综述类氧化沟工艺在城市污水处理中的应用

Ａ／Ａ／Ｏ氧化沟工艺在实际中的运用　潘利军　（冷水江市自来水公司）　摘要：目前氧化沟以运行操作简便、结构简单、处理效果比较稳　定等优势而被世界各地广泛研究与应用，是城市污水处理的主要技　术之一。本文主要通过对Ａ／Ａ／Ｏ氧化沟工艺的设计及运行的实　际运用的研究，阐述了Ａ／Ａ／Ｏ氧化沟工艺的结构、工艺机理、运　行过程中存在的问题和相应的解决方法。　关键词：Ａ／Ａ／０氧化沟工艺运用处理　氧化沟（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｄｉｔｃｈ）是一种首尾相连的循环流曝　气沟渠，又名连续循环曝气池。其具有出水水质好、结构简　单、管理方便、运行稳定、处理费用低等技术特点，被国内　外广泛应用于工业废水和生活污水的治理中。我国在污水　处理方面的技术自２０世纪８０年代才开始引进学习。随着　城镇化进程的推进，城市污水处理也越来越多的受到关　注，其中氧化沟工艺以其显著的优势成为了中小城市污水　处理厂的首选工艺。由于其结构简单、运行稳定、运行方式　灵活、管理方便，所以在我国引进、新建的污水处理工艺　中，运用最多的是氧化沟技术。近年来，随着水污染形势的　严峻，水资源的日益匮乏，在污水处理方面，大多数中小城　市的城市污水的治理是不容忽视的财政负担。所以，低投　资成本、低能耗、低操作要求的污水处理技术广受好评。而　在众多工艺中，氧化沟污水处理技术是国内外专家优先推　荐的污水处理技术。本文主要介绍冷水江市污水处理厂中　Ａ／Ａ／Ｏ氧化沟工艺的设计和运行。通过其工艺的设计　和运行，对污水进行处理，并且提出其工艺存在的问题。冷　水江市污水处理厂（一期工程）厂区占地４０亩，投资４２００　万元（包括１座厂外提升泵站），设计污水处理能力为　３Ｏ０００ｔ／ｄ，远期扩至６０００Ｏｄｄ，污水流程如下：污水管　网——粗格栅——提升泵——细格栅——旋流沉砂　池——氧化沟——二沉池——紫外线消毒池——资江。污　泥采用带式浓缩压滤一体机脱水后（含水率７３％一８０％）　由环卫处运至垃圾填埋场。　１主要构筑物数量及尺寸　提升泵站１座：设计处理能力６００００ｔ／ｄ　氧化沟２座：８０．１ｍｘ３０．６ｍ，有效水深３．５ｍ，单池处　理能力为１５０００　『ｄ。　二沉池２座：直径３２ｍ，有效水深４．１ｍ，单池处理能　力为１　５０００ｔ／ｄ。　紫外线消毒池１座，单池处理能力为６００００￣ｄ。　２主要设备　预处理：回转式格栅清污机４套（栅条间距２Ｏｍｍ２　套，栅条间距５ｍｍ２套）；带式输送机１套；无轴螺旋输送　机１套：砂水分离器２套。　提升泵站：ＷＱ２５２０～６３８港污泵２台：ＷＱ２５２０～　６２０Ａ潜污泵２台。　氧化沟（单池）：４台垂直搅拌机（厌氧段），８台低速潜　水推流器，３台倒伞曝气机。　二沉池（单池）：１台吸刮泥机。　污泥泵站：ＷＱ６００—９—３０潜污泵３台：ＷＱ４０～　１（）．一２．２潜污泵２台。　紫外线消毒池：紫外线消毒设备１套。　３设计水量、水质及处理程度　３．１设计水量。Ｑ＝３万ｍ３／ｄ。　３。２设计进水、出水水质。　进水水质为：　ＢＯＤ５：１　２０ｍｇ／Ｌ　ＣＯＤｃｒ：２７０ｍｇ／Ｌ　ＳＳ：２２０ｍｇ／Ｌ　ＮＨ３一Ｎ：２７ｍｇ／Ｌ　ＴＰ：３．１　ｍｇ／Ｌ　污水经二级处理后，要求达到国家标准　ＧＢ１８９１８—２００２（城镇污水处理厂污染物排放标准》中的　一级Ｂ标准：　ＢＯＤ５￣＜２Ｏｍｇ／Ｌ　ＣＯＤｃｒ￣＜６Ｏｍｇ／Ｌ　ＳＳ￣＜２０ｍｇ／Ｌ　ＮＨ３一Ｎ≤８（１　５）ｍｇ／Ｌ　ＴＰ：≤１．Ｏｍｇ／Ｌ　４氧化沟设计参数　氧化沟数量：２座。　单池设计流量：６２５ｍ３／ｈ。　污泥负荷：０．０８ｋｇＢＯＤｄｋｇＭＬＳＳ．ｄ。　悬浮固体浓度４０００ｍｇ／Ｉ。　总水力停留时间１２．４３ｈ。　污泥回流比Ｒ：５０％一１Ｏ０％。　污泥龄：１２．５ｄ。　单池平面尺寸：ＬＸ　ＢＸＨ＝８０．１ｍｘ３０．６ｍＸ４．０。　有效水深：３．５ｍ。　单池有效容积：７７６８ｍ０。　单池实际需氧量：１６０．４４ｋｇＯ￣／ｈ。　５二沉池设计参数　二沉池数量：２座　二沉池尺寸：直径３２ｍ：有效水深：　４．１　ｍ；水力停留时间４．６ｈ；单池总有效容积：３２００ｍ３：表　面负荷：１，２７ｍ３／ｍ　．ｈ。　６污水处理程度　现代污水处理程度可划分为一级、二级和三级处理，　一般根据水质状况和处理后的水的去向来确定污水处理　程度。　６．１～级处理主要采用物理处理法完成一级处理，　其主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质。经过一级　处理的污水，ＢＯＤ一般可去除３０％左右，达不到排放标　准。一级处理属于二级处理的预处理。　６．２二级处理在一级处理的基础上，二级处理主要　在呈胶体和溶解状态的有机污染物质（ＢＯＤ，ＣＯＤ物质）　的去除上进行处理，使有机污染物达到排放标准，ＢＯＤ去　

