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氧化沟原理与用途
氧化沟（Oxidation Ditch）是一种生物处理工艺，用于处理废
水中的有机物和氮、磷等污染物。
它采用搅拌、曝气和沉淀等方式，利用微生物生物降解有机物和氧化氮磷等污染物，达到去除废水中污染物的目的。
氧化沟原理主要包括以下几个步骤：
1. 污水进入氧化沟后，通过搅拌器保持废水中的有机物均匀分布，并防止沉积物的堆积。
2. 废水在氧化沟中进行曝气处理，通过向废水中通入空气或纯氧气，提供大量的氧气供微生物进行降解有机物。
曝气还可以增强废水中的氧化反应。
3. 废水中的有机物经微生物降解产生二氧化碳和水等无害物质，并被微生物吸附在生物膜上。
4. 沉淀池中的污泥通过废水曝气系统和搅拌系统回流到氧化沟，保持微生物种群的稳定。
5. 经过氧化沟处理的废水经过沉淀池沉淀，产生悬浮物和污泥分离。
6. 处理后的废水流入后继处理单元，如沉淀池，滤池等进一步去除悬浮物和污染物。
氧化沟的用途主要有以下几个方面：
1. 废水处理：氧化沟适用于城市污水处理厂、工业废水处理厂等场所，用于处理包括高浓度有机物、氮、磷等在内的复杂废水。
2. 农村生活污水处理：氧化沟可用于农村地区的生活污水处理，通过降解有机物和氮、磷等污染物，达到排放标准。
3. 污水回用：氧化沟可用于对污水进行处理后回用，如农田灌溉、景观水等用途。
4. 污泥处理：氧化沟产生的污泥可以通过厌氧消化等方式进行处理，用于产生沼气发电等目的。
总之，氧化沟作为一种高效的生物处理工艺，被广泛应用于各个场所的污水处理和资源回收中。
来源：Daijun Zhang,Lisha Guo and Danyu Xu et.Simulation of Component Distributions in a Full-Scale Carrousel Oxidation Ditch: A Model Coupling Sludge-Wastewater Two-Phase Turbulent Hydrodynamics with Bioreaction Kinetics [J]. Enveronmental Engineering Science, 2010,27(02):159-168.部分英文，（后附中文翻译）Simulation of Component Distributions in a Full-Scale CarrouselOxidation Ditch: A Model Coupling Sludge-Wastewater Two-PhaseTurbulent Hydrodynamics with Bioreaction KineticsAbstractA model designed to couple a sludge-wastewater turbulence model (SWTM) with an activated sludge model 2(ASM2) through a three-dimensional (3D) advection-dispersion equation (ADE) was developed to simulate 3D pollutant concentration fields in a reactor. SWTM is a hydrodynamic model of 3D two-phase turbulent flow.In this model, the sludge settling velocity (SSV) function was modified by the turbulence effect and coupled to a traditional mixture turbulence model to separate sludge movement from mixture. The coupled SWTM-AS M2 model was then integrat ed into a simplified wastewater treatment plant (WWTP) modeling system based on a real Carrousel-type WWTP located in Fengdu, Chongqing, China, and calibrated using the dynamic effluent data from this plant. Concentration fields of an oxidation ditch simulated using the coupled SWTM-ASM2 model were then validated by comparison of the measured concentrations in the full-scale oxidation ditch of the WWTP evaluated in this study and found to be satisfactory. According to the simulation results and measured dissolved oxygen (DO) concentrations, the ditch was divided into a nitrification, denitrification, and transition zone. Overall, the results of this study indicate that this novel coupled SWTM-ASM2 model could be used to simulate 3D component distributions in a reactor with a complex hydrodynamic structure and to investigate its treatment process through identification of bioreaction zones.Key words:coupling of bioreaction kinetics and hydrodynamics; sludge-wastewater turbulence model; activated sludge model 2; wastewater component distributions; Carrousel oxidation ditchIntroductionThe pollutant biodegradationin a wastewater treatment reactor is primarily dependant on the interactions between pollutants and activated sludge, including hydrodynamic and biochemical processes, which provide valuable information regarding the details of pollutant biodegradation.Modeling is an effective method for evaluating these interactions.The activated sludge models (ASMs; IWA Task Group, 