【導讀】蕪湖長江大橋以北，占地約。朱家橋污水處理廠的建設規(guī)模。為遠期30萬m3/d，近期為10萬m3/d，元/噸.采用厭氧池加氧化溝工藝。

　　

【正文】 為 ～ ， COD/TP 為 30～ 60， BOD/TP 為 16～40(一般應＞ 20)。 若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、 BOD5和 COD 為主，則可用 A/O 工藝。 氧化溝工藝 本 工藝 50 年代初期發(fā)展形成，因其構造簡單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競爭力，當前可謂熱門 工藝 。氧化溝 具有脫氮的效果且 在應用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有： 帕式 (Passveer)簡稱單溝式 ，表面曝氣采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在 ～ ，轉(zhuǎn)刷動力效率 ～ (kWh)。 奧式 (Orbal)簡稱同心圓式，應用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個環(huán)道用不同的 DO(如外環(huán)為 0，中環(huán)為 1，內(nèi)環(huán)為 2)，有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣，水深一般在 ～ ，動力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn) 已在山東濰坊、北京黃村和合肥的污水處理廠應用。 若能將氧化溝進水設計成多種方式，能有效地抵抗暴雨流量的沖擊，對一些合流制排水系統(tǒng)的城市 污水 處理尤為適用。 卡式 (Carrousel)簡稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從 工藝 運行來看，水深一般在 ，但污泥易于沉積，其原因是供氧與流速有矛盾。 10 三溝式氧化溝 (T 型氧化溝 )，此種型式由簡單，處理效果不錯，但其采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復雜的三池組成，中間作曝氣池，左右兩池兼作沉淀池和曝氣池。 T 型氧化溝構造控制儀表增加了運行管理的難度。不設厭氧池，不具備除磷功能。 交替式氧化溝是 SBR 工藝與傳統(tǒng)氧化溝工藝組 合的結(jié)果，目前應用的主要有 3 種氧化溝，分別為 VR 型、 DE 型、 T 型。交替式氧化溝具有良好的脫氮效果，若在起前面設一厭氧池，則起也具有良好的除磷效果。 氧化溝一般不設初沉池，負荷低，耐沖擊，污泥少。建設費用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率 (提高 20%)和動力效率［達 ～ kgO2/(kWh)］。 污水處理流程方案的確定 經(jīng)過分析本設計可 選擇的 工藝 流程，有 兩種： 普通 A/A/O 法處理 工藝 。 厭氧池 +氧化溝處理 工藝 。 兩種 工藝 經(jīng)過比較 ： 氧化溝除了具有 A/A/O 的效果外，還具有如下特點： 1) 具有獨特的水力流動特點，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)，缺氧區(qū)，用以進行硝化和反硝化作用，取得脫氮效果 ； 2) 不 設初沉池 ， 有機性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達到好氧穩(wěn)定的程度 ； 3) BOD 負荷低，使氧化溝具有對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強的適應性，污泥產(chǎn)率低，勿需進行硝化處理 ； 4) 脫氮效果還能進一步提高 ； 5) 電耗較小， 運行費用低。 所以本設計選用 厭氧池 +氧化溝處理 工藝 。 本設計的工藝流程如圖 1 為： 圖 1 工藝流程 11 第 4 章 污水廠的工藝設計選擇 格柵的選擇 格柵是用來去除可能堵塞水泵機組及管 道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設施能正常運行。