一體化氧化溝污水處理工藝技術(shù)探討

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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)計的關(guān)鍵在于沉淀船的設(shè)計，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技術(shù)應(yīng)用于工程實踐。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際運行中存在的優(yōu)缺點進(jìn)行探討，以期揚長避短，解決問題，使該項技術(shù)在我國成功應(yīng)用。?

　　一、工程實例

　　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，是處理高濃度有機廢水的污水實驗場，設(shè)計規(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，每溝實際有交容積為3600m3，水力停留時間為14.4小時。每溝配曝氣轉(zhuǎn)刷3臺×30KW，轉(zhuǎn)刷長度為6m，直徑為1m，每立方米污水配備25W動力。?

　　兩溝獨立運行，每溝一座沉淀船，考慮該示范工程的實踐應(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，實際有效容積202m³，設(shè)計處理水量為250m³/h，靜態(tài)條件下水力停留時間48分鐘。

　　二、一體化氧化溝工藝的優(yōu)勢

　　1、一體化氧化溝保留了氧化溝抗沖擊能力強的特點?

　　運行實踐表明，當(dāng)氧化溝內(nèi)的活性污泥濃度大于1000mg/L時，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)計標(biāo)準(zhǔn)。這說明一體化氧化溝在一定范圍內(nèi)有較強的抗負(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，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，同時減少運行操作人員，運行管理更為方便。?

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

　　三、一體化氧化溝運行中存在的問題

　　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際運行中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)采用反向進(jìn)水，在連續(xù)運行時，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，運行穩(wěn)定且污泥也不會大量流失，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，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條件，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，不利于時水與溝內(nèi)活性污泥的充分混合，同時造成進(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，大大增加了運行動力消耗。豆腐營污水集中控制示范工程的氧化溝，配備了單溝3臺×30KW的曝氣轉(zhuǎn)刷，每立方米污水配備25W的動力。轉(zhuǎn)刷的大功率導(dǎo)致了它對水的剪力的增大，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，我們在一體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)運行情況及時調(diào)整。

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

　?。?）污水處理系統(tǒng)的運行狀況的好壞，由一系列日常化驗監(jiān)測的理化和生物指標(biāo)反應(yīng)，監(jiān)測采納樣點的選取較難有代表性，而多點位采樣給監(jiān)測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)計不過關(guān)。針對運行中出現(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)境和社會效益。