一体化氧化沟（精选9篇）
一体化氧化沟 篇1
摘要：本文根据四川某合建式一体化氧化沟工艺特点和运行情况, 针对合建式一体化氧化沟生物除磷的特点, 分析其除磷的优势和存在的不足, 提出改善措施和建议。
关键词：一体化氧化沟,生物除磷,改善措施
合建式一体化氧化沟 (厌氧+侧渠式一体化氧化沟) 作为氧化沟改良工艺, 同时具有氧化沟法和A2/O法的优点, 在处理中小城市生活污水方面具有强大的市场竞争力。采用此工艺的生产实践表明, 合建式一体化氧化沟的出水污染指标除TP外, 其它指标均达到了GB8978-1996城镇二级污水处理厂一级标准出水的要求。虽然出水水质如此好, 但由于磷是控制或导致水体富营化的限制因素, 在目前水资源短缺, 水体富营化严重的情况下, 力求磷达标是必须的。因此分析现有工艺的除磷效果并进行优化显得至关重要[1]。下面以四川省某污水处理厂为例, 介绍合建式一体化氧化沟工艺的生物除磷, 并分析此工艺除磷的优势和不足, 提出改善措施。
1 生物除磷机理
污水生物除磷就是利用活性污泥的超量磷吸收现象, 即微生物吸收的磷量超过其正常生长所需量。通过人工强化措施, 如合理设计、改进污水处理系统或改变运行方式, 创造微生物超量吸磷的环境。使这种能超量吸磷的微生物在处理系统的基质竞争中取得优势, 从而利用基质, 从污水中超量吸磷, 将污水中的磷转移到菌体细胞内。然后通过及时排泥, 将这种富磷污泥从系统中排掉, 从而达到除磷的目的[2]。
2 除磷概述
目前所有生物除磷工艺都含有厌氧部分和好氧部分, 合建式一体化氧化沟工艺也不例外。某污水处理厂就是在侧渠式一体化氧化沟的基础上前置厌氧生物选择器 (厌氧池) , 实现除磷[3]。流程如下:
其生物除磷工艺过程为, 城镇生活污水经一级处理后, 首先进入厌氧区。在厌氧区, 兼性细菌将溶解性BOD转化成低分子发酵产物 (VFAs) , 而聚磷菌分解其体内的聚磷酸盐并加以释放, 并利用此过程中产生的能量, 摄取污水中原有的挥发性脂肪酸和这些兼性细菌的发酵产物, 合成碳能源贮存物 (PHB/PHV) 。经过厌氧阶段, 磷从菌体内释放到液相中。然后污水进入缺氧区, 在缺氧区情况较复杂。有的聚磷菌具有反硝化功能, 能利用硝酸盐作为最终电子受体, 通过与好氧状态下类似的途径分解有机物, 产生大量的能量用于吸收磷酸盐和合成聚磷。而那些不具备反硝化能力的聚磷菌则可以释放磷。因此在缺氧区是净吸收还是净释放, 取决于这两种聚磷菌的比例和活性, 同时也取决于基质的性质和浓度以及反硝化菌的浓度等多种因素。
好氧吸磷受厌氧释磷影响, 厌氧释磷是好氧吸磷的前提。若在厌氧区聚磷菌没有经过充分的释磷, 污水进入好氧区后, 聚磷菌的吸磷就不完全, 除磷率就会受到影响。污水经过缺氧区后, 聚磷菌随同含磷高的污水进入好氧区, 在好氧区聚磷菌氧化代谢PHB/PHV产生能量, 用于磷的吸收和聚磷的合成。经过好氧阶段, 磷酸盐从液相中转移到污泥中。然后从好氧区排掉这些富磷剩余污泥, 系统就实现了除磷。侧沟固液分离器中的污泥通过自动回流, 依次进入好氧区、缺氧区、厌氧区, 进行重新释磷、吸磷[4]。由于吸磷远大于释磷, 且这种回流污泥不断更新, 所以污水每循环一次, 液相中的磷就会减少一次。只要好氧区及时排泥, 系统中的磷就总会减少。该厂磷的具体去除情况见下表。
3 除磷优势
合建式一体化氧化沟工艺具备氧化沟工艺的所有优点, 同时它还有自己独特的技术经济优势。与其它脱氮除磷工艺相比, 在除磷方面它具有较大的优势。
3.1
节能效果明显, 污泥回流所消耗的能量占整个系统能耗很大一部分, 但对一体化氧化沟工艺来说不存在这个问题, 因为它实现了污泥的无泵自动回流。侧沟固液分离器中的污泥一旦沉淀下来, 这种沉淀污泥立即被好氧区中的流动混合液冲刷, 带入缺氧区, 后回流至厌氧区[5]。污泥回流及时且更新很快, 对除磷极为有利。无论从能耗还是从回流方式来看, 它都较A2/O、UCT、Carrousel氧化沟等除磷工艺有优势。
3.2
分离效率高, 合建式一体化氧化沟工艺采用侧沟式固液分离器进行泥水分离, 这种固液分离器与传统的二沉池相比有较高的分离效率, 因而出水中SS较传统二沉池出水低。SS浓度的高低直接关系到出水中TP的浓度。一般认为出水SS超过10mg/l, 磷一般较难达标。某污水处理厂出水SS均值达7.8mg/l。
3.3
回流污泥直接从好氧区回流至厌氧区, 若系统硝化作用不好, 就会随回流污泥将硝酸盐大量带入厌氧区, NO-3就影响厌氧条件下聚磷菌释磷。而合建式一体化氧化沟工艺解决了这个问题, 它的回流污泥是从缺氧区至厌氧区。这样一来, 硝态氮在缺氧区已经过充分或部分反硝化, 污水再进入厌氧区, NO3-对除磷的影响就减弱了。这一点较A2/O工艺具有较大的优势。
3.4
侧沟水力停留时间短, 一般约为30min, 不会出现A2/O工艺中容易在二沉池内释磷的现象, 较好地增强了除磷效果。
4 除磷存在的不足
在除磷方面, 虽然合建式一体化氧化沟工艺具有上述优势, 但它也不是十全十美的脱氮除磷工艺, 因为它也遇到了所有同步脱氮除磷工艺遇到的难题, 如DO、NO-3、污泥浓度、泥龄等问题[6]。经过大量的研究和分析, 综合起来说, 在除磷方面, 它存在以下不足, 以某污水处理厂为例进行说明。
4.1
要求提高进水有机物浓度, 磷浓度的高低主要取决于系统中除磷所需要的发酵基质的可获得量与必须去除的磷量的比值。此污水厂处理的污水基本上是经化粪池处理后的生活污水, 进水BOD均值为73.2mg/l。有一部分有机物已经发生沉淀和降解, 使得可快速生物降解有机物含量降低, 有机物浓度偏低, 从而BOD/TP比值偏低。按照在厌氧区每释放1mg磷需吸收7.5mg挥发性有机酸的试验结果, 这种污水水质显然不能满足释磷要求。
在进水有机物浓度偏低的情况下, 厌氧区存在硝态氮, 进一步减少了供聚磷菌利用的基质。NO3-进入厌氧区, 反硝化菌就会与聚磷菌竞争, 多数聚磷菌由于没有运动性, 增殖缓慢, 竞争能力低, 在与反硝化菌竞争基质时处于劣势地位。若进水中含有低分子挥发性脂肪酸, 反硝化菌就会优先利用这类基质, 即使进水中不含有这类基质, NO3-的存在也会妨碍发酵作用的进行。因为微生物利用NO3-作为最终电子受体进行厌氧呼吸能获得更多的能量, 所以不会有低分子脂肪酸产生。而聚磷菌却偏偏只能利用这类基质合成PHB, 这类基质的减少, 使得没有足够的“原料”供聚磷菌合成PHB, 从而合成的PHB不足。这样在好氧区, 聚磷菌没有足够的能量用以吸收液相中的溶解性磷, 从而影响磷的去除。
