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合溝渠。氧化溝運行的靈活性還表現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?，F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。