Carrousel氧化沟技术发展研究陈学群

第16卷第4期煤矿环境保护C匕ia诵xleD明业O1拍祀以alRot烈尤onVbl,16,No.4,2002...................................................................................................................................,.............口........目..目.门..口..............口.曰.州.曰....}问题探讨{carrouse尸氧化沟妓术发展研究陈学群俞爱媚吕斌(海宁市环境保护局,浙江海宁314100)(DVH公司北京代表处,北京1仪X)16)摘要:本文阐述了c~use@l氧化沟系统的主要优点、工艺演变形式和原理,认为现代脱氮除磷理论的发展是C~sel。氧化沟技术的发展推动力,同时讨论了C~l吸化沟技术的未来研究方向。关键词:俪既l回氧化沟;脱氮除磷;研究方向中图分类号:X703文献标识码:B文章编号:1以万一8759(2印2)以一仪只6一以ONn曰以江DP]N[GOFCU扭幻USElpOX妞叭lTO[ND仃CHCIENXue一卿nuYiA一meiaHi成咭乙叨￡功~侧滋之尸m招tChaBuera“,aHi瓜吧,肠和鳍314100)LUBin刀月下1《叉刃16)川比坛叱t:nIihts沈view,allhetmainadvan恤gesof而面tionid叻system,het明laysofeB如堵凡叩心e川恤t王浇侧斥e,及娜咭二imanadvanat朗,ofc~use网。evoluitonandpnncivlehaveb戈n~留d.tI15eertainhwohetrl加demhteoertiesofdeint对五caitonandPhOsphousridcht15idcsussedinhahrterdevelopment.·如pulse比伽认吐hte而daitonidchtPDCIe88imP拍vdeon,hte而daiton肠聊阳八如:。叮印usel。丽idatonidhct,deiniiftricatonadnhonsphor’US此伽val,~hid二iotn1概述1967年,DvH公司综合了常规污水处理系统和氧化沟的优点,发明了第一代c叮musel。氧化沟系统。时至今日,世界范围内有近850多个上规模的污水处理厂投人了运行。实践证明,c一sel。氧化沟技术是二级污水处理技术中一种最可靠的技术之一。从1967年的第一座c~se闷氧化沟到今天的带厌氧区的。盯皿selo绷氧化沟系统,c一sel。氧化沟发生了巨大的变化。本文旨在探究。叮musel。氧化沟技术的演变规律,进而讨论该技术的未来研究方向。收稿日期:2X()l一11一232OarIDuse户氧化沟的主要优点与常规污水处理系统相比,俪姗户氧化沟具有以下几个主要优点:(l)在处理某些工业废水时尚需预处理,但在处理城市污水时不需要预沉池;(2)污泥稳定,不需消化池可直接干化;(3)工艺极为稳定可靠;(4)工艺控制极其简单;(5)系统性能显示,BoD降解率达95%一98%,c0D降解率达卯%一95%,同时具有较高的脱氮除磷功效;(6)。叮m既l。氧化沟系统不再使用卧式转刷曝气机而采用立式低速搅拌机,使沟式可增加到5陈学群等。劝m既必氧化沟技术发展研究m甚至sm,从而使曝气池的占地面积大大减刁、;(7)C~sel氧化沟从“田径跑道”式向“同心圆”式转化,池壁共用,降低了占地面积和工程造价。3Ca加usel。氧化沟系统形式上的演变第一代为普通c~sep氧化沟,该种形式氧化沟以去除BOD为主要目的,并具一定的脱氮除磷效果;第二代为c~se间绷氧化沟,该种形式氧化沟主要是针对排放标准对氮、磷的严格要求而发展起来的具有脱氮除磷的工艺;第三代是c一se户3姗氧化沟,其最显著的特点是水深很大,减少了占地面积,同时也具备脱氮除磷功效。