污水處理之氧化溝的工藝特點及發(fā)展應用型式詳解

介紹了發(fā)展氧化溝工藝及其特點和主要運行類型:交替氧化溝、半交替氧化溝、連續(xù)工作分割氧化溝、連續(xù)工作組合氧化溝和微曝氣氧化溝。介紹了發(fā)展氧化溝不同運行方式的優(yōu)點、運行方式和用途。分析氧化溝工藝設計和應用中的缺點和問題；提出了氧化溝處理生活廢水和工業(yè)廢水的改進措施和發(fā)展趨勢。

OxioDich(OD)，也稱為連續(xù)循環(huán)反應器(ContinuousLoopReactor，CLR)，是活性污泥工藝的變體，屬于擴展曝氣活性污泥工藝。1920年，在英國謝菲爾德建造了一座溝形污水處理廠，由槳葉式曝氣機充氧。然而，曝氣效果并不理想，被認為是現(xiàn)代氧化溝的雛形。1954年， 條氧化溝在荷蘭海牙北部的沃爾施滕(Voorschoten)成功建造并測試。其基本特征是跑道式循環(huán)混合曝氣池。這項技術是由荷蘭 衛(wèi)生研究所(TNO)的Adot開發(fā)的；帕斯維爾教授發(fā)明了它，所以它被命名為帕斯維爾氧化溝。從那時起，就有了一個特殊的術語“氧化溝”。此后，氧化溝得到了廣泛的應用和持續(xù)的使用，突出了它在污水處理中的獨特性和優(yōu)異的處理效果，贏得了世界的青睞。

中國在20世紀80年代開始引進和研究這項技術，現(xiàn)在它已經越來越多地應用于城市廢水和工業(yè)廢水的處理，如石油廢水、化工廢水、造紙廢水、印染廢水和食品加工廢水。

氧化溝工藝的特點

氧化溝工藝是一種定向控制曝氣攪拌裝置，將水平速度傳遞給混合液，使攪拌后的混合液在氧化溝封閉通道內循環(huán)。它具有獨特的水力流態(tài)和獨特的優(yōu)勢。

1.1具有活塞流和完全混合的特點，能有效克服短流，提高緩沖能力

混合液在反應罐內循環(huán)時，短時間內(如一個循環(huán))處于活塞流狀態(tài)，長時間內(如多個循環(huán))處于混合狀態(tài)。同時，污水在溝渠中的停留時間相對較長，這就要求溝渠中有較大的循環(huán)流量(一般是污水流入流量的幾倍甚至幾十倍)。進入溝渠的污水立即被大量循環(huán)液體混合稀釋。因此，氧化溝不僅可以防止短流，而且可以提供較大的稀釋倍數，從而提高緩沖能力，具有較強的抗沖擊負荷能力，并且對不易降解的有機物具有良好的處理能力。

1.2具有明顯的溶解氧濃度梯度，有利于硝化反硝化生物處理條件的形成。

混合溶液的溶解氧濃度在曝氣區(qū)相對較高，然后在循環(huán)流中逐漸降低，直到下游區(qū)的溶解氧濃度非常低，基本處于缺氧狀態(tài)，顯示出明顯的溶解氧濃度梯度，從而形成有利于脫氮的硝化反硝化條件，同時硝化過程中消耗的堿度可以很好地被反硝化補充。

1.3功率密度分布不均勻有利于氧氣傳質、液體混合和污泥絮凝

由于氧化溝曝氣設備布置不均勻，氧化溝有兩個能量區(qū):一個是帶曝氣設備的高能區(qū)，另一個是無曝氣的低能區(qū)。兩者之間的過渡帶可視為能量從高到低的耗散過程。高能區(qū)通常具有大于100s-1的平均速度梯度(g)；低能區(qū)的平均速度梯度通常小于30s-1。當體系中的G值較低時，混合液中的固體能產生良好的生物絮凝作用。這樣，氧化溝的非曝氣部分為絮凝提供了有利條件。氧化溝比其他生物處理系統(tǒng)具有更高的處理能力。其重要原因在于其獨特的水力混合性能，在改造工程中發(fā)揮著重要作用

氧化溝嘴的基本特征是曝氣池呈封閉溝狀，溝的形狀和結構各不相同。溝渠可以是圓形或橢圓形的，可以是單溝渠系統(tǒng)或多溝渠系統(tǒng)。多通道系統(tǒng)可以是一組大小相同的平行溝渠，也可以是一組相互連通的同心環(huán)形溝渠。二沉池有單獨的溝渠和聯(lián)合溝渠。氧化溝運行的靈活性還表現(xiàn)在曝氣器的曝氣強度可以通過自由改變出水堰的高度來調節(jié)，以達到不同的增氧效果。

1.6工藝流程簡單，結構少，易于管理。

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氧化溝的水力停留時間和污泥齡比普通生物處理方法長。懸浮有機物和溶解有機物可以同時完全穩(wěn)定，因此氧化溝不需要設置初沉池。由于氧化溝工藝污泥齡長、負荷低，排出的剩余污泥高度穩(wěn)定，剩余污泥量也很少，因此不再需要在消化池中消化。盡管氧化溝中使用的水力停留時間相對較長，但總占地面積并沒有增加，而是可以減少。

1.7低負荷、長污泥齡和長水力停留時間

使氧化溝出水水質良好，污泥產量少，污泥性質穩(wěn)定。

氧化溝工藝應用類型

氧化溝自創(chuàng)建以來，以其卓越的處理能力和簡單的維護和管理吸引了全世界的關注。現(xiàn)在發(fā)展有兩種組合形式(單獨或與沉淀池組合)、三種工作模式(交替、半交替和連續(xù))和20多種類型。