格柵是由一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組成。傾斜安裝在進水的渠道，或進水泵站集水井的出口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。格柵柵條常用的端面形式有圓形 \正方形 \矩形 \半圓形等 .圓形斷面水力條件好 ,但剛度較差 。矩形斷面剛度好 ,水力條件不如圓形 。半圓形斷面水力條件和剛度都較好 ,但形狀相對復雜 .一般多采用矩形斷面 . 本設計采用矩形斷面柵條 ,在源污水與沉沙池之間只設置一道中格柵 .因為鏈條式機械格柵構造簡單，制造方便，占地面積少，適用于中小型污水廠，因此本設 計采用鏈條式機械格柵。 沉砂池的選擇 沉砂池的作用是為了去除比重相對較大的無機顆粒 (如泥砂，煤渣等，它們的相對密度約為 2 .65)。沉砂池一般設于初沉池前，以減輕沉淀池的負荷及改善污泥處理構筑物的處理條件；也可設于泵站、倒虹管前 ,以便減輕無機顆粒對水泵、管道的磨損。常用的沉砂池有鐘式沉砂池、平流沉砂池、曝氣沉砂池和多爾沉砂池等。 平流沉砂池是與砂水分離器配套使用的一種先進設備。該套設備可以利用水力旋流使泥砂和有機物分離 ,沉砂效果好，廣泛應用于城市大、中污水處理工程中前置預處理工序及廠礦企事業(yè)單位。 它 有以下優(yōu)點： 優(yōu)點：沉淀效果好，耐沖擊負荷，適應溫度變化。工作穩(wěn)定，構造簡單，易于施工，便于管理。 該套設備由葉輪、傳動軸、電動機、減速器和吸砂系統(tǒng) (泵排 )等部分組成；另外在排砂管與砂泵之間安裝一個閘閥，砂泵出口用管道連接至砂水分離器上部進水口。由于葉輪旋轉(zhuǎn)時將使池中污水作螺旋運動，加上因污水切向進入產(chǎn)生與葉輪一致的旋流，池中的污水形成渦形流態(tài) ,在適當?shù)娜~漿傾角和線速度條件下，污水中的砂粒將受到?jīng)_刷并仍保持最佳的沉淀效果，而原來附著在砂粒上的有機物質(zhì)以及重量不同的物質(zhì)隨污水一同流出。另外由于葉輪的旋轉(zhuǎn)，減少 了旋流沉砂池因進水量變化導致流態(tài)變化的敏感程度 ,因此保證了沉砂池效果的穩(wěn)定，出砂的有機成分低。 12 但是在實際工程的應用中，如果格柵運行不正常 ,由污水處理廠的進水總管帶來的一些懸浮和漂浮物以及纖維、硬毛、破布條可以直接進入沉砂池 ,從而可能導致攪拌槳的損壞，尤其是能造成排砂設備 (吸砂泵 )及管路 (閘閥或球閥 )的堵塞 ,導致設備無法正常運行。這種情況在小型污水處理廠特別常見，成為困擾污水處理廠正常運行的一個難題。 本設計選用平流式沉砂池。 氧化溝類型的選擇 氧化溝污水處理技術是一種典型的污水處理方法，并有多種改 進工藝。氧化溝處理工藝的主要部件包括氧化溝體、曝氣轉(zhuǎn)刷、異步電極、進出水系統(tǒng)（初沉池、高位水箱、二沉池）及控制系統(tǒng)。通過調(diào)節(jié)曝氣轉(zhuǎn)刷的轉(zhuǎn)速，可以實現(xiàn)氧化溝體的不同部位及不同程度的充氧，可以滿足污水處理過程中不同微生物對氧的需求 ,同時實現(xiàn)好氧厭氧過程 —— 實現(xiàn)脫氮除磷同時進行。 （ 1） 卡魯塞爾（ Carrousel）氧化溝 卡魯塞爾氧化溝是一種單溝式環(huán)形氧化溝，在氧化溝的頂端設有垂直表面曝氣機，兼有供氧和推流攪拌作用。污水在溝道內(nèi)轉(zhuǎn)折巡回流動，處于完全混合形態(tài)，有機物不斷氧化得以去除。 流經(jīng)沉砂池的生活污水與二沉 池回流污泥在卡魯塞爾氧化溝內(nèi)設置的圓形混合井進行充分混合后進入?yún)捬鯀^(qū) Ⅰ 。該區(qū)分為 3 格，每格都設有水下攪拌器 以防止污泥沉淀。經(jīng)厭氧反應后的混合液進入缺氧區(qū) Ⅱ ，并與由氧化溝 Ⅲ 經(jīng)回流 通道 Ⅳ 進入缺氧區(qū)的回流液充分混合，進行反硝化脫氮和除磷反應。缺氧區(qū)Ⅱ 的中間部位設導流隔墻，并在適當位置安裝水下攪拌器，使該區(qū)具有良好的混合與循環(huán)條件。