改良型Carrousel氧化溝工藝在市政污水處理廠中的應用

嘉園環保有限公司　林　莉

改良型Carrousel氧化溝工藝在市政污水處理廠中的應用

嘉園環保有限公司林莉

該文簡要闡述了改良型Carrousel氧化溝工藝的工作原理及工藝改進，著重從脫氮除磷效果的角度，介紹了改良型Carrousel氧化溝工藝在市政污水處理廠中的實際應用。

改良型Carrousel氧化溝工藝 脫氮除磷 市政污水

目前，在福建省內各市、縣級的市政污水處理廠中，除了接納生活污水外，還需接納處理達到《污水排入城鎮下水道水質標準》（CJ343-2010）相應要求的工業污水，此類污水一般含氨氮和磷的成分比較高，因此，市政污水處理廠內的主體生化處理工藝需做相應的改進，以適應進廠污水在水質和水量上的變化，并且需具備較好的脫氮除磷功能，而改良型Carrousel氧化溝工藝主要加強了其脫氮除磷的作用，因此，對處理含有工業污水的市政污水廠尤其適用。

1　工作原理及工藝改進

1.1工作原理

為了取得更好的除磷脫氮效果，改良型Carrousel氧化溝在普通Carrousel氧化溝前增加了一個厭氧區和缺氧區。全部回流污泥和污水進入厭氧區，可將回流污泥中的殘留硝酸氮在缺氧和碳源條件下完成反硝化，為以后的缺氧區創造缺氧條件。同時，厭氧區中的兼性細菌將可溶性BOD轉化成VFA，聚磷菌獲得VFA將其同化成PHB，所需能量來源于聚磷的水解并導致磷酸鹽的釋放。厭氧區出水進入內部安裝有攪拌器的缺氧區，缺氧區內混合液既無分子氧，也無化合物氧（硝酸根），在此缺氧環境下，污水可提供足夠的碳源，使聚磷菌能充分釋磷。缺氧區后接普通Carrousel氧化溝系統，進一步完成去除BOD、脫氮和除磷。最后，混合液在氧化溝富氧區排出，在富氧環境下聚磷菌過量吸磷，將磷從水中轉移到污泥中，隨剩余污泥排出系統。這樣即可同時去除BOD、COD，并達到脫氮除磷的目的。

1.2工藝改進

本文所述改良型Carrousel氧化溝主要根據進水氨氮和磷的水質指標，調整前置厭氧區和缺氧區的容積大小，并且對氧化溝內的設備配置進行改良。

若污水廠進水氨氮和磷的濃度較高，可適當加大厭氧區和缺氧區的容積，在保證氧化溝總容積不增大過多的前提下，調整好三個區域的容積比，同時，在進水碳源不足、碳氮比例較低的情況下，還需在缺氧區內增設投加碳源，以提高氧化溝的脫氮除磷效果。

在設備配置方面，通常在缺氧區回流渠的端口處裝有一個可調節的活門，可采用內回流門，根據出水含氮量的要求，調節活門張開程度，可控制進入缺氧區的流量。缺氧和好氧區合建式氧化溝的關鍵在于對曝氣設備充氧量的控制，必須保證進入回流渠處的混合液處于缺氧狀態，為反硝化創造良好環境。因此，改良型Carrousel氧化溝采用潛水式回流泵來代替內回流門，利用其微揚程、大流量的工作特點，可有效保證回流的效果，并且可維持在低能耗運行。另外，在厭氧區內通常采用潛水攪拌器來混合和維持污泥懸浮。但在實際工程應用中，通常會碰到潛水攪拌器損壞率較高及污泥濃度較高時攪拌效果不明顯的問題，因此推薦采用運行較穩定及攪拌效果較好的雙曲面攪拌器，與傳統的槳葉攪拌相比，具有結構簡單、便于安裝維護、混合均勻、效率高、能耗低、無死角等特點。

2　實際應用

2.1工程概況

福安市賽甘污水處理廠位于福安市甘棠鎮南塘村徐厝溪，主要處理福安經濟開發區和甘棠鎮產生的污水，除了接納鎮區的生活污水，還包括福安經濟開發區和甘棠鎮規劃工業區的工業污水，這兩個區域主要布置電機制造、機電配套、船舶修造加工、食品包裝和金屬加工等工業，從區域現狀引進項目情況來看，工業區內企業主要為低污染企業，但仍需保證脫氮除磷的處理效果。

福安市賽甘污水處理廠分近、遠兩期建設，近期建設規模2.0萬m3/d，遠期增建規模2.0萬m3/d一組，總處理水量4.0萬m3/d。尾水最終的受納水體為賽江甘棠段。污水處理后尾水應達到GB18918-2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中一級B標準（見表1）。

表1　賽甘污水處理廠近期設計進出水水質及處理程度表

2.2工藝流程

福安市賽甘污水處理廠生化處理采用改良型Carrouse氧化溝工藝，消毒采用紫外線消毒工藝，污泥處理采用污泥濃縮池+帶式壓濾機工藝。主要生產構筑物包括廠區污水泵井、細格柵及旋流沉砂池、改良型Carrousel氧化溝、二沉池、紫外消毒池、巴氏計量槽、配水井及污泥泵井、污泥濃縮池、污泥脫水間及污泥堆棚等。污水及污泥處理工藝流程圖如圖1所示。

