【正文】 人Ⅱ池，出水自Ⅲ池引出。 階段C。Ⅰ池轉(zhuǎn)變?yōu)殪o置沉淀狀態(tài)，Ⅱ池在缺氧條件下運(yùn)行，以便對階段B中積累的硝酸鹽進(jìn)行反硝化，Ⅲ池仍為沉淀池。進(jìn)水引人Ⅲ池，出水自Ⅰ池引出。 階段E。 階段F。 整個(gè)工作周期為8小時(shí)。依靠三池工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，這種系統(tǒng)免除了污泥回流。上述各工作階段的時(shí)間，也應(yīng)根據(jù)水質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整。我們從上述的介紹中，可以比較下列各點(diǎn)。例如設(shè)計(jì)總停留時(shí)間18～21小時(shí)，其中用于靜置沉淀時(shí)間6～7小時(shí)，此值大于二沉池設(shè)計(jì)參數(shù)。 B．在曝氣設(shè)備選型上，在同等充氧條件下，三溝交替式氧化溝始終有1/3設(shè)備被閑置。 此外，三溝交替式氧化溝的曝氣設(shè)備一般采用臥軸式的曝氣轉(zhuǎn)碟（刷）?？斎麪栄趸瘻蟿t采用立軸式表曝機(jī)，其軸和軸承中心受力，在同等機(jī)械制造水平條件下，由于其力學(xué)結(jié)構(gòu)合理，使用壽命長，故障少。調(diào)節(jié)出流堰板或表曝機(jī)高低可變動葉輪浸沒深度而調(diào)整充氧量。 D．從活性污泥動力學(xué)理論，氧化溝處理效率與MLSS成正比。幾乎高出50％。 E．在上述介紹的三溝交替式氧化溝的操作過程可知，人工控制操作難度很大，而自動控制必須可靠?？斎麪栄趸瘻蠠o論是人工或自動控制比較容易實(shí)施，可方便地按污水水質(zhì)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。進(jìn)水先引入最外的溝渠，在其中不斷循環(huán)的同時(shí)，依次進(jìn)入下一個(gè)溝渠，相當(dāng)于一系列完全混合反應(yīng)池串聯(lián)在一起，最后從中心的溝渠排出。 奧貝爾型氧化溝的主要特點(diǎn)是： ⑴圓形或橢圓形的平面形狀，比渠道較長的氧化溝更能利用水流慣性，可節(jié)省推動水流的能耗； ⑵多渠串聯(lián)的型式可減少水流短路現(xiàn)象； ⑶曝氣設(shè)備多采用曝氣轉(zhuǎn)盤，水深可采用2～，～ 。在運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保持第一、二及三渠的溶解氧分別為0、及2mg/L,以達(dá)到以下目的：
⑴在第一渠內(nèi)僅提供將BOD5物質(zhì)氧化穩(wěn)定所需的氧，卻保持溶解氧為0或接近0，既可節(jié)約供氧的能耗，也可為反硝化創(chuàng)造條件；⑵在第一渠缺氧條件下，微生物可進(jìn)行磷的釋放，以便它們在好氧環(huán)境下吸收廢水中的磷，達(dá)到除磷效果； ⑶在三條溝渠中形成較大的溶解氧階梯，有利于提高充氧效率。而奧貝爾型氧化溝采用的臥軸曝氣設(shè)備存在的不足，與三溝交替式氧化溝一樣。 三溝交替式氧化溝已經(jīng)比二溝交替式與間歇式氧化溝（SBR）有所發(fā)展，在大中型氧化溝設(shè)施中，卡魯塞爾氧化溝有顯著的優(yōu)點(diǎn)。第二章 氧化溝的設(shè)計(jì)計(jì)算 氧化溝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括：確定氧化溝的容積、計(jì)算曝氣機(jī)所需功率、進(jìn)行堿度校核、回流污泥量計(jì)算及二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算。