【正文】 rkload。 Making use of DO, etc. of ORP many targets supervises and control the technique and changes the technique of is from now on the carrouseloxidizes ditchsciencecirculatenecessarilyfromitroad. 4 Increasing the Carrousel oxidizes the ditch resistant to cold and bear toxicity can, reduce to cover the area to build the price with the al application, deep pond in water power term with the research of the craft function is to lowers the engineering builds the price and increases resistant to cold bear the toxicity can wait to provide the possible direction. [1] Xia Shibin, Liu Junxin. An innovative integrated oxidation ditch with vertical circle for domestic wastewater treatment. Process Biochemistry, 2021, 39(4):1117 [2] X, Hao。 Doddema, H. J.。 van Groenestijn, J. W. Use of contact tank to enhance denitrification in oxidation ditches. Water Science and Technology, 1996, 34(12):195~~1117. 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Water Research, 2021,34(5):1756~1762 氧化溝工藝在污水處理中的應(yīng)用與發(fā)展 蔡智君 佛山市順德區(qū)亮科環(huán)保工程有限公司 廣東 佛山 52800 摘要： 本文主要闡述了 Carrousel 氧化溝的結(jié)構(gòu)、工藝機(jī)理、運(yùn)行過程中存在的問題和相應(yīng)的解決方法。最后，介紹了 Carrousel 氧化溝的最新的研究進(jìn)展并指出了未來的主要研究方向。 關(guān)鍵詞： Carrousel ； 氧化溝 ； 除磷脫氮 ； 結(jié)構(gòu) ； 機(jī)理 1. 前言 氧化溝（ oxidation ditch）又名連續(xù)循環(huán)曝氣池（ Continuous loop reactor），是活性污泥法的一種變形。氧化溝污水處理工藝是在 20 世紀(jì) 50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制成功的。自從 1954 年在荷蘭的首次投入使用以來。由于其出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)在國內(nèi)外廣泛的應(yīng)用于生活污水和工業(yè)污水的治理 [1]。 目前應(yīng)用較為廣泛的氧化溝類型包括：帕斯韋爾（ Pasveer）氧化溝、卡魯塞爾（ Carrousel）氧化溝 、奧爾伯（ Orbal）氧化溝、 T型氧化溝（三溝式氧化溝）、 DE型氧化溝和一體化氧化溝。這些氧化溝由于在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上存在差異，因此各具特點(diǎn) [2]。本文將主要介紹 Carrousel 氧化溝的結(jié)構(gòu)、機(jī)理、存在的問題及其最新發(fā)展。 2. Carrousel 氧化溝的結(jié)構(gòu) Carrousel 氧化溝是 1967 年由荷蘭的 DHV 公司開發(fā)研制。在原 Carrousel氧化溝的基礎(chǔ)上 DHV公司和其在美國的專利特許公司 EIMCO又發(fā)明了 Carrousel 2021 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了更高要求的生物脫氮和除磷功能。至今世界上已有 850 多座Carrousel 氧化溝和 Carrousel 2021 系統(tǒng)正在運(yùn)行 [3]。 Carrousel 氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點(diǎn)，又有推流式反應(yīng)器的特點(diǎn)，溝內(nèi)存在明顯 的溶解氧濃度梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面形狀多為橢圓形，溝內(nèi)水深一般為 ～ ，寬深比為 2:1，亦有水深達(dá) 7m 的，溝中水流平均速度為 。氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝氣機(jī)、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機(jī)等，近年來配合使用的還有水下推動(dòng)器 [4~6]。 3. Carrousel 氧化溝的機(jī)理 Carrousel 氧化溝處理污水的原理 最初的普通 Carrousel 氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機(jī)使混合液中溶解氧 DO 的濃度增加到大約 2～ 3mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除 BOD；同時(shí)，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時(shí)，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速 ）。微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧，直到 DO 值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進(jìn)入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中， BOD降解是一個(gè)連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去處 BOD，但除磷脫氮的能力有限 [7]。 