2000) proposed by the International Water Association (IWA) have greatly improved modeling of biochemical processes involved in wastewater treatment (Huet al., 2003), and have therefore been applied to the modeling of wastewater treatment plants (WWTPs; V an Hulle and Vanrolleghem, 2004; Grauet al., 2007) and the coupling of bioreaction kinetics and hydrodynamics (Terashima and Ishikawa, 1985; Stamou, 1994, 1997;Odaet al., 2006). However, further development has been hindered by the limited understanding of the hydrodynamics of bioreactors, especially with respect to activated sludge movement.The hydrodynamics of bioreactors directly influences exchanges among gases, liquids, and solids, as well as the distributions of microorganisms and other components. Previous studies conducted to evaluate the hydrodynamics of bioreactors have primarily focused on ideal conditions and have resulted in the development of two types of classical models. One type employs a single or a series of continuous stirred tank reactors (CSTRs) to model a real bioreactor (Terashima and Ishikawa, 1985; Langergraber et al., 2004).This type of model assumes that the concentrations of microorganisms and components are spatially invariant in the bioreactor. The other type of model simplifies the bioreactor by treating it as a plug flow reactor (PFR), and occasionally adding some backmixing to the pure PFR (Stamou, 1994,1997). This type of model considers longitudinal flow and dispersion, but neglects the effects of transverse flow and diffusion. These simplified models show good performances on the effluent quality modeling ( Meirlaenet al., 2001; Deksissa and Vanrolleghem, 2005). They yield good results but need less computation.However, because these ideal models greatly simplify flow hydrodynamics and neglect the effects of turbulence, they cannot describe detailed flow characteristics, including short flow, dead angle, and sludge sediment occurring in bioreactors.Some researchers have done work on the modeling of three-dimensional (3D) turbulent flow in oxygen ditches (Luoet al., 2005), but the understanding and modeling on the sludge movement is limited. The layer model (Vitasovic, 1985;Taka´cset al., 1991) could be used to describe the sludge settling, but like the model of combining reactors in series that treats the whole reactor as connection of many individual CSTR, it separated the sludge into layers and in each layer the sludge was homogeneous.In other words, it neglected the detailed vertical movements of sludge. Therefore, it is important to establish a hydrodynamics model that can better simulate actual cases, including the detailed flow field and sludge settling in the oxidation ditch, then coupling it with bioreaction kinetics.Vanhoorenet al. (2003) applied the WEST software to the modeling of treatment process and WWTP effluent quality.Stamou (1994, 1997) accounted for the effects of longitudinal flow and dispersion, coupling the one-dimensional (1D) advection-dispersion equation (ADE) with ASM2 to predict flow velocity and pollutant degradation in an oxidation ditch under steady operating conditions. Subsequent models based on this coupled model were then developed to account for the