氧化沟工艺在污水处理中的应用与发展

氧化沟又名连续循环曝气池，是活性污泥法的一种变形。氧化沟污水处理工艺是在２０世纪５０年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理。 目前应用较为广泛的氧化沟类型包括帕斯韦尔（Ｐasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Ｃarrousel）氧化沟、奥尔伯（Ｏrbal）氧化沟等。这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点。本文将主要介绍Ｃarrousel氧化沟在污水处理中的应用与发展。 一、Ｃarrousel２０００系统的应用 最初的普通Ｃarrousel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。但由于结构的限制，这种氧化沟除磷脱氮的能力有限。 为了取得更好的除磷脱氮的效果，Ｃarrousel２０００系统在普通Ｃarrousel氧化沟前增加了一个厌氧区和绝氧区（又称前反硝化区）。全部回流污泥和１０—３０％的污水进入厌氧区，可将回流污泥中的残留硝酸氮在缺氧和１０—３０％碳源条件下完成反硝化，为以后的绝氧池创造绝氧条件。同时，厌氧区中的兼性细菌将可溶性ＢＯＤ转化成ＶＦＡ，聚磷菌获得ＶＦＡ将其同化成ＰＨＢ，所需能量来源于聚磷的水解并导致磷酸盐的释放。厌氧区出水进入内部安装有搅拌器的绝氧区，所谓绝氧就是池内混合液既无分子氧，也无化合物氧（硝酸根）在此绝氧环境下，７０—９０％的污水可提供足够的碳源，使聚磷菌能充分释磷。绝氧区后接普通Ｃarrousel氧化沟系统，进一步完成去除ＢＯＤ、脱氮和除磷。最后，混合液在氧化沟富氧区排出，在富氧环境下聚磷菌过量吸磷，将磷从水中转移到污泥中，随剩余污泥排出系统。这样，在Ｃar鄄rousel２０００系统内，较好的同时完成了去除ＢＯＤ、ＣＯＤ和脱氮除磷。 二、Ｃarrousel氧化沟的发展 由于污水处理标准中对除磷脱氮的要求越来越严格，Ｃarrousel氧化沟也得到了进一步的发展。目前，研究及应用较多的包括以下两种类型；微孔曝气型Ｃarrousel２０００系统、Ｃarrousel３０００系统。 微孔曝气型Ｃarrousel２０００系统采用微孔曝气（供氧设备为鼓风机），微孔曝气器可产生大量直径为１mm 左右的微小气泡，这大大提高了气泡的表面积，使得在池容积一定的情况下氧转移总量增大。从水力特性来看，微孔曝气型Ｃarrousel２０００系统为环状折流池型，兼有推流式和完全混合式的流态。就整个氧化沟来看，可认为氧化沟是一个完全混合曝气池，其浓度变化系数极小甚至可以忽略不计，进水将迅速得到稀释，因此它具有很强的抗冲击负荷能力。 微孔曝气型Ｃarrousel２０００系统尽管具有充氧能力强、除磷脱氮效果好、占地面积少和能耗低等优点，但同时它也存在微孔曝气设备维修的问题。目前，国内微孔曝气器的使用寿命为４～５年，好的可达８～１０年，但与进口微孔曝气器相比还有一定的差距。 Ｃarrousel３０００系统是在Ｃarrousel２０００系统前再加上一个生物选择区。该生物选择区是利用高有机负荷筛选菌种，抑制丝状菌的增长，提高各污染物的去除率，其后的工艺原理同Ｃarrousel２０００系统。 Ｃarrousel３０００系统的较大提高表现在：一是增加了池深，可达７郾５～８m，同心圆式，池壁共用，减少了占地面积；二是曝气设备的巧妙设计，表曝机下安装导流筒，抽吸缺氧的混合液，采用水下推进器解决流速问题；三是使用了先进的曝气控制器ＱＵＴＥ。四是采用一体化设计，从中心开始，包括以下环状连续工艺单元；进水井和用于回流活性污泥的分水器；分别由四部分组成的选择池和厌氧池。这之外是有三个曝气器和一个预反硝化池的Ｃarrousel２０００系统。五是圆形一体化的设计使得氧化沟不需额外的管线，即可实现回流污泥在不同工艺单元间的分配。 （作者单位：高州市生活污水处理厂）