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中小城市污水氧化沟处理技术综述 改善中国的水环境污染，保护我国缺水的水资源。除了快速处理大城市的废水外，小城市也应成为重点。鉴于数量庞大的中小城市在城市污水水量、水质和经济发展程度等方面具有共性, 根据现有的中小城市处理经验显示, 氧化沟工艺更适合被我国中小城市污水处理厂采用。 氧化沟法是1950年由荷兰公共卫生研究所研究成功的。氧化沟工艺建成投入运行后, 取得了良好的处理效果, 出水BOD5一般为10 mg/L左右, 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处理工艺。 1 氧化沟法及其组成 1.1 活性污泥溶液法 氧化沟是活性污泥处理工艺的一种变形工艺, 一般不需设初沉池。且通常采用延时曝气;其结构形式采用封闭的环形沟渠形式, 污水及活性污泥混合液在氧化沟曝气池的推动下作水平流动;其污泥龄一般在10~30 d。污泥负荷在0.05 kg BOD5/ (kgMLSS·d) ~0.10 kgBOD5/ (kgMLSS·d) 之间。 1.2 氧化沟系统的组成 (1) 氧化池 氧化沟一般呈环形, 平面上多为椭圆形或圆形, 水深与所采用的曝气设备有关, 2.5~8 m不等。 (2) 有机物溶液的循环运动 曝气设备具有以下功能:一是供氧, 二是推动水流作不停的循环运动, 三是防止活性污泥沉淀, 四是使有机物、微生物及氧气三者充分混合、接触。主要的曝气装置有:机械曝气机, 射流曝气机, 导管式曝气机, 混合曝气系统。 (3) 进水器 包括进水口、回流污泥口和出水调节堰等。氧化沟的进水和回流污泥进入点在曝气器的上游, 氧化沟的出水在曝气器的下游。 (4) 防止竞争过度冲刷 包括导流墙和导流板。在弯道设置导流墙可以减少水头损失, 防止弯道停滞区的产生和防止对弯道过度冲刷。通常在曝气转刷上下游设置导流板, 主要是为了使表面的较高流速转入池底, 同时降低混合液表面流速, 提高传氧速率。 (5) 连接结构 如二沉池、刮泥机和污泥回流泵房等, 这一部分构筑物与传统活性污泥工艺相同。 2 改性水泥法与生物利用技术的特点 (1) 氧化沟的流态在整体上是完全混合的, 而局部又具有推流特性, 使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝体, 提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果;另外, 其独特的水流特性对除磷脱氮也是极其重要的。 (2) 氧化沟构造形式的多样性赋予了它灵活机动的运行性能, 可按照任意一种活性污泥法的运行方式运行。 (3) 处理效果稳定, 出水水质好, 并可实现脱氮。工艺流程简单, 构筑物少, 节省基建费用, 减少占地面积, 便于管理。污泥产量少, 污泥性质稳定。 (4) 能承受水量、水质冲击负荷, 对高浓度工业废水有很大的稀释能力。 3 氧化沟法及其氮磷处理技术 3.1 预处理空气压缩氧化沟中总磷含量对活性污泥除磷效果的影响 (1) Carrousel系统最早是1967年由荷兰的DHV公司开发研制的, 后来又和其在美国的专利特许公司EIMCO发明了Carrousel 2000系统, 实现了更高的生物除磷脱氮功能, 其预反硝化区占总体积的15%, 在缺氧条件下进水与一定量的内回流混合液混合, 好氧区和缺氧区占总体积的85%, 用于进行同时硝化反硝化, 也用于吸磷。设置厌氧、缺氧段的Carrousel氧化沟又称A2/C氧化沟。 (2) 影响生物除磷效果的最主要因素是污泥龄和硝酸盐及基质浓度。活性污泥中聚磷菌的含量及其对磷的吸收能力与除磷效果密切相关。当总泥龄为8~10 d时, 活性污泥中的最大磷含量为其干重的4%, 为异养菌体质量的11%。当污泥龄超过15 d时, 污泥中最大含磷量明显下降, 反而达不到最大除磷效果。因此, 不宜过分延长泥龄 (如20~30 d) , 应在8~15 d范围内选用。 Carrousel氧化沟中影响生物脱氮效果的最主要因素是溶解氧、碳源及硝酸盐含量。好氧区DO保持在0.5~0.7 mg/L时, 才会产生显著的反硝化作用, 总氮去除65%。这是由于活性污泥在DO存在时, 异养细菌将优先利用DO作为最终电子受体, 只有在缺氧环境中, 才有可能利用NO-3降解时释放出的氧来降解有机物。大量的内回流会导致缺氧区DO增高而影响脱氮效果, 因此, A2/C氧化沟在前置缺氧区内设置适当的 (不宜过大) 反硝化段, 以削减来自好氧段的DO。 (3) 影响好氧硝化效果的最主要因素是水温和碱度。硝化速率不仅是污水水温的单一函数, 且受DO、碱度的影响。硝化反应池内保持DO在2 mg/L左右不会对硝化速率产生明显的影响, 但进水温度低 (20 ℃) 、碱度低 (pH (8.0~8.4) ) 时, 硝化速率将会降低。 (4) Carrousel氧化沟工艺设计优化。为了减小厌氧池容积, 尽可