effects of dissolved oxygen (DO) and temperature to achieve dynamic simulation of an activated sludge system ( Makinia and Wells, 2000a, 2000b). However, these methods treated the mixture in the reactors as a single-phase flow, and did not take sludge sediment into account. Furthermore, these methods only accounted for the longitudinal flow (parallelized with mainstream direction), but neglected flows in the cross (perpendicular to wall of oxidation ditch) and vertical (perpendicular to bottom of oxidation ditch) directions. Odaet al.(2006) proposed a multiphase mixture model coupled with ASM2, but this model did not consider the influence of flow turbulence on sludge sediment. Because the main difference between wastewater and sludge movement is in the vertical direction, a sludge-wastewater two-phase turbulence model was used.In the model developed here, the sludge settling velocity (SSV) is modified by the turbulence intensity to separate the sludge from the mixture flow in the vertical direction, thereby better approximating the 3D two-phase flow that occurs in an actual bioreactor.This sludge-wastewater turbulence model (SWTM) was coupled with ASM2 to model component distributions. The modeldeveloped here was then used to evaluate biological reactions in different areas of a fullscale oxidation ditch.ApplicationSimplification of the WWTPThe WWTP system was modeled as an anaerobic reactor, an oxidation ditch (mainly composed of an anoxic zone and an aerobic zone), plus a secondary settler (Fig. 2).Anaerobic reactor.After primary treatment processes composed of barriers and a grit chamber, wastewater moves into an anaerobic reactor with two high-speed underwater mixers.This reactor could be simplified as a CSTR and modeled by ASM2.Oxidation ditch.The DO concentration is the primary factor that impacts the bioreaction kinetics of the oxidation ditch. DO is distributed as a continuous function without obvious divisions between the anoxic and aerobic zone.For this study, the measured DO concentration (Zhang et al., 2009) was used, instead of being obtained through modeling.The simulation of DO is quite complicated. It is relevant with mass transfer from the atmosphere, aeration of aerators, and bacteria activities. Our next research will focus on this subject. In this article, it would be more accurate and rational to directly use measured data. The measured DO values were fitted to a profile line that changed with location so that the DO concentration at different sites in the oxidation ditch could be calculated through interpolation.The distributions of water quality indexes describing the chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN), and ammonia nitrogen (NH4+-N) discussed in this article were modeled by the coupled SWTM– ASM2 model.Secondary settler.For evaluation of the sludge reflux and mass balance of the WWTP system, the secondary settler was treated as an ideal solid–liquid separator without a hydraulic resident time or biochemical reactions.SummaryA coupled SWTM–ASM2 model was established in which SWTM, a turbulent hydrodynamic model for simulation of a 3D two-phase flow field，coupled SSV function with a traditional mixture turbulence model to differentiate