奧貝爾氧化溝工藝在城市環衛污水處理工作中的應用

【摘要】對污水廠基本情況、工藝設計特點進行了簡要介紹，對實際運行的各進、出水指標、工藝參數、去除率等進行了分析，總結出該工藝在實際運行中的特點及我們日常的一些經驗與做法。

【關鍵詞】奧貝爾氧化溝工藝；城市污水處理廠；分析與討論

1. 工程概況

（1）我廠是國內較早投入運行的二級城市污水處理廠，占地189.5畝，主要處理城區生活污水和工業廢水，服務面積26平方公里，服務人口24萬，處理后出水排入農灌三分干工程，最后經丁字灣入海。工程規劃處理規模12萬噸/日，分期建設，一期工程2萬噸/日于1998年12月建成投產；二期工程2萬噸/日于2000年10月建成投產；三期工程4萬噸/日于2007年11月建成投產，現總處理規模為8萬噸/日，日均處理污水7.2萬噸左右，各期均穩定運行，出水達標率在98%以上。

（2）污水處理廠進水中工業廢水約占50%，生活污水約占50%，出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的二級排放水標準，采用具有脫氮功能的奧貝爾氧化溝生物處理工藝。設計進、出水水質見表1，污水處理廠工藝流程如圖1所示。

2. 工藝原理

奧貝爾氧化溝是由三個相對獨立的橢圓形溝道組成，污水首先進入最外層溝道，通過淹沒式輸水口依次進入中問溝道和內溝道，最后由中心溝道流出進入二沉池。外溝道約占總氧化溝容積的48%、中溝道約占34%、內溝道約占18%。在運行時，應保持外、中、內溝道溶解氧分別為0、1及2mg/L的梯度分布。外溝道處于低溶解氧狀態，大部分有機物的氧化和硝化反應在外溝道發生，且外溝道的脈沖曝氣后大區域的缺氧環境，可以較高程度實現同時硝化反硝化，具有較高的脫氮效率。內溝道維持較高的溶解氧，主要進行磷的去除。

3. 主要處理單元及特點

（1）生物選擇池。

生物處理前設置生物選擇池，將進水和回流污泥（回流率100%）迅速混合，在對高底物的原污水進行均勻生物接種后，根據微生物選擇理論，處以饑餓狀態的主要微生物菌膠團在高底物情況下，因具有較高的增值數率而迅速達到較高的代謝活動，成為優勢微生物，并且在兼氧——厭氧狀態下迅速將易降解的溶解性有機物質轉化為儲存于細胞中的有機物，并隨后將其轉化成負責形成粘聚性活性污泥絮體的細胞外物質，這樣在選擇池中迅速形成沉降性能良好的活性污泥絮體。反之，由于易引起污泥膨脹的絲狀菌的增值速率在高底物濃度下較低，代謝受到抑制而發展成為劣勢微生物，起到了控制污泥膨脹的作用。不僅如此，由于選擇池中特有的兼氧——厭氧和高底物濃度環境，因而在工藝上有助于提高脫氮除磷效果。

（2）奧貝爾氧化溝。

從氧化溝的水流特性看，既具備完全混合式反應器的特點，也具有推流式反應器的特點。曝氣裝置在溝中間隔布置，使氧化溝中溶解氧濃度呈現高、低交替分布。污水在封閉好氧、厭氧溝渠中循環流動多次，十分有利于活性污泥生物絮體的形成和生物脫氮。在溝中缺氧段，生物實現反硝化，反硝化過程中可提供氧，可有效的減少實際供氧量，降低運行費用。另外氧化溝工藝所采用的表面曝氣系統運行操作簡單，控制靈活，維護方便，運行穩定。在曝氣機后設有導流板，可有效的防止污泥沉淀，使曝氣池中水流成波浪式前進。該工藝對高濃度污水有很大的稀釋作用，抗高濃度污染物沖擊能力強，解決了進水中污染物負荷波動對水處理工藝的影響。由于氧化溝中污泥齡較長，污泥已趨于好養穩定，可不建污泥硝化系統。