１４　Ｉ研ｎｅｓｅｌ　ａ究ｒｃｈＪ进ＰｒｏｇＪ　ｒ展ｅｓｓ　

处理城市污水的优化设计　

张传昭　

（福建黎阳环保股份有限公司，福州３５０００１）　

摘要：文章主要介绍了氧化沟工艺的优化设计，对改良型卡罗塞尔（Ｃａｒｒｏｕｓｅ１）氧化沟的池型、工艺　

参数、核心设备进行了选型优化，并结合实例对改良型氧化沟技术的应用进行了较为全面的论述。　

关键词：氧化沟；优化设计；污水处理　

中图分类号：Ｘ７０３　文献标志码：Ａ　文章编号：１００６—５３７７（２００７）０４—００１４—０４　

１前言　

氧化沟（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　Ｄｉｔｃｈ）又名氧化渠，因其构筑　

物为封闭的沟渠而得名。由于污水和活性污泥混合液在　

环形的曝气渠道中不断流动，因此有人称其为“循环曝气　池”、“无终端的曝气系统”。氧化沟具有基建投资低、操作　

管理简便、耐冲击负荷、处理效果好、有生物脱氮除磷功能　

等优点。自１９５４年在荷兰建成第一座间歇式运行的氧化沟　

以来，氧化沟在欧洲、北美、南非及澳大利亚等地区得到了　

迅速的推广应用。尽管氧化沟技术进入我国市场较晚，但　

其发展势头却非常迅猛，已被大量应用于城市污水处理　

目前应用到城市污水处理的氧化沟系列主要有卡罗塞　

尔（Ｃａｒｒｏｕｓｅ１）型、奥伯尔（Ｏｒｂａ１）型、双沟（Ｄ型）与三　

沟（Ｔ型）氧化沟。　随着我国对环保的逐渐重视，　“十一五”期间我国　

城市污水处理率将达ｆＵ７ｏ％以上。因此，如何既能降低　

投资建设和运行费用，又能保证污水达标排放，是环保　

科技工作者值得研究的课题。为此，笔者总结了多个氧　

化沟工艺的工程实例，提出以改良型卡罗塞尔氧化沟为　

例的工程优化设计方案以供大家参考。　

２氧化沟池型的优化设计　

２．１　改良型卡罗塞尔氧化沟的原理　

卡罗塞尔氧化沟由荷兰ＤＨＶ公司发明，又称循环　

中一环保产业２００７．４　折流式氧化沟。在卡罗塞尔氧化沟前增加一个厌氧区及　

缺氧区，就形成了改良型卡罗塞尔氧化沟，即厌氧一缺　

氧一好氧型卡罗塞尔氧化沟。污水中的有机氮在缺氧、　好氧的状态下，首先由异养菌转化成氨氮，完成氨化过　

１３４　应　科学　科２０１技。宰巍蟊　年第９期　氧化沟工艺在污水处理中的应用　王炳超，王星华　（康升环保（天津）有限公司，天津３００１９０）　摘要氧化沟是一种简易的活性污泥系统，由活性污泥在闭合的曝气渠道中循环流动，通过活性污泥中的微生物对污水中的有机污染物不　断地进行降解和去除，达到净化污水的目的。氧化沟由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，在我国污水处理厂中有着较为　广泛的应用。阐述氧化沟＿ｒ艺在污水处理中的应用，１－２ｃａ］ＴＯＬ１８Ｐ￣ｌ氧化沟为例来阐述其处理污水的原理，具有一定的参考价值。　关键词氧化沟工艺；污水处理；应用　中囤分类号Ｘ５０５文献标识码Ａ　文章编号１６７３—９６７１一（２０１０）０５１—０１３４一Ｏ１　０引言　氧化沟污水处理工艺自投入使用以来，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上业　污水的治理。