氧化沟的主要形式与特点..

氧化沟的主要形式与特点•一、奥贝尔（Orbal)氧化沟•二、卡鲁塞尔（Carroussel)氧化沟•三、交替式氧化沟一、奥贝尔（Orbal)氧化沟•Orbal氧化沟又称同心圆型氧化沟,奥贝尔氧化一般沟由三个同心椭圆形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。•根据沉淀池的设置，目前主要有以下三种形式：典型Orbal式氧化沟又称同心圆型氧化沟圆形或椭圆形的沟渠，能充分利用水流惯性，节省能耗；容积为6070%，DO约0mg/l，反硝化和磷释放容积为2030%，DO约1mg/l容积为10%，DO约2mg/l进水多沟串联可减少水流短路现象；一）曝气-沉淀一体化氧化沟•曝气-沉淀一体化氧化沟工艺流程示意图见下图，其中沉淀与斜管沉淀类似，沉淀用导流板也可以采用斜管或者斜板。•其特点为：（1）将二沉池建在氧化沟内，完成曝气、沉淀任务；（2）沉淀区由隔墙、三角形导流板、集水管三部分组成；（3）不需要活性污泥回流系统，占地省，节省基建和运行费用。二）侧渠形一体化氧化沟•侧渠形一体化氧化沟侧沟与中心岛内安装固液分离器进行泥水分离，固液分离器的底部采用一系列均匀排列的斜倒等腰三角形横梁，保证了混合液的均匀进入和沉淀污泥的迅速回流。•侧渠作为二次沉淀池，交替进行、交替回流污泥，固液分离器分离原理示意图如下见图。•其特点为：（1）一般固液分离器的平均表面负荷为50m3/(m2∙d),是一般沉淀池的1.5~2倍，因而可比一般的二沉池节省1/3-1/2。（2）固液分离器能实现污泥的自动的回流，节省了工程造价和日常运行，管理及维护费用。3）船形一体化氧化沟•船形一体化氧化沟系指讲船形二沉池设置在氧化沟内，用于进行泥水分离，出水由上部排出，污泥则由沉船底部的排泥管直接排入氧化沟内。•船形一体化氧化沟示意图见下图。•其优点为：（1）一体化氧化沟保留了氧化沟抗冲击能力强的特点；（2）由于一体化氧化沟的沉淀池建在沟内，不用另建沉淀池，而且污泥回流及时，可大大缩小沉淀池容积，节省1/3左右的占地；（3）污泥回流依靠自身重力及沟内水力条件，不须另建污泥回流系统，可大大节省投资；（4）由于配套设施减少，同时减少运行操作人员，运行管理更为方便。•一体化氧化沟具有的占地少、投资省、运行效率高、环境效益和社会效益明显这些优势，特别适用于小区域污水集中处理，有着很高的推广应用价值。•其不足点有：（1）一体化氧化沟沉淀船的沉淀效果不理想；（2）一体化氧化沟进水口位置不合理；（3）沉淀船增加了一体化氧化沟的水力阻力，设备能耗大；（4）一体化氧化沟系统控制难度大，主要体现在：污泥回用量无法控制，很难根据系统运行情况及时调整。发生污泥上浮、流失，没有补救措施，无法强制回流保证系统的正常运行。污水处理系统的运行状况的好坏，由一系列日常化验监测的理化和生物指标反应，监测采纳样点的选取较难有代表性，而多点位采样给监测分析带来一定的麻烦。4）组合式一体化Orbal氧化沟•以组合式一体化Orbal氧化沟和圆形二沉池为基础，将厌氧池、二沉池、硝化液回流、污泥回流系统与Orbal氧化沟组合为一体的氧化沟，具有占地面积小、投资省、消耗低、运行管理更方便等优点。•其示意图见下图：•其特点为：（1）将厌氧池、二沉池、硝化液回流、污泥回流系统与Orbal氧化沟合建一体，充分利用了传统Orbal氧化沟的无效空间，通过共用墙体大大节省了占地面积；（2）利用空余区域构建传统的内、外回流，将污泥外回流变成内部回流，一方面可减少污泥回流泵的扬程，另一方面，缩短了污泥回流时间和活性污泥在沉淀区的停留时间在保持出水质量所需ＤＯ值恒定的条件下，大大降低了在此流程中ＭＬＳＳ内源呼吸所消耗的ＤＯ，从而降低了内沟的ＤＯ水平，使全程氧消耗量降低，提高了系统运行效率，降低了系统的运行成本；（3）采用水力负荷/生物动力学模型联合设计，在期望出水水质指标约束条件下优化设计，降低了系统总停留时间，系统总水头损失，从而节约土地、池容和能耗；二、卡鲁塞尔（Carroussel)氧化沟•卡鲁塞尔氧化沟是60年代末期由荷兰DHV公司研制成功的。