4.2
要求采用短泥龄。磷是通过排泥实现的, 这就要求尽可能采用短的泥龄来增加剩余污泥排放量。聚磷菌多为短世代微生物, 可以在较短的泥龄下正常生长, 因此在较短泥龄下运行时, 可获得较高的除磷率。而该污水处理厂的泥龄是25d, 这种长泥龄, 污泥含磷量低, 去除单位重量的磷需消耗较多的BOD, 在原本有机物浓度偏低的水质下, 这显得更为不利。此外, 长的泥龄还会由于有机质的不足而使活性污泥处于内源呼吸, 聚磷菌自身会发生群体性衰减死亡和溶解, 致使排泥量减少。同时溶解的磷重新释放到液相中, 这种释放属于无效释放, 无效释放的磷不能再次被吸收。另外, 这种长泥龄还会导致系统内糖原累积、非聚磷菌的增长, 使除磷率大幅度降低。但泥龄太短, 不利于硝化, 这是所有同步脱氮除磷工艺遇到的难题。
4.3
要求加高污泥浓度, 一般来说高污泥浓度有利于生物除磷。某污水处理厂由于污水浓度低, 致使生物系统的污泥浓度较低。特别在厌氧区, 由于回流的是混合液, 污泥浓度较二沉池中的剩余污泥低。而且回流经缺氧区再到厌氧区, 在回流过程中, 污泥不断被稀释, 回流至厌氧区的污泥浓度已经很低。因此好氧区内污泥量远多于厌氧区, 虽有利于硝化和吸磷, 但磷的释放量减少, 最终影响系统对TP的去除。同时并不是所有污泥都回流到厌氧区, 也就是说由于存在这种内循环, 系统回流污泥中只少部分经历完整的释磷、吸磷过程, 其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区又进入好氧区, 这不利于磷的吸收。
4.4
该污水处理厂采用重力浓缩法处理剩余污泥, 浓缩池的停留时间为12h。由于浓缩池中呈厌氧状态而造成聚磷菌的释磷, 使浓缩池上清液和污泥脱水液中含有高浓度的磷。这部分水回流到处理系统, 会增加处理过程的磷负荷, 降低BOD/TP比值, 而且这部分释放的磷是无效释放的磷, 在整个工艺过程中循环, 不会被重新吸收, 去除。
5 改善措施
针对上述除磷存在的问题, 对合建式一体化氧化沟工艺提出以下改善措施:
5.1
为提高BOD/TP比值, 工艺尽量不采用曝气沉砂池;可采用部分进水的方式, 让少部分进水进入预反硝化区, 其余则进入厌氧区;尽量避免磷从泥线返回水线;减少进入厌氧区的硝态氮量。
5.2
为减小硝态氮的影响, 采用降低硝化液回流量的方式来降低缺氧区硝态氮负荷, 从而降低进入厌氧区的硝态氮量, 需要在好氧区与缺氧区之间设置一个循环控制阀门;厌氧池前可设置一个缺氧/厌氧调节池, 进一步降低硝态氮进入厌氧区的量;可设置在线监控系统, 监控出水中的NO3--N、NH4+-N, 根据其含量控制曝气量, 以尽量避免NO3--N回流到厌氧区。
5.3
为控制厌氧区污泥浓度, 可在厌氧区后面设置一个沉淀区, 通过合理设计沉淀区泥斗和污泥通道, 使污泥向厌氧区自沉, 在节省能耗的条件下, 提高厌氧区污泥浓度, 从而提高磷的去除量。同时可根据情况, 把沉淀区的部分污泥引入缺氧区或好氧区, 调节厌氧区与缺氧区、厌氧区与好氧区间的污泥量比例, 从而使脱氮效果和除磷效果都较佳。
5.4
为避免磷从泥线返回水线, 处理剩余污泥时采用气浮浓缩池或浓缩脱水一体化设备, 或在污泥浓缩过程中, 向污泥中投加一定量的混凝剂。
5.5 设计污泥停留时间时, 综合考虑脱氮和除磷, 在兼顾脱氮的前提下, 尽量选择短泥龄。
6 结论
某污水处理厂生物除磷存在的以上不足, 也在其它同步脱氮除磷工艺中存在。这些不足可通过改进工艺或改善内部系统等措施改进。目前国内外围绕同步脱氮除磷工艺存在的问题, 不断完善工艺, 出现了不少新的改进工艺。由邓荣森教授指导的课题组也在积极地改进合建式一体化氧化沟工艺除磷方面存在的不足。
综上所述, 生产性合建式一体化氧化沟工艺虽然出水TP不能达标, 但在除磷方面, 具有其它脱氮除磷工艺不能相比的技术经济优势。它除磷存在的不足, 其它脱氮除磷工艺也存在, 它的这种不足通过改善内部系统、改进技术设备可以解决。可以预测改进后的合建式一体化氧化沟工艺将有更好的发展前途, 在处理中小城市生活污水方面将具有更强的市场竞争力。
参考文献
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[5]张波, 高廷耀, 等.生物脱氮除磷工艺厌氧/缺氧环境倒置效应[J].中国给水排水, 1997, 13 (3) :7-10.
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一体化氧化沟 篇2
氧化沟动力配置的讨论
氧化沟系统动力配置主要考虑曝气、推动水流和水流混合的需要.该文从理论上对曝气、推动水流和水流混合的动力需要作了探讨,并认为进行氧化沟动力设备的`配置时,还应考虑供氧、推动水流、水流混合的过程和对动力设备的要求之间的差别.
作 者：汤利华 洪天求 TANG Li-hua HONG Tian-qiu 作者单位：汤利华,TANG Li-hua(安徽建筑工业学院,环境工程系,安徽,合肥,230022)洪天求,HONG Tian-qiu(合肥工业大学,资源与环境工程学院,安徽,合肥,230009)
刊 名：合肥工业大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 28(5) 分类号：X703.1 关键词：氧化沟 动力设备 曝气 混合 推动水流一体化氧化沟 篇3
目前, 国内外城镇污水处理技术很多, 但针对众多的中小城镇污水处理厂建设和管理特点, 其污水处理技术要求在“两低一高” (投资低、处理费用低、处理效率高) 的基础上, 更加突出运行稳定和管理方便, 因此, 一体化污水处理工艺倍受关注。
新一代一体化氧化沟是传统一体化氧化沟的改良形式, 是将一体化氧化沟工艺的优点 (集曝气、沉淀、固液分离为一体、流程短、有机物去除效率高, 运行稳定、管理方便等) 与倒置A2/O脱磷脱氮效率高的优势集约组合开发的城镇污水处理新工艺。新一代一体化氧化沟主体工艺平面结构示意见图1[1]。
2 试验平台建设及供试污水
2.1 试验规模及工艺流程
(1) 中试规模:
120 m3/d。
(2) 试验地点:
贵阳市乌当区新添寨新添药业公司污水处理站内。
(3) 试验工艺流程:
中试工艺流程见图2。
2.2 中试装置各单元尺寸
(表1)
2.3 供试污水及排放标准
2.3.1 供试污水水质及特点
试验污水抽取新添寨市政排污大沟的污水, 原水水质情况见表2.
