氧化溝工藝在中小型城市污水處理中的運用

馬 瑩

（上海同濟建設有限公司 上海 200092）

1972年聯合國人類環境會議以后，“環境保護”這一術語被廣泛的采用。環境保護是我國的基本國策。環境保護工作的好壞，對保障社會勞動力再生產免遭破壞有著重要的意義。隨著我國社會和經濟的高速發展，城市環境水資源的污染也日趨嚴重。2012年《全國環境統計公報》顯示，全國廢水排放總量684.8億噸。其中，工業廢水排放量221.6億噸，占廢水排放總量的32.3%，比上年減少2.6個百分點；城鎮生活污水排放量462.7億噸，占廢水排放總量的67.6%，比上年增加2.7個百分點。《重點流域水污染防治“十二五”規劃》中，2012年重點流域的廢水排放總量為453.9億噸，占全國廢水排放總量的66.3%。由于“污染”導致的水資源短缺，嚴重制約著我國社會經濟持續發展。目前我國水污染控制的重點已從以工業點源為主，逐步轉變為以城市污水污染為主的控制。

1 氧化溝工藝在城市污水處理中的優勢

1.1 技術工藝及特點

1.1.1 工藝介紹

氧化溝工藝是活性污泥法的一種變形工藝，是一種延時曝氣系統。溝體呈環形，一般為橢圓形或圓形。進水口和回流污泥口在曝氣機的上游，出水口在曝氣機的下游。通過曝氣裝置的不斷供氧和推動水流循環，使有機物、微生物及氧氣三者充分混合接觸。水處理中常用的曝氣裝置為：機械曝氣機、射流曝氣機、導管式曝氣機等。氧化溝內還設有導流墻和導流板，以減少彎道的水頭損失，降低混合液表面流速，提高傳氧速率。

1.1.2 技術特點

（1）流態上的整體完全混合和局部推流的特性，使污水形成了良好的混合液生物絮凝體，大大提高了二沉池的污泥沉降速度。

（2）多樣的構造形式，使其運行性能機動靈活，可按照任意一種活性污泥法的運行。

（3）脫氮效果優于普通活性污泥法。在不外加碳源的情況下，溝內溶解氧的不均勻分布交替形成好氧區和缺氧區，實現有機物和總氮的去除。

1.1.2 污水處理中的應用優勢

對于經濟處于起步階段的中小型城市而言，城市污水處理要兼顧環境效益和社會效益的雙重責任。由于氧化溝的型態特點和設計參數的可調性，使其基建和運行費用較低，出水BOD5一般為10mg/l左右。上世紀80年代始，我國新建污水處理廠中，氧化溝作為高效、經濟且具有較強競爭力的二級處理工藝被大量采用。

2 存在的問題及對策

2.1 污泥膨脹問題

2.1.1 絲狀菌性污泥膨脹：主要是由于溝中污泥負荷過高時，水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，pH值偏低，溶解氧濃度不足，排泥不暢等引發；2.1.2非絲狀菌性污泥膨脹：主要是由于水溫較低，細菌吸收了大量營養物質，卻代謝慢，多糖類物質大量貯積，使活性污泥體積指數（SVI）值變大而形成。

2.2 泡沫問題

由于泥齡長污泥老化和水中部分油脂富集于污泥中，經轉刷充氧攪拌導致大量泡沫產生。

對策：采用除沫劑，如機油、煤油、硅油（投量為0.5～1.5mg/l）；表面噴水消泡；增設除油裝置；增加曝氣池污泥濃度或減小曝氣量，均能有效控制泡沫。

2.3 污泥上浮問題

水中含油大，泥質變輕，易造成缺氧，產生腐化污泥上浮；當曝氣時間過長時，硝化-反硝化作用產生N2，也易使污泥上浮。

3 氧化溝工藝的改良

3.1 改良的原則

氧化溝池型改良遵循以一體化簡易污水處理技術為基礎，連續流的方式為總原則，通過對多種連續流生物除磷脫氮工藝時空關系的分析，以水力內回流取代機械內回流，實現在最少、最合理的空間中完成C、N、P和SS的同時去除。

3.2 優化分析

3.2.1 改良型池體采用三溝道串聯設計，借鑒跑道型溝道的構造和水力內回流方式，減少了大回流比的機械設備又保留其三溝道串連層層推進的流態特點，有利于難降解有機物的去除和減少污泥膨脹現象的發生。

3.2.2 改良型氧化溝的DO分布特征大大提高了N的去除，也起到了一定的節能效果，加之外溝道內所特有的同時硝化-反硝化功能，使節能效果更為明顯。

3.2.3 將同心圓型溝道展開，設計為環狀跑道型，去掉中心島的無效占地，同時，集曝氣、凈化和固液分離合為一體的特性，不需要單獨建造二沉池和污泥回流泵站，大大降低了占地面積和基建成本。

4 結語

氧化溝技術發展的強勢在于氧化溝的環流，由于這種環流，使氧化溝具有處理效率高、抗高負荷能力強、運行穩定等特性。在合流制排水系統的城市污水處理廠中，合理設計、多種操作，將大大增加工藝運轉的靈活性。污水處理工藝和技術的選擇是影響城市污水處理廠投資和運行成本的主要因素，因此開發適合我國國情的、高效、低耗、滿足排放要求、基建和運行費用低的污水處理新技術和新工藝，具有十分重要的現實意義。

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[6]全國環境統計公報(2012).