卡鲁塞尔氧化沟工艺运行管理研究

【摘 要】通过分析研究漳浦县污水处理厂改良卡鲁塞尔2000氧化沟工艺实际运行中污泥沉降比（SV30） 、曝气池溶解氧量（DO）、曝气池混合液浓度（MLSS）与出水COD、出水氨氮之间的相关关系，探讨卡鲁塞尔2000氧化沟工艺运行管理，摸索城镇污水处理厂污水处理厂稳定运行的主要参数，提高漳浦县污水处理厂运营管理的能力。研究结果表明， SV30处于15-40 mL/L的范围内， 实际运行出水COD、出水氨氮稳定达标，水质良好。此时溶解氧DO应控制在2-3 mg/L，MLSS应控制在3000-5000 mg/L之间。

【关键词】卡鲁赛尔氧化沟；活性污泥；工艺控制

随着经济的快速发展，环境问题逐渐成为保证国家经济可持续发展的一个瓶颈[1]。而作为环保节能减排的主要手段之一，活性污泥法成为当前各城市污水的治理的主要手段之一[2]。在活性污泥实际运营管理当中，工艺的稳定控制是出水达标排放的基础。实际工艺管理控制指标有很多，一般以曝气池混合液浓度（MLSS）、食微比（F/M）、污泥沉降比（SV30）、剩余污泥排放量、曝气池溶解氧量（DO）等作为主要调控手段。COD和氨氮作为污水处理厂减排的主要指标性参数，其达标排放是污水处理运行管理中的重中之重[3]。

本文通过对漳浦县污水处理厂改良卡鲁塞尔2000氧化沟工艺实际运行情况进行分析，对污泥沉降比（SV30） 、曝气池溶解氧量（DO）、曝气池混合液浓度（MLSS）与出水COD、出水氨氮之间的相关关系进行研究和探讨。

1.工艺概况

漳浦污水处理厂位于漳浦县鹿溪村鹿溪洋，2010年6月建成并于11月正式进入污泥培养阶段。该厂采用改良卡鲁塞尔2000氧化沟工艺，设计日处理生活污水能力一期规模2万m?/d，曝气方式采用倒扇型叶轮曝气机。出水采用紫外线消毒方式。

1.1卡鲁塞尔（Carrousel）工艺

卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟系列是由荷兰DHV公司开发研制的。与其它系列氧化沟相比，卡鲁塞尔氧化沟的特点是采用低速表曝机作为曝气设备。由于采取低速曝气机，独特的叶轮将空气与污水混合时，还具备了泵的局部提升作用。同时，叶轮的旋转还起到推流作用。采用卡鲁塞尔氧化沟工艺由于工艺流程简单、构筑物少、机械设备少，不仅运行管理方便，工程投资也不高[4]。1993年DHV公司又推出的Carrousel2000系统（图1），该系统是在普通型Carrousel氧化沟前增加一个厌氧区和缺氧区，从而实现了C、N、P的高效去除，对BOD、COD、N的去除率达到95 %，出水磷可降到1-2 mg/L。实际上后来发展的Carrousel氧化沟就是一个A2/O工艺，因此也被称作Carrousel denitlR A2O工艺。

因此，卡鲁塞尔氧化沟具备一般氧化沟的共同优点，工艺流程简单，抗冲击负荷能力较强，出水水质较稳定，其特点在于，单台曝气机设备功率大，数量较少，投资较少，维护点相对较少，且易于维护[5]。

1.2漳浦改良卡鲁塞尔2000型氧化沟工艺

图1 漳浦县污水处理厂工艺流程图

1.3出水水质与工艺参数

1.3.1进出水水质

1.3.2工艺参数（详见表2）

1.3.3主要构筑物及情况介绍（详见表3）

2.研究方法

通过分析2012年漳浦污水处理厂改良卡鲁塞尔2000型氧化沟生产工艺运行参数，研究探讨沉降比SV30、溶氧值（DO）、曝气池混合液浓度（MLSS）与出水COD、出水氨氮之间的关系。

