奧貝爾氧化溝脫氮除磷改造特點

邵宏文

（山東省城建設計院，濟南250001）

1 奧伯爾（Orbal）氧化溝工藝結構

奧伯爾（Orbal）氧化溝通常由3個橢圓形的溝道組成，來自上游的污水與回流污泥混合液首先進入外溝道，再依次進入中溝道和內溝道，相當于把3個完全混合反應池串聯在一起，出水從中心島的出水堰排至二沉池。

傳統的奧伯爾（Orbal）氧化溝采用轉刷或轉盤曝氣，盤面密布凸起齒結，盤片與水體接觸時，可將污水打碎成細密水花，具有較高的混合充氧能力。

橢圓形溝道，能充分利用水流慣性，溝渠內混合液流速可達0.3～0.9m/s，不產生污泥沉積。

奧伯爾（Orbal）氧化溝的外溝道的容積最大，為總容積的60%，中溝道為30%，內溝道10%。運行時，使外、中、內3層溝渠內混合液的溶解氧保持較大的梯度，如分別為0.1，2mg/L；同時在外溝道，污泥負荷（F/m）高；污水依次進入中間溝道和內溝道，污泥負荷（F/m）隨時間、空間遞減。

2 奧貝爾氧化溝污水處理廠改造實例

Y 縣污水處理廠于2003 年10 月破土動工建設，2004年9月正式投產運行。設計處理能力3萬m3/d，采用奧貝爾氧化溝生物處理工藝，污水處理廠出水執行國家GB18918—2002 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中二級標準，設計進出水水質如圖1。

圖1 工藝流程

2.1 進水水質

CODCr≤500mg/L；BOD5≤200mg/L；SS≤200mg/L；NH3-N≤35mg/L；TP≤4mg/L。

2.2 出水水質

CODCr≤100mg/L；BOD5≤30mg/L；SS ≤30mg/L；NH3-N≤25（30））mg/L；TP≤3.0mg/L。

處理設施奧貝爾氧化溝和二沉池兩組，每組處理1.5萬m3/d污水，項目自建成后運行狀況良好，到2008年日處理污水量2.4萬m3/d，初步解決了水環境污染問題。

3 脫氮除磷第一階段升級改造

Y縣污水廠分別在在2008年和2012年分兩階段（先提高到一級B，再到一級A） 提標改造到了GB 18918—2002 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的一級A標準。

3.1 升級改造的進出水水質

設計進水水質仍為原進水水質：CODCr≤500mg/L；BOD5≤200mg/L；SS≤200mg/L；TN≤45mg/L；NH3-N≤35mg/L；TP≤4mg/L。

出水水質： 改造后出水水質達到GB 18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中一級B標準控制：CODCr≤60mg/L；BOD5≤20mg/L；SS ≤20mg/L；TN ≤20mg/L；NH3-N ≤8 （15）mg/L；TP ≤1.5mg/L。

3.2 常規生物脫氮除磷工藝路線

生物脫氮除磷系統主要由厭氧池、缺氧池、好氧池3個部分組成，三者不同的組合方式，形成了不同的生物脫氮除磷工藝流程，如圖2。其中最為常用的是厭氧—缺氧—好氧工藝（ Anaerobic-anoxic-oxic，簡稱A/A/O或A2/O），由厭氧池、缺氧池、好氧池串聯而成，通過污泥回流和混合液回流，在去除有機物的同時具有脫氮除磷的功能。

圖2 A2/O工藝流程

3.3 奧伯爾氧化溝同步脫氮除磷功能

嚴格來說，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但氧化溝特有的廊道式布置形式，為厭氧、缺氧、好氧的運行方式提供了得天獨厚的條件，因此，將氧化溝設計或改造成脫氮除磷工藝。關鍵是要按照生物同步脫氮除磷工藝的路線確定各溝渠相應的參數、功能分區和操作方式的選擇，通過人為設置厭氧區、缺氧區和好氧區，使之變成具有脫氮除磷功能的氧化溝。

Y縣污水廠在2008年開始進行對標一級B 的升級改造，把原有工藝改造為具備脫氮除磷功能的奧貝爾氧化溝工藝，改造內容主要是增加厭氧池、增加轉盤盤片數量增加曝氣量、增加回流及剩余污泥泵房進行污泥回流及剩余污泥的排放、設置內回流泵進行混合液回流及增加一套化學除磷輔助裝置，總投資400萬元。其改造工藝流程如圖3。

圖3 改造工藝流程

工程于2009年改造完成，隨即投入運行，對Y縣污水處理廠2016年12個月進行統計，平均每月進水量77.8萬t，每天水量2.6萬m3/d。2016年12個月實際進水水質中，CODCr：300～500mg/L；BOD5：170～200mg/L；SS：100～160mg/L；NH3-N：50～60mg/L；TN：55～70mg/L；TP：7.0～10mg/L。

2016 年12 個月實際出水水質中，CODCr：38 ～50mg/L；BOD5：20～10.2mg/L；SS：9～15mg/L。

NH3-N ：3.3 ～8.1mg/L；TN：10.2 ～15.8mg/L；TP：1.9～2.9mg/L。

出水指標中除TP外 （未啟動化學除磷輔助裝置），其他COD、BOD5、SS、氨氮、TN等指標都達一級B標準，甚至大部分時間出水水質都達一級A標準。

4 結語

（1）改造后的奧貝爾氧化溝具有優異的同時去除有機物和脫氮除磷的功能。奧貝爾氧化溝相當于一系列完全混合反應池串聯在一起，但每一圓形溝渠均表現出單個反應器的特性，而渠與渠之間又有相當大的不同，在形態上兼有完全混合式和推流式工藝的優點，這是氧化溝有可靠運行效果的結構性特點。

（2）脫氮除磷最大的問題是脫氮和除磷效果相互制約，一個關鍵的問題就是回流污泥中的硝酸鹽對厭氧段的影響，氧化溝的環流特點使其能夠自行內回流，最大程度降低了硝酸鹽的回流濃度，使污泥回流量可減少到50%，混合液內回流基本維持在100%～200%之間。

（3）外溝道同時發生硝化和反硝化，一是TN及氨氮濃度低，二是亞硝酸鹽及硝酸鹽氮濃度在外溝道并沒有大量增加。同時在外溝道缺氧的條件下，微生物可進行磷的釋放，以便在好氧條件下吸收污水中的磷，進一步提高除磷效果。

（4）實際運行中奧貝爾氧化溝具有靈活的操作管理模式，奧貝爾氧化溝3條溝道中，其中溝的功能由供氧決定，當系統重點要求側重脫氮時，相當于A/O脫氮工藝；當系統要求同時脫氮除磷時，相當于A/A/O工藝，在具體設計時可充分利用之一特點。

（5）如工程對生物除磷要求較高，設計時在氧化溝前設單獨的厭氧池，厭氧池的計算與A/A/O工藝的厭氧池計算相同。