一體化氧化溝污水處理工藝技術(shù)

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　一體化氧化溝是一種采用曝氣與沉淀合建的形式，是美國于80年代初至今一直開發(fā)研究的一種新型污水處理系統(tǒng)，即將船形二沉池設(shè)置于氧化溝內(nèi)。一體化氧化溝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于沉淀船的設(shè)計(jì)，其形式應(yīng)該能夠充分利用水力學(xué)原理及溝內(nèi)的水流作用，保證船內(nèi)壓力大于船外壓力，積泥斗的水流方向應(yīng)自上而下，這樣才能使進(jìn)入沉淀船中的活性污泥沉淀后從船底集泥斗順利流回溝內(nèi)被帶走。?

　　安陽市豆腐營污水集中控制示范工程于1993年在我國首次應(yīng)用了船形一體化氧化溝技術(shù)，這是我國首次將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于工程實(shí)踐。本文就安陽市豆腐營污水集中控制示范工程的船形一體化氧化溝實(shí)際運(yùn)行中存在的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行探討，以期揚(yáng)長避短，解決問題，使該項(xiàng)技術(shù)在我國成功應(yīng)用。?

　　一、工程實(shí)例

　　安陽市豆腐營污水集中控制示范工程采用水解—接觸氧化—一體化氧化溝工藝，是處理高濃度有機(jī)廢水的污水實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，設(shè)計(jì)規(guī)模2.2萬m³/d，一期建成1.2萬m³/d，并于1995年通過國家環(huán)保局驗(yàn)收。?

　　豆腐營污水集中控制示范工程的一體化氧化溝分南北兩溝，溝深2.5m，有效水深2.24m，溝長90m，寬20m，邊坡1：1，每溝實(shí)際有交容積為3600m³，水力停留時(shí)間為14.4小時(shí)。每溝配曝氣轉(zhuǎn)刷3臺(tái)×30KW，轉(zhuǎn)刷長度為6m，直徑為1m，每立方米污水配備25W動(dòng)力。?

　　兩溝獨(dú)立運(yùn)行，每溝一座沉淀船，考慮該示范工程的實(shí)踐應(yīng)用，兩溝沉淀船采用不同的進(jìn)水方式，南溝沉淀船為反向進(jìn)水方式，北溝沉淀船為正向進(jìn)水方式。該一體化氧化溝沉淀船為多斗式結(jié)構(gòu)，每斗有一根排泥管與氧化溝相通，船長24m，寬7m，有效水深1.2m，實(shí)際有效容積202m³，設(shè)計(jì)處理水量為250m³/h，靜態(tài)條件下水力停留時(shí)間48分鐘。

　　一體化氧化溝沉淀船結(jié)構(gòu)示意圖

　　二、一體化氧化溝工藝的優(yōu)勢(shì)

　　1、一體化氧化溝保留了氧化溝抗沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)?

　　運(yùn)行實(shí)踐表明，當(dāng)氧化溝內(nèi)的活性污泥濃度大于1000mg/L時(shí)，COD濃度在236.67-4037.62mg/L的進(jìn)水，不經(jīng)污水處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池，而直接進(jìn)入氧化溝，進(jìn)水的BOD負(fù)荷在0.12-0.30kg/MLSS·日，處理水質(zhì)均達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這說明一體化氧化溝在一定范圍內(nèi)有較強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力。?

　　2、由于一體化氧化溝的沉淀池建在溝內(nèi)，不用另建沉淀池，而且污泥回流及時(shí)，可大大縮小沉淀池容積，節(jié)省1/3左右的占地。?

　　3、污泥回流依靠自身重力及溝內(nèi)水力條件，不須另建污泥回流系統(tǒng)，可大大節(jié)省投資。?

　　4、由于配套設(shè)施減少，同時(shí)減少運(yùn)行操作人員，運(yùn)行管理更為方便。?

　　正是一體化氧化溝具有的占地少、投資省、運(yùn)行效率高、環(huán)境效益和社會(huì)效益明顯這些優(yōu)勢(shì)，特別適用于小區(qū)域污水集中處理，有著很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

　　三、一體化氧化溝運(yùn)行中存在的問題

　　1、一體化氧化溝沉淀船的沉淀效果不理想?