規(guī)范和規(guī)程主要有兩本： 1.《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ1487,1997年版），簡稱《規(guī)范》； 2.《氧化溝設(shè)計(jì)規(guī)程》（CSCS 112:2000），簡稱《規(guī)程》。NT V’＝───── （22）SDNR—反硝化所需的氧化溝有效容積（m3）
NT—要求去除的硝酸鹽氮量（kg／d）
SDNR—污泥反硝化率（kgN／kgMLSS設(shè)計(jì)需氧量可按下式計(jì)算: (S0Se) VSS VSS AOR＝Q[————]——＋(N0Ne)——— ] （24） 1e—kt SS SS (去除的BOD5) (剩余污泥的BOD5) (硝化所需的氧) (硝化剩余污泥的NH4N) (反硝化所得到的氧)式中 AOR—設(shè)計(jì)需氧量（kgO2/d） Q—污水流量（m3／d） S0—進(jìn)水BOD5（mg／L） Se—出水BOD5（mg／L） k一BOD5速率常數(shù)（d1）， t—BOD試驗(yàn)天數(shù)（d），對BOD5，t＝5d Px—剩余污泥排放量（kg/d）
VSS/TSS —污泥中揮發(fā)性固體百分?jǐn)?shù)（％）；MLVSS/MLSS=～（《規(guī)程》值） N0—進(jìn)水氨氮濃度（mgNH3N／L） Ne—出水氨氮濃度（mgNH3N／L） ΔNO3—還原的硝酸鹽氮（mgNO3N／L） 產(chǎn)生的生物污泥量 YQ(S0Se) Px＝————— (25) 1＋Kdθc %Px1000 ΔNO3＝——————— (26) Q 公式（26）％系生物污泥用于細(xì)胞合成的氮。 四、污泥回流計(jì)算根據(jù)懸浮固體平衡公式：QX0＋QRXR＝(Q＋QR)X （28）式中 X0—進(jìn)水懸浮固體（mg/L）XR—回流污泥濃度（mg/L）X—混合液懸浮固體（mg/L）QR—回流污泥量（m3/d） 五、二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算
建議采用以下設(shè)計(jì)參數(shù)：
表面水力負(fù)荷 ～ m3/（《規(guī)程》值）
固體負(fù)荷 20～100 kgSS/（《OxidatiOn Ditches in Wastewater Treatment》）出水堰負(fù)荷 ≤147 m3/≤（《規(guī)范》值）
第三章 卡魯塞爾氧化溝在城市污水處理中的應(yīng)用一、污水生物脫氮工藝流程
在上述生物脫氮基本原理的基礎(chǔ)上，可以通過很多不同的工藝流程來實(shí)現(xiàn)硝化—反硝化反應(yīng)，并與有機(jī)物的去除過程相結(jié)合，同時(shí)達(dá)到降低BOD5及脫氮的目的。其中多級污泥系統(tǒng)常被稱為傳統(tǒng)的生物脫氮流程。 圖31所示是三種傳統(tǒng)的生物脫氮工藝流程，它們都具有多級污泥系統(tǒng)。第一個(gè)曝氣池和第二個(gè)硝化池均應(yīng)維持好氧條件，第三個(gè)反硝化池則應(yīng)在缺氧條件下進(jìn)行，不曝氣，采用攪拌機(jī)維持污泥呈懸浮狀態(tài)并與廢水良好地混合。此流程可以得到相當(dāng)好的BOD5去除效果和脫氮效果，其缺點(diǎn)是： ⑴流程長，構(gòu)筑物多，基建費(fèi)用很高； ⑵需要外加碳源，運(yùn)行費(fèi)貴； ⑶出水中往往殘留一定量的甲醇，形成BOD5及COD。 