（3）沉淀池。

污水廠沉淀池采用輻流式池型結構。傳統沉淀池常常因為水力設計不當而出現短流和污泥懸浮固體的異動流動，導致出水SS濃度偏高或出水水質不穩定。在本工程設計方案中，對傳統輻流式沉淀池的出水堰和池型結構進行了改進，在出水堰底部增設擋板有效防止出水帶走懸浮污泥，該擋板可引導向上懸浮固體遠離出水堰板，確保出水SS達標排放。

4. 運行數據分析

我廠自運行以來，在進水水質波動較大，進水指標超出設計指標的情況下，通過工藝的調節完善，出水各項指標均優于設計的二級出水指標，實際運行參數與處理效果分別見表2和表3。

5. 經驗與結論

（1）奧貝爾氧化溝工藝用于城市生活污水處理，特別是進水濃度值較高、碳源略顯不足的條件下達到了較高的污染物去除率，自污水廠通水以來，運行一直穩定可靠，BOD5、COD、SS、氨氮等出水指標均優于設計標準，這充分體現了氧化溝工藝的優良性能。

（2）由于進水中工業廢水所占比例較大，水質波動也很大，如一天中進水PH值、CODcr、氨氮等都有較大的變化，進水水量也在不同時段波動較大。在進水有機物各項指標超過設計值的情況下，盡管污水處理廠的進水流量未滿負荷運行，但氧化溝污泥有機負荷已達0.10～0.12KgBOD5/KgMLSS.d，超過了設計值0.074KgBOD5/KgMLSS.d，容積負荷已達0.45～0.6Kg BOD5/（m3.d），明顯超過了設計值0.35Kg BOD5/（m3.d）， 而系統均能能維持正常運行，出水水質穩定，說明氧化溝本身就相當于一個調節池，具有較強的抗水質水量沖擊能力，對有機物的去除效率較高。

（3）在實踐中我們發現，維持氧化溝內較高的污泥濃度，特別是在冬季可保證較好的去除效果（氣溫低時一般大于4000 mg/l）。但這引起了氧化內實際需氧量超過了設計值，在不增加供氧的情況下，造成氧化溝內DO值較低。內溝靠近轉碟處DO大于1 mg/l，其余區域DO值大部分處于1 mg/l以下，中溝DO基本在0.5 mg/l以下，外溝接近0mg/l，低于設計的2mg/l 、1mg/l、 0mg/l（內溝、中溝、外溝），盡管這不是原先所期望的，但從連續幾年的運行情況來看，這種低氧運行狀態下能有效的提高氧的傳遞效率，不僅能保證有機物的去除效果，還能保證較高的氨氮去除率，更重要的是確實能節省能耗，降低成本。

（4）污泥指數是表示活性污泥的凝聚沉降和濃縮性能的指標，也是我廠日常監測調控的一個主要指標，SVI低時，沉降性能好，但吸附性能差。SVI高時，沉降性能不好，即使有良好的吸附性能，也不能很好的控制泥水分離。根據我廠的特點，經過實踐，我們一般將SVI值控制在100左右，能保證較好的處理效果。

（5） 奧貝爾氧化溝采用曝氣轉碟在溝道內形成的獨特的流態，即推流式與完全混合式有機統一的特殊流態。間隔布置的曝氣轉碟使得溶解氧有一定的變化梯度，而其在溝內造成的高流速又使得溶解氧的分布趨于均勻，不形成絕對的缺氧、好氧區，而是形成介乎缺氧與厭氧之間的缺氧/厭氧區和介乎好氧與缺氧之間的好氧/缺氧區，導致每個原水質點反復經歷缺氧/厭氧區和好氧/缺氧區的不斷切換，這是一種由點源曝氣加高速流態造成的完全混合形態，可形成宏觀上的“同時硝化反硝化”，起到較好的脫氮效果。

（6）由于氧化溝工藝本身的特點，脫氮與除磷對污泥齡的要求恰恰相矛盾，脫氮要求污泥齡越長越好，除磷則要求短的污泥齡，為了能找到合適的脫氮除磷結合點，要求必須靈活的控制污泥齡，生產中需要根據污泥齡要求合理安排剩余污泥的排放量，最好能在設計時考慮安裝大量程及有變頻功能的剩余污泥泵，以便于調節，保障后續運行效果。