3.结果与讨论

3.1 SV30与出水COD、出水氨氮

图2 SV30与出水COD散点图

图3 SV30与出水氨氮散点图

污泥沉降比是直观的显示氧化沟内活性污泥絮凝沉淀效果的指标，具有操作简单，检测时间短，可作为污水处理工艺快速调控的手段之一[6]。从图2和图3中我们可以直观的看出，SV30处于15-40 mL/L的范围内时，出水COD处于20-50 mg/L，出水氨氮处于1.0-4.0 mg/L之间，达到稳定排放标准。而SV30在60 mL/L以上时，出水COD靠近60 mg/L，出水氨氮接近8 mg/L，容易造成出水超标现象。

3.2 DO与出水COD、出水氨氮

图4 DO与出水COD散点图

图5 DO与出水氨氮散点图

溶解氧（DO）是氧化沟工艺控制中的主要参数[7]，不同的微生物菌群的生长繁殖既需要不同的溶氧值以供新陈代谢需要。同时，溶氧值的大小对整个工艺管理的经济性亦起到关键性作用，过低的溶氧值达不到处理的效率，过高的溶氧值又将导致处理成本的提高。我们采用EXCEL制表，对DO与出水COD和出水氨氮的关系进行分析，从图4和图5关系图中可知，DO值越高，出水COD和出水氨氮均呈现明显降低，既成反比关系。因此，控制DO在2-3 mg/L是对出水稳定达标的重要控制参数。

3.3 MLSS与出水COD、出水氨氮

图6 MLSS与出水COD散点图

图7 MLSS与出水氨氮散点图

MLSS是指在曝气池内单位容积混合液所含的活性污泥固体物的总重量[8]，一般MLSS中70 %为有机性固体。因此，MLSS是反映曝气池内具有活性的微生物菌落数量的表征数据。通过图6我们可以初步推断，MLSS不是主要影响出水COD的关键参数，这以其污水进水浓度有很大关系。而通过全年数据统计显示，MLSS在3000-5000 mg/L范围区间时，出水氨氮小于3 mg/L，是处置效果最佳区域。在MLSS低于3000 mg/L时，出水氨氮均处于较高值，容易造成出水超标；而MLSS高于6000 mg/L时，出水氨氮有高有低难以控制，通过比对数据，此阶段如DO值无法达到较高值时，易出现氨氮超标。

4.总结

在生活污水处理厂运营管理中，我们通过2012年全年的实际运行数据，对污泥的沉降性指标SV30、工艺经济性有较大影响的氧化沟溶氧值及活性污泥数量的表征指标MLSS分别于出水COD和出水氨氮关系进行了统计分析，这将为工艺的稳定运行，保障出水水质达到标准提供有力的理论和实践依据。判断漳浦污水处理厂实际运行中SV30应处于15-40 mL/L的范围内， 实际运行出水COD、出水氨氮稳定达标，水质良好。此时溶解氧DO应控制在2-3 mg/L，MLSS应控制在3000-5000 mg/L之间。

参考文献：

[1] 杜晓丽，杨展.次生环境影响评价制度理论基础浅析 [J].绿色科技，2013，02：158-160.

[2] 张生炎，王玉宾.污水治理技术及新进展概述 [J].矿产与地质，2003，01：65-70.

[3] 王佳伟，张天柱，陈吉宁.污水处理厂COD和氨氮总量削减的成本模型 [J].中国环境科学，2009，04：443-448.

[4] 田旭中，周焕祥.卡鲁塞尔氧化沟在麦草浆中段废水处理中的应用[J].给水排水，2001，27（8）：48-51 .

[5] 何文远，杨海真.城市污水脱磷除氮工艺的比较分析[J].华中科技大学学报（城市科学版），2003，20（1）：85-87.

[6] 肖作义，范荣华，王子瑞.活性污泥性状和生物相的观察与指导 [J].环境科学与技术，2006，S1：123-124.

[7] 孙英合.活性污泥法曝气池DO异常的原因及对策[J].科技信息，2010，03：732.

[8] 杜馨，张英民，周伟坚，等.同步硝化反硝化生物脱氮技术的研究进展[J].广东化工，2009，12：114-116.

作者简介：

涂毅（1977-），男，工程师，厦门大学工程硕士，主要从事水处理工艺及运行管理研究。