sludge movement from mixed flow in the vertical direction. This coupled SWTM–ASM2 model was capable of simulating the 3D component concentration distributions in a bioreactor.Therefore, the model developed here was used to evaluate a full-scale Carrousel oxidation ditch in a WWTP located in Fengdu, Chongqing. This WWTP was simplified as a system composed of an anaerobic reactor modeled by ASM2, an oxidation ditch modeled by the SWTM–ASM2 model and a secondary clarifier treated as an ideal solid–liquid separator.The coupled SWTM–ASM2 model was calibrated with dynamic measured effluent data using GLUE. A comparison of the simulated effluent quality obtained using typical values provided by the ASM2 with those obtained using parameters calibrated by GLUE revealed that calibration using GLUE improved the accuracy of the model, and the simulated concentration fields yielded from the coupled SWTM–ASM2 model were in good agreement with the actual values observed during field testing. These findings demonstrate that use of this coupled model in conjunction with the simulation and calibration method based on a specific WWTP system can be used for simulation of the component concentration fields in an oxidation ditch or other reactorswith complicated hydrodynamic structures.Based on the modeled component distributions and the measured DO concentrations, the oxidation ditch could be divided into three zones, outer ditch No. 1, which was a transition zone, outer ditch No. 2, which was a denitrification zone, and the inner ditches, which comprised a nitrification zone. The identification of bioreaction zones is beneficial for understanding the treatment processes that occur in the ditch.The dynamic simulation under alternate conditions was based on the daily influent conditions.Accordingly, influent conditions during short time intervals should be investigated to improve the dynamic simulation of the model developed here.卡鲁塞尔氧化沟内成分分布的模拟：生物反应动力学控制下的污泥废水两相湍流流体动力学模型概况：这是一个用来模仿在3D反应釜里的污染浓度场而被开发的设计模型，该模型结合了污泥废水湍流模型（SWTM）和利用了3D对流技术的活性污泥模型2（ASM2）。
Orbal氧化沟在污水处理厂中应用实例随着我国社会经济的快速发展，城镇化水平不断提高，城镇污水排放量持续增加，各种废水逐年增加，科学合理地处理好城镇污水的出路是生态环境可持续发展的重要保障。
城镇污水经过处理后的最终去处是返回到自然水体，或者经过深度处理后再生利用。
近年来水污染逐年加剧，江河湖泊水质下降，生态环境恶化，近年来随着国家对环保行业和生态环境的重视，城镇污水处理厂如雨后春笋般涌现，各种工艺被应用到污水处理中，首先简单介绍一下氧化沟的运行方式。
氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的沟渠而得名。
它是一种平面呈椭圆环形或环形“跑道”式的活性污泥处理构筑物，他是人工生物处理——活性污泥法的一种变型。
因为废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断循环流动，故又称其为“循环曝气池”。
氧化沟是常规活性污泥法的一种改型和发展，沟中的活性污泥以废水中的有机物作为食物，使之降解。
在氧化沟系统中，通过转碟等设备是废水和混合液在环状的渠内循环流动，依靠转碟推动废水和混合液流动并进行曝气，完成充氧功能。
Orbal氧化沟设计深度一般4.0m左右，采用转碟曝气，转盘浸没深度控制在250-530mm，转速为43-55r/min。
沟中水平流速为0.3-0.6m/s。
三沟同心的Orbal氧化沟工艺也称为0—1—2工艺，是根据内、中、外三沟的溶解氧分布不同而得名。
外沟的容积占总容积的50%-55%，中沟容积占总容积的30%-35%，内沟则占总容积的15%-20%左右。
运行中保持外、中、内三沟内的溶解氧浓度依次递减，通常为0、1.0mg/L、2.0 mg/L，已达到去除有机物、脱氮作用、节省能量的目的。
混合液通过转碟后，溶解氧浓度提高，随后，在沟内流动过程中又逐渐降低。
Orbal氧化沟以延时曝气的方式运行，水力停留时间约为24h。
污泥龄约为25d，有机负荷则很低，仅为0.05—0.15kgBOD5/(kgVSS·d)，活性污泥浓度为2000—6000mg/L。
A2/O工艺、氧化沟、A/O工艺、SBR工艺、CAST工艺一、A2/O工艺1.基本原理A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。
该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。
但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。
2. A2/O工艺特点：（1）污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。
