局组织的“丰县康达污水处理厂一期环保工程竣工验收”,认定丰县康达污水处理厂一期处理后的排水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的二级B类标准。
7 结论
奥贝尔氧化沟工艺处理小城镇污水效果好,运行稳定,操作控制灵活、方便,不仅可满足BOD5和SS的排放标准,还可实现除磷脱氮,该工艺在投资、管理运行成本上具有极大的优势,适合该县县城污水处理管理水平现状。
参考文献
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奥贝尔氧化沟论文 篇2
奥贝尔氧化沟污水处理工艺最初由南非的Huisman公司设想提出, 沟体通常由三个同心椭圆形沟道组成, 三个沟道内均设置有曝气转碟, 具有推流式和完全混合式两种流态的优点, 其形状如图1所示。该工艺除具有普通氧化沟流程简单、管理方便、出水水质稳定、耐冲击负荷等优点外, 更凭借其良好的节能效果, 在污水处理领域得到广泛应用[1]。
1 氧化沟主要设计
1.1 容积设计
奥贝尔氧化沟容积一般包括好氧区和缺氧区两部分。其中好氧区容积的计算方法可以参照曝气池容积的计算方法, 一般有BOD5—污泥负荷率 (Us) 法、容积负荷 (Uv) 法和污泥龄 (θc) 法, 笔者倾向于采用污泥龄法来计算;因为有脱氮要求, 当采用硝化、反硝化动力学计算时, 还需考虑反硝化所需缺氧区的容积。好氧区和缺氧区容积计算参见《室外排水设计规范》公式。
1.2 需氧量的计算[2]
分为需氧量计算及折算标准需氧量两个步骤, 奥贝尔氧化沟需对三条沟道分别计算。总需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量, 还应该扣除反硝化过程所补充的氧量。
1.3 水下推进器的计算[3]
合理减小氧化沟占地, 必须加大有效水深, 但使用机械表面曝气不能达到深水推流要求, 沟深的氧化沟就必须加设水下推流器。关于水下推流器的设计及选型, 国内还缺乏相关的经验, 笔者采用国外飞力公司水力计算方法, 飞力公司水下推力器的推力计算式如下:
其中, U为氧化沟的平均流速, m/s;A为过水断面面积, m2;ρ为液体密度, kg/m3;k为沿程和局部总阻力系数 (其中局部阻力系数包括弯道处阻力系数和曝气阻力) ;T为推动力, N。
2 工程实例
结合合肥市某实际工程为例, 给出处理规模为20 000 m3/d的奥贝尔氧化沟节能计算方法。
2.1 基础资料
处理规模:Q=20 000 m3/d (不考虑变化系数) , 进、出水水质见表1。
2.2 设计参数
考虑污水处理厂脱氮除磷的要求, 设计污泥龄 (SRT) 取15 d。为提高系统抗负荷变化能力, 选择混合液污泥浓度 (X) MLSS=3 000 mg/L, 考虑所选污水处理工艺不设初沉池, 取f=0.6, 溶解氧浓度好氧区取2.0 mg/L, 缺氧区取0.2 mg/L, 根据设计经验值, 取污泥产率系数Y=0.6 kg VSS/kg BOD5, 衰减系数Kd=0.05 d-1, K=k'=0.03平行设置两条氧化沟, 每组设计流量10 000 m3/d。
2.3 设计计算
设计计算仅从下面三大方面进行计算, 其他计算从略。
2.3.1 氧化沟容积的计算
1) 出水中溶解性BOD5的确定 (Se) :
该工艺未设置初沉池, 故取f=VSS/SS=0.6, 一般计算都是假设出水中不带沉淀, 所有的污泥都沉淀下来或是回流到曝气池。实际中固液分离不可能彻底, 出水中总带有污泥悬浮固体, 这部分污泥悬浮固体的BOD5应加入到出水总BOD5计算中去。因此, 最终出水的BOD5应该是:
出水总BOD5 (mg/L) =[出水中溶解性BOD5 (mg/L) ]+[出水中VSS的BOD5 (mg/L) ]。实际值中, VSS只有77%是可生物降解的, 故1 mg VSS只有0.77 mg BOD5。
出水中VSS的BOD5 (mg/L) =出水SS×f×0.77=20×0.6×0.77=9.24 mg/L;出水总BOD5 (mg/L) =Se+出水中VSS的BOD5=6.48+9.24=15.72 mg/L<20 mg/L, 符合要求。
2) 好氧区容积的确定 (根据劳麦方程可得) :
3) 水力停留时间 (硝化) :
4) 污泥负荷:
值在 (0.1~0.2) kg BOD5/ (kg MLSS·d) (按温带情况来考虑) , 符合脱氮除磷的要求。
5) 剩余污泥量:
6) 硝化校核。
7) 缺氧区设计计算采用负荷法。
系统每日脱氮量:
8) 氧化沟工艺尺寸的确定。
设置两组奥贝尔氧化沟, 则单组氧化沟容积为6 034.77 m3。氧化沟弯道部分按照80%, 直道部分按照20%计算, 则V弯=0.8×6 034.77=4 828 m3, V直=0.2×6 034.77=1 207 m3。
a.直线段长度:取内, 中, 外沟的宽度分别为5 m, 5 m, 6 m。则:
解得r=2.42, 故取r=2.5 m。
c.校核各沟道比例:外沟面积=738 m2, 中沟面积=430 m2, 内沟面积=255 m2, 外沟道容积∶中沟容积∶内沟容积=55∶32∶19, 基本符合奥贝尔氧化沟各沟道容积比 (一般为55∶33∶17) 。
2.3.2 氧化沟需氧量的计算
每组氧化沟需氧量的确定, 由于本设计考虑了脱氮除磷, 在需氧量的设计计算时宜考虑氨氮和硝态氮对氧的供需。根据总需氧量的计算公式可知:
依上式计算得2 533.6 kg O2/d。取水质修正系数α=0.82, β=0.95, 压力修正系数ρ=1.0, C20=9.17 mg/L, C28=7.92 mg/L, 则标准状态需氧量根据公式得:R0=5 122.8 mg/d, 考虑安全系数R0=1.2×5 122.8=6 147.4 mg/d。奥贝尔氧化沟采用三沟道系统, 分配按外沟∶中沟∶内沟=65∶25∶10考虑, 则外沟需氧量=6 147.4×0.65=3 995.7 kg O2/d;中沟需氧量=6 147.4×0.25=1 536.8 kg O2/d;内沟需氧量=6 147.4×0.10=614.7 kg O2/d。
2.3.3 氧化沟的水力计算[3]
水深较大氧化沟另需安装水下推流器, 从而达到混合推流, 由于国内氧化沟曝气设备除了曝气转刷外, 其他设备都没有混合推动力参考, 本工程参考国外飞力公司计算并选型。
3 结语
通过合理计算, 使其外、中和内三沟容积比达到55∶33∶17左右, 各沟的充氧浓度比为65∶25∶10左右为宜, 力求工艺最优化下, 减少构筑物尺寸, 节约用地;通过国外飞力公司的水力计算公式, 选择恰当的水下推流器, 利于节能。
目前奥贝尔氧化沟工艺的稳定性及节能性已被充分认识, 但对于奥贝尔氧化沟充氧量及水下推流计算, 国内仍缺少成熟统一的计算方法。本文提供的计算方法还有待在工程实际中进一步加以验证。相信随着国内更多奥贝尔氧化沟的成功运行, 一定能促进该工艺更低碳环保节能, 以充分发挥其潜能。
摘要：以某奥贝尔氧化沟新建工程为例, 结合其构造特点, 通过计算, 使其外、中以及内三沟的需氧量和容积比例分别达到65∶25∶10左右和55∶33∶17左右, 并根据国外飞力公司水力计算方法, 选择恰当水下推流器, 从而使工艺达到稳定和节能的要求, 为今后完善奥贝尔氧化沟工艺节能设计提供借鉴。
关键词：氧化沟,需氧量,水力计算,水下推流器,容积
参考文献
[1]杨根权.奥贝尔 (Orbal) 氧化沟充氧量的计算[J].安徽化工, 2003, 125 (5) :27-29.
[2]汤小玲, 梁新和, 周杨秋.奥贝尔氧化沟的溶解氧控制[J].化工环保, 2000, 20 (5) :55-57.
奥贝尔氧化沟论文 篇3
某城镇污水处理厂设计规模为日处理量5万t, 占地67.7亩, 分两期实施, 一期规模日处理量为2.5万t。于2008年12月底建成。目前已通水运行4年, 污水处理工艺采用奥贝尔氧化沟工艺。设计进出水水质指标如表1所示。
1.1 工艺流程
工艺流程如图1所示
1.2 污水处理构筑物
污水处理构筑物见表2。
2 奥贝尔氧化沟工艺概述
2.1 工艺简介
奥贝尔氧化沟系统是一种多渠道的氧化沟污水处理工艺, 通常由三个同心的沟道组成, 平面上为圆形或椭圆形, 沟道之间采用隔墙分开, 隔墙下部设有必要面积的通水窗口。沟道断面形状多为矩形或梯形。隔墙一般使用100-150毫米厚的现浇钢筋混凝土构造。各沟道宽度由工艺设计确定, 一般不大于9米。有效水深以4-4.3米为宜。
污水由外沟道进入, 与回流污泥混合后, 由外沟道进入中间沟道再进入内沟道, 在各沟道循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出, 至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机, 进行供氧兼有较强的推流搅伴作用。三个廊道的溶解氧分别控制为0-0.3mg/L、0.5-1.5mg/L、2-3mg/L, 通知控制曝气强度, 是外圈廊道的供氧速率与渠道内好氧速率相近, 保证混合液的硝化反应, 同时因为溶解氧浓度低。反硝化菌可以利用硝酸盐座位电子手提进行硝化反应。
