奥贝尔Orbal氧化沟工艺简介

1奥贝尔（OrbalOrbalOrbalOrbal）氧化沟工艺简介袁国清重庆赛迪工程咨询有限公司重庆400085400085400085400085摘要：本文主要对奥贝尔（Orbal）氧化沟工艺的原理、特征、主要曝气设备、应用与发展进行了一般介绍，让设备监理同行对污水处理工艺有一个粗浅的认识，要想深入了解请读者参考有关专著。关键词：工艺原理特征曝气设备应用与发展一、前言污水处理工艺多种多样，目前国内外常用的污水处理工艺有；清洁生产工艺、氧化沟工艺（循环曝气池）、A2/O工艺（脱氮除磷工艺）、AB工艺（吸咐-生物降解工艺）、SBR工艺（序批式活性污泥工艺）、SBBR工艺（序批式生物膜工艺）UASB工艺（升流厌氧污泥床工艺）、LINPOR工艺（活性污泥法与生物膜法相结合而组成的双生物组分工艺）、PACT工艺（粉末活性炭活性污泥工艺）、MBR工艺（膜分离装置和生物反应器结合的新工艺）、生物膜处理技术等，近几年重庆地区采用奥贝尔型（Orbal）氧化沟工艺较多。二、奥贝尔（OrbalOrbalOrbalOrbal）氧化沟工艺原理奥贝尔（Orbal）氧化沟是一种多渠道氧化沟系统，最初由南非的休斯曼（Huisman）国家水研究所开发的。该项技术后来转让给美国的Envirex公司，该公司于1970年开始将它投放市场。奥贝尔（Orbal）氧化沟实际上是活性污泥法的一种变型。因为2污水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断流动，有人称其为“循环曝气池”、“无终端的曝气系统”。奥贝尔（Orbal）氧化沟一般由3条同心圆形或椭圆形渠道组成，各渠道之间相通，污水由外渠道进入，与回流污泥混合后由外渠道进入中间渠道再进入内渠道，在各渠道循环达数十次到数百次，最后经中心岛的可调堰门流出至二沉池。奥贝尔（Orbal）氧化沟在各渠道横跨安装有不同数量的曝气设备，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。曝气设备多采用曝气转盘和立式表面曝气机。曝气转盘和立式表面曝气机的数量取决于渠内所需的溶解氧量。沟深取决于曝气装置，一般2～6m不等。在三条渠道系统中，从外到内，第一渠的容积为总容积的50%～55%，第二渠为30%～35%，第三渠为15%～20%。在运行时，应保持第一、二、三渠道的溶解氧分别为0.1mg/L、2mg/L、2mg/L。第一渠道中可同时进行硝化和反硝化，其中硝化和BOD去除的程度取决于供氧量。由于第一渠道中氧的吸收率通常很高，一次可在该段反应池中提供90%的供氧量，仍可把溶解氧的含量保持在零的水平上。在以上后的几条渠道中，氧的吸收率比较低，因此，尽管反应池中的供氧量比较低，溶解氧的含量却可保持较高水平。这种供氧方式有以下几个优点：（1）第一渠道的供氧既能满足降解BOD的需要，又能维持渠内的溶解氧为零，这样既能节约能耗又能满足反硝化条件。（2）在第一渠道缺氧的条件下，微生物可进行磷的释放，以便3它们在好氧条件下吸收污水中的磷，达到除磷效果。（3）奥贝尔（Orbal）氧化沟具有较好的脱氮功能。在外沟道形成交替的耗氧和大区域的缺氧环境，较高程度地发生“同时硝化与反硝化”，即使在不设内回流的条件下也能获得较好的脱氮效果。（4）奥贝尔（Orbal）氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点。对于每个道沟内来讲，混合液的流态基本为完全混合式，具有较强的抗冲击负荷能力。对于三个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为推流式。有着不同的溶解浓度和污泥负荷并兼有多沟道串联的特性，有利于难降解有机物的去除，并可减少污泥膨胀现象的发生。重庆地区新建的奥贝尔型（Orbal）氧化沟多为一体化氧化沟。一体化氧化沟的优点是不必设置单独的二沉池，工艺流程短、构筑物和设备少、投资省、占地少。此外，污泥可在系统内自动回流，无需回流泵和设置回流泵站。因此，能耗低，管理简便容易。三、奥贝尔（OrbalOrbalOrbalOrbal）氧化沟工艺特征1、构造方面的特征（1）氧化沟的的基本构造形式呈封闭的渠道形，而渠道的形式和构造则多种多样，渠道可以呈圆形和椭圆形，可以是单沟和多沟系统。有与二沉池分建的氧化沟，也有与二沉池合建的氧化沟（一体化氧化沟）。（2）曝气形式主要以表曝为主。常见的曝气设备有水平轴转碟曝气机和垂直轴曝气机等。其主要功能有：a向混合液供氧；b使有机物、微生物和氧三者充分混合接触；c防止活性污泥在氧化沟内沉4淀；d推动水流作水平方向不停的循环流动。（3）出水一般采用溢流堰式，溢流堰应能自动起闭，并与进水装置相呼应以控制沟内水流方向。2、水流混合方面的特征（1）氧化沟中一般水流速度0.3～0.5m/s，水流在环形沟渠中完成一个循环约需10～30min，水力停留时间为10～40h。污水在整个停留时间内要完成20～120个循环不等，即氧化沟兼有完全混合式和推流式的双重特点。