氧化溝工藝在中小型城市污水處理中的運用

馬 瑩

（上海同濟建設有限公司 上海 200092）

1972年聯(lián)合國人類環(huán)境會議以后，“環(huán)境保護”這一術(shù)語被廣泛的采用。環(huán)境保護是我國的基本國策。環(huán)境保護工作的好壞，對保障社會勞動力再生產(chǎn)免遭破壞有著重要的意義。隨著我國社會和經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市環(huán)境水資源的污染也日趨嚴重。2012年《全國環(huán)境統(tǒng)計公報》顯示，全國廢水排放總量684.8億噸。其中，工業(yè)廢水排放量221.6億噸，占廢水排放總量的32.3%，比上年減少2.6個百分點；城鎮(zhèn)生活污水排放量462.7億噸，占廢水排放總量的67.6%，比上年增加2.7個百分點。《重點流域水污染防治“十二五”規(guī)劃》中，2012年重點流域的廢水排放總量為453.9億噸，占全國廢水排放總量的66.3%。由于“污染”導致的水資源短缺，嚴重制約著我國社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展。目前我國水污染控制的重點已從以工業(yè)點源為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐猿鞘形鬯廴緸橹鞯目刂啤?/p>

1 氧化溝工藝在城市污水處理中的優(yōu)勢

1.1 技術(shù)工藝及特點

1.1.1 工藝介紹

氧化溝工藝是活性污泥法的一種變形工藝，是一種延時曝氣系統(tǒng)。溝體呈環(huán)形，一般為橢圓形或圓形。進水口和回流污泥口在曝氣機的上游，出水口在曝氣機的下游。通過曝氣裝置的不斷供氧和推動水流循環(huán)，使有機物、微生物及氧氣三者充分混合接觸。水處理中常用的曝氣裝置為：機械曝氣機、射流曝氣機、導管式曝氣機等。氧化溝內(nèi)還設有導流墻和導流板，以減少彎道的水頭損失，降低混合液表面流速，提高傳氧速率。

1.1.2 技術(shù)特點

（1）流態(tài)上的整體完全混合和局部推流的特性，使污水形成了良好的混合液生物絮凝體，大大提高了二沉池的污泥沉降速度。

（2）多樣的構(gòu)造形式，使其運行性能機動靈活，可按照任意一種活性污泥法的運行。

（3）脫氮效果優(yōu)于普通活性污泥法。在不外加碳源的情況下，溝內(nèi)溶解氧的不均勻分布交替形成好氧區(qū)和缺氧區(qū)，實現(xiàn)有機物和總氮的去除。

1.1.2 污水處理中的應用優(yōu)勢

對于經(jīng)濟處于起步階段的中小型城市而言，城市污水處理要兼顧環(huán)境效益和社會效益的雙重責任。由于氧化溝的型態(tài)特點和設計參數(shù)的可調(diào)性，使其基建和運行費用較低，出水BOD5一般為10mg/l左右。上世紀80年代始，我國新建污水處理廠中，氧化溝作為高效、經(jīng)濟且具有較強競爭力的二級處理工藝被大量采用。

2 存在的問題及對策

2.1 污泥膨脹問題

2.1.1 絲狀菌性污泥膨脹：主要是由于溝中污泥負荷過高時，水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，pH值偏低，溶解氧濃度不足，排泥不暢等引發(fā)；2.1.2非絲狀菌性污泥膨脹：主要是由于水溫較低，細菌吸收了大量營養(yǎng)物質(zhì)，卻代謝慢，多糖類物質(zhì)大量貯積，使活性污泥體積指數(shù)（SVI）值變大而形成。

2.2 泡沫問題

由于泥齡長污泥老化和水中部分油脂富集于污泥中，經(jīng)轉(zhuǎn)刷充氧攪拌導致大量泡沫產(chǎn)生。

對策：采用除沫劑，如機油、煤油、硅油（投量為0.5～1.5mg/l）；表面噴水消泡；增設除油裝置；增加曝氣池污泥濃度或減小曝氣量，均能有效控制泡沫。

2.3 污泥上浮問題

水中含油大，泥質(zhì)變輕，易造成缺氧，產(chǎn)生腐化污泥上浮；當曝氣時間過長時，硝化-反硝化作用產(chǎn)生N2，也易使污泥上浮。

3 氧化溝工藝的改良

3.1 改良的原則

氧化溝池型改良遵循以一體化簡易污水處理技術(shù)為基礎，連續(xù)流的方式為總原則，通過對多種連續(xù)流生物除磷脫氮工藝時空關(guān)系的分析，以水力內(nèi)回流取代機械內(nèi)回流，實現(xiàn)在最少、最合理的空間中完成C、N、P和SS的同時去除。

3.2 優(yōu)化分析

3.2.1 改良型池體采用三溝道串聯(lián)設計，借鑒跑道型溝道的構(gòu)造和水力內(nèi)回流方式，減少了大回流比的機械設備又保留其三溝道串連層層推進的流態(tài)特點，有利于難降解有機物的去除和減少污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2.2 改良型氧化溝的DO分布特征大大提高了N的去除，也起到了一定的節(jié)能效果，加之外溝道內(nèi)所特有的同時硝化-反硝化功能，使節(jié)能效果更為明顯。

3.2.3 將同心圓型溝道展開，設計為環(huán)狀跑道型，去掉中心島的無效占地，同時，集曝氣、凈化和固液分離合為一體的特性，不需要單獨建造二沉池和污泥回流泵站，大大降低了占地面積和基建成本。

4 結(jié)語

氧化溝技術(shù)發(fā)展的強勢在于氧化溝的環(huán)流，由于這種環(huán)流，使氧化溝具有處理效率高、抗高負荷能力強、運行穩(wěn)定等特性。在合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理廠中，合理設計、多種操作，將大大增加工藝運轉(zhuǎn)的靈活性。污水處理工藝和技術(shù)的選擇是影響城市污水處理廠投資和運行成本的主要因素，因此開發(fā)適合我國國情的、高效、低耗、滿足排放要求、基建和運行費用低的污水處理新技術(shù)和新工藝，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

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[6]全國環(huán)境統(tǒng)計公報(2012).