【正文】 沉積。 ②處理效果較好。污水在奧貝爾氧化溝的外溝道流動 150~250 圈后，才能進(jìn)入中間溝道。D O 從轉(zhuǎn)盤后的好氧狀態(tài)迅速降到缺氧狀態(tài)，混合液在有氧缺氧區(qū)的交換達(dá)500~1000 次，從而完成硝化反硝化過程的快速交替，因此具有較高的生物脫氮功能。 ③在奧貝爾氧化溝的外溝道，污染物（F）濃度高，污泥（M ）濃度低，污泥負(fù)荷（F/M）高；隨著污水依次進(jìn)入中間溝道和內(nèi)溝道，污染物（F ）濃度不斷減少，而污泥濃度（M）不斷增加，污泥負(fù)荷（F/M ）隨時(shí)間、空間遞減，因此具有較高的生化反應(yīng)推動力和較好的出水水質(zhì)。 ④供氧量調(diào)整靈活。奧貝爾氧化溝，可以通過改變轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速、浸沒深度和轉(zhuǎn)盤安裝個數(shù)，把池內(nèi)的 DO 值維持在最佳工況。 ⑤由于快速的循環(huán)交換，污水在外溝道進(jìn)行硝化反硝化的同時(shí)，又不斷與剛剛進(jìn)入的原污水混合，保證了充足的碳源（生物脫氮要求 BOD5/TKN=46） 。 ⑥在奧貝爾氧化溝的外溝道具有較強(qiáng)的同時(shí)硝化和反硝化功能。三溝式氧化溝三溝式氧化溝：屬于交替工作式氧化溝，由丹麥克魯格（Kruger）公司創(chuàng)建，我國邯鄲市東污水處理廠就是采用該工藝，它由三條同容積的溝槽串聯(lián)組成，兩側(cè)的A、C 池交替作為曝氣池和沉淀池。中間 B 池一直為曝氣池。原污水交替池進(jìn)入 A 池或 B 池或 C 池，處理出水則相應(yīng)地從作為沉淀池的 C 池或 A 池流出，這樣提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率達(dá) 59%左右，另外也有利于生物脫氮。一般采用水平軸轉(zhuǎn)刷曝氣，兩側(cè)溝的轉(zhuǎn)刷是間歇曝氣，以使污水處于缺氧狀態(tài)，中間溝的轉(zhuǎn)刷是連續(xù)曝氣。23三溝式氧化溝的特點(diǎn)如下： ①此類氧化溝就是一個 A/O 活性污泥系統(tǒng)?？赏瓿捎袡C(jī)物的降解和硝化、反硝化過程，能取得良好的 BOD5 去除效果和脫氮效果。 ②流程簡單，無需設(shè)置初沉池和二沉池及污泥回流設(shè)備。 ③管理方便，由于處理設(shè)施少，又沒有沼氣系統(tǒng)，不存在危險(xiǎn)性，管理大大簡化。 ④處理效果好，去除有機(jī)物效率高，還有脫氮除磷功能。 ⑤基本投資省，處理成本低。 ⑥提升水泵揚(yáng)程較低。 ⑦可簡易石砌梯形降低造價(jià)。三溝式氧化溝的缺點(diǎn)：①容積利用率低，池容相對較大。 ②三溝污泥濃度相差大，影響池容利用。 ③除磷效率不高。④池深較淺，占地較大。DE 型氧化溝 DE 型氧化溝是丹麥克魯格公司在間歇運(yùn)行的氧化溝基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型的氧化溝。DE 氧化溝為雙溝系統(tǒng)，氧化溝與二沉池分建，并有獨(dú)立的污泥回流裝置，是在普通氧化溝基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種新形式，氧化溝作為整個工藝的核心，通過控制污水的流向和轉(zhuǎn)刷的轉(zhuǎn)速，創(chuàng)造好氧和缺氧兩上生化環(huán)境，該系統(tǒng)不僅能去除污水的BOD 和實(shí)現(xiàn)生物脫氮，若在氧化溝之前增設(shè)厭氧段，還可以實(shí)現(xiàn)生物除磷。也就是說，DE 氧化溝將曝氣池和缺氧池有機(jī)融合在一起，池容得到了更充分的利用，如此的優(yōu)化組合，使其在占地和基建投資方面，與一般的脫氮、除磷工藝相比顯得更為優(yōu)越。DE 氧化溝生物脫氮作用是通過氧化溝本身特殊的運(yùn)行方式創(chuàng)造一定條件使硝化作用在氧化溝中交替發(fā)生而完成的。由于氧化溝系統(tǒng)的污泥泥齡較長，一般為 1030d，池中硝化作用進(jìn)行的比較充分，污水中氨氮基本上可完氧化成硝酸鹽。為了進(jìn)一步脫氮，就要使反硝化作用得以進(jìn)行，其主要條件是維持缺氧條件和有機(jī)碳源，使24活性污泥回流反硝化菌繁殖，DE 氧化溝生物脫氮作用正是按此原理操作運(yùn)行的。