氧化沟工艺在污水处理中的应用与研究新进展

2018-02-05温耀华

资源节约与环保 2018年10期

温耀华

（石家庄弘益节能环保技术有限公司河北石家庄 050000）

1 氧化沟工艺

污水处理技术中的氧化沟工艺是活性污泥处理技术的变形和进化产物，氧化沟工艺所使用的沟渠是首尾相连的循环沟渠，通过曝气达到沟内污水发生氧化反应的目的，进行污水中BOD的去除，去除率可达97%，是结构简单、处理效果好的污水处理工艺。氧化沟工艺起源于上世纪50年代的荷兰，距今已经经过近70年的发展历程，经过四个优化阶段，从第一代氧化沟间歇曝气、沉淀，到第二代氧化沟采用立式曝气器、进行硝化和反硝化反应，再到第三代氧化沟近除磷、除氮的处理，进入第四代，氧化沟工艺进化为将二沉淀池加入氧化沟体系形成一体化工艺，可以说正是氧化沟的环流使污水处理效果更佳平稳、高效，降低处理厂人力劳动量，提高污水处理厂处理效率，为氧化沟工艺赢取了广阔的发展空间。

2 氧化沟工艺在污水处理中的应用现状

我国自上世纪80年代开始引入氧化沟工艺进行城市、工业污水处理，规模小于10万吨/天的污水处理厂中，氧化沟工艺是污水处理首选工艺，因为氧化沟工艺中采用循环、延时曝气技术形式，对于去除污水中BOD、除磷、除氮都有较高的技术成果，能够满足中小型污水处理厂的处理需求，常见的氧化沟工艺形式是卡鲁塞尔氧化沟和DE型氧化沟，是属于从第三代氧化沟基础上发展的氧化沟形式；第四代一体化氧化沟在我国建立已经超过10座，最早的污水处理厂位于四川，已经成功运行超过5年，处理效果良好。目前我国通过氧化沟工艺进行污水处理，已经从原本的3000立方米/天增长至10万吨/天以上，氧化沟工艺已经成为常见污水处理工艺，未来一体化氧化沟在我国具备更加广阔的发展空间。

3 氧化沟工艺在污水处理中的研究新进展

3.1 曝气设备研究进展

曝气设备对于氧化沟工艺是非常重要的组成部分，肩负着向水中供氧、实现水流循环、保持活性污泥悬浮、充分混合有机物和微生物的作用，因此在曝气设备上科研人员投入了大量的研究精力。目前传统的横轴曝气和竖轴曝气设备因能耗量大、供氧率低、故障率高、维修困难等原因逐渐被射流曝气、微孔曝气、复叶节流曝气等新型曝气设备所取代，射流曝气有不受氧化沟深度和污水深度影响的优势，对氧气的利用率高；微孔曝气设备具有客服气压影响、不易堵塞、氧利用率高的优势；复叶节流曝气器具有氧利用率高、检修难度低、充氧穿透能力强等优势。

3.2 脱氮除磷结构

传统氧化沟采用单一水道，利用沟内氧分布不均的特点实现微生物的硝化反应和反硝化反应，进而实现去除有机物、脱氮除磷的作业目的，但在单一水道内充氧区和缺氧区中氧气含量很难通过设备、工艺进行控制，使得微生物进行的硝化反应和反硝化反应程度不深，无法在最优环境中进行脱氮除磷，这是传统氧化沟工艺中影响单日处理量和处理效果的重要因素。经过优化和调整的新型氧化沟脱氮除磷结构多采用多沟、隔离等方式将充氧区和缺氧区进行分隔，为微生物硝化、反硝化反应提供充足、稳定的空间和时间，例如DE型和T型氧化沟工艺是采用双沟和三沟结构进行分隔，在不同的沟内进行微生物硝化反应和反硝化反应；VR型、PI型氧化沟和卡鲁塞尔氧化沟是采用构筑物和阀门分隔厌氧区的形式，为微生物单独隔离出进行厌氧反应的空间，达到提高脱单除磷效率的工艺效果。

3.3 一体化氧化沟

一体化氧化沟是新型的氧化沟形式，将曝气、沉淀、固液分离、污泥回流功能进行融合，建立一体化氧化沟的污水处理厂不必建造单独的二沉池就可实现单日处理量和处理效果的提升，是一种符合我国污水处理实际情况和需求的新处理工艺。一体化氧化沟通过设置导流隔墙和水下搅拌、推进器实现对充氧区和缺氧区的分隔，实现污水进入氧化沟后通过微生物充分进行硝化反应和反硝化反应的工艺目的；一体化氧化沟通过侧沟或建设中心岛进行固液分离，通过船式分离器使混合液进入分离器，从船尾进入氧化沟沉淀区，停留一段时间后实现固液分离，因此不需要设置二次沉淀池。