氧化沟工艺在中小型城市污水处理中的运用

马 莹

（上海同济建设有限公司 上海 200092）

1972年联合国人类环境会议以后，“环境保护”这一术语被广泛的采用。环境保护是我国的基本国策。环境保护工作的好坏，对保障社会劳动力再生产免遭破坏有着重要的意义。随着我国社会和经济的高速发展，城市环境水资源的污染也日趋严重。2012年《全国环境统计公报》显示，全国废水排放总量684.8亿吨。其中，工业废水排放量221.6亿吨，占废水排放总量的32.3%，比上年减少2.6个百分点；城镇生活污水排放量462.7亿吨，占废水排放总量的67.6%，比上年增加2.7个百分点。《重点流域水污染防治“十二五”规划》中，2012年重点流域的废水排放总量为453.9亿吨，占全国废水排放总量的66.3%。由于“污染”导致的水资源短缺，严重制约着我国社会经济持续发展。目前我国水污染控制的重点已从以工业点源为主，逐步转变为以城市污水污染为主的控制。

1 氧化沟工艺在城市污水处理中的优势

1.1 技术工艺及特点

1.1.1 工艺介绍

氧化沟工艺是活性污泥法的一种变形工艺，是一种延时曝气系统。沟体呈环形，一般为椭圆形或圆形。进水口和回流污泥口在曝气机的上游，出水口在曝气机的下游。通过曝气装置的不断供氧和推动水流循环，使有机物、微生物及氧气三者充分混合接触。水处理中常用的曝气装置为：机械曝气机、射流曝气机、导管式曝气机等。氧化沟内还设有导流墙和导流板，以减少弯道的水头损失，降低混合液表面流速，提高传氧速率。

1.1.2 技术特点

（1）流态上的整体完全混合和局部推流的特性，使污水形成了良好的混合液生物絮凝体，大大提高了二沉池的污泥沉降速度。

（2）多样的构造形式，使其运行性能机动灵活，可按照任意一种活性污泥法的运行。

（3）脱氮效果优于普通活性污泥法。在不外加碳源的情况下，沟内溶解氧的不均匀分布交替形成好氧区和缺氧区，实现有机物和总氮的去除。

1.1.2 污水处理中的应用优势

对于经济处于起步阶段的中小型城市而言，城市污水处理要兼顾环境效益和社会效益的双重责任。由于氧化沟的型态特点和设计参数的可调性，使其基建和运行费用较低，出水BOD5一般为10mg/l左右。上世纪80年代始，我国新建污水处理厂中，氧化沟作为高效、经济且具有较强竞争力的二级处理工艺被大量采用。

2 存在的问题及对策

2.1 污泥膨胀问题

2.1.1 丝状菌性污泥膨胀：主要是由于沟中污泥负荷过高时，水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，溶解氧浓度不足，排泥不畅等引发；2.1.2非丝状菌性污泥膨胀：主要是由于水温较低，细菌吸收了大量营养物质，却代谢慢，多糖类物质大量贮积，使活性污泥体积指数（SVI）值变大而形成。

2.2 泡沫问题

由于泥龄长污泥老化和水中部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌导致大量泡沫产生。

对策：采用除沫剂，如机油、煤油、硅油（投量为0.5～1.5mg/l）；表面喷水消泡；增设除油装置；增加曝气池污泥浓度或减小曝气量，均能有效控制泡沫。

2.3 污泥上浮问题

水中含油大，泥质变轻，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长时，硝化-反硝化作用产生N2，也易使污泥上浮。

3 氧化沟工艺的改良

3.1 改良的原则

氧化沟池型改良遵循以一体化简易污水处理技术为基础，连续流的方式为总原则，通过对多种连续流生物除磷脱氮工艺时空关系的分析，以水力内回流取代机械内回流，实现在最少、最合理的空间中完成C、N、P和SS的同时去除。

3.2 优化分析

3.2.1 改良型池体采用三沟道串联设计，借鉴跑道型沟道的构造和水力内回流方式，减少了大回流比的机械设备又保留其三沟道串连层层推进的流态特点，有利于难降解有机物的去除和减少污泥膨胀现象的发生。

3.2.2 改良型氧化沟的DO分布特征大大提高了N的去除，也起到了一定的节能效果，加之外沟道内所特有的同时硝化-反硝化功能，使节能效果更为明显。

3.2.3 将同心圆型沟道展开，设计为环状跑道型，去掉中心岛的无效占地，同时，集曝气、净化和固液分离合为一体的特性，不需要单独建造二沉池和污泥回流泵站，大大降低了占地面积和基建成本。

4 结语

氧化沟技术发展的强势在于氧化沟的环流，由于这种环流，使氧化沟具有处理效率高、抗高负荷能力强、运行稳定等特性。在合流制排水系统的城市污水处理厂中，合理设计、多种操作，将大大增加工艺运转的灵活性。污水处理工艺和技术的选择是影响城市污水处理厂投资和运行成本的主要因素，因此开发适合我国国情的、高效、低耗、满足排放要求、基建和运行费用低的污水处理新技术和新工艺，具有十分重要的现实意义。

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