DE 氧化溝還可以用來進(jìn)行生物除磷，可以在 DE 氧化溝之前設(shè)置一厭氧池（亦稱生物選擇池） ，其作用一是抑制絲狀菌的增長，防止污泥膨脹，改善污泥的沉淀性能，二是細(xì)菌的厭氧段把磷從化合狀態(tài)下釋放出來，污水中 BOD 濃度下降，而磷含量上升，隨后在好氧段內(nèi)細(xì)菌吸收在厭氧段釋放出的磷和原污水中的磷，形成高含量的磷污泥，利用排除剩余活性污泥去除水中的磷。生物選擇池配有攪拌器，以防止污泥沉積，污水經(jīng)過厭氧好氧段達(dá)到除磷目的，而與缺氧好氧段聯(lián)合達(dá)到脫氮、除磷。DE 氧化溝除磷就是按照此原理進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)行的。（2） A O 系列工藝傳統(tǒng)活性污泥法是應(yīng)用最早的工藝，它去除有機(jī)物的效率很高，在處理過程中產(chǎn)生的污泥采用厭氧消化方式進(jìn)行穩(wěn)定處理，對消除污水和污泥的污染很有效，而且能耗和運(yùn)行費(fèi)用都比較低，因而得到廣泛應(yīng)用。但是對氮磷的去除效果不高。近年來，隨著國家對環(huán)保要求以及水體富營養(yǎng)化的日趨嚴(yán)重，對氮磷要求更高，于是出現(xiàn)了活性污泥法的改進(jìn)型 A/O 法和 A/A/O 法。A/O 法有兩種，一種是用于除磷的厭氧 好氧工藝；一種是用于脫氮的缺氧好氧工藝；A 2O 法是脫氮除磷兼具的處理工藝。A 2O 工藝對于有除磷脫氮要求的大型污水處理廠，傳統(tǒng) A2O 一般是首選工藝，A 2O 法是70 年代在厭氧 缺氧工藝上開發(fā)出來的同步除磷脫氮工藝，因此具有生物除磷和脫氮的能力。流程簡圖見圖 33。圖 33 A2O 流程簡圖在該工藝流程內(nèi)，BOD SS 和以各種形式存在的 氮和磷一一被去除。A 2O生物脫H氮除磷系統(tǒng)的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。在AAO生化池首段厭氧池，主要是聚磷菌進(jìn)行磷的釋放，使污水中P的濃度升高，溶解性有混合液回流出水進(jìn)水厭氧池(A) 缺氧池(A) 好氧池(O) 二沉池25機(jī)物被細(xì)胞吸收而使污水中BOD 5 濃度下降；另外NH 3N因細(xì)胞的合成而被去除一小部分，使污水中NH 3N濃度下降，但NO 3N含量沒有變化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO 3N和NO 2N還原為N 2 釋放至空氣中，從而達(dá)到脫氮的目的，因此BOD 5 濃度繼續(xù)下降，NO 3N濃度大幅度下降，而磷的變化很小。在好氧池中，有機(jī)物被微生物生化降解后濃度繼續(xù)下降；有機(jī)氮被氨化繼而被硝化，使NH 3N濃度顯著下降，但隨著硝化過程的進(jìn)展， NO3N的濃度增加，P將隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速率下降。A2O 工藝應(yīng)用較為廣泛，歷史較長，已經(jīng)累積有一定的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過精心的控制和調(diào)節(jié)，可以獲得良好的脫氮除磷效果，出水水質(zhì)穩(wěn)定，主要應(yīng)用在國內(nèi)大中型的污水處理廠。Bardenpho 工藝（兩級 A/O）巴頓浦脫氮除磷工藝是在 A/O 脫氮工藝的基礎(chǔ)上增設(shè)了一個缺氧段和好氧段，所以該工藝又稱四段強(qiáng)化脫氮工藝。其工藝流程簡圖如圖 34： 圖 34 Bardenpho 工藝流程簡圖增設(shè)的第二缺氧段能對從第一好氧段，流入的混合液中的 NO3N 在反硝化菌作用下進(jìn)行反硝化脫氮，使脫氮率高達(dá) 90%~95%，而增設(shè)的第二好氧段，能提高出流混合液中的 DO 濃度，防止在沉淀池內(nèi)因缺氧產(chǎn)生反硝化，干擾污泥的沉降，從而改善了沉淀池中污泥的沉降性能。四段 Berdenpho 工藝脫氮率高，但除磷效果差。Phoredox 工藝為了提高除磷率，Phoredox 工藝在 Bardenpho 工藝的基礎(chǔ)上，在第一個缺氧池前增加了一個厭氧段。缺氧池 好氧池 缺氧池 好氧池 沉淀池進(jìn)水混合液回流污泥回流26圖 35 Phoredox 工藝流程簡圖增加的厭氧段保證了磷的釋放，在好氧條件下有更強(qiáng)的吸收磷的能力，提高了除磷效率。