C＝＋＋式中： C—需要投加的甲醇量（mg/L） ND—進(jìn)水的NO3N濃度（mg/L） N1—進(jìn)水的NO2N濃度（mg/L） D—進(jìn)水的溶解氧濃度（mg/L） 此處的進(jìn)水系指進(jìn)入反硝化池的廢水。因此，其優(yōu)缺點(diǎn)與上述系統(tǒng)很相似。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，這樣做是可行的，利用原廢水作反硝化碳源，還減輕了去除BOD的負(fù)荷，可謂一舉兩得。 為了保證出水中的有機(jī)物濃度和溶解氧能滿足要求，還有人提出在反硝化池后面增添一個(gè)曝氣池，如圖32所示，顯然，這種流程可以提高出水水質(zhì)，但基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)也將相應(yīng)增加。 A／O流程的特點(diǎn)是，原廢水先經(jīng)缺氧池，再進(jìn)好氧池，并將好氧池的混合液和沉淀池的污泥同時(shí)回流至缺氧池，使缺氧池中既從原廢水中得到充足的有機(jī)物，又從回流的混合液中得到大量硝酸鹽，回流污泥則保證其微生物量，因此可在其中進(jìn)行反硝化反應(yīng)，然后再在好氧池中進(jìn)行BOD5的進(jìn)一步降解和硝化作用?；旌系奈⑸锞航惶娴靥幱诤醚鹾腿毖醯沫h(huán)境中，有機(jī)物濃度高和低的條件下，將分別發(fā)揮其不同的作用。顯而易見，與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝流程相比，A／O工藝流程大大地簡化了，A／O工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是：
⑴流程簡單，構(gòu)筑物少，基建費(fèi)用可大大節(jié)??；
⑵不需要外加碳源，以原廢水為碳源，可保證充分的反硝化反應(yīng)；
⑶好氧池設(shè)在缺氧池之后，可使反硝化殘留的有機(jī)污染物得到進(jìn)一步去除，提高出水水質(zhì)；
⑷缺氧池在好氧池之前，一方面可減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷，另一方面也有利于控制污泥膨脹，反硝化過程中產(chǎn)生的堿度還可補(bǔ)償硝化過程對堿度的消耗。近年來比較新穎的稱作2000型卡魯塞爾氧化溝的，實(shí)際上就是前置反硝化池的卡魯塞爾氧化溝。為便于說明，我們把2000型卡魯塞爾氧化溝按原理簡化并繪成氧化溝系統(tǒng)如圖35。由圖35可見，2000型卡魯塞爾氧化溝設(shè)置了前置反硝化池后，與A／O法原理一致。一般認(rèn)為氧化溝內(nèi)本身可以形成好氧、缺氧和厭氧區(qū)段。當(dāng)回流污泥中含有大量硝酸鹽、亞硝酸鹽并能得到充足的有機(jī)物時(shí)，便可在該區(qū)內(nèi)進(jìn)行脫氮反應(yīng)；厭氧區(qū)（Anaerobic zone）常設(shè)在氧化溝的進(jìn)水端部，一般單獨(dú)設(shè)置。 氧化溝設(shè)置前置反硝化池，實(shí)踐證明利用水流的速能可使氧化溝與前置反硝化池達(dá)到大流量回流。這樣會增加投資和動力消耗，還可能產(chǎn)生沉積和增加運(yùn)行維護(hù)工作量。 圖36系某開發(fā)區(qū)的10000m3／d的城市污水處理廠氧化溝系統(tǒng)簡圖。圖中表明，在氧化溝有相應(yīng)長度時(shí)，曝氣機(jī)下游至混合液出流堰，溶解氧降低使之保持在不小于2mg/L?；旌弦涸诤醚鯀^(qū)出流也有利于保持混合液在二沉池分離后的出水有一定的溶解氧。此時(shí)即形成了缺氧段。