　　一體化氧化溝的沉淀船，沉淀效果與溝內(nèi)流速有很大的關(guān)系，沒有水力流速的保證，沉淀船積泥斗容易堵塞。豆腐營水集中控制工程在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)采用反向進(jìn)水，在連續(xù)運(yùn)行時(shí)，沉淀船內(nèi)幾乎沒有沉淀發(fā)生，出水中攜帶的污泥濃度與溝內(nèi)濃度相同，沉淀船無澄清水排出，經(jīng)分析認(rèn)為，這是由于沉淀船底的壓力小于外部壓力，氧化溝水流在出水區(qū)由排泥底孔進(jìn)入沉淀船，形成冒泡區(qū)，造成污泥流失，沉淀船起不到泥水分離的作用。若沉淀船采用正向進(jìn)水，我們發(fā)現(xiàn)情況有所改觀：開始時(shí)，運(yùn)行穩(wěn)定且污泥也不會(huì)大量流失，出水澄清，滿足出水要求，但是，當(dāng)氧化溝內(nèi)活性污泥濃度逐漸增多時(shí)，沉淀船由于排泥不暢，將逐漸被污泥淤滿，污泥不能被回流至氧化溝內(nèi)，沉淀船不能滿足沉淀?xiàng)l件，活性污泥隨出水大量流失，致使氧化溝污泥濃度越來越低，直至系統(tǒng)喪失污水處理能力。由此我們看出，沉淀船設(shè)計(jì)不過關(guān)，直接影響著污泥的分離，污泥流失就無法保證氧化溝的穩(wěn)定運(yùn)行。?

　　2、一體化氧化溝進(jìn)水口位置不合理?

　　氧化溝進(jìn)水口設(shè)在沉淀船后、曝氣轉(zhuǎn)刷前，不利于時(shí)水與溝內(nèi)活性污泥的充分混合，同時(shí)造成進(jìn)溝水不經(jīng)處理直接進(jìn)沉淀船的短路現(xiàn)象，直接影響處理效果。由于南溝沉淀船采用船尾進(jìn)水，短路出水的現(xiàn)象在南氧化溝運(yùn)行中非常明顯。?

　　3、沉淀船增加了一體化氧化溝的水力阻力，設(shè)備能耗大。?

　　由于一體化氧化溝中沉淀船設(shè)計(jì)在溝內(nèi)，使得溝內(nèi)水流阻力增大，為了保證溝內(nèi)水的必要流速，大大增加了運(yùn)行動(dòng)力消耗。豆腐營污水集中控制示范工程的氧化溝，配備了單溝3臺(tái)×30KW的曝氣轉(zhuǎn)刷，每立方米污水配備25W的動(dòng)力。轉(zhuǎn)刷的大功率導(dǎo)致了它對(duì)水的剪力的增大，不利于活性污泥絮凝成大顆粒，相反的，較大的污泥絮體卻容易被轉(zhuǎn)刷打散成細(xì)碎顆粒，這樣，活性污泥的沉降性則大大降低，將嚴(yán)重影響沉淀船的泥水分離效果。?

　　為增加一體化氧化溝內(nèi)的流速，我們?cè)谝惑w化氧化溝沉淀船尾部，增加利用了流速，這樣沉淀船底部流速同時(shí)也得到了提高，船底壓力也相應(yīng)的減少，泥水混合也取得了較好的效果。經(jīng)測(cè)試，安裝水下推進(jìn)器后，出水的水質(zhì)更盡一步提高，COD、BOD和SS的下降率分別為25.6%、35.39%和8.44%。

　　4、一體化氧化溝系統(tǒng)控制難度大?

　　由于一體化氧化溝構(gòu)造的特殊性，系統(tǒng)的充氧、混合、流速、沉淀等因素相互制約，控制難度較大。表現(xiàn)為

　　（1）污泥回用量無法控制，很難根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況及時(shí)調(diào)整。

　?。?）發(fā)生污泥上浮、流失，沒有補(bǔ)救措施，無法強(qiáng)制回流保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

　　（3）污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行狀況的好壞，由一系列日常化驗(yàn)監(jiān)測(cè)的理化和生物指標(biāo)反應(yīng)，監(jiān)測(cè)采納樣點(diǎn)的選取較難有代表性，而多點(diǎn)位采樣給監(jiān)測(cè)分析帶來一定的麻煩。?

　　另外，豆腐營污水集中控制示范工程采用的曝氣轉(zhuǎn)刷是國產(chǎn)第一批試制的產(chǎn)品，設(shè)備本身存在著轉(zhuǎn)速不可調(diào)（即曝氣量不能根據(jù)氧化溝內(nèi)溶解的高低來調(diào)節(jié)）、曝氣能力固定的缺陷，不能適應(yīng)來水的變化情況，關(guān)停轉(zhuǎn)刷則影響溝內(nèi)泥水的混合加流速。因此，在設(shè)計(jì)新的一體化氧化溝中，應(yīng)采用底部曝氣加水下推進(jìn)器，這樣既可以控制曝氣量，又保證了溝內(nèi)泥水的混合和流速。?

　　四、結(jié)論

　　通過多年的連續(xù)運(yùn)行，我們認(rèn)為一體化氧化溝技術(shù)還不成熟，沉淀船的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)尚未完全掌握，目前在我國此技術(shù)工程設(shè)計(jì)不過關(guān)。針對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的一些問題，豆腐營污水集中控制工程在泥水混合、曝氣及沉淀船技術(shù)參數(shù)等方面正在進(jìn)行著進(jìn)一步改造和研究，以使該技術(shù)發(fā)揮應(yīng)有的環(huán)境和社會(huì)效益。