污染源调查和监测表明, 试验污水具有以下特点:
(1) 受工业废水影响, 供试污水水质、水量变化大, 给中试工程污水处理带来一定的难度。
(2) 对照合流制排水体制的中小城镇市政污水水质, 本中试工程旱季污水水质属污染浓度较高的市政污水[2]。
2.3.2 设计进出水水质
本中试工程设计进出水水质见表3, 出水水质标准即GB 18918—2001一级B标准。
2.4 中试装置采样布点及测试指标、分析方法
为考察中试装置各处理单元运行的效果, 设置了5个监测点 (图1) 。
监测项目:pH、水温、流量、DO、BOD5、COD、NH3-N、NO2-N、NO3-N、TN、TP、SS、MLSS、SV、SVI、色度、生物镜检、流速、氧化还原电位等。
监测频率:各水质指标每周测5次, 流速、氧化还原电位定期测定, 镜检定期进行。水质分析方法见文献[3]。
3 试验结果
3.1 新一代一体化氧化沟与传统一体化氧化沟处理城镇污水效果考察试验
控制实验条件在缺氧区/厌氧区污水量进水比为3/1～4/1、好氧区水力停留时间为6～8 h、溶解氧为2.5～3 mg/L、混合液回流比为100%～150%的情况下, 于2006年9、10月进行传统 (正置A2/O) 一体化氧化沟工艺和新一代一体化氧化沟工艺处理城镇污水效果考察、比较, 结果见表4。
3.2 新一代一体化氧化沟与传统一体化氧化沟处理低浓度城镇污水效果考察试验
利用雨季市政大沟污水及污染物浓度偏低的情况, 进行低浓度污水处理效果考察试验。控制试验条件在缺氧区与厌氧区水量比为3/1～4/1, 好氧区水力停留时间为6 h, 溶解氧为2.0～2.5 mg/L, 污泥回流比为150%～200%的情况下, 于2006年7月进行新一代一体化氧化沟和正置A2/O一体化氧化沟处理低浓度城镇污水效果考察、比较, 结果见表5。
3.3 新一代一体化氧化沟抗冲击负荷试验
3.3.1 抗有机负荷冲击试验
试验中分别加大进水磷、氮、碳的含量使其进水水质分别为常规市政污水TP、NH3-N、COD浓度的5.6～7.4、 2.6～3.0, 3.0～6.0倍, 进行有机冲击负荷试验, 结果见表6。
3.3.2 抗水力冲击负荷试验
将进水量加大25%、50%时, 于2007年元月份进行新一代一体化氧化沟污染物去除效果考察, 不同水力负荷试验各进行半个月, 结果见表7。
4 结论与建议
4.1 结论
(1) 用新一代一体化氧化沟工艺技术处理城镇污水, 有较高的去除有机物和脱氮除磷效果, 当进水BOD5浓度在70.50～276.01 mg/L、 COD浓度在123.51～538.19 mg/L、 SS浓度在69.18～216.37 mg/L、 NH3-N浓度在18.77～84.72 mg/L、 TN浓度在25.03～108.83 mg/L、 TP浓度在0.96～9.72 mg/L的范围时, 去除率分别为94.66%、 91.88%、 95.91%、 89.77%、 81.73%、 90.27%, 出水水质全部优于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准, 且运行稳定、管理方便。
(2) 新一代一体化氧化沟工艺技术与传统一体化氧化沟工艺技术比较, 二者在去除有机物 (BOD5、 COD) 和悬浮物 (SS) 方面效果差别不大 (相差0.72%～1.40%) , 但是对于去除氮、磷, 新一代一体化氧化沟工艺明显优于传统一体化氧化沟, 其中NH3-N去除率提高8.74%;TN去除率提高9.94%;TP去除率提高8.29%。这说明, 新一代一体化氧化沟脱氮除磷效果更好。
(3) 对于低浓度城镇污水处理, 新一代一体化氧化沟比传统一体化氧化沟去除氮、磷的效果高, 其中NH3-N去除率高22.68%, TN去除率高13.9%, TP去除率高12.06%, 这说明对于低浓度城镇污水处理采用新一代一体化氧化沟工艺更合适。
(4) 试验证明:新一代一体化氧化沟工艺具有较好的抗有机负荷和抗水力冲击能力, 在水量为设计水量的125%范围内, 进水TP 、NH3-N、COD浓度分别为常规污水水质的5.6～7.4、 2.6～3.0、 3.0～6.0倍情况下, 系统仍然有较好的去除效果, BOD5、COD、SS、NH3-N、TP平均去除率分别为92.94%、 89.83%、 90.14%、 89.55%、 78.26%、 88.06%。因此, 对于含有一定工业废水的市政污水处理, 新一代一体化氧化沟有明显优势。
4.2 建议
建议新一代一体化氧化沟处理城镇污水运行控制条件为:缺氧区进水比为3/1～4/1;好氧区水力停留时间为6～8 h;好氧区溶解氧为2～3 mg/L。混合液回流比为100%～150%, 系统总泥龄为12～16天。
参考文献
[1]王涛, 赵娜.多环反应器在低碳源条件下强化脱氮、除磷效果[J].重庆建筑大学学报, 2005, 27 (6) :60-63.
[2]金传良, 郑连生.水质技术工作手册[M].北京:能源出版社, 1989:23-75.
[3]国家环境保护总局水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京:中国环境科学出版社, 2003:23-46.
卡鲁塞尔氧化沟的调试及运行 篇4
结合银川市北部污水处理厂卡鲁赛尔2000氧化沟的启动调试过程,介绍了卡鲁塞尔系统在实际应用过程中,特别是启动调试期间的.一些控制方法和运行经验.通过对出现的问题及其原因的分析,阐述了运行期间需注意的事项.