如图l、图2和图3所示。一泥、、厂/污\/一余、J\一乘池一念工清尸一一\一澄/一一`介一格栅和除砂卡鲁塞尔进水回流污泥图1第一代普通c~seI@该化沟系统形式图2第二代c~seP绷级化沟系统形式污水经过格栅和除砂池后,不经过预沉淀,直接与回流污泥一起进人卡鲁塞尔系统。污水在曝气区被充分搅拌后,混合液(污水和悬浮状活性污泥)流过氧化沟。在充分搅拌的曝气区下游,湍流减弱,逐渐形成活塞流。水流维持在最小流速,保证活性污泥处于悬浮状态(平均流速0.3m/s)。水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态,使活性污泥再次絮凝在一起,从而改善了污泥的可沉降能力,提高了水的澄清质量。在普通c一sel。系统中,BOD降解是一个连续过程,硝化作用和反硝化作用发生在同一池中,使用设备并不超过一种。实际上,c~se网就是一个池中的模糊的A一O工艺。表面曝气机使棍合液中溶解氧DO的浓度增加到大约2一3mg几。在这种充分掺氧的条件下,微生物得到足够的溶解氧来氧化BOD,同时,氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐(硝化作用),此时,混合液处于有氧状态。微生物的氧化过程消耗了水中的溶解氧,直到oo值降为0,混合液呈缺氧状态。缺氧区内没有用于BOD和氨氧化的溶解氧,但是,仍有某些微生物可以利用硝酸盐中结合的氧来氧化有机物。这个过程可以把硝酸盐分解成氮气释放出来,被称做“反硝化作用”。反硝化作用有助于进一步净化水质,但是它依赖于水中生物可降解碳源的数量。经过缺氧区的反硝化作用,混合液进人有氧区,完成一次循环。普通CaxOIusel。氧化沟系统的污水处理效果非常显著,降解率分别可达BOD95%,coD90%,N75%,P65%。表曝机进水井/污泥分配...七`,~布``\\\、一产了了导导流筒筒,,匆匆推进器2仪力氧化沟的工艺原理前反硝化池出水4普通第三代c~sleo灿权化沟系统形式c~se户氧化沟的工艺原理C~use1OZ仪刃氧化沟系统是在普通c*uDIsle。氧化沟前增加了一个厌氧区和缺氧区(又称前反硝化区)。原水和沉池回流污泥在厌氧池中搅拌混合。此时在厌氧池完成下列反应:a.厌氧池中的兼性反硝化菌异化原水和回流污泥中的硝酸盐和亚硝酸盐,得以脱氮;b.厌氧池中的兼性细菌将sBOD转化成VFA,聚磷菌获得VFA将其同化成PHB,所需能量来源于聚磷的水解并导致磷酸盐的释放。厌氧池后紧接缺氧池,微生物在缺煤矿环境保护第16卷第4期氧池中完成下列反应:①缺氧池中的兼性反硝化菌异化厌氧出水和普通c一se1。氧化沟中分流过来的硝酸盐和亚硝酸盐,使脱氮更为充分;②缺氧池中的聚磷菌利用后续普通c一se户氧化沟中分流而来的混合液中的硝酸盐和亚硝酸盐所提供的电子吸磷,避免同时反硝化和吸磷时BOD量的不足;而后的caonusel。氧化沟完成了充分硝化、充分吸磷和充分降碳等作用。在。叮m山el。姗氧化沟系统的污水处理效果更为显著,降解率分别可达BOD98%,COD95%,N95%,P可达1一却pm。物可以吸收超过正常水平的磷,通过排泥排除多余的磷而达到除磷的目的。图5、图6是生物除磷的原理图。…。蛋漂素。}l—}氨氮}—写{有机氮(净增量)Hwe土军A人weweA人f.K刃、J毛B]lǎ忽6c~哭103(拟)氧化沟的工艺原理c~103仪刃氧化沟系统是在canDeUSl。2仪X)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,其后的工艺原理同俪usel日姗氧化沟系统。但。叮m叹103姗氧化沟系统质的飞跃,一是增加了池深可达7.5一sm,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QU现(它是一种多变量控制模式)。7CaroruseIO氧化沟系统工艺演变的推动力生物脱氮除磷理论的发展是。叮印usel。