（2）污泥沉降性能好。
（3）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
（4）脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。
（5）在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。
（6）在厌氧—缺氧—好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI 一般小于100，不会发生污泥膨胀。
（7）污泥中磷含量高，一般为2.5％以上。
3.A2/O工艺的缺点·反应池容积比A/O脱氮工艺还要大；·污泥内回流量大，能耗较高；·用于中小型污水厂费用偏高；·沼气回收利用经济效益差；·污泥渗出液需化学除磷。
二、氧化沟1氧化沟技术氧化沟（oxidation ditch）又名连续循环曝气池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一种变形。
氧化沟污水处理工艺是在20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。
自从1954年在荷兰首次投入使用以来。
由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理［1］。
氧化沟污水处理（文档2篇）以下是网友分享的关于氧化沟污水处理的资料2篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
第一篇氧化沟污水处理中文名称：氧化沟英文名称：oxidation ditch定义：传统活性污泥法污水处理技术的改良，外形呈封闭环状沟，其特点是混合液在沟内不中断地循环流动，形成厌氧、缺氧和好氧段，且将传统的鼓风曝气改为表面机械曝气。
应用学科：生态学（一级学科）；污染生态学（二级学科）氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术氧化沟的技术特点：氧化沟利用连续环式反应池（Cintinuous Loop Reator,简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。
氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。
氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。
氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。
因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。
氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：1) 氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。
入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。
这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。
C H A N G C H U N I N S T I T U T E O F T E C H N O L O G Y外文翻译（2014届）氧化沟工艺在污水处理中的应用与发展学生姓名周中华学号1006441113学院水利与环境工程学院专业班级给水1041指导教师崔志新填写日期2014年3月15日氧化沟工艺在污水处理中的应用与发展摘要：本文主要阐述了Carrousel氧化沟的结构、工艺机理、运行过程中存在的问题和相应的解决方法。
最后，介绍了Carrousel氧化沟的最新的研究进展并指出了未来的主要研究方向。
关键词：Carrousel 氧化沟除磷脱氮结构机理1. 前言氧化沟（oxidation ditch）又名连续循环曝气池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一种变形。
氧化沟污水处理工艺是在20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。
自从1954年在荷兰的首次投入使用以来。
由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理[1]。
目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carr ousel）氧化沟、奥尔伯（Orbal）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。
这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点[2]。
本文将主要介绍Carrousel氧化沟的结构、机理、存在的问题及其最新发展。
2. Carrousel氧化沟的结构Carrousel氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制。
在原Carrousel氧化沟的基础上DHV公司和其在美国的专利特许公司EIMCO又发明了Carrousel 2000系统，实现了更高要求的生物脱氮和除磷功能。
至今世界上已有850多座Carrousel氧化沟和Carrousel 2 000系统正在运行[3]。
Carrousel氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。
《氧化沟工艺在污水处理中的应用研究进展》篇一一、引言随着现代工业和城市化的飞速发展，污水的处理成为了一项迫切需要解决的问题。
污水处理的目的主要是降低废水中的污染物质，特别是对环境有害的有机物和重金属等，以保护生态环境和人类健康。
氧化沟工艺作为一种高效的污水处理技术，因其操作简便、处理效果好等优点，在污水处理领域得到了广泛的应用。
本文将就氧化沟工艺在污水处理中的应用研究进展进行详细阐述。
二、氧化沟工艺概述氧化沟工艺是一种利用微生物在沟内进行氧化反应，从而降低废水中的有机物浓度的污水处理技术。
其基本原理是通过在沟内设置曝气装置，使沟内保持一定的溶解氧浓度，同时通过微生物的生物降解作用，将废水中的有机物转化为无害的二氧化碳和水等物质。
三、氧化沟工艺在污水处理中的应用1. 生活污水处理氧化沟工艺在生活污水处理中应用广泛，能够有效地去除污水中的有机物、氮、磷等污染物质。
此外，由于氧化沟工艺的操作简便、占地面积小、处理效果好等优点，使其在农村和中小型城市的生活污水处理中具有很大的应用潜力。
2. 工业废水处理氧化沟工艺在工业废水处理中也有很好的应用效果。
对于一些有机物含量高、色度大的工业废水，如造纸、印染、化工等行业，氧化沟工艺能够有效地去除废水中的有机物和色度，降低废水的污染程度。
四、氧化沟工艺的研究进展1. 新型氧化沟工艺的开发随着科技的不断进步，新型的氧化沟工艺不断被开发出来。
例如，一些研究者通过改进曝气装置，提高了氧化沟内的氧气传递效率，从而提高了氧化沟的处理效果。
此外，还有一些研究者通过引入其他技术，如生物膜技术、光催化技术等，进一步提高了氧化沟的处理效果和效率。