作 者：刘家富 吕斌 曹红涛 包家强 宋达陆 胡爱军 作者单位：刘家富,吕斌,曹红涛(DHV环境工程有限公司,北京,100016)
包家强,宋达陆,胡爱军(银川污水处理有限公司,宁夏,银川,750021)
一体化氧化沟 篇5
现代工厂的污水处理问题是人们关注的焦点, 污水对于生态环境会造成一定的破坏, 而且对于人们的生产和生活都有着不利的影响。现代的污水处理技术已经得到了卫生局的重视, 国内外展开了全面的研究。就氧化沟工艺应用于污水处理的相关知识加以介绍, 并且提出一些改进的措施, 希望能够对以后的污水处理工艺有一定的借鉴。
1 氧化沟技术
氧化沟又称为连续循环曝气池, 是活性污泥法的变形。氧化沟的处理工艺在20世纪50年代就已经出现并且研制成功, 来自于荷兰卫生工程研究所。自从投入到实际工程使用之中以来, 由于其具有运行稳定、水质好和管理方便等总舵优点被越来越广泛的应用到生活污水的处理和工业污水的处理之中, 并且取得了良好的成效。至今, 氧化沟技术已经发展了半个世纪, 相对于初期来说, 其技术运行、构造形式、曝气方式等各个方面都取得了很大的进步, 得到了不断的发展和创新, 在种类上更加丰富, 各具特色。
从运行方式的角度上来考虑, 氧化沟技术的发展是从两方面而言的:一是按照时间的安排顺序来进行污水处理工作;二是指按照空间顺序来进行污水处理操作。按时间的氛围交替和半交替两种工作的方式, 按照空间可以氛围连续性工作和合建式工作氧化沟2种。
目前实际应用中氧化沟的分类主要有:卡鲁塞尔 (Carrousel) 氧化沟、DE型氧化沟和一体化氧化沟、帕斯韦尔 (Pasveer) 氧化沟、T型氧化沟 (三沟式氧化沟) 、奥尔伯 (Orbal) 氧化沟、几种类型。不同的氧化沟工艺有自身的结构和运行的模式, 所以在进行污水处理的时候都有所不同, 各有特色。
2 污水处理工艺中氧化沟工艺的应用
一般来说, 理论上氧化沟是既具有推流反应的特点, 又具有完全混合反应的特点, 是一种综合的表现。推流反应能够使水的质量变得优良, 完全混合的特点则能够使其具有抗冲击力的强大能力。其主要的优势就是出水的水质好、并且管理方便, 运行稳定, 氧化沟技术在进行污水处理中得到了广泛的应用。
据统计, 目前状况, 欧洲的氧化沟污水处理厂已经超过了2 000座, 北美都已经有800多座。氧化沟最初服务的人口只有360人, 但是在现在已经服务到5×106人到1×107人之多。氧化沟的数量以惊人的速度在增长, 处理规模也得到了不断的扩展和壮大, 处理的对象不仅仅是城市了, 而且发展到能够处理化工废水、石油废水、印染废水、造纸废水和食品加工废水等各个方面的工业废水。中国开始应用这个技术是在80年代, 目前全国各地都建立起来了不同规模和不同形式的氧化沟处理污水的工厂。
3 新型一体化氧化沟工艺中存在的问题和解决办法
新型氧化沟一般具有出水水质好、除磷脱碳效率高、抗冲击负荷能力强、污泥易于稳定和便于自动化控制等优点, 但是, 在实际应用的过程当中仍然会有一系列的问题存在。
3.1 污泥膨胀问题
如果废水中碳水化合物的含量较多, 会造成p H值偏低, 水质的N、P的含量不平衡, 氧溶解的浓度不够高, 氧化沟在污泥中负荷过高, 排泥不够顺畅等问题而导致丝状菌性污泥的膨胀问题, 废水的温度较低或者是污泥负荷较高的时候就容易引发非丝状菌性污泥的膨胀。由于微生物的负荷比较高, 而细菌吸引了大量的营养物质, 温度较低的情况下会有较慢的代谢速度, 大量的高粘性的多糖类物质就聚集和贮藏起来, 活性污泥的表面附水量将大大增加, 造成污泥膨胀。
针对以上的问题, 可以采取不同的措施来解决:p H值过低可以加石灰来进行调节;污泥负荷过大可以提高MLSS, 必要的时候闷曝一段时间, 停止进水;缺氧或者高温引起的可以加大曝气量或者减少进水量, 控制污泥回流量等减少所需要的氧;加漂白粉和液氯都可以抑制丝状菌的繁殖, 控制污泥膨胀问题。
3.2 泡沫问题
污水进入的时候含有大量的油脂, 处理系统不能够完全将其去出干净, 这样部分的油脂就会在污泥之中富集, 转刷充氧搅拌的时候就会产生大量的泡沫, 另外, 污泥老化, 泥龄偏长也会造成泡沫的产生。
解决的办法是用除沫剂或者是喷淋水去除泡沫, 常用的有煤油、硅油、有机油, 大约的用量是0.5 mg/L~1.5 mg/L。另外的办法是增加曝气池的污泥浓度或者是减小曝气量, 能够对其有有效的控制。如果表面的活性物质较多就可以采用泡沫分离法将其去除, 还可以使用一些除油的专业装置。最重要的是要加强水源的管理, 减少油脂的进入, 才能从源头上减少泡沫问题的产生[1]。
3.3 污泥上浮问题
a) 废水中含油量过大整个系统污泥就会变轻, 操作的时候没有控制好它的停留时间等会造成缺氧问题, 腐化的污泥会上浮;b) 曝气时间过长, 池中发生了硝化作用, 硝酸盐的浓度大大增加, 二沉池中很易发生硝化反应, 产生气体使污泥上浮;c) 废水中含油量过大也会造成污泥带油上浮。
这样问题的解决办法是在污泥上浮时暂停进水, 清除污泥或者将其打碎, 调整操作。污泥的沉降性较差的话可以投加惰性物质或者混凝剂;污泥颗粒细小就需要降低曝气机的转速;减少进水量或加大回流量来缓解进水负荷大的问题;针对反硝化问题需要减小曝气量, 增大排泥量或增大回流。
3.4 流速不均和污泥沉积
氧化沟中为了获得预定的处理效果对于混合液的流速需要有一定的控制, 最低流速为0.15 m/s, 平均速度需要达到0.3 m/s~0.5 m/s。氧化沟的曝气装置会造成其上部的流速较大而底部的流速则较小, 将会导致沟底有大量泥沉积, 从一方面减少了氧化沟的有效容积, 水质的效果不理想。
改进办法是加装上下游导流板装置, 提高其充氧能力。导流板可以用金属或者是玻璃钢材质为主, 它不仅不会增加成本和能耗而且还能够大幅度提高理论动力效率。此外还可以在曝气机上游设置水下推动器对底部进行推动, 使混合液很好的循环, 这有利于节约资源, 提高效率。
4 新型氧化沟技术的发展
由于现代工业的发展对于污水处理中脱磷的要求越来越严格, 各项指标均有所上升, 氧化沟技术也遇到了一些挑战, 取得了更进一步层次的升华, 出现了一些新的类型, 比如有Carrousel 3000系统、微孔曝气型Carrousel 2000系统。
4.1 Carrousel 3000系统
Carrousel 3000系统是在在上个系统的基础上加上了一个生物选择区。这个生物选择区利用高有机负荷来进行菌种筛选, 达到抑制丝状菌的增长的目的, 同时提高了污染物的去除率。该系统较大提高表现在:a) 增加了池深, 可以达到7.5 m~8 m, 池壁共用, 有效地减少了占地面积, 提高耐低温能力并且降低了造价;b) 曝气设备的设计巧妙, 解决流速问题采用水下推进器;c) 采用了先进的曝气控制器;d) 一体化设计, 中心开始至以下环状连续工艺单元。
4.2 微孔曝气型Carrousel 2000系统
微孔曝气型Carrousel 2000系统是采用的微孔曝气, 这样大量的1 mm左右的微小气泡会大量产生, 气泡的表面积大大增加。同时系统采用了水下推流的方式, 潜水推进器的叶轮将会产生推动力作用于水体, 污泥的沉降问题得到很大的缓解, 不仅使泥水充分的混合在一起, 而且减少了对动力的消耗。该系统尽管具有占地面积少和能耗低、除磷脱氮效果好、充氧能力强等优点, 但是它存在微孔曝气设备维修的问题, 微孔曝气设备维修业比较复杂。目前, 国内微孔曝气器的使用寿命一般为为4 a~5 a, 好的设备可以达到8 a~10 a。
5 结语
随着科技的进步和人们对于生产和生活质量的高要求, 氧化沟技术的发展有了很大的进步。相应地分析了氧化沟的结构、工艺机理和运作之中存在的问题以及解决的办法, 然后对于信息氧化沟技术发展做出了几点展望。
参考文献
一体化氧化沟 篇6
固液分离器是一体化氧化沟的关键组成部分, 其效果直接决定一体化氧化沟的出水水质是否达标, 因此, 它是一体化氧化沟的关键技术之一。新一代一体化氧化沟采用“沟内分离+沟外沉淀”型式的固液分离器 (图1) , 该固液分离器有以下特点:
(1) 实现了污泥的自动回流, 且分离器沟内部分能更好地避免积泥。
(2) 沟内分离器属于动态分离, 沟外分离器属于静态分离, 由于污泥浓度上沟外分离器要低于沟内分离器, 因此沟外分离器的污泥沉降性能要差于沟内分离器的, 而静态分离的良好流态却正好弥补了这一不足[1]。
(3) 沟外分离器与沟内部分紧密相连, 因此其内部具有较高的溶解氧浓度, 有效地避免了发生污泥层内部反硝化而造成污泥上浮的可能性。
2 固液分离器机理探讨
2.1 沟内固液分离机理探讨
折板型固液分离组件的固液分离器内混合液流态示意见图2[2]。
由图2可知, 固液分离器共分为4个区:主流区、过渡区、固液分离工作区和清水区, 主流区即位于固液分离器底部的氧化沟混合液的流动区, 其主要作用是输送待分离的混合液进入固液分离器, 沉淀后的污泥又经此进入氧化沟中随混合液继续循环。由于过水断面面积变小, 由物料平衡原理知, 固液分离器底部主流区混合液的平均流速要大于氧化沟内混合液的平均流速。过渡区的主要作用是消能。当混合液流经过渡区时, 由于固液分离器组件的阻力以及液流本身的内摩擦力, 混合液的能量迅速降低, 使向上的流速降低。固液分离工作区是污泥与水分离的实际区域。污泥絮凝体在这里形成少, 主要在重力作用下沉降到组件上, 再由组件滑落到固液分离器底部, 澄清后的污水进入清水区。清水区将固液分离工作区与出水区域分割, 使固液分离工作区的分离过程不受出水水流影响[3]。
首先, 混合液在流经组件进入沉淀工作区时, 流动方向发生几次改变, 其竖直方向上的上升流速就极大地被削弱了, 与此同时, 混合液在上升过程中, 其中的污泥通过絮凝作用, 体积和比重均变得越来越大, 下降流速也相应提高, 这就为固液分离创造了条件。其次, 分离后的污泥通过絮凝作用, 体积逐渐变大, 在其沉降过程中, 不断受到从主沟进入到分离器内的液流向上的冲击力, 当这一冲击作用与污泥的重力达到平衡时, 污泥便悬浮在分离器中, 形成一个悬浮污泥层。当混合液由下向上通过悬浮层时, 混合液中的污泥颗粒便被悬浮污泥层“网捕”下来, 犹如过滤一般[4]。
总的说来, 固液分离器分离机理包括两个方面, 一是混合液进入固液分离器经消能后, 流速减小, 污泥絮凝后靠重力与水分离, 另外一方面是由于悬浮于分离器中的污泥层对混合液的“过滤”作用, 使泥水分离。前者是前提, 是关键;后者是很好的补充、加固, 是固液分离器获得良好处理效果的重要保证。
2.2 沟外固液分离探讨
沟外固液分离器借鉴传统二沉池的设计思路, 其内污泥颗粒的沉淀规律与二沉池固液分离的基本原理相同。沟外固液分离的基本原理是悬浮颗粒在水中的沉淀, 即斯托克斯定律。
(1) 沟外固液分离器与普通二沉池相似, 有4个区:清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。一般存在着两个界面:泥水分离界面和压缩界面。
(2) 沟内固液分离器的上清液流出进入沟外固液分离器后, 立即被池水稀释, 固体浓度大大降低, 并形成1个絮凝区。絮凝区上部是清水区, 絮凝区与清水区之间有一泥水界面。
(3) 絮凝区后是1个成层沉降区, 在此区内, 固体浓度基本不变, 沉速也基本不变, 絮凝区中絮凝效果的好坏, 直接影响成层沉降区中泥花的形态、大小和沉速。
(4) 靠近池底处形成污泥压缩区。压缩区与成层沉降区之间有一明显界面, 固体浓度发生突变。运行正常的、沉降性能良好的活性污泥, 在污泥压缩区的积存量是很少的。
3 不同组件固液分离效果试验
以上机理和现有的研究表明:一体化氧化沟固液分离器沟内分离起主要作用, 因此, 这里主要研究不同形式组件对沟内分离的影响[5]。
3.1 试验条件及方案
本次试验选取利于一体化氧化沟固液分离器运行的条件, 即小试装置流量Q=3.0～4.8 m3/d, 主沟内流速V=0.2～0.3 m/s, 溶解氧DO=1.5～2.0 mg/L, 水力停留时间HRT=6～8 h, 表面负荷SOR=65～95 m3/ (m2·d) , 污泥体积指数SVI=70～80 mL/g, 混合液悬浮固体浓度MLSS=2 500～3 000 mg/L进行试验。
按以下三种情况进行不同组件固液分离效果的考察实验:
(1) 沟内分离器内放置直板分离组件;
(2) 沟内分离器内放置斜板分离组件;
(3) 沟内分离器内放置折板分离组件。
3.2 试验结果
各种不同形式固液分离组件的固液分离效率试验结果见表1。
由表1 可看出:
(1) 随着表面负荷的增大, 各种固液分离组件的固液分离器的总分离率均是逐渐下降的。
(2) 在同一表面负荷的情况下, 总的固液分离效果由好变差按顺序均是:折板→斜板→直板固液分离组件, 在各种表面负荷情况下, 折板型固液分离组件的固液分离效果均是最好的。
(3) 放置直板固液分离组件时沟内固液分离器的固液分离效率随着表面负荷的增大由59.37%减小到37.14%。放置斜板固液分离组件时, 随着表面负荷的增大, 沟内固液分离器的固液分离效率由97.79%降低到71.16%, 相应的沟外固液分离器的固液分离效率则由2.21%增加到28.84%。
(4) 放置折板固液分离组件时, 随着表面负荷的增大, 沟内固液分离器的固液分离效率由98.61%降低到75.25%, 相应的沟外固液分离器的固液分离效率则由1.39%增加到24.75%。
3.3 中试工程固液分离效果
通过前面的试验并进行观察, 发现沟内放置折板固液分离组件时, 固液分离器的整个系统固液分离效果最好, 故在中试工程中采用折板固液分离组件进行试验 (中试工程设计规模120 m3/d) 。自2006年5月份正式运行以来, 这期间进水水质、水量、氧化沟中的污泥浓度、污泥的沉降性能、 固液分离器的表面负荷、水温等都在不断变化, 但侧沟出水SS却一直较稳定, 2006年5、6、7、9月的平均试验数据如表2。
由表2可看出, 折板型固液分离器几个月运行期间, 整个系统的SS去除率平均为95.47%, 出水SS均值都能达到GB 18918—2002一级B标准 (SS≤20 mg/L) 。在整个系统的固液分离效果中, 沟内固液分离器的分离率 (平均) 占整个系统的91.74%, 而沟外固液分离器则占整个系统的8.26%, 说明在固液分离器中沟内固液分离器起主要作用。
4 结论
(1) 通过对不同形式固液分离组件的小试试验发现, 折板型固液分离组件具有最好的固液分离效果。
(2) 在整个系统固液分离效率中, 折板型固液分离器系统表面负荷越大, 即当沟外表面负荷从35 m3/ (m2·d) 增加到50 m3/ (m2·d) , 沟内表面负荷从50 m3/ (m2·d) 增加到80 m3/ (m2·d) 时, 沟外固液分离器的分离效率也随之增大, 由1.39%增加到24.75%, 而相应的沟内固液分离器所占的比例则由98.61%减小到75.25%。
(3) 2006年5、6、7、9月中试工程试验数据表明:设置折板组件的沟内固液分离器+沟外沉淀的分离器具有很强的适应能力和相当稳定的泥水分离效果;在整个系统的固液分离效果中, 沟内固液分离器的分离率占整个系统的91.74%, 而沟外固液分离器则只占8.26%。
摘要：通过小试试验得出一体化氧化沟中折板型固液分离组件具有最好的固液分离效果, 又通过120 m3/d中试工程表明设置折板组件的沟内固液分离器+沟外沉淀分离器出水SS大部分时间小于20 mg/L, 达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准 (SS≤20 mg/L) 。同时, 对固液分离器固液分离的机理进行了探讨。
关键词：一体化氧化沟,固液分离,机理
参考文献
[1]邓荣森.氧化沟污水处理理论与技术[M].北京:化学工业出版社, 2006:118-130.
