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「面对面」张建丰亲自教你做好活性污泥法工艺控制。
来不来？水圈学院联合张建丰老师很早就计划有一场能够和大家面对面的交流。
这个想法源于3方面。
其一，每一个生化工艺的支撑核心，都是活性污泥法，它是好氧处理的基础。
无论是传统的活性污泥法工艺，还是氧化沟工艺、SBR 工艺、CASS工艺等等。
而张建丰老师可以称得上是活性污泥法的权威，他的《活性污泥法工艺控制》一书，从实际操作的角度出发，为我们提供各种解决思路和方案。
所以，如果要跟大家交流活性污泥法的工艺控制问题，没有比张老师更合适的人选。
其二，大家都知道，成为高水平技术人员都有两道必须迈过的门槛：“多厂运行管理”与“大量解决运行故障”。
而这两块的经验的获得又相当难。
“我”长期在一个污水站或几个类似的污水站上运行，工作经验相对来说单一；“我”的污水站运行简单，日常问题不多，并没有更多的故障解决经验；... ...在这场交流中，我们将与张建丰老师深入探讨这两道门槛，同时交流也会收录更多污水厂、站运行交流的问题解决，助力大家成为高水平技术的人员。
其三，运行管理的核心能力是什么？答案一定是：经验技术的水平。
在这场交流中，我们将借着一个有一个的实际问题，去学习张建丰老师是如何处理的，学习到张建丰老师独有的经验。
通过老师的讲解，做到理论知识与实践的知行合一。
这样才能在一个个纷杂的数据中，枯燥的操作准则中不断积累和验证的过程中，持续提升，不断提高。
所以，这场张建丰老师与大家面对面交流的内容，大体也就来自于上述几方面——如果，你现在是：•特别希望能够有老师面对面解决运行过程的异常问题；•出水、泡沫、丝状菌、污泥、SV30各类运行接触的问题难以搞懂；•在负责一些挑战性的污水厂运行相关工作，需要面临到系统性掌握工艺，但现在还完全没有思路的水友；•对于能够转型成为一名靠谱的运行管理人充满兴趣的水友们；... ...不多说了，来吧。
这一场的交流重心讲啥，能解决啥问题？重心源于我们运营自身真实遇到的每一个问题。
循环混合式曝气池（氧化沟）技术说明1.氧化沟氧化沟又称连续循环反应器、循环混合式曝气池，第一座氧化沟于 1954 年开始服务，属活性污泥法的一种改型和发展。
因此氧化沟又称为巴斯维尔氧化沟，如图 2.96 所示。
氧化沟是延时曝气法的一种特殊形，其曝气设备多采用转刷曝气器和曝气转盘。
反应器一般呈封闭的环状沟渠形，池体狭长，池深较浅。
通过曝气装置的转动，使混合液在池内循环流动，完成了曝气和搅拌作用，如图 2.97 和图 2. 98 所示。
氧化沟水力停留时间较长，一般为 10～40 h。
（1）氧化沟的工作原理和特征与传统活性污泥法曝气池相比较，氧化沟的出水构造上采用溢流堰式，并可升降，以调节池内水深。
采用交替工作系统时，溢流堰应能自动启闭，并与进水装置相呼应。
以控制沟内水流方向。
在流态上，氧化沟介于完全混合与推流式之间。
污水在沟内流速平均为 0.4 m/s，污水在整个停留时间内在氧化沟中要作上百次循环，水质几近一致，氧化沟内的流态是完全混合式的。
但又具有某些推流式的特征，如曝气装置下游，溶解氧浓度由高向低变化，甚至可能出现缺氧段。
在工艺方面，一般不设初沉池，二次沉淀池可以与氧化沟合建，省去污泥回流;与延时曝气系统相同，耐冲击负荷，可存活世代时间长的微生物，如硝化菌，污泥产率低，且多已达到稳定程度，无须再进行消化处理。
（2）氧化沟的工艺流程氧化沟工艺流程较简单，运行管理方便（见图 2.99）。
设初次沉淀池，二次沉淀池也可不单设，使氧化沟与二次沉淀池合建，可省去污泥回流装置。
氧化沟是延时曝气池的一种改良，其 BOD 负荷较低，一般为0.05～0.2 kgBOD5/（kgMLSS· d）.污泥浓度2～6 g/L，对污水的水温、水量、水质的变化有较强的适应性。
污水在氧化沟内的流速为0.3~0.5 m/s ，当氧化沟总长为100～500 m时，污水流动完成一次循环需4～20 min，由于其水力停留时间长，水流在沟渠内的循环次数多，因此氧化沟内的混合液的水质基本相同，氧化沟内的流态接近完全混合式，但是混合液在沟渠内循序定向流动，又具有某些推流的特征;如在曝气装置的下游，溶解氧浓度从高变低，有时可能出现缺氧段。
附件四：《氧化沟活性污泥法污水处理工程技术规范》编制说明（征求意见稿）目次1 标准制定工作概述 (3)1.1规范名称的变更说明 (3)1.2任务来源和工作过程 (3)1.3制定本标准的目的与意义 (3)1.4法律和技术依据 (4)1.5编制原则 (5)2 氧化沟活性污泥法工艺的特点及现状 (5)2.1氧化沟工艺的发展及国内外应用现状 (5)2.2氧化沟工艺的主要特点 (6)2.3氧化沟的主要工艺形式 (7)2.4氧化沟工艺典型工程实例 (9)2.5全国部分氧化沟工艺污水处理厂一览表 (12)3规范的主要内容说明 (12)3.1氧化沟工艺类型 (12)3.2氧化沟工艺的适用性 (13)3.3氧化沟的适用处理规模 (13)3.4设计流量和设计水质 (13)3.5预处理的选择 (14)3.6普通氧化沟工艺设计参数 (14)3.7氧化沟工艺的曝气设备 (15)3.8检测和控制 (17)3.9施工与验收 (17)3.10运行与维护 (17)4 经济评估 (19)5 实施本规范的管理措施建议 (20)附件：全国部分氧化沟工艺污水处理厂一览表 (21)1 标准制定工作概述1.1 规范名称的变更说明开题论证报告中规范名为活性污泥法处理污水工程技术规范(氧化沟法),根据专家意见,变更为氧化沟活性污泥法污水处理工程技术规范.1.2 任务来源和工作过程国家环境保护标准“十一五”规划指出，用5年的时间，基本建立起我国环境工程技术规范标准体系，提升我国环境工程技术标准化及管理水平。