氧化沟是一种简易的活性污泥系统，由活性污泥在闭合的　曝气渠道中循环流动，通过衙ｌ生污泥中的微生物对污水中的有机污染物　不断地进行降解和去除，达到净化污水的目的。　１氧化沟工艺在污水处理中的应用　氧化沟是由荷兰卫生工程研究所在ｔ世纪５Ｏ年代研制开发的废水生　物处理技术，是活性污泥法的一种改型，属延时曝气的一种特殊形式。　其基本特征是曝气池呈封闭、环状跑道式，池体狭长，池深较浅，在沟　槽中设有表面曝气装置。废水和涪陛污泥以及各种微生物混合在沟渠中　作不停地循环流动。完成对废水的硝化与反硝化处理。生物氧化沟兼有　完全混合式、推流式和氧化塘的特点。在技术上具有净化程度高、耐冲　击、运行稳定可靠、操作简单、运行管理方便、维修简单、投资少、能　耗低等特点。氧化沟在空间上形成了好氧区、缺氧区和厌氧区，具有良　好的脱氮功能。　最早的氧化沟为２０世纪５０年代开发的帕斯韦尔（Ｐａｓｖｅｅｒ）氧化沟，　在沟道转弯处采用竖轴表面曝气器，在一侧沟道上设有横轴转刷曝气　器，取得曝气与搅拌两个作用，二沉池与之分建１９６０年，一种结构更为　紧凑的奥贝尔（Ｏｒｂａ１）氧化沟在南非被开发和使用，后被Ｅｎｖｉｒｅｘ收购，　成为美国ＵＳＦｉｌｔｅｒ公司的一项专利２Ｏ世纪６Ｏ年代荷兰ＤＨＶ公司开发了使　用广泛的Ｃａｒ　ｒｏｕ　ｓｅｌ氧化沟，除了能获得较高的ＢＯＤ５去除效率，同时还　能达到部分脱氮除磷的目的８Ｏ年代初，美国开发了将二次沉淀池设置在　氧化沟中的合建式氧化沟一ＢＭＴｓ型，并发展成现在所说的一体化氧化沟　此外，还有目前常用的多沟交替式氧化沟（双沟ＤＥ、三沟Ｔ型）等等，　形成了颇为庞大的氧化沟家族。　从氧化沟的运行方式看，分为连续运行和交替运行，而在连续运行　方式中，氧化沟作为曝气池使用，必须设二沉池，从而又有分建和合建　的区分帕斯韦尔、卡鲁塞尔、奥贝尔氧化沟均属连续运行方式。而多沟　方式，往往不设二沉池，氧化沟系统的一部分可以当作沉淀池交替运　行。氧化沟Ｔ艺在我国污水处理领域取得了飞速发展，许多大学对此均　深有研究，如今氧化沟工艺已经成为一种成熟的活性污泥污水处理工艺　在全国范嗣内得到广泛应用。　从理论上讲，氧化沟既具有推流反应的特征，又具有完全混合反应　的优势；前者使其具有出水优良的条件，后者使其具有抗冲击负荷的能　力。正是因为有这个环流，且有能量分区的缘故，使它具有其它许多污　水生物处理技术所拥有的众多优势，其中最为显著的优势是工作稳定可　靠。由于具有出水水质好，运行稳定，管理方便以及区别于传统’浯眭污　泥法的一系列技术特征，氧化沟技术在污水处理中得到广泛应用。据不　完全统计，目前，欧洲已有的氧化沟污水处理厂超过２０００多座，北美超　过８００座。氧化沟的处理能力由最初的服务人口仅３６０人，到如今的５００　万一１０００万人口当量。不仅氧化沟的数量在增长，而且其处理规模也在　不断扩大，处理对象也发展到既能处理城市污水又能处理石油废水、化　工废水、造纸废水、印染废水及食品加上废水等工业废水。我国自２０世　纪８０年代亦开始应用这项技术，随着污水处理事业的极大发展，全国各　地先后建起了不同规模、不同型式的氧化沟污水处理厂。