[2]王喜良, 黄云平, 周兴龙, 等.斜板沉降固液分离理论及设备进展[J].金属矿山, 1999 (2) :21-24.
[3]Abusam A, Keesman K J, Van straten G.Forward and back-ward uncertainty propagation:an oxidation ditch modellingexample[J].Water Research, 2003, 37 (1) :429.
[4]邓荣森, 李烈锋, 王涛, 等.侧沟式固液分离器强化污水回流研究[J].重庆建筑大学学报, 2004, 26 (4) :66-69.
氧化沟流体力学分析 篇7
氧化沟工艺的不足之处是普遍存在着池底积泥的现象, 往往使氧化沟工艺达不到理想效果[3]。因此为了完全推动混合沟内流体并曝气, 必须具有良好的转刷设计。由于沟内流动的复杂性, 对沟内流态的深入理解是必要的。
1 氧化沟水力学的研究现状
氧化沟污水处理系统的功能是受沟内流体状况影响的, 在一般的情况下, 推流装置以及曝气装置是对氧化沟内流体进行驱动的, 主要防止活性污泥沉降。
在经济以及技术上氧化沟有着较大的优势。然而在氧化沟的实际工程中, 由于不当的沟内设备运行, 会导致沟底积泥的产生。因此, 当前氧化沟污水处理系统的重点是怎样对水下推动器以及曝水转碟进行适当的调整, 了解水力流态的特点, 进而使得这个系统的运行是节能的、高效的, 以上方面的工作在建立污水厂、改造升级污水厂有着非常重要的作用。
2 氧化沟流体力学特性分析和水力计算
为使污泥以及水的混合液体能够进行充分的接触, 同时抑制其处在悬浮的状态, 需要保证氧化沟的沟内的速度达到一定的标准。通过对氧化沟提升水头和水头损失进行确定, 进而使得氧化沟处理系统这种工艺设计能够得到完善。一般情况下, 要求氧化沟沟内断面处的混合液的平均流速为0.3 m/s~0.5 m/s, 而且还要确保沟底的流速是不小于0.1 m/s的[4]。氧化沟处理系统当中的水下推进装置和曝气转刷为这个系统提供了循环动能。
2.1 提升水头
氧化沟当中因为水位差的存在导致系统当中水体以一种循环的方式流动, 水位差的来源是曝气转刷导致水头升高。赵星明[6]研究出了转刷浸没程度以及水头的浸没程度和线速度之间存在的关系是:
其中, I为转刷的浸没程度, m;h为曝气转刷的提升水头;γ为氧化沟水深, m;vγ为转刷的线速度, m/s;k, m, n为常数。
通过水流混合的推动力可以知道:
其中, Fr为污水处理系统的曝气转刷的混合推动力, kg/ (m·s) ;h为污水处理系统当中曝气转刷的提升水头, m。
通过式 (1) , 式 (2) 可以了解到, 如果氧化沟污水处理系统当中的沟内的水较深, 会导致沟内混合液的平均流速下降;推动力越大, 流速越快, 污泥在水体的悬浮与混合更充分。
2.2 氧化沟的水头损失
氧化沟当中的推动设备和转碟是导致氧化沟产生动能以及循环流量的原动力, 氧化沟沟内的混合液以循环方式流动会导致水头有一定的损失, 其中包含沿程水头损失和局部水头损失, 计算方式如下[2]。
2.2.1 沿程水头损失
通过分析明渠水力学可以对氧化沟的流态进行研究:
其中, n为沟壁粗糙系数;Q为沟内的流量, m3/s;C为谢才系数, 其中C=R1/6/n, m1/2/s;v为平均速度, m/s;R为水力的半径, m;A为水力断面面积, m2。
2.2.2 局部水头损失
氧化沟内局部水头损失包含水体循环一周当中的全部损失, 比如:涡流阻力等, 计算方式见下式:
其中, ζ为局部的阻力系数, 它将涡流阻力以及弯道的阻力系数等囊括在其内。
为了使得沟内的水和污泥的混合液能够以一种循环的方式流动, 沟内的推动装置以及沟内的转碟则需要消除局部以及沿程的总水头损失:
2.3 导流墙及挡流板
为了确保氧化沟的沟内没有污泥的沉积, 使得能量的损失降低, 需要在其中安装挡流板以及导流墙。通常需要将导流墙安装在氧化沟的弯道位置, 保证水流能够以平稳的方式转弯, 使得弯道内壁所受的冲击能够有所降低, 进而使得这个污水处理系统损失的能量有所减少, 将挡流板设置在直沟道的转碟附近的位置, 以保证横断面的流速是均匀分布的[1]。
2.4 分析氧化沟的水力流态
2.4.1 直沟道水力流动状况
1) 转碟处于运行状态下的直沟道。通过转碟的转动会导致水头的升高, 使得沟内有水位差产生, 水位差的出现会保证氧化沟当中的污水处于流动的状态。若沟深较大, 就会经过比较长的直线段以保证流速能够处于均匀的分布。所以, 在转碟之后的一段直沟的底端有很大的可能出现污泥。在实际工程当中, 会将挡流板设置在转碟的附近, 这样做是希望上层高速水流和下层水流在沟中能够以一种垂直的方式混合, 使沟底部以及沟内表面的流速梯度有所下降, 进而使得充氧效率提高。
2) 转碟未运行时的直沟道。在液流经过沟内转碟的上游和下游处的挡流板的时候, 紊动是比较严重的, 这就使得沟内的横断面的流速是均布的, 之后液流是会逐渐的趋于均匀, 但不一样的水深的位置仍然有流速梯度, 然而这个值和前段相比, 它的变化范围是比较小的。
2.4.2 弯道水力流动情况
在转弯的过程当中, 经过转碟转动的高速液流会在氧化沟的弯道处产生十分强烈的撞击, 这个时候在离心力、导流墙产生的引导力以及自身惯性力的作用下, 会导致外壁外侧的流速逐渐增高, 而其内侧的流速逐渐的降低, 导致内壁有污泥沉积, 在180°的弯道处, 因为液流的流动方向发生了很大的变化, 在横断面处产生环流, 进而导致螺旋流产生[8], 所以, 弯道后端的外侧和内侧会有沉积的污泥。在实际的工程当中, 为了使得沉积的污泥减少, 将导流墙设置在氧化沟的转折处, 保证水流以稳定的速度转弯。在多数的情况下, 在弯道的内侧设置导流墙, 以免离开弯道时中心墙侧的混合液的流动速度过低, 导致污泥出现下沉[9]。
3 计算流体力学建模原理
氧化沟是液体和固体两相流的反应装置, 液相的密度和固体的密度是十分相似的, 使用Fluent软件将流态简化[10]。氧化沟平面见图1。
3.1 流体流动控制方程
数学模型采用的控制方程如下:
连续方程:
动量方程:
紊动动能k方程:
G为产生项, 表达式为:
紊动能耗散率ε方程:
3.2 边界条件
3.2.1 曝气叶轮
在叶片半径之内这个区域的流体的流动速度和叶轮之间的相对速度是0。而其他的流体区域处在静止坐标系[10]。
3.2.2 进水口
通过无旋这种假设以及质量守恒定律可以知道, 假设流速是以一种均匀的方式分布的, 而在进水口的截面处, 耗散率、压力以及紊动动能也是以一种均匀的方式分布。