2.2 工艺特点
(1) 处理流程简单, 构筑物少;
(2) 特有的外、中、内沟道0-1-2溶解氧分布形式创造了一个极好的脱氮条件。能达到较高的脱氮效果, 总氮的去除率高达90%以上;
(3) 对高浓度污染物耐冲击负荷性能强;
(4) 处理效果好而且稳定, 不但对一般污染物有较高的去除率, 而且具有良好、稳定的硝化/反硝化脱氮功能;
(5) 采用的设备种类和数量少, 建设投资省, 运行管理简单。
3 调试及运行
3.1 调试方案
根据当地的天气条件和实际情况污泥培养拟用周边污水厂干污泥直接接种培菌。所谓的“干污泥”是指经过脱水机脱水后的泥饼, 其含水率在70%-80%之间。干污泥投加量一般为池容积的2%-5%。鉴于12月份该项目要接受当地环保验收, 为确保污水处理系统尽快进入有效的运行, 接种前, 将少量泥块捣碎后放入小容器 (如烧杯或塑料桶内加水曝气, 经过一段时间后如果泥色能转黄, 就可用于接种。本方案按2批次投加干污泥的形式进行, 每次投加量为18t。单池运行, 培菌期间污泥浓度可达到1000mg/l。考虑COD进水负荷偏低另准备一些必要的碳源给予营养补充。
3.2 调试过程
根据对污水厂进水水量、水质的24h连续监测, 可知污水管网中无较大的工业排放口接入, 水量、水质与居民生活规律密切相关, 即进水水量充足且BOD5含量较高的时段为午饭后和晚饭后。采用间歇换水、连续进水结合法:
(1) 培菌第1天, 开启1号氧化沟的进水闸门, 开启进水泵房提升泵, 污水被提升进入沉砂池沉淀处理后, 引入氧化沟, 直至达到设计水位, 关闭污水泵, 开启水下推进器, 开启曝气转刷进行曝气闷曝24h左右至污泥变成黄色。
(3) 培菌第2天, 曝气后的污水进入沉淀池, 沉淀后排除, 然后向氧化沟补充新鲜污水, 污水进入氧化沟至出水溢流口高度后, 关闭污水提升泵, 继续闷曝。
(3) 3) 培菌第3~7天, 进入间歇换水阶段, 每隔4~5h换一次水, 每天约5次。如此循环闷曝、静沉和进水三个过程, 每次进水量比上次有所增加, 每次闷曝时间应比上次缩短。
(4) 培菌第8天, 开始进入连续进水阶段, 进水泵房污水提升泵将污水持续不断提升进入氧化沟, 开启刮泥机和污泥回流泵, 直到1号氧化沟活性污泥培养成熟。
(1) 污泥浓度生长情况
实际培菌时间从10月8日开始, 期间进水控制BOD5在70-100mg/l之间。到10月14日, 微生物数量和种类逐渐增多, 草履虫和豆型虫的数量逐渐减少, 活性污泥类原生动物钟虫、纤虫、累枝虫和少量后生动物轮虫等出现, MLSS达到1200mg/l以上;出水较清。到进入培菌第二周的末期10月21日, MLSS达到1600mg/l以上;出水指标BOD5、SS均小于10mg/l。在此期间污泥浓度逐渐增加, 污泥由原来的黑色逐渐变为褐黄色, 颗粒逐渐变大, 絮凝、沉降效果增强。
(2) 工艺处理效果
系统在污泥浓度达到2500mg/L, 污泥负荷达到0.041kg BOD5/ (kgMLSS.d) , 泥龄达到20天左右时生化处理系统效果好, 出水稳定。11月份连续四天处理效果见表3。BOD5、SS的去除率平均都在80%以上, CODcr去除率也在85%以上, 氨氮和总磷出水都低于《镇污水综合排放标准》GB18918-2002) 一级B排放标准。
4 遇到问题及解决方法
4.1 培菌初期, 氧化沟出现了大量的白色泡沫, 严重时会堆积两三米高, 污染了走道。
解决方法:控制溶解氧。
4.2 微生物增长缓慢。
原因是外管网收集的水量不足同时碳源较少。解决方法:向水中添加新鲜粪便水。
4.3 溶解氧过高。
原因是活性污泥未完全成熟, 耗氧量少;转盘开启台数多。解决方法:将转换成水下推进器或将转盘由高速调为低速。
4.4 总磷初期未能有效去除。
原因是污泥接种初期污泥没有培养成熟暂未排泥。解决方法:等污泥培养成熟后经过一周的稳定排泥, 总磷也能得到有效去除。
结语
综上所述, 奥贝尔氧化沟具有工艺流程简捷、工程投资低、运行费用少、处理效果好、管理维护方便、对原水水质适应性强和出水水质稳定等优点, 因此, 该技术在城镇污水处理中应用, 既能确保技术指标, 也可以优化经济指标。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, 该技术必将得到进一步的提高, 有望取得更佳的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]刘赟.氧化沟工艺在污水处理厂的应用[J].建设科技, 2010 (09) .