氧化沟系统工艺演变的推动力。现代生物脱氮除磷理论认为,污水通过污水处理系统的非曝气区形成缺氧和厌氧环境,或单独设立缺氧和厌氧环境,或通过控制充氧量与运行条件而形成硝化/反硝化、除磷的环境,从而达到脱氮除磷的目的。污水生物脱氮工艺中氮的转化包括氮化过程、同化过程、硝化过程、反硝化过程,而后两者是最主要的过程,图4为脱氮原理图。在好氧条件下微生物吸收磷会超过其正常的需求量而在厌氧条件下微生物会把吸收的磷释放掉。聚磷菌是去除磷的微生物的一种,这些微生物利用进水中的挥发酸在厌氧条件下释放所贮存的磷,当厌氧化区域后紧接一个好氧区域时,微生仁噩」写l.湮到半图有机碳图4生物处理过程中氮的转化〔粉3夕乙~。夺笙乡&降解比0+C仇聚磷菌的磷的过t摄取(好权状态)H.we`,人人l`为PH丁DAP呱’一〕、、、~A’lF甲一产圈乙酸辅酶产酸菌图p-3卜队SBOD图6架磷菌的放磷(厌权状态)根据生物脱氮除磷理论,产生了具有脱氮除磷作用的A/O工艺进而发展到A兮0工艺。A兮0工艺是在缺氧/好氧工艺前增加设置厌氧区的单级活性污泥脱氮除磷系统。由于厌氧区的设置,可以促进菌胶团的细菌繁殖并抑制丝状菌在缺氧池和好氧池中繁殖,从而有利于生物脱氮,且厌氧池的设置对生物除磷有很好的效果。陈学群等。叮印叨犯网氧化沟技术发展研究氧化沟本身是属延时曝气活性污泥法,所以有机物的降解相当充分。第一代普通c~l@氧化沟具备了系统内模糊的A一O系统,具有脱氮除磷功能;第二代c~p绷氧化沟系统则强化了普通c叮功use网氧化沟系统外的脱氮除磷功能;而第三代C~sel3仪刃氧化沟系统同样具备强化的脱氮除磷功能,不易污泥膨胀,同时深池同心圆式设计减少了占地面积,降低投资,可弥补低水温状态下污染物去除效果的下降。sc~sel。氧化沟系统的未来研究方向(1)生物脱氮除磷技术的发展仍是c一se碑氧化沟系统发展的主要推动力。至今c~se画氧化沟系统多为活性污泥法,而废水生物处理的另一分支生物膜法,不仅可以提高单位反应器的微生物总量,提高有机负荷,而且生物膜本身具有内置A/O系统强化了脱氮效果,因此C:~sel。氧化沟系统可以借鉴生物膜理论,但需着重解决水力设计问题。(2)提高c一se间氧化沟中微生物的活性是未来c一哭l。氧化沟技术发展推动力之一。在氧化沟中投加EM专一菌种,投人铁盐使微生物驯化成生物铁,投人活性炭增强菌胶团的形成并提高耐毒性冲击等都是。叮musel匈氧化沟技术的研究方向。(3)提高c一sep氧化沟设备性能和监控技术是。叮muse户氧化沟技术进一步节能的研究方向。提高表曝机、水下推进器的性能,减少维修工作量;利用oo、ORP等多目标监控技术(如DVH公司的献on技术);变频技术是今后。~sep氧化沟科学运行的必由之路。(4)提高c~sep氧化沟的耐寒、耐毒性能,减少占地面积和工程造价仍是氧化沟技术的研究方向之一。膜理论的应用、深池水力条件和工艺性能的研究为降低工程造价、提高耐寒耐毒性能等提供了可能的方向。9结语l()现代脱氮除磷理论的发展是eamruse网氧化沟技术发展的主要推动力。(2)生物膜技术、提高微生物活性和专一性技术、降低工程占地面积和造价、提高设备的性能和加强监控技术是今后c~sel。氧化沟技术的研究方向。)))夕合夕合)之二,合)))合)合)合))夕七叮洲》)办)心七卜)合7合)O口心七卜)合)合,合,心气卜》)乙,杖址之合,心七补》李合)合)),心气洲))夕心写哎牡补夕合,合夕男(上接第45页)3.5积极开展15014以刃环境管理系列标准的认证工作15014(X均环境管理系列标准,其宗旨是预防污染、节约能源、持续改善环境行为,我国政府将把15014仪刃等同采用和转化为国家标准。为了有利于煤炭的出口和与国际接轨,规范煤炭生产企业和煤炭消费者的环境行为,实现煤炭工业的可持续发展,全市从事煤炭生产、运输、加工和利用的企业都应积极开展15014《X】)环境管理系列标准的认证工作。通过该项工作,建立起企业的环境自我约束机制,建立健全和有效运行其环境管