其构造特征如右图所示。•由图可见，这是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内作不停的循环流动。•卡鲁塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气机，每组沟渠安装一个，均安设在一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，使活性污泥易于沉淀，而且创造了良好的生物脱氮的环境。•当有机负荷较低时，可以停止某曝气器的运行，在保证水流搅拌混合循环的前提下，节约能量消耗。1）Carroussel1000氧化沟•Carroussel1000针对小规模污水处理厂，适合小型工业废水和社区内的污水处理；•Carroussel1000系统以去除BOD5为主要目的，具有一定的脱氮除磷效果；•Carroussel氧化沟使用立式曝气机，曝气机安装在沟的一端，因此形成了靠近曝气机下游的富氧区和上游的缺氧区，有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉降。2）Carroussel2000氧化沟•Carroussel2000氧化沟实体以及内部布置如下图18-11所示：•在传统卡鲁塞尔氧化沟的基础上，采用隔墙分隔出独特的前反硝化区，形成卡鲁塞尔2000氧化沟，卡鲁塞尔2000氧化沟除了具有氧化沟的特点外，还具有典型的A/O工艺的特点，而其特殊的水力设计使其具有很高的断面流量（为进水流量的30~50倍）和循环流的特点（进水从进入到离开系统，平均要在封闭的流线中循环流动几十次），使得卡鲁塞尔氧化沟成为一个完全混合的循环流系统，具有很高的运行稳定性和对冲击负荷的承受能力。•卡鲁塞尔2000的另一个与众不同之处是其混合液的回流完全通过沟内水流循环自动完成，既节省了传统A/O所必须的外加回流设备和管线，也最大限度地降低了外加回流设备由于抽吸和跌水作用携带溶解氧到缺氧区的可能。3）Carroussel3000氧化沟•Carroussel3000氧化沟为第三代，其特点是水深大，减少了占地面积，同时也具备脱氮除磷的功能。•Carroussel3000氧化沟是在Carrousel2000氧化沟系统前再加了一个生物选择池。该生物选择池是利用高有机负荷筛选菌种，抑制丝状菌的增长，提高各污染物的去除率，其后的工艺原理同Carrousel2000氧化沟系统。•但Carrousel3000氧化沟系统比上一代有质的飞跃：一是增加了池深可达7.5-8m，同心圆式池壁共同，减少了占地面，降低造价同时提高耐低温能力(可达7℃)；二是曝气设备的巧妙设计，表曝机下安装导流筒，抽吸乏氧的混合液，采用水下推进器解决流速问题；三是使用了先进的曝气控制器QUTE(它是一种多变量控制模式)。4）AB-卡鲁塞尔系统•AB-卡鲁塞尔氧化沟是设计来处理工业（制浆和造纸，食品加工业等）污水的。•AB-卡鲁塞尔氧化沟包括二个由DHV开发的内在紧密相关的工艺单元：防止污泥膨胀反应器（ABR）和卡鲁塞尔氧化沟。•其特点为：（1）可以有效解决污泥膨胀的问题，此外具有耐冲击负荷能力强，去除率高，电耗低等特点。（2）使用AB-卡鲁塞尔反应器时，相比于传统的处理系统，可使系统的需氧量、占地、污泥的产量下降，因而可以大大节约投资和运行成本。5）MBR-卡鲁塞尔系统•MBR-卡鲁塞尔系统是卡鲁塞尔氧化沟最新和最高级的形式，它可以广泛地应用于市政污水和各种工业污水处理系统。•MBR-卡鲁塞尔系统包括二个组成部分，即卡鲁塞尔氧化沟段，在其中发生生物处理过程；膜处理段，对处理过后的水和污泥进行有效分离。•MBR-卡鲁塞尔系统开发的优势在于：（1）它大量的减少了系统占地，系统不再采用占地的二沉池；（2）其出水水质好，几乎可以去除悬浮物和胶体，处理后的污水可以实现回用。