目前在我国，　采用氧化沟处理城市污水和工业废水的污水处理厂已有近百家。　２　Ｃａｒｒｏｕｓｅｌ氧化沟处理污水的原理　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（Ｃａｒｒｏｕｓｅ１）氧化沟、奥尔伯（Ｏｒｂａ１）氧化沟、Ｔ型氧化　沟（二三沟式氧化沟）、ＤＥ型氧化沟和一体化氧化沟。本文以Ｃａｒｒｏｕｓｅｌ氧　化沟为例来阐述其处理污水的原理。　为了取得更好的除磷脱氮的效果，Ｃａｒｒｏｕｓｅｌ　２０００系统在普通Ｃａｒｒｏｕｓｅｌ　氧化沟前增加了一个厌氧区和绝氧区（又称前反硝化区）。全部回流　污泥和１０—３０％的污水进入厌氧区，可将回流污泥中的残留硝酸氮在　缺氧和１０－３０％碳源条件下完成反硝化，为以后的绝氧池创造绝氧条　件。同时，厌氧区中的兼性细菌将可溶性ＢＯＤ转化成ＶＦＡ，聚磷菌获　得ＶＦＡ将其同化成ＰＨＢ，所需能量来源于聚磷的水解并导致磷酸盐的　释放。厌氧区出水进入内部安装有搅拌器的绝氧区，所谓绝氧就是池　内混合液既无分子氧，也无化合物氧（硝酸根），在此绝氧环境下，　７０—９０％的污水可提供足够的碳源，使聚磷菌能充分释磷。绝氧区后　接普通Ｃａｒｒｏｕｓｅｌ氧化沟系统，进一步完成去除ＢＯＤ、脱氮和除磷。最　后，混合液在氧化沟富氧区排出，在富氧环境下聚磷菌过量吸磷，　将磷从水中转移到污泥中，随剩余污泥排出系统。这样，在Ｃａｒｒｏｕｓｅｌ　２０００系统内，较好的同时完成了去除ＢＯＤ、ＣＯＤ和脱氮除磷。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。　综合采用该　艺的昆明第一污水厂、长沙市第二污水净化中心及　漯河市污水处理厂的运行效果可见：经过Ｃａｒｒｏｕｓｅｌ　２０００系统处理后，　ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ的去除率均达到了９０％以上，ＴＮ的去除率达到了８０％，　＿ｒＰ的去除率也达到了９Ｏ％。　３结束语　氧化沟由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，在　我国污水处理厂中有着较为广泛的应用。Ｃａｒｒｏｕｓｅｌ氧化沟利用沟内的　水力循环、无动力回流等特点，实现了类似于Ａ２／０工艺，以达到脱氮　除磷的目的。一般城市生活污水若采用Ｃａｒｒｏｕｓｅｌ氧化沟处理，可使出　水磷浓度＜１．０　ｍｓ／Ｌ，其他指标可达到ＧＢ８９７８—１９９６的一级排放标准。　Ｃａｒｒｏｕｓｅｌ氧化沟同时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，如膜理论的应用、深池水力　条件和工艺性能的研究为降低工程造价、提高耐寒耐毒性能等提供了可　能的方向。　参考文献　［ｉＩ李正明ｌ导管式氧化沟设计介绍［　化工给排水设计，２００７，２．　［２］朱谋溪．自吸式射流曝气器在中小型氧化沟中的应用［Ｊ］．给水排水，１９９９，２５（８）．　【３］潘玲，徐得潜，张乐英．氧化沟活性污泥膨胀原因及控制措施［Ｊ］．工业用水与废　水，２００３，３４（６）．