（2）氧化沟沿沟长存在着溶解氧浓度的变化。在曝气机下游溶解氧浓度较高，但随着与曝气机距离的增加，溶解氧浓度将不断降低，沿水流方向呈现出好氧区—缺氧区—好氧区—缺氧区……的交替变化，使沟渠中相继进行硝化和反硝化的过程。（3）在好氧区随着好氧物质去除，也完成了硝化反应过程和磷的去除。而在缺氧区内反硝化菌利用污水中的有机物（碳源）为能量，以硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体完成反硝化过程并最终生成N2和CO2。这样反复进行好氧与厌氧反应，使污水中的有机氮、磷得以去除。3、工艺方面的特征（1）由于氧化沟的水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长得多，悬浮状有机物可以在曝气池中与溶解性有机物同时得到较彻底的稳定。（2）沟形和流态的特征赋予氧化沟具有很强的抗冲击负荷能力。5（3）由于氧化沟的污泥龄很长，剩余污泥量较一般活性污泥法少得多，而且已经得到好氧硝化的稳定，因而不再需要硝化处理。4、技术经济方面的特征（1）构造形式多样，运行较为灵活。（2）处理流程简单，基本建设投资少。（3）出水水质良好，可以实现脱氮。（4）操作管理方便，运行费用低。四、奥贝尔（OrbalOrbalOrbalOrbal）氧化沟工艺的曝气设备奥贝尔（Orbal）氧化沟曝气设备是影响氧化沟处理效率、能耗及稳定性的关键之一，不仅兼有充氧、推动、混合等功能，还决定着氧化沟的占地面积和基本建设投资。近年来,常用的氧化沟曝气设备简介如下:1、曝气转刷曝气转刷主要有Kessener转刷、笼型转刷和Mammoth转刷三种，其中以Mammoth转刷最为常见。Mammoth转刷叶片沿轴长呈螺旋状分布，在旋转过程中叶片顺序进入水中，以保证运行的稳定性并可减少噪声。主轴为空心管，一般为热扎无缝钢管和不锈钢管。转刷直径可达1.0m，转速为70～80/min，浸没深度为0.3m，目前最大有效长度可达9.0m。充氧能力可达8.0kgO2/（m·h）,动力效率一般在1.5～2.5kgO2/（m·h）之间,氧化沟设计有效水深为3.0～3.5m。曝气转刷充氧能力可通过调节出水堰的高低来改变转刷的浸水深度，也可改变转刷电机的转速。62、曝气转碟机曝气转碟机是用于（Orbal）氧化沟的专用设备，它起着充氧、混合、推动水流作循环流动和防止活性污泥沉淀等作用。曝气转碟主要由高强度工程塑料或抗腐蚀性玻璃钢压铸成型，转碟表面设有规则排列的楔形凸出物，以增强推动混合和充氧效率，转碟上还开有许多不穿透小孔（称为曝气孔），使空气分散到液体中以达到充氧的目的。其主要技术参数为：曝气转碟直径1400mm;适用转速43～55r/min；适用浸水深度400～530mm；单碟充氧能力0.75～1.13kgO2/（m·h）。曝气转碟机的充氧能力可通过下面四种方式来调节：（1）通过调节出水堰的高低来改变转碟的浸水深度。（2）改变转碟电机的转速（通常采用两级变速）。（3）增加或减少转碟的数量。（4）改变转碟的旋转方向。3、立式表面曝气机立式表面曝气机有浮筒式和固定式两种，其中浮筒式整机安装在浮筒上，用钢绳固定于水中，用防水电缆连接，它可根据需要在一定范围内移动。固定式曝气机目前我国以泵型及倒伞型叶轮为主。倒伞型叶轮曝气机的叶轮在0.5～3.0m，转速在30～60r/min，动力效率为2.13～2.51kgO2/（kw·h）。充氧方式以液面更新为主，水跃及负压吸氧为辅。还有抽吸式曝气机、射流曝气机、导管式曝气机、微孔曝气板等曝气设备，不再一一赘述。7五、奥贝尔（OrbalOrbalOrbalOrbal）氧化沟工艺的应用与发展奥贝尔（Orbal）氧化沟处理工艺作为城市污水和工业废水处理中有较强竞争力的二级处理技术已被世界各国广泛使用。而今已成为欧洲、大洋洲、南非和北美洲广泛采用的一种重要的污水生化处理技术。到2008年为止，世界上已有上千座奥贝尔（Orbal）氧化沟处理工艺的城市污水处理厂投入运行，最大处理规模已达到90×104m3/d。我国自20世纪80年代起，也相继采用奥贝尔（Orbal）氧化沟技术处理城市污水和工业废水。如邯郸市东部污水处理厂、西安北石桥污水处理厂、四川新都污水处理厂、重庆市黔江区污水处理厂、重庆市酉阳县城污水处理厂、重庆市綦江污水处理厂、重庆市秀山污水处理厂、重庆市双桥区污水处理厂等。由于奥贝尔（Orbal）氧化沟处理工艺被普遍认为是一种工艺流程简单、运行管理方便、处理效果稳定、基建投资和运行费用较低且具有较强竞争力的二级生物处理技术，在将来的城市污水和工业废水处理方面发展前景十分广阔。参考文献：1、高艳玲，马达.污水生物处理新技术.北京：中国建筑工业出版社，20062、范洁.赵秉生.氧化沟工艺中曝气设备的发展概况3、王凯军.氧化沟的设计方法讨论奥贝尔（Orbal）氧化沟工艺简介作者：袁国清作者单位：重庆赛迪工程咨询有限公司刊名：城市建设理论研究（电子版）英文刊名：ChengShiJiansheLiLunYanJiu年，卷(期)：2011(17)本文链接：