到2008年，基本完成基础规范、通用技术规范、工艺方法类规范的编制工作，到2015年基本完成重点行业污染治理工程技术规范，逐步建立中国最佳可行技术体系。
2005年国家环保总局下达了环境工程技术规范的编制任务，由安徽国祯环保节能科技股份有限公司作为第一编制单位承担《氧化沟污泥法污水处理工程技术规范》标准的研究、编制任务，参编单位还有中国环保产业协会（水污染治理委员会）、湖南省建筑设计、武汉市武控系统工程有限公司。
1、氧化沟工艺历史1954年荷兰沃绍本 A.Psaveer博士第一座间歇运行的氧化沟系统1967年荷兰 DHV公司第一座CARROUSEL氧化沟系统七十年代末 氧化沟技术进入我国现在发展出Carroussel型、Orbal型、射流曝气式、导管式、一体化式等多种形式氧化沟2、氧化沟工艺综述氧化沟（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（Carrousel）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（见图1），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 2000系统正在运行[3]。
由图可见，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。
氧化沟活性污泥法运行控制
郑传宁①李胜海②房霞③张乐英④
摘要为寻找解决氧化沟活性污泥异常现象的对策，选取F/M和温度T为控制因子，确定其最佳的运行范围：F/M为0.05-0.1kgBODs/kgMLSS.d：温度T为20-300C。
此时观察污泥沉降性能，SV为20-30ml/L，SV1为60-102ml/g。
并在处理效果上
去除率90.2%-97.5%，SS去除率
有显著提高，COD去除率72%-93.3%，BOD
5
75.8%-93.9%。
同时，本文通过对琥珀山庄污水处理厂异常现象的分析，指出其产生的原因并提出建议。
氧化沟是在构造和工艺上发展了的活性污泥处理系统，由于它在去除、COD、SS及脱氮除磷方面的显著效果，戌为我国污水处理发展的方向，并BOD
5
得到广泛应用。
生活污水直接排入江河湖泊势必会造成严重的水污染。
目前国内一般采用活性污泥法来处理该种污水。
本文针对氧化沟工艺特征，选择F/M和温度T为控制因子，寻找解决污泥彭胀的对策，增强系统的处理效果。
1.氧化沟运行特征与污水厂情况介绍
1.1氧化沟运行特征
在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间里，在工艺方面，氧化沟具有以下特征：
(1)水力停留时间长，曝气过程一般在15-40小时之间；
(2)有机负荷率低，F/M之比通常在0.05-0.15之间；
(3)泥龄长，一般大于20天，排泥量少；
(4)较耐冲击负荷；
(5)即具延时曝气的硝化(完全氧化作用)，又具有厌氧好氧(A/O)的脱氮作用；
(6)由于曝气器间隔排列，形成了相对的厌氧区和缺氧区。
1.2琥珀山庄污水厂情况介绍
水厂设计的进水流量Q为4000m3/d;沟中污泥浓度MLSS为3000mg/l；水力停留时间为16小时；污泥负荷为0.089kgBOD
5
/kgMLSS.d;污泥龄20天；回流比100%。
表1 运行基本工艺参数单位：mg/L
设计项目BOD
5SS COD
cr
进水200 280 340
出水<30 <30 <120
琥珀山庄污水处理厂设两独立氧化沟，共4廊道，有效水深2.5米，总容积2580m3,见图1(取一座氧化沟绘制)：
图1 琥珀山庄污水处理厂氧化沟平面图
表2 琥珀山庄污水处理厂2000年污水处理情况
季
度
第一季度第二季度第三季度第四季度
项目
BOD 5
进水
146.5 125.9 136.8 175.4 出水 24.4 9.67 3.44 5.93 出除率 83.3% 92.3% 97.5% 96.6% COD cr
进水
323.6 295.5 361 405.8 出水 82.23 54.1 6.17 26.33 出除率 74.6% 81.7% 93.3% 93.5% SS
进水
166.9 176.4 243.1 204.5 出水 23 21.6 18.7 21.3 出除率
86.22%
87.7%
92.3%
89.6%
琥珀山庄污水厂在