當(dāng)只有一段好氧、缺氧過程時(shí)，其生物處理工藝過程與A／O法一致，也與設(shè)有前置反硝化池的氧化溝相當(dāng)。從圖35可見，這種布置的氧化溝系統(tǒng)比前置反硝化池氧化溝系統(tǒng)還要簡化，免去了前置反硝化池的水流水力條件差及另設(shè)攪拌器的麻煩。如果具有反硝化作用氧化溝的曝氣機(jī)多于一臺，并且在氧化溝的一端裝設(shè)曝氣機(jī)，其中中間溝槽的曝氣機(jī)上游亦會形成缺氧段。實(shí)際使用檢測后表明，不必強(qiáng)調(diào)免除中間溝槽的缺氧段。具有中間缺氧段的氧化溝，更有利于難降解有機(jī)物的分解。 三、污水生物除磷工藝流程 根據(jù)上述污水生物除磷原理，污水生物除磷的工藝流程一般是由厭氧池和好氧池組成的。 流程中第一個(gè)池子是厭氧池，回流污泥進(jìn)入?yún)捬醭睾罂山逦杖コ徊糠萦袡C(jī)物，并釋放出大量磷，第二個(gè)池子是好氧池。
A／O生物脫磷工藝的主要特點(diǎn)是：
1．工藝流程簡單，不需投加化學(xué)藥品；
2．厭氧池設(shè)在好氧池之前，有利于抑制絲狀菌的生長，防止活性污泥的膨脹，且能減輕好氧的有機(jī)負(fù)荷；
3．一般采用的水力停留時(shí)間為，厭氧池1～2h好氧池2～3h,污泥齡亦較短；
4．排放的剩余污泥含P量高；
5．建設(shè)費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)均較低。由圖可見，BOD5在A和O兩段內(nèi)部有下降，但在A段中，由于磷的厭氧釋放，P的含量有升高，至O段才有大幅度的下降。如果排放污泥的溶解氧趨于缺氧、厭氧狀態(tài)，二沉池中難免有磷的釋放。采取這些措施后，城市污水處理的除磷率可以達(dá)到90％左右，出水含磷≤1mg/L。我們只要把圖35的2000型卡魯塞爾氧化溝系統(tǒng)工藝流程略加修改，就可實(shí)現(xiàn)類似圖37的生物除磷的A／O 流程。
圖39的卡魯塞爾氧化溝生物除磷流程，對于氧化溝來說，混合液出流堰位置的布置十分重要。微生物在厭氧區(qū)充分釋放出水中的磷后，進(jìn)入氧化溝曝氣區(qū)迅速充氧?；旌弦哼M(jìn)入二沉池固液分離后采用刮吸泥機(jī)以較短的時(shí)間排出飽含磷的微生物剩余污泥，輸送至一體化脫水機(jī)立即脫水。這樣的過程，可以充分發(fā)揮出生物除磷的特點(diǎn)，一般除磷效率能達(dá)到90％以上?！９饰⑸镌诤醚鯀^(qū)吸取磷實(shí)際時(shí)間較短，由于卡魯塞爾氧化溝專用曝氣機(jī)強(qiáng)大的攪拌混合作用和充氧能力，能夠彌補(bǔ)微生物在好氧區(qū)時(shí)間短的不足。 （一）常規(guī)生物脫氮除磷工藝 1. Bardenpho脫氮除磷工藝 Bardanpho脫氮除磷工藝流程如圖310所示。 本工藝流程之所以有較好的脫磷效果（達(dá)97％），一是在二沉池中會有磷的釋放，二是在第一個(gè)缺氧池中會有局部的厭氧條件，也有磷的釋放現(xiàn)象。 顯然，本工藝流程長，構(gòu)筑物多，這是它的一大缺點(diǎn)。 圖311為Phoredox生物脫氮除磷工藝流程。A／A／O工藝又稱A2／O工藝。 A2／O工藝的特性如圖313所示。 NH4N也會由于細(xì)胞的合成而有一些去除，但NO3N含量沒有變化，P的含量因細(xì)胞釋放而上升；在缺氧池中，廢水中有機(jī)物被反硝化菌利用作碳源，因此BOD5 和COD會繼續(xù)減少，NH4N變化較小，N03N會大幅度下降，被還原成N2釋放至大氣，P的變化則很??；在好氧池中，有機(jī)物繼續(xù)減少，NH4N和P也以較快的速率下降，只有NO3N將因硝化作用而上升