Carrousel 氧化溝除磷脫氮的影響因素 影響 Carrousel 氧化溝除磷的因素主要是污泥齡、硝酸鹽濃度及基質(zhì)濃度。研究表明，當(dāng)總污泥齡為 8~10d時(shí)活性污泥中的最大磷含量為其干污泥量的 4%，為異養(yǎng)菌體質(zhì)量的 11%，但當(dāng)污泥齡超過 15d時(shí)污泥中最大含磷量明顯下降，反而達(dá)不到最大除磷效果。因此，一味延長污泥齡（例如 20d、 25d、 30d）是沒有必要的，宜在 8~15d 范圍內(nèi)選用。同時(shí)，高硝酸鹽濃度和低基質(zhì)濃度不利于除磷過程。 4. Carrousel 氧化溝存在的問 題及解決方法 盡管 Carrousel 氧化溝具有出水水質(zhì)好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。但是，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，仍存在一系列的問題。 污泥膨脹問題 當(dāng)廢水中的碳水化合物較多， N、 P含量不平衡， pH 值偏低，氧化溝中污泥負(fù)荷過高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹；非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷較高時(shí)。微生物的負(fù)荷高，細(xì)菌吸取了大量營養(yǎng)物質(zhì)，由于溫度低，代謝速度較慢，積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥的表面附 著水大大增加， SVI 值很高，形成污泥膨脹。 針對(duì)污泥膨脹的起因，可采取不同對(duì)策：由缺氧、水溫高造成的，可加大曝氣量或降低進(jìn)水量以減輕負(fù)荷，或適當(dāng)降低 MLSS（控制污泥回流量），使需氧量減少；如污泥負(fù)荷過高，可提高 MLSS，以調(diào)整負(fù)荷，必要時(shí)可停止進(jìn)水，悶曝一段時(shí)間；可通過投加氮肥、磷肥，調(diào)整混合液中的營養(yǎng)物質(zhì)平衡（ BOD5： N：P=100： 5： 1）； pH 值過低，可投加石灰調(diào)節(jié)；漂白粉和液氯（按干污泥的 %~%投加），能抑制絲狀菌繁殖，控制結(jié)合水性污泥膨脹 [11]。 泡沫問題 由于進(jìn)水中帶有大量油脂，處理系統(tǒng)不能完全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，經(jīng)轉(zhuǎn)刷充氧攪拌，產(chǎn)生大量泡沫；泥齡偏長，污泥老化，也易產(chǎn)生泡沫。用表面噴淋水或除沫劑去除泡沫，常用除沫劑有機(jī)油、煤油、硅油，投量為 ~。通過增加曝氣池污泥濃度或適當(dāng)減小曝氣量，也能有效控制泡沫產(chǎn)生。當(dāng)廢水中含表面活性物質(zhì)較多時(shí)，易預(yù)先用泡沫分離法或其他方法去除。另外也可考慮增設(shè)一套除油裝置。但最重要的是要加強(qiáng)水源管理，減少含油過高廢水及其它有毒廢水的進(jìn)入 [12]。 污泥上浮問題 當(dāng)廢水中含油量過大 ，整個(gè)系統(tǒng)泥質(zhì)變輕，在操作過程中不能很好控制其在二沉池的停留時(shí)間，易造成缺氧，產(chǎn)生腐化污泥上??；當(dāng)曝氣時(shí)間過長，在池中發(fā)生高度硝化作用，使硝酸鹽濃度高，在二沉池易發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生氮?dú)?，使污泥上?。涣硗?，廢水中含油量過大，污泥可能挾油上浮。 發(fā)生污泥上浮后應(yīng)暫停進(jìn)水，打碎或清除污泥，判明原因，調(diào)整操作。污泥沉降性差，可投加混凝劑或惰性物質(zhì)，改善沉淀性；如進(jìn)水負(fù)荷大應(yīng)減小進(jìn)水量或加大回流量；如污泥顆粒細(xì)小可降低曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速；如發(fā)現(xiàn)反硝化，應(yīng)減小曝氣量，增大回流或排泥量；如發(fā)現(xiàn)污泥腐化，應(yīng)加大曝氣量，清除積 泥，并設(shè)法改善池內(nèi)水力條件 [12]。 流速不均及污泥沉積問題 在 Carrousel 氧化溝中，為了獲得其獨(dú)特的混合和處理效果，混合液必須以一定的流速在溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。一般認(rèn)為，最低流速應(yīng)為 ，不發(fā)生沉積的平均流速應(yīng)達(dá)到 ~。氧化溝的曝氣設(shè)備一般為曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)刷的浸沒深度為 250~300mm，轉(zhuǎn)盤的浸沒深度為 480~ 530mm。與氧化溝水深（ 3.0~）相比，轉(zhuǎn)刷只占了水深的 1/10~1/12，轉(zhuǎn)盤也只占了 1/6~1/7，因此造成氧化溝上部流速較大（約為 ~，甚至更大），而底部流速很?。ㄌ貏e是在水深的 2/3 或 3/4 以下，混合液幾乎沒有流速），致使溝底大量積泥（有時(shí)積泥厚度達(dá) ），大大減少了氧化溝的有效容積，降低了處理效果，影響了出水水質(zhì)。 加裝上、下游導(dǎo)流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)刷）軸心 處（上游），導(dǎo)流板高度為水深的 1/5~1/6，并垂直于水面安裝；下游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)刷）軸心 m處。導(dǎo)流板的材料可以用金屬或玻璃鋼，但以玻璃鋼為佳。導(dǎo)流板與其他改善措施相比，不僅不會(huì)增 加動(dòng)力消耗和運(yùn)轉(zhuǎn)成本，而且還能夠較大幅度地提高充氧能力和理論動(dòng)力效率 [13]。 另外，通過在曝氣機(jī)上游設(shè)置水下推動(dòng)器也可以對(duì)曝氣轉(zhuǎn)刷底部低速區(qū)的混合液循環(huán)流動(dòng)起到積極推動(dòng)作用，從而解決氧化溝底部流速低、污泥沉積的問題。設(shè)置水下推動(dòng)器專門用于推動(dòng)混合液可以使氧化溝的運(yùn)行方式更加靈活，這對(duì)于節(jié)約能源、提高效率具有十分重要的意義 [14]。 5. Carrousel 氧化溝的發(fā)展 由于污水處理標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)除磷脫氮的要求越來越嚴(yán)格，