95年、97、98年、99年冬季均出现异常现象，2000
年运行状况良好(表2)，有必要确定一个范围，使之在这一范围内达到最佳运行状态。
2.控制因子
2.1F/M
处于不同增殖期的活性污泥，其性能不同，处理水质也不同，活性污泥微生物的增殖期主要由F/M 控制。
［3］
图2 F/M对沉降性能的影响
图3 F/M对MLSS影响
F/M的变化对SV、SV1、MLSS存在一定的制约关系，由图2、图3，当F/M 介于0.05-0.1kgBOD
kgMLSS.d之间时：SV介于20.30ml/l,SV1介于60-102ml/g
5
之间，沉降性能较好：MLSS在3000mg/l上下波动，满足设计要求的浓度，镜检观察，菌胶团结构紧密，微生物相丰富，盖纤虫、等枝虫、轮虫等均有出现［2］。
2.2温度T
温度对微生物的影响很大。
适宜的温度，微生物长快，新陈代谢旺盛：反之则增长缓慢，微生物生长受到抑制，但在一定的温度范围内，相对提高污水温度对污水处理是有好处的。
当污水温度介于20-30C之间时，由图4，COD 去除率95%-98.3%，BOD5去除率91%-98%，SS去除率82%-93.9%，污水处理效果显著。
图4 处理系统在不同温度下的处理效果
kgMLSS.d，温度结论控制因子的最佳运行范围为：F/M0.05-0.1kgBOD
5
T20-300C
3.存在的问题及建议
3.1异常情况
表3 异常情况一览表
年份异常情况
95 冬季出现泡沫
97 冬季出现非丝状菌污泥膨胀，最高SV=84ml/L,SV1=170ml/g
98 冬季出现丝状菌膨胀,最高SV=99ml/L,SV1=441ml/g
99 冬季出现泡沫,SV=95ml/L
2001 四、五月份二沉池中大块污泥上浮，覆盖池面
另外，由于是生活小区出水，油脂超标的情况时有发生，最高值达56mg/L。
3.2原因分析
(1)污泥膨胀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，SV1值很高，形成污泥膨胀［2］。
(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。
(3)污泥上浮当废水中含量过大，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NO3一硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮［4］；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。
3.3 建议采取的措施
(1)加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入；
(2)加强操作管理：经常检测水质、氧化沟溶解氧浓度、SV、SV1、镜检等，防止异常现象的发生；
(3)改进工艺流程
按照一般概念，采有氧化沟工艺可以不设初沉池，但这是有条件的，不仅要针对不同的污水组成，而且进需考虑进水的各项指标。
因为每一工艺流程所能去除的污染物都是有限度的，必须结合多种情况综合考虑。
经分析后可知，琥珀山庄污水厂进水混合液油脂超标，对活性污泥中微生物的生长产生抑制作用，导致了泡沫问题和污泥上浮的产生。
对于进水油脂超标，除了限制上游油脂类物质排放量以外，还应在氧化沟前设置除油设施，降低氧化沟内混合液油脂含量。
可采取的措施有：强化沉砂池的除油功能、增加初沉池或除油装置。
增设初沉池不仅可以去除部分油脂，还可以去除部分BOD5和SS，有利于降低氧化沟内
污泥负荷，提高处理效率［5］；而除油装置对表面浮油的去除率可高达95%，占地面积比初沉池小，管理比较方便，但不具备去除BOD5和SS的功能。
因此，究竟是增设初沉池还是除油装置，应通过技术经济比较确定。
目前污水厂中采用的沉淀池大多数是平流沉淀池或幅流沉淀池，因采用这一类沉淀有成熟的经验可循。
而斜板(管)沉淀池具有沉淀效率高、停留时间短、占地面积小等优点，应用于污水厂的二沉池能够取得良好的处理效果。
如上海市曲阳污水厂、闵行污水厂均采用斜板沉淀池，沉淀效率高、出水清澈。
琥珀山庄污水厂的二沉池沉淀效率不够理想，为了挖掘其潜力，可将原有幅流沉淀池改建为斜板(管)沉淀池，以提高沉淀效率。
(4)针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：
a.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
：N：P=100:5:1);pH值过低，可投加石灰调节；混合液中的营养物质平衡(BOD
5
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［6］；
b.用表面喷淋水或除泡沫，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；
c.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。