經(jīng)厭氧、缺氧反應后的混合液流入氧化溝 Ⅲ 進行氧化、硝化、反硝化反應，氧化溝 Ⅲ 的充氧機械采用倒傘形曝氣葉輪，可根據(jù)池內(nèi) DO 測定儀控制調(diào)節(jié)堰出水、改變曝氣葉輪浸水深度以達到調(diào)節(jié)供氧的目 的。 卡魯塞爾氧化溝主要由 3 部分組成，即厭氧區(qū) Ⅰ 、缺氧區(qū) Ⅱ 、 氧化溝區(qū) Ⅲ 。其工作原理、計算方法、設計參數(shù)、容積大小等因素的確定是設計中要解決的主要問題。 ① 厭氧區(qū) Ⅰ 在沒有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧條件下，兼性細菌將溶解性 BOD 轉(zhuǎn)化成低分子發(fā)酵產(chǎn)物，生物聚磷菌將優(yōu)先吸附這些低分子發(fā)酵產(chǎn)物，并將其運送到細胞內(nèi)、同化成胞內(nèi)碳源存貯物，所需能量來源于聚磷的水解以及細胞內(nèi)糖的水解，并導致磷酸鹽的釋放。經(jīng)厭氧狀態(tài)釋放磷酸鹽的聚磷菌在好氧狀態(tài)下具有很強的吸磷能力，吸收、存貯超出生長需求的磷量，并合成新的聚磷菌細 胞、 13 產(chǎn)生富磷污泥，通過剩余污泥的排放將磷從系統(tǒng)中除去。 ② 缺氧區(qū) Ⅱ 泥水混合液由厭氧區(qū) Ⅰ 進入缺氧區(qū) Ⅱ ，一部分聚磷菌利用后續(xù)工藝的混合液 (內(nèi)回流帶來的 )中硝酸 鹽作為最終電子受體以分解細胞內(nèi)的 PHB(聚 β羥基丁酸 )，產(chǎn)生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同時反硝化菌利用內(nèi)回流帶來的硝酸鹽，以及污水中可生物降解的有機物進行反硝化，達到部分脫碳與脫硝、除磷的目的。 ③ 氧化溝區(qū) Ⅲ 氧化溝兼有推流型和完全混合型反應池兩者的特性，完成一次循環(huán)所需時間約為 5～ 20 min，而總的停留時間卻很長。氧化 溝中有好氧、缺氧交替出現(xiàn)的區(qū)域，具有硝化、生物除磷、反硝化的條件。在氧化溝好氧區(qū)聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有機物外，主要是分解體內(nèi)貯積的 PHB，產(chǎn)生的能量可供自身生長繁殖，此外還可主動吸收周圍環(huán)境中的溶解磷，并以聚磷的形式在體內(nèi)超量貯積。 （ 2） 奧貝爾 (Orbal)氧化溝 奧貝爾氧化一般溝由三個同心橢園形溝道組成，污水由外溝道進入，與回流污泥混合后，由外溝道進入中間溝道再進入內(nèi)溝道，在各溝道循環(huán)達數(shù)百到數(shù)十次。最后經(jīng)中心島的可調(diào)堰門流出，至二次沉淀池。在各溝道橫跨安裝有不同數(shù)量水平轉(zhuǎn)碟曝氣機，進 行供氧兼有較強的推流攪伴作用。外溝道的供氧量通常為總供氧量的 50%左右，但 80%以上的 BOD 可以在外溝道中去除。由于外溝道溶解氧平均值很低，絕大部分區(qū)域 DO 為 ,所以，氧傳遞作用是在虧氧條件下進行的，氧的傳遞效率有所提高，有一定的節(jié)能效果。奧貝爾氧化溝具有較好的脫氮功能。奧貝爾氧化溝具有推流式和完全混合式兩種流態(tài)的優(yōu)點。對于每個溝道內(nèi)來講，混合液的流態(tài)基本為完全混合式，具有較強的抗沖擊負荷能力；對于三個溝道來講，溝道與溝道之間的流態(tài)為推流式，有著不同的溶解濃度和污泥負荷，兼有多溝道串聯(lián)的特性，有 利于難降解有機物的去除，并可減少污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生 。 奧貝爾氧化溝一般適用于 20 萬立方米 /日以下規(guī)模的城市污水處理廠，尢其推薦應用于中小規(guī)模的城市污水處理廠。 由于奧貝爾氧化溝屬于多反應器系統(tǒng)，在一定程度上有利于難降解有機物的去除，且抗沖擊負荷能力強，因此，當城市污水中工業(yè)廢水比例較高時，奧貝爾氧化溝較其他類型氧化溝有更好的適應性。 奧貝爾氧化溝有三個相對獨立的溝道，進水方式靈活。在暴雨期間，進水可以超越外溝道，直接進入中溝道或內(nèi)溝道，由外溝道保留大部分活性污泥， 14 利于系統(tǒng)的恢復。