氧化沟工艺在污水处理中　

的应用研究进展　

■解东胡锋平　

摘要：阐述了氧化沟工艺的原理和技术特征，介绍了￣ａｒｒｏｕｓｅｌ氧化沟、０ｒｂａｌ氧化沟、一体化氧化沟、改良型氧化沟等几种常用的　

氧化沟工艺类型及其在污水处理中的应用研究状况，并对其今后的应用发展方向进行了展望，以期对污水处理厂新工艺的合理选　

型及旧工艺的改造起到一定的借鉴作用。　

关键词：氧化沟工艺；污水处理；脱氮除磷　

氧化沟是一种首尾相连的循环流　

曝气沟渠，又名连续循环曝气池，是活　性污泥法的一种变型［１－２１。此工艺是在２０　世纪５Ｏ年代由荷兰卫生工程研究所研　

制成功。自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废水的治　

理【引。　２０世纪８０年代以来，随着我国城　镇化进程的推进，氧化沟工艺以其显著　

的优势成为了中小城市污水处理厂的　首选工艺１４１。由于其流程简洁、运行稳　

定、运行方式灵活、管理方便、处理费用　

低，所以在我国引进、新建的污水处理　工艺中，运用最多的是氧化沟技术［５１。近　年来，随着水资源的日益匮乏、水污染　形势的严峻、人类环保意识的增强及我　

国水质标准和法规的日趋严格。对于大　多数中小城市来说，城市污水的治理成　

为财政负担。所以，低投资成本、低操作　要求、低能耗的污水处理技术倍受青　睐，而在众多工艺中氧化沟污水处理技　

术是国内外专家优先推荐的污水处理　技术［６－７／。因此，为了满足更高的水质标　准要求，对氧化沟工艺技术及其应用情　

况进行深入的了解是十分必要的。　１．氧化沟工艺　

（１）工艺原理。　

氧化沟工艺是一种利用循环式混　合曝气沟渠来处理污水的简易污水处　

理技术。通常采用延时曝气，连续进出　水，不需设初沉池。另外，所产生的微生　

物污泥在污水曝气净化的同时得到稳　

定，不需专门设置污泥消化池，大大简　化了处理设施。其曝气池呈封闭的环形　

沟渠形，池体狭长，曝气装置多采用表