圖1　污水及污泥處理工藝流程圖

2.3具體設計

福安市賽甘污水處理廠的主體生化工藝采用改良型Carrousel氧化溝，單座設計規模為2.0萬m3/d，近期設計1座，遠期再設計相同規模的1座。其具體設計參數如下：設計水溫：T=15℃；污泥負荷系數：F/M=0.09kgBOD5/（kgMLSS·d）；污泥產率系數：Y=0.55mgVSS/mgBOD5；污泥濃度：MLSS=4000mg/L；有效水深：4.0m；泥齡：30d；厭氧時間：1.5h，厭氧區有效容積：1250m3；前置缺氧時間：2.5h，前置缺氧區有效容積：2083m3；好氧時間：8.5h，好氧區有效容積：7083m3；整座氧化溝總有效容積：10416m3；總水力停留時間：12.5h。

厭氧區、缺氧區和好氧區分別隔開，厭氧區設置單溝，缺氧區設置兩溝，好氧區由四個單溝組成，整個氧化溝平面尺寸90.8×30.2m，總高度4.5m。

在氧化溝厭氧區內設雙曲面攪拌器3臺，達到攪拌和推流的作用，規格為MH2000，葉輪直徑2.0m，服務范圍是6～14m，功率P=3.0kW，葉輪采用玻璃鋼材質，軸采用不銹鋼304。

在缺氧區和好氧區內分別設置2臺和4臺水下推流器，達到推流的作用，其中除好氧區靠近出水口的推進器規格為LFP4/4-2000-52，2.0m聚胺脂葉輪，功率P=4.0kW外，其余5臺推進器規格均為LFP3/4-1800-52，1.8m聚胺脂葉輪，功率P=3.0kW。

在氧化溝好氧區內設立軸葉輪慢速表曝機2臺，均變頻控制，靠近氧化溝出水端配置1臺表曝機，型號為：HS-3000，葉輪直徑3000mm，功率P=75kW，充氧量157.50kgO2/h，旋轉方向從上往下看為順時針；靠近好氧區進水端配置1臺表曝機，型號為HS-3000，葉輪直徑3000mm，功率90kW，充氧量190.23kgO2/h，旋轉方向從上往下看為順時針。

為了提高氧化溝的除氮功能，提高氧化溝混合液回流比，取R=4，在氧化溝好氧區與缺氧區交界處配置2臺潛水式硝化液回流泵，其中1臺變頻控制，規格為：流量Q=1600m3/h，揚程H=0.8m，功率P=7.5kW。

在氧化溝出水配制電動可調出水堰門，堰門寬5m，可調高度0.5m，功率P=0.55kW。

氧化溝好氧區內還配置1臺DO測定儀，測量范圍為0～15.0mg/L，以及1臺MLSS測定儀，測量范圍為0～8000.0 mg/L。

在水量少、水質指標低時可只開啟一臺表曝機和一臺推進器，以防止混合液沉淀，又達到節能的目的，使運行管理更為靈活。另外，表曝機上均配制變頻器，可通過PLC控制系統根據好氧區中溶解氧濃度來調整電機轉速，達到減小用電量的目的。水下推流器則需連續運行，防止污泥沉淀，使溝中污水按指定方向流動。

具體構造及設備布置詳見圖2。

圖2　氧化溝具體布置圖

2.4運行效果

福安市賽甘污水處理廠已建成并運行1年多時間，雖然進水量尚未達到設計規模，并且進水水質中COD和BOD濃度較低，但是氨氮、TN和TP的濃度卻較高，在碳氮比偏低的情況下，沒有設置其他脫氮除磷的措施，出水可以穩定達標排放，因此可以說明，改良型Carrousel氧化溝在其中發揮了一定的脫氮除磷作用。具體運行數據見表2。

時間 水量（t/d） 進出水 CODCr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L） pH進水 144 50.6 99 24.3 35.9 3.31 7.28 2014年1月 2637.4出水 25.4 2.4 6 2.98 10.5 0.46 6.87進水 150 53 100 25.7 37 3.37 7.22 2014年2月 2864 出水 25.3 2.4 6 3.42 11.1 0.36 6.8進水 152 54.2 100 25.7 37 3.41 7.26 2014年3月 3516.3 出水 25.2 2.4 6 3.27 10.9 0.38 6.8進水 170 60.8 100 23 34.4 3.12 7.3 2014年4月 3178.6 出水 29.4 2.3 6 2.98 10.5 0.34 6.83進水 179.4 62.3 98 21.7 28.4 2.92 7.39 2014年5月 7711.8 出水 25.2 2.9 8 2.91 15 0.54 7.2進水 166 56.2 91 18.02 26.3 2.70 7.34 2014年6月 10298 出水 29.3 2.8 16 3.22 11.6 0.41 7.22進水 158.6 55.3 87 18.57 29.9 2.76 7.35 2014年7月 9509.8 出水 28.9 2.8 17 3.5 10.8 0.4 7.29進水 155.4 54.3 95 19.34 28.7 2.83 7.32 2014年8月 11537.1 出水 26 2.6 17 2.87 10.8 0.38 7.25進水 150.5 51.9 111 18.96 29.6 2.83 7.29 2014年9月 12019.1 出水 23 2.5 18 2.45 10.5 0.33 7.19進水 181.6 63.7 118 22.4 36 2.04 7.34 2014年10月 9200.7 出水 23.2 2.6 17 3.15 12.1 0.37 7.24進水 136 42.3 119 17.5 29.1 2.17 7.37 2014年11月 9914.1 出水 26.2 2.6 16 3.69 16 0.43 7.34進水 146 54.6 123 19.4 26.9 2.22 7.41 2014年12月 9896 出水 28.4 2.5 16 3.88 16.4 0.48 7.26

3　結論

綜上所述，改良型Carrousel氧化溝工藝可根據設計進水水質調整厭氧區和缺氧區的容積大小，并對各區的設備配置做相應的調整，提升了其脫氮除磷的處理效果，面對工業污水在市政污水廠內比重的日益增大，采用脫氮除磷處理效果更好的改良型Carrousel氧化溝工藝具有一定優勢。

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