因此，對于合流制 或部分合流制的污水系統(tǒng)，奧貝爾氧化溝均有很好的適用性。 （ 3） 交替工作型 氧化溝 氧化溝是帶有沉淀功能的氧化溝，同建在一起的三個氧化溝組成一個單元。在每個氧化溝中均布置有一定數(shù)量的轉(zhuǎn)刷，以達到曝氣和環(huán)流的要求。三個氧化溝通過配水井相互連通，該配水井有三個自動控制的出水堰，可調(diào)節(jié)進入每溝的流量。基本運作方式分為六個階段： 階段 A： 通過調(diào)節(jié)配水井堰門，污水進入第一溝，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷以低速運行，僅溝內(nèi)污泥在懸浮狀態(tài)下環(huán)流，所供氧量則不足以使溝內(nèi)有機物氧化。此時，活性污泥中微生物強制利用上一階段產(chǎn)生的硝態(tài)氮作為氧化劑， 有機物被氧化，硝態(tài)氮還原成氮氣逸出。同時，溝內(nèi)自動調(diào)節(jié)出水堰上升，廢水與活性污泥通過接管進入第二溝。 階段 B： 污水入流從第一溝轉(zhuǎn)向第二溝，第一溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷開始高速運轉(zhuǎn)。開始，溝內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，隨著供氧量的增加，逐步成為富氧狀態(tài)。在第二溝內(nèi)處理過的污水與活性污泥一起進入第三溝，第三溝仍作為沉淀池，沉淀后的廢水通過出水堰排出。 階段 C： 第一溝的轉(zhuǎn)刷停止，開始泥水分離，至該階段末端，分離過程結(jié)束。在 C 段，入流污水仍然進入第二溝，處理后的污水仍然通過第三溝出水堰排出。 階段 D： 污水入流從第二溝轉(zhuǎn)入第三溝。 第一溝出水堰降低，第三溝出水堰升高。同時，第三溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷開始以低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，污水污泥一起從第三溝流向第二溝。在第二溝曝氣后再流入第一溝，此時，第一溝仍作為沉淀池。階段 D與階段 A 相類似，所不同的僅僅是反硝化作用發(fā)生在第三溝，處理后的污水通過第一溝已降低的出水堰排出。 階段 E： 污水入流從第三溝轉(zhuǎn)入第二溝，第三溝的轉(zhuǎn)刷開始高速運行，以保證在該段末端內(nèi)有余氧。第一溝仍作為沉淀池，處理后的污水通過該出水堰排出，階段 E 與階段 B 類似，所不同的僅僅是兩個外溝功能相反。 階段 F： 該階段基本與階段 C 相同，第三溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷停止 運行，開始泥水分離，入流污水仍然進入第二溝 ， 處理后的污水經(jīng)第一溝出水堰排出。該氧化溝系統(tǒng)非常靈活，運行方式有多種，可隨不同的入流水質(zhì)及出流水質(zhì)要求而改變。 （ 4） 一體化氧化溝 立體循環(huán)一體化氧化溝由曝氣轉(zhuǎn)刷、上下兩層溝道及沉淀區(qū)組成，其特點是： ① 氧 化溝的上層為好氧區(qū)，下層為缺氧區(qū)，混合液在上下循環(huán)過程中完成 15 降解有機 物和生物脫氮過程； ② 厭 氧區(qū)在底層不與大氣接觸，缺氧環(huán)境形成快。與常規(guī)氧化溝相比，采取上下兩層溝道立體循環(huán)方式減少占地面積約 50%； ③ 沉 淀區(qū)與氧化溝合建 (建在氧化溝的一端 )，沉淀的污泥可自動回流到氧化溝內(nèi)，無需污泥回流設備，節(jié)省了投資和能耗，并對氧化溝內(nèi)混合液的流態(tài)無任何影響； ④ 結(jié) 構緊湊，運行操作簡便。 立體循環(huán)一體化氧化溝能夠有效地去除污水中的有機污染物，對 COD 去除率達到 95%，相應的 BOD5去除率為 98%。同時，由于在下層溝道形成缺氧區(qū)，有利于生物脫氮。在 H RT 為 10h、 SRT 為 30d 時，對 NH3N 的去除率達到 99%、對 TN 的去除率＞ 90%，因此采用立體循環(huán)一體化氧化溝處理城市污水是可行的。 立體