2. 氧化沟工艺的优化研究除了新型氧化沟工艺的开发，对现有氧化沟工艺的优化研究也在不断进行。
例如，通过对氧化沟内的流态进行优化，可以使得废水在沟内停留时间更长，从而提高处理效果。
此外，通过优化氧化沟内的微生物群落结构，也可以进一步提高氧化沟的处理效果和稳定性。
Orbal氧化沟 + 深度处理在城镇污水处理厂中的应用所属行业: 水处理关键词：污水处理氧化沟深度处理Orbal氧化沟运行管理简单，在降解有机物的同时，可以去除氮磷等营养物，抗冲击负荷能力强，且剩余污泥已经好氧稳定，无需再进行污泥消化处理，适用于20×104m3/d以下的小型污水处理厂。
河北某县污水厂即采用Orbal氧化沟+深度处理工艺处理生活污水。
1污水水量、水质该污水厂建成于2009年11月，设计水量为3×104m3/d，污水来源为县城居民生活污水及少量的工业废水，运行期间混合污水的水质指标如表1所示。
要求出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准。
2工艺流程及构筑物2.1工艺流程采用Orbal氧化沟+絮凝斜管沉淀+纤维转盘过滤深度处理工艺，工艺流程如图1所示。
2.2主要构筑物及设备参数2.2.1格栅及沉砂池污水厂进厂处分别设置粗格栅与细格栅，粗格栅2台，栅条间隙为20mm，渠宽为1.2m，渠深为7.3m，304不锈钢材质;细格栅2台，栅条间隙为5mm，渠宽为1.2m，渠深为2.5m，304不锈钢材质。
污水经过两道格栅的处理后，进入旋流沉砂池，实现对无机泥砂颗粒的去除。
2.2.2二级处理①厌氧池及氧化沟污水进入Orbal氧化沟之前，先进入厌氧池(38.9m×8.9m)完成水解过程，然后进入Orbal氧化沟进行生化处理。
氧化沟共2座，每座处理能力为1.5×104m3/d，外沟容积∶中沟容积∶内沟容积=48.3%∶31.5%∶20.2%，外沟、中沟及内沟的转碟个数分别为320、168及84个，设厌氧潜水推进器16台。
②二沉池设辐流式二沉池2座，设计平均进水量为625m3/h，池径为35m，池边有效水深为4m;每座沉淀池排泥斗有效容积为164.5m3，有效水深为2.35m;排泥采用周边传动刮泥机(材质:水上部分为碳钢，水下部分为304不锈钢)。
氧化沟工艺在污水处理中的应用与发展简介引言随着人口的不断增加和生产生活方式的变化，城市污水排放量逐年增加，污水处理成为当代社会中不可忽视的环境问题。
而氧化沟工艺作为一种经济、高效的污水处理技术，正逐渐在污水处理行业中得到广泛应用。
本文将介绍氧化沟工艺的原理、应用及其在未来的发展前景。
氧化沟工艺的原理氧化沟工艺是一种基于生物学反应的污水处理方法，通过利用微生物将有机物质氧化为无机物质，以达到去除污染物的目的。
该工艺主要借助于氧化沟中的微生物群落，通过兼氧和缺氧的环境条件，实现有机物质的降解和氮、磷等无机物质的转化与去除。
氧化沟工艺主要包括氧化沟的设计、通气方式选择、氧化沟的操作管理等几个方面。
在设计上，要考虑氧化沟的长度、宽度、水深、水力停留时间等因素，以确保污水充分接触氧气，提高氧化效果。
通气方式可以选择机械通气或自然通气，根据具体情况灵活选择。
操作管理方面，要定期检测氧化沟的水质和微生物群落变化，并根据监测结果进行相应的调整和改进。
氧化沟工艺的应用氧化沟工艺在污水处理中具有广泛的应用场景。
主要包括城市污水处理厂、工业废水处理、农村生活污水处理等领域。
城市污水处理厂城市污水处理厂是氧化沟工艺最常见的应用场景之一。
氧化沟工艺不仅可以有效去除污水中的有机物质，还可以降解有机氮、无机氮和磷等物质，从而达到排放标准，并减少对水环境的污染。
工业废水处理氧化沟工艺在工业废水处理中也有着广泛的应用。
对于含有高浓度有机物质的工业废水，氧化沟工艺可以通过增加氧化沟的长度和水力停留时间来增强降解效果。
同时，可以根据工业废水中的污染物种类和含量，调整氧化沟中微生物群落的结构，提高处理效率。
农村生活污水处理氧化沟工艺在农村生活污水处理中也具有较好的应用潜力。
通过采用氧化沟工艺处理农村生活污水，可以有效降解有机物质和氮、磷等无机物质，减少对周围环境的影响。
由于氧化沟工艺的简单性和操作管理的方便性，适用于农村地区的污水处理需求。
C H A N G C H U N I N S T I T U T E O F T E C H N O L O G Y外文翻译（2014届）氧化沟工艺在污水处理中的应用与发展学生姓名周中华学号1006441113学院水利与环境工程学院专业班级给水1041指导教师崔志新填写日期2014年3月15日氧化沟工艺在污水处理中的应用与发展摘要：本文主要阐述了Carrousel氧化沟的结构、工艺机理、运行过程中存在的问题和相应的解决方法。
最后，介绍了Carrousel氧化沟的最新的研究进展并指出了未来的主要研究方向。
关键词：Carrousel 氧化沟除磷脱氮结构机理1. 前言氧化沟（oxidation ditch）又名连续循环曝气池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一种变形。
氧化沟污水处理工艺是在20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。
自从1954年在荷兰的首次投入使用以来。
由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理[1]。
目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carr ousel）氧化沟、奥尔伯（Orbal）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。
这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点[2]。
本文将主要介绍Carrousel氧化沟的结构、机理、存在的问题及其最新发展。
2. Carrousel氧化沟的结构Carrousel氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制。
在原Carrousel氧化沟的基础上DHV公司和其在美国的专利特许公司EIMCO又发明了Carrousel 2000系统，实现了更高要求的生物脱氮和除磷功能。
至今世界上已有850多座Carrousel氧化沟和Carrousel 2 000系统正在运行[3]。
Carrousel氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。
因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。
氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形，沟内水深一般为2.5～4.5ｍ，宽深比为2:1，亦有水深达7m的，沟中水流平均速度为0.3m/s。
氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器[4~6]。
3. Carrousel氧化沟的机理3.1 Carrousel氧化沟处理污水的原理最初的普通Carrousel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。
表面曝气机使混合液中溶解氧DO的浓度增加到大约2～3mg/L。
在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。