最終，好氧段（Ⅱ）為混合液提供短暫的曝氣時(shí)間，也會降低二沉池出現(xiàn)厭氧狀態(tài)和釋放磷的可能性。這種工藝將回流污泥與污水在厭氧池完全混合，接下來是兩組的硝化與反硝化池。這種組合能徹底實(shí)現(xiàn)反硝化作用，特別適用于低負(fù)荷污水處理廠的脫氮除磷。兩段式好氧工藝兩段曝氣法指兩個活性污泥系統(tǒng)的串聯(lián)系統(tǒng)，兩者各有其獨(dú)立的沉淀池，分別向各自的曝氣池回流處于不同生長階段的活性污泥。第一段多為短時(shí)曝氣，第二段多為中時(shí)曝氣，而最終出水水質(zhì)往往能達(dá)到延時(shí)曝氣的水平，出水 BOD5 能在 20mg/L 以下。采用兩段法時(shí)，在前面設(shè)置厭氧段或缺氧段，也能達(dá)到脫氮除磷的目的，其工藝流程如圖 36 所示：27水解池一級好氧池中沉池二級好氧池二沉池進(jìn)水 出水硝化液回流污泥回流圖 36 兩段式好氧工藝流程簡圖（3） SBR 系列工藝SBR（Sequencing Batch Reactor）集進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水于一池而不需要初沉、二沉池及污泥回流。在該系統(tǒng)中，反應(yīng)池在一定時(shí)間內(nèi)充滿污水，以間歇處理方式運(yùn)行，處理后混合液沉淀一段預(yù)定的時(shí)間后，從池內(nèi)排除上清液。典型的 SBR 系統(tǒng)分為：進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水與閑置 5 個階段。該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時(shí)間上的分布，形成一體化的集約構(gòu)筑物，并利于實(shí)現(xiàn)緊湊的模塊布置，最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省占地。另外，可以減少污泥回流量，有節(jié)能效果。但是，SBR 類工藝對自動化控制要求很高，并需要大量的電控閥門和機(jī)械潷水器，稍有故障將不能運(yùn)行，影響整個處理系統(tǒng)，一般須引進(jìn)部分關(guān)鍵設(shè)備。由于一池多用的功能，相關(guān)設(shè)備再一段時(shí)間內(nèi)不得已而閑置，曝氣頭的數(shù)量和鼓風(fēng)機(jī)的裝機(jī)功率稍大。另外由于，潷水深度通常在 之間，出水水位必須按最低潷水位設(shè)計(jì)，加之潷水器本身的水頭損失較高，故總的提升揚(yáng)程較其他工藝要高，水頭損失較大。隨著 SBR 工藝的不斷演變和改良，又產(chǎn)生或同期發(fā)展為 MSBR、IATDAT、 ICEAS、CASS(CAST) 等，其中以 CASS（CAST）應(yīng)用居多。MSBRMSBR 即改進(jìn)型 SBR，其工藝經(jīng)過不斷改進(jìn)和發(fā)展成為 SBR 的第三代技術(shù)。MSBR 其實(shí)質(zhì)是由 A/A/O 工藝與 SBR 系統(tǒng)串聯(lián)而成，不需設(shè)置二沉池和初沉池，又能在反應(yīng)器全充滿且在恒定液位下連續(xù)運(yùn)行。采用單池多格方式，結(jié)合了傳統(tǒng)活性污泥法和 SBR 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，還省去了多池工藝所需要的管道、閥門。MSBR 是一種可連續(xù)進(jìn)水、高效的污水處理工藝，且簡單，容積小，單池，投資運(yùn)行費(fèi)用較低，但是自控要求很高，對水質(zhì)變化適用性控制較差，目前應(yīng)用運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)相對較少。28DATIATDATIAT 工藝是利用單一 SBR 池實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行的新型工藝，介于傳統(tǒng)活性污泥法與典型的 SBR 工藝之間，是連續(xù)曝氣和間歇曝氣相結(jié)合的工藝，既有傳統(tǒng)活性污泥的連續(xù)性和高效性，又具有 SBR 法的靈活性，適用于水量較大的情況。DATIAT 工藝主體構(gòu)筑物由需氧池和間歇曝氣池組成，一般情況下 DAT 連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)曝氣，其出水進(jìn)入 IAT，在此可完成曝氣、沉淀、潷水和排出剩余污泥工序，是 SBR 又一變型。