6）其他形式的氧化沟＊二阶段A/O系统，如下图18-14所示：•该系统保留了反硝化过程的优点，包括可恢复硝化阶段约50%的碱度，可利用缺氧条件去除部分BOD5，从而节省曝气能耗以及改变活性污泥性能等。•与其他反硝化工艺相比，最突出的优点是：可实现硝化液高回流比，达到较深程度的总氮去除效果，同时无需任何回流提升动力。•对较大规模的污水厂来说，节能潜力巨大，系统出水水质：BOD5为10mg/L、TN为7~10mg/L。＊A2/O氧化沟A2/O氧化沟为设置厌氧、缺氧段的Carroussel氧化沟。A2/O氧化沟具有脱氮除磷功能，是目前城市污水处理的主流工艺之一，该系统的出水水质可达：BOD5/TSS/TN/TP=10:15:7~10:1~2。图18-15为A2/O氧化沟工艺流程示意图。•该工艺利用了氧化沟内的水力循环、无动力内回流等特点，实现类似于A2/O工艺，已达到脱氮除磷的目的。可使出水磷浓度1.0mg/L。•A2/O氧化沟主要刘三部分组成，即厌氧区、缺氧区、氧化沟区。该工艺是在普通Carroussel氧化沟前增设了一个厌氧区和缺氧区（又称前置反硝化区），以加强聚磷菌的释磷、吸磷和营养盐NOx-N的去除，在去除BOD的同时达到脱氮除磷的目的。＊四阶段卡鲁塞尔-Bardenpho系统在Carroussel2000氧化系统下游增加了第二缺氧池以及再曝气池，实现更高程度的脱氮。该系统出水水质可达到BOD510mg/L、TN3mg/L。＊五阶段卡鲁塞尔-Bardenpho系统在A2/C卡鲁塞尔系统的下游增加了第二缺氧池和再曝气池，形成了厌氧-缺氧-好氧-再缺氧-再曝气的强化污水深度处理流程，实现了更深程度的除磷和脱总氮。该系统出水水质可达到BOD510mg/L、TN3mg/L、TP1mg/L。•五阶段卡鲁塞尔Bardenpho工艺流程示意图见图18-16。三、交替式氧化沟•交替式交替式氧化沟是由丹麦Kruger公司创建的，有二池和三池交替工作的二种情况。包括D型、DE型、T型、VR型氧化沟。一）D型氧化沟D型氧化沟由容积相同的A、B池组成，串联运行，轮流作为曝气池和沉淀池，一般为8h为一个运行周期。D型氧化沟示意图见下图。•此种系统可获得优质的出水和稳定的污泥，同样不需设污泥回流系统，缺点是曝气转刷的利用率仅为37.5%。图18-17交替工作的氧化沟（D型）二）DE型氧化沟在双沟式（D型）氧化沟基础上考虑脱氮除磷功能，故氧化沟前后设置厌氧池和沉淀池，此种类型称为DE型氧化沟。DE型氧化沟工艺适用范围广，不仅适用于大型污水处理也可适用于中小型城镇或居住区污水的处理。其处理工艺流程示意图如图18-18所示。三）VR型氧化沟VR型氧化沟是将曝气沟渠分为A、B二部分，其间有单向活拍门相连。VR型氧化沟利用定时改变曝气转刷的旋转方向，以改变沟渠的中的水流方向，使A、B二部分交替地作为曝气区和沉淀区，因此不需设二沉池和污泥回流系统。交替式氧化沟在脱氮效果上良好，为达到除磷效果，通常在氧化沟前设置相应的厌氧区或构筑物或改变其运行方式。其示意图如下：四）T型氧化沟三沟交替的氧化沟系统（T型）是为克服D型系统的缺点开发的，目前应用很广。在T型氧化沟运行时，二侧的A、C二池交替地用作曝气池，中间的B池则一直维持曝气，进水交替引入A池或C池，出水相应地从C池或A池，这样做提高了曝气转刷的利用率，还有利于生物脱氮。三沟交替的氧化沟见下图。•三沟式氧化沟是氧化沟的一种典型构造型式，目前采用的三沟式氧化沟工艺，是丹麦在间歇式运行的氧化沟基础上开创的，它实际上仍是一种连续流活性污泥法，只是将曝气、沉淀工序集于一体，并具有按时间顺序交替轮换运行的特点，其运转周期可根据处理水质的不同进行调整，从而使其运行操作更趋于灵活方便。•这种工艺流程简单，无需另设一次、二次沉淀池和污泥回流装置，使氧化沟工艺的基建投资和运行费用大为降低，并在一定程度上解决了以往氧化沟占地面积大的缺点。•美国EPA对不同类型生物处理法的运行情况的调查结果表明，不同工艺出水BOD5小于20mg／L的时间占总运行时间百分数分别是：氧化沟90％，鼓风曝气70％，生物