在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速>0.3m/s）。
微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO值降为零，混合液呈缺氧状态。
经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。
该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。
由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去处BOD，但除磷脱氮的能力有限[7]。
3.2 Carrousel氧化沟除磷脱氮的影响因素影响Carrousel氧化沟除磷的因素主要是污泥龄、硝酸盐浓度及基质浓度。
研究表明，当总污泥龄为8~10d时活性污泥中的最大磷含量为其干污泥量的4%，为异养菌体质量的11%，但当污泥龄超过15d时污泥中最大含磷量明显下降，反而达不到最大除磷效果。
因此，一味延长污泥龄（例如20d、25d、30d）是没有必要的，宜在8~15d范围内选用。
同时，高硝酸盐浓度和低基质浓度不利于除磷过程。
4. Carrousel氧化沟存在的问题及解决方法尽管Carrousel氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。
但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。
4.1 污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。
微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI 值很高，形成污泥膨胀。
针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀[11]。
4.2 泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。
用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.5~1.5mg/L。
通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。
当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。
另外也可考虑增设一套除油装置。
但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入[12]。
4.3 污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。
发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。
污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件[12]。
4.4 流速不均及污泥沉积问题在Carrousel氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。
一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0. 5m/s。
氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘的浸没深度为480~ 530mm。
与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10~1/1 2，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。
加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。
上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深的1/5~1/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘（转刷）轴心3.0m处。
导流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。
导流板与其他改善措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率[13]。
另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。
设置水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义[14]。
5. Carrousel氧化沟的发展由于污水处理标准中对除磷脱氮的要求越来越严格，Carrousel氧化沟也得到了进一步的发展。
目前，研究及应用较多的包括以下两种类型：微孔曝气型Carrousel 2000系统、C arrousel 3000系统。
5.1 微孔曝气型Carrousel 2000系统微孔曝气型Carrousel 2000系统采用微孔曝气（供氧设备为鼓风机），微孔曝气器可产生大量直径为1mm左右的微小气泡，这大大提高了气泡的表面积，使得在池容积一定的情况下氧转移总量增大（如池深增加则其传质效率将更高）。
根据目前鼓风机生产厂家的技术能力，池的有效水深最大可达8m，因此可根据不同的工艺要求选取合适的水深。
传统氧化沟的推流是利用转刷、转碟或倒伞型表曝机实现的，其设备利用率低、动力消耗大。
微孔曝气型Carrousel 2000系统则采用了水下推流的方式，即把潜水推进器叶轮产生的推动力直接作用于水体，在起推流作用的同时又可有效防止污泥的沉降。
因而，采用潜水推进器既降低了动力消耗，又使泥水得到了充分地混合。
5.2 Carrousel 3000系统Carrousel 3000系统是在Carrousel 2000系统前再加上一个生物选择区。
该生物选择区是利用高有机负荷筛选菌种，抑制丝状菌的增长，提高各污染物的去除率，其后的工艺原理同Carrousel 2000系统。
Carrousel 3000系统的较大提高表现在：一是增加了池深，可达7.5~8m，同心圆式，池壁共用，减少了占地面积，降低造价同时提高了耐低温能力（可达7℃）；二是曝气设备的巧妙设计，表曝机下安装导流筒，抽吸缺氧的混合液，采用水下推进器解决流速问题；三是使用了先进的曝气控制器QUTE（它采用一种多变量控制模式）。
四是采用一体化设计，从中心开始，包括以下环状连续工艺单元：进水井和用于回流活性污泥的分水器；分别由四部分组成的选择池和厌氧池。
这之外是有三个曝气器和一个预反硝化池的Carrousel 2000系统（如图2 所示）。
五是圆形一体化的设计使得氧化沟不需额外的管线，即可实现回流污泥在不同工艺单元间的分配[17]。
6. 结论Carrousel氧化沟由于具有良好的出磷脱氮能力、抗冲击负荷能力和运行管理方便等优点，已经得到了广泛的应用。
但由于科技的发展和社会的进步，该工艺必将得到进一步的提高。
作者认为：Carrousel氧化沟的未来研究方向将主要体现在以下几方面。
1 结合生物膜法，研究和开发生物模型Carrousel氧化沟。