它的脫氮除磷效果一般，需增加前處理設(shè)施才能提高脫氮除磷效果。ICEAS ICEAS（Intermittent Cyclic Extended Aeration System）工藝的全稱為間歇循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥工藝。于 20 世紀(jì) 80 年代在澳大利亞興起，是 SBR 的改良工藝。與傳統(tǒng)的 SBR 工藝相比，ICEAS 最大特點(diǎn)是：在反應(yīng)器的進(jìn)水端增加一個預(yù)反應(yīng)區(qū)，運(yùn)行方式為連續(xù)進(jìn)水（沉淀期和排水期保持進(jìn)水） ，間歇排水，沒有明顯的反應(yīng)階段和閑置階段。這種系統(tǒng)在處理市政污水和工業(yè)廢水方面比 SBR 系統(tǒng)費(fèi)用更省，管理更方便。但是由于進(jìn)水貫穿于整個運(yùn)行周期的每個階段，沉淀期進(jìn)水在主反應(yīng)區(qū)底部造成水力紊動而影響泥水分離時(shí)間，因而進(jìn)水量受到一定限制。通常水力停留時(shí)間較長，已在昆明第三第四水廠運(yùn)用，它可以脫氮除磷，但效果不是很理想。CASS 或 CASTCASS（ CAST） （Cyclic Acitiavated Sludge System）工藝是一種循環(huán)式活性污泥法，該工藝的前身為 ICEAS 工藝，由 Goronszy 開發(fā)并在美國和加拿大獲得專利。CASS（ CAST）的整個工藝為一間歇式反應(yīng)器，由三個區(qū)域組成：生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)是設(shè)置在 CASS（CAST ）前端的小容積區(qū)，通常在厭氧或兼氧條件下運(yùn)行。兼氧區(qū)不僅具有輔助厭氧或兼氧條件下運(yùn)行的生物選擇區(qū)對進(jìn)水水質(zhì)水量變化的緩沖作用，同時(shí)還具有促進(jìn)磷的進(jìn)一步釋放和強(qiáng)化反硝化作用。主反應(yīng)區(qū)則是最終去除有機(jī)物的場所。CASS（ CAST）工藝脫氮除磷的原理為：除磷是靠厭氧捕捉選擇區(qū)（預(yù)反應(yīng)區(qū)）和曝氣反應(yīng)區(qū)（主反應(yīng)區(qū)）完成。硝化和反硝化在主反應(yīng)區(qū)完成。從充水/曝氣開始，溶解氧（DO）濃度從 0mg/L 逐漸增加到 ，大約有 50%的時(shí)間其29DO 接近于零，約 30%時(shí)間 DO 在 1mg/L 左右，約 20%時(shí)間 DO 在 2mg/L 左右。DO能否進(jìn)入微生物絮體內(nèi)，取決于絮體大小和活性污泥的耗氧速率。一般情況下，耗氧速度較快，當(dāng) DO 含量不高時(shí)，溶解氧很難進(jìn)入絮體內(nèi)部，這樣在絮體內(nèi)形成了微缺氧環(huán)境，而硝化產(chǎn)生的較多濃度梯度的 NO3N 可進(jìn)入絮體內(nèi)部，使絮體內(nèi)部發(fā)生反硝化作用，使硝化/反硝化過程同時(shí)發(fā)生。無需專設(shè)缺氧區(qū)和內(nèi)回流系統(tǒng)。 工藝比較從各個工藝原理看出，A/A/O 系列工藝、氧化溝系列工藝、 SBR 系列工藝均能滿足除磷脫氮和去除有機(jī)污染物的要求，綜合考慮工程的建設(shè)規(guī)模、進(jìn)水水質(zhì)、處理要求、工程投資、運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)管理，以及工程的分期建設(shè)運(yùn)行情況，參照國內(nèi)外的研究成果和各種工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能定量化指標(biāo)，以及有相應(yīng)的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)行多處方案性能比選上，選用具有較好的脫氮除磷功能的三種工藝進(jìn)行比較：氧化溝系列中的改進(jìn)型 Carrousel2022 工藝；AO 系列的的兩段式好氧工藝；SBR 系列中的 CASS 工藝。針對上述 CASS 工藝、Carrousel2022 工藝、兩段式好氧 工藝中二級生化工藝進(jìn)行比較。