3.2.3 出水口
使用溢流这样的假定, 出口压力等于一个大气压。
3.2.4 自由水面
上部开口的表面是一种自由面, 不将水面波动考虑在内, 压力设定为大气压力值。水面的垂直流动速度是0, 而其他变量的法向梯度也是0。
3.2.5 底面和固壁面
垂向壁面的水平流速的法向梯度为0;底部壁面的垂向流速的法向梯度为0, 使用标准的壁面函数, 满足壁面质量通量为0的条件。
3.3 数值计算方法
将方程 (8) ~方程 (12) 写成通用形式:
通过使用负坡的线性化原则处理上述的方程源项, 进而确保稳定的数值解[11]。
4 讨论
给定以上方程组边界条件, 利用计算流体力学相应软件, 对上述方程进行求解[11]。分析耦合的计算结果。
根据各水深的流场图, 在对其进行转刷之后, 进入到弯道的第一个直道当中, 会有湍流的现象在水体的表面出现, 但是其沟底是比较平缓的。在弯道的位置, 在水体的表面和中部之间的位置, 也有湍流的现象出现, 会存在相对比较大的能耗区, 在通过弯道之后, 会有“死角”存在, 也就是说水体在水平方向有着比较小的流速, 进而导致混合液当中的活性污泥会存在一定程度的下沉。
根据各纵断面流场图, 在第一个直段当中, 因为沟内转刷的曝气的影响, 水体在垂直方向会存在大的流动, 并且在第二个直段的垂直流速会更大。在沟内的弯道位置, 会有比较大的垂直的涡流状况, 在这个直段有着较大的流速损失, 靠近中心墙壁处有一回水区, 避免了水中活性污泥过快下沉。
通过对各种不同工况的模拟, 对氧化沟当中的水体流动以及混合状态进行仿真的模拟。对这种系统当中沟道的内部设计进行修正, 就可以对氧化沟的多种工况流场分布进行预测, 对比多种工况, 防止污泥的下沉, 对优化氧化沟当中的设备配置, 降低工程造价, 节约运行成本有着十分重要的意义[1]。
5 结语
氧化沟工艺处理城市生活污水 篇8
一、氧化沟技术概况
1氧化沟技术含义
氧化沟技术是活性污泥法的变形。与传统活性污泥法不同的是, 其曝气池呈封闭的沟渠型, 因此, 又被称作为连续循环曝气池, 被广泛的使用于城市生活和工业废水处理工作领域。
2氧化沟的曝气方式
对于曝气设备来讲, 它是氧化沟系统的关键设备, 是影响能耗和除效率的主要因素。其具体功能表现为:给予水中微生物供应氧气;实现推流功能;混合搅拌功能。一般情况下, 氧化沟主要可以分为机械曝气, 鼓风曝气, 射流曝气和百乐卡式曝气始终方式, 四者各自自己的优势, 需要在不同情况下选择不同的曝气方式。
3氧化沟的分类
实际上, 氧化沟可以分为几种类别, 具体来讲涉及到:V-R型氧化沟;DE型氧化沟;T型氧化沟;Carrousel氧化沟等。
4氧化沟技术的特点
氧化沟技术有着自身的特点:一, 其负荷相对较低, 泥龄高, 能够集合推流和混合的特点, 有着较强的溶解氧浓度梯度的作用;二, 其操作工艺过程比较简单, 需要的构筑物不是很多, 造价成本相对较低, 运行的管理过程也比较简单, 有着比较高的性价比。
二、氧化沟工业处理城市生活污水流程
1城市生活污水处理流程
本次以某水厂处理生活污水流程为例, 探讨使用氧化沟工艺处理城市生活污水的过程。此次工艺过程中, 由于厌氧池的尺寸比较大, 水力在停留时间过久之后, 厌氧池体积膨胀, 会出现反硝化反应, 从而使得硝酸盐的浓度减低, 从而难以起到切实的聚磷菌的作用。而在氧化沟曝气区域使用管状微孔曝气装置, 往往可以实现利用效率的增加。
2生物脱氮
硝化。从理论上来讲, 硝化菌是不能存储大量NH3-N的, 当处于适当运行条件下, 系统去除量往往是相对有限的, 因此需要在进水的过程中, 适当的取出部分量来进行数据的分析。一般情况下, 能够对于硝化产生反应的因素主要分为:温度, 溶解氧, 污泥浓度, 进水氨氮浓度等。本次工艺过程中, 在保证DO基本不变的情况下, 泥龄有所提高, 但是氨氮去除量会在温度下降的过程中慢慢减少, 也就是说在众多影响因素中温度是影响其效果实现的主要因素。
反硝化。所谓反硝化是指硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在反硝化的作用下, 将其还原为气态氮。此次工艺过程中发现反硝化效率与进水有机物浓度之间有着密切的正比例关系, 进水碳源将成为影响反硝化的限制性因素, 也就是说, 碳源浓度越高, 系统的反硝化效率就越高。除此之外, 温度和溶解氧也会影响到系统反硝化的过程, 温度的影响同样, 而低溶解氧会对于反硝化造积极影响, 我们需要将出水指标作为调控的重点, 实现对于系统的控制和管理。
TN的去除位置。在此次工艺操作过程中, 厌氧池设计的尺寸比较大, 当其体积达到一定程度的时候, 部分硝酸盐会被反硝化, 使得厌氧池中的硝酸盐浓度不断降低。因此, 需要在其中提取试样进行合理分析。实验表明厌氧池会因为厌氧环境的不适合, 出现反硝化的反应。
3生物去磷
所谓生物去磷就是利用微生物, 使得其在数量上的聚磷菌超过生理需求, 实现对于外部磷的提取, 以实现污水中磷含量的降低, 达到污水的排放标准。在这种方式操作的过程中, 我们应该考虑到去磷效果的影响因素。其主要归结为以下几个因素:温度, 进水量, NP比重, 排泥量, 回流比, 污泥负荷等。我们知道, 污泥会出现磷释放的情况, 如果停留时间太久的话, 回流就会对于其效果产生影响。具体来讲, 我们可以从以下两个角度来探析:一, 进水COD, 假设回流比, 污泥不变的话, 每天的进水变化对TP去除效果的影响, 如果此时的COD碳源浓度比较高, 放磷往往能够达到充分的状态, 此时的出去率是比较高的。二, 回流比, 假设排泥量基本不变的时候, 尝试以改变回流比, 测定总磷的方式, 可以得出如下结论:当回流比为80%时去除率达到最大;当回流比大于100%时, TP去除率迅速下降, 超过100%后, TP去除率已经非常低, 总磷迅速降低的原因是由于厌氧池回流污泥还有大量的硝态氮, 当回流比太大后, 大量的硝态氮会对厌氧除磷环境起到破坏作用, 影响厌氧释磷的进行, 进而影响去除效果;当回流比太小时, 由于沉淀池的停留时间过长, 会在沉淀池出现释磷现象, 影响了磷的去除。也就是说, 对于这个水厂来讲, 最佳回流比应该控制在80%。
三、氧化沟工艺处理技术的未来发展趋势
氧化沟工艺处理技术, 在城市生活污水处理领域有着广泛的使用, 是因为其在去除氮磷, 抗击冲击负荷方面发挥着极大的优势, 并且很容易进行管理和控制。但是我们相信, 随着科学技术的不断发展, 其作用将会更大, 其未来将会对得以更好的完善。具体来讲, 我们可以从以下几个角度来探析氧化沟工艺处理技术的未来发展趋势:一, 实现与生物膜法的融合, 开发设计出生物模型氧化沟, 实现单位反应器微生物总量的提高, 促进有机负荷量的提升, 强化其脱氮效果;二, 积极改善氧化沟微生物的活性, 将菌种, 铁盐纳入其中, 实现菌胶团的形成, 以提高耐毒性冲击能力;三, 积极提高氧化沟设备性能和监控技术, 实现表曝机, 水下推进器性能的提升, 做好机械设备的管理, 维护, 检修工作, 使得其处于良好的运转状态;四, 不断提高氧化沟的耐寒性, 耐毒性, 尽量缩减其体积, 减少占地面积, 实现造价工程的控制和管理。
结语
综上所述, 氧化沟工艺处理技术的确可以在城市生活污水处理过程中发挥重要作用。技术的发展和进步, 势必成为促进我们生产效益和社会效益提升的关键因素。为此, 我们应该积极做好以下准备工作:一, 积极鼓励专家学者参与到氧化沟工艺研究工作中去, 形成健全的氧化沟工艺理论体系, 为开展各种实践工作打下夯实的基础;二, 高度重视技术人才的培养, 使得其综合素质能够与污水处理技术发展需求相一致, 缺乏各项工作的人力资源是充足的;三, 积极制定氧化沟工艺操作行业标准和规范, 以保证工艺操作流程化, 标准化, 保证工艺操作质量和水平的提高。我相信, 随着在此方面实践经验的不断积累, 氧化沟工艺将在处理城市生活污水方面发挥着越来越重要的作用。
参考文献
浅谈氧化沟工艺的应用与发展 篇9
1 氧化沟系统的构成及特点
氧化沟系统由曝气设备、氧化沟池体、混合和导流装置、进出水装置以及附属构筑物构成。
1.1 曝气装置。
曝气装置主要有四点功能:一是供氧;二是推动水流作循环运动;三是防止活性污泥沉淀;四是充分混合有机物、微生物及氧气。常用的曝气装置有转盘、转刷和微孔曝气等。
1.2 氧化沟池体。
氧化沟池体的基本形式为封闭的沟渠型, 形状多为椭圆形或圆形, 构造有单沟式和多沟式。
1.3 混合导流设备。
主要包括导流墙和导流板。通过设置导流墙以减少水头损失, 并防止产生弯道停滞区。导流板通常设置在曝气转刷上下游, 目的是使表面较高流速液体流入池底时降低混合液表面流速。
1.4 进出水设备。
由进水口、出水调节堰和回流污泥口组成。
1.5 附属构筑物。
包括二沉池、刮泥机和污泥回流泵房等, 此部分构筑物与传统活性污泥工艺附属构筑物相同。
2 氧化沟的典型代表
2.1 帕斯维尔氧化沟
帕斯维尔氧化沟即P型氧化沟, 属于第1代氧化沟, 早期主要用于村镇污水处理, 采用间歇运行方式, 后期发展为连续运行。氧化沟沟渠设计为跑道型, 利用数个安装在沟上的曝气装置对沟内混合液进行推动, 曝气器采用水平卧式曝气转刷。
2.2 卡鲁塞尔氧化沟
卡鲁塞尔氧化沟荷兰DHV公司研制。普通卡鲁塞尔氧化沟工艺中污水与回流污泥共同进入氧化沟系统。在缺氧区发生反硝化作用后进入有氧区, 完成一次循环。此系统中, 反硝化作用和硝化作用发生在同一池中。卡鲁塞尔2 000氧化沟在普通卡鲁塞尔氧化沟前增设一个厌氧区和绝氧区。回流污泥中在厌氧区中完成反硝化, 为后续的绝氧池创造绝氧条件[2]。厌氧区出水进入内部安装有搅拌器的绝氧区, 在绝氧环境下, 聚磷菌利用70%~90%的污水所提供的碳源进行充分释磷[2]。绝氧区后接普通卡鲁塞尔氧化沟系统, 进一步完成脱氮、除磷和BOD的去除。最后, 混合液由富氧区排出, 聚磷菌在好氧环境下过量吸磷, 将磷转移到活性污泥中, 随剩余污泥排出。
2.3 奥贝尔氧化沟
奥贝尔氧化沟由南非的休斯曼开发, 后由美国Envirex公司于1970年投放市场。奥贝尔氧化沟由3条相互连通的同心圆形或椭圆形渠道组成, 污水由外沟流入, 在不断循环的同时, 依次进入中沟和内沟, 最后由中心渠道排出。外、中、内沟容积分别占总容积的50%~55%、25%~30%、15%~20%[3]。奥贝尔氧化沟采用转碟充氧与推流, 通过调整转碟数和转速调节充氧能力, 使各沟道混合液呈悬浮态。硝化、反硝化反应在系统内同时进行, 使有机物得到充分氧化分解。奥贝尔氧化沟工艺因其工艺流程简单、投资较少、运行管理方便、处理效果良好、耐冲击负荷, 非常适合经济技术与管理能力有限的小型污水处理厂使用。
3 氧化沟存在的问题
实际运行工作条例与实验条件相差较远, 致使氧化沟的实际运行效果与实验过程中的运行效果有很大差别。例如转碟, 它在氧化沟中的具有曝气和推流作用, 而实际运行过程中往往存在充氧、节能与推流之间的矛盾, 若保证充氧量达到要求, 则保证不了推流的作用, 推流不足会引起污泥的沉淀达不到处理效果。而若保证了推流的功能则往往造成溶解氧的含量超出了最佳标准造成电耗的加大, 增加运行成本。
4 氧化沟发展前景
由于氧化沟具有封闭环流和曝气设备分散布置的特点, 可有效地达到去除有机物、SS及脱氮除磷效果, 运行方式多种多样、灵活多变, 因而在我国污水处理厂已经得到了较为广泛的应用。目前, 针对氧化沟的特点及不足, 氧化沟技术的发展方向有以下几点:第一, 利用氧化沟系统大多使用活性污泥法的特点, 建立合理分区优化供氧, 提高反应器中微生物总量, 提高系统脱氮除磷效率。第二, 研发新型转碟, 优化曝气和推流之间的关系, 弱化充氧、节能与推流之间的矛盾, 减少维修, 降低能耗。第三, 优化氧化沟型式, 改进厌氧区、好氧区的面积比例, 寻找新型耐酸碱、耐毒性菌种, 提高微生物在氧化沟中的活性寻找提高氧化沟中微生物的活性。第四, 改进氧化沟表面曝气方式, 使能量分区均匀化, 克服在低能量区产生污泥沉积的缺点。研发新型自动化控制设备, 合理控制系统污泥在二沉池的停留时间, 解决二沉池中易形成漂泥的问题。
5 结语
氧化沟集众多生物处理技术优势于一身, 目前已在污水处理厂中得到广泛应用。随着近年来我国城镇的快速发展, 水污染问题日益严重, 效率高、投资少、能耗低的氧化沟技术具有很好的发展前景。但我国的氧化沟技术和国际先进水平还有很大的一段距离, 因此需要我们加强创新性研究, 采用科学系统的研发方法, 在氧化沟的工艺、设备上取得突破性进展。
摘要：氧化沟是活性污泥法的一种变形, 利用独特的水流特性及水中的微生物去除污水中的有机物, 使水质得到净化。目前已广泛应用于城市污水处理厂。本文从结构特点、典型代表、存在的问题及发展前景对氧化沟技术进行介绍。
关键词：氧化沟,污水处理技术
参考文献
[1]米克尔G·曼特, 布鲁斯A·贝尔.污水处理的氧化沟技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 1988.
[2]庄学泳.浅谈污水处理中氧化沟工艺的研究发展[J].山西建筑, 2010 (9) :194-195.