奧貝爾氧化溝工藝改進及運行模式調整研究

蔣悅　傅雪峰

摘 要：某污水廠對奧貝爾氧化溝工藝在運行中出現的泡沫問題、污泥上浮及污泥膨脹等問題進行分析，并進行了工藝改進和運行模式調整，通過比較工藝改進前后污泥濃度、溶解氧濃度及主要水質指標，討論改進后的奧貝爾氧化溝工藝處理效果。

關鍵詞：奧貝爾氧化溝;污泥膨脹;溶解氧

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）23-0121-03

Discussion on Improvement of Oxidation Ditch Process and

Adjustment of Operation Mode of Orbal

JIANG Yue1 FU Xuefeng2

（1.School of Materials and Environmental Protection，Chengdu Textile College，Chengdu Sichuan 611731;2. Sichuan Kaile Testing Technology Co.， Ltd.，Chengdu Sichuan 611730）

Abstract： The foam problem， sludge floatation and sludge bulking in Orbal oxidation ditch process were analyzed in a sewage treatment plant， and the process improvement and operation mode adjustment were carried out. By comparing the sludge concentration， dissolved oxygen concentration and main water quality indexes before and after the process improvement， the treatment effect of the improved Orbal oxidation ditch process was discussed.

Keywords： Orbal oxidation ditch;sludge expansion;dissolved oxygen

1 問題的產生

成都市某污水處理廠采用奧貝爾氧化溝工藝處理城市生活廢水及少量工業廢水。廢水經格柵、沉砂池進入厭氧池，然后經奧貝爾氧化溝生化處理后進入二沉池，二沉池污泥回流到氧化溝，上清液經消毒出水[1]。實際進水水質：pH為7～8，CODcr為80～120mg/L，NH3-N為3～30mg/L，流量650～850m3/h;設計進出水水質如表1所示。

該污水處理廠在實際運行過程中時有泡沫浮渣、污泥上浮及污泥膨脹等現象出現，這些問題均對污水處理效果產生直接影響。

2 問題產生原因

對污水處理廠出現的問題進行分析可知，進入該污水廠的進水中含有較多的表面活性劑、磷酸鹽，居民生活剩余的食物殘渣中含有大量的脂肪酸，這些都是泡沫出現的主要誘因。泡沫黏附水中大量固體形成浮渣層，阻隔空氣層和水流的接觸，降低曝氣效率，同時含泡沫的活性污泥回流到氧化溝發生反硝化反應時會引起大量水泡，導致出水不達標。

污泥出現問題的主要原因是絲狀菌大量繁殖，污泥絮團里夾雜大量氣泡使污泥比重降低，當污水流入二沉池時導致泥水難分離，從而引起污泥上浮。絲狀菌的大量繁殖會導致污泥膨脹，活性污泥流失，微生物量急劇下降，污水處理性能降低，輕則造成出水CODCr和BOD5超標，嚴重時導致系統瀕臨崩潰。

綜合分析，該污水處理廠產生問題的直接原因是絲狀菌大量繁殖，而造成絲狀菌大量繁殖的主要原因是污水中碳水化合物和含硫化合物含量過多，水質氮磷比失衡，缺少對曝氣量的控制。

3 污水處理廠工藝改進及運行模式調整

3.1 工藝流程的改進

為調節進水水質，減少工業廢水對微生物帶來的負荷沖擊，改善污泥的沉降性能，污水處理廠對原有工藝進行了改進。改進后的工藝流程在奧貝爾氧化溝前增加了一個厭氧池，大分子有機物在其中分解后隨廢水進入奧貝爾氧化溝進行進一步生化處理，脫氮除磷后廢水進入二沉池，污泥回流由原來回流到氧化溝調整為厭氧池，其他的工藝環節不做任何變化[2]。

3.2 曝氣機運行模式調整

該廠原有運行模式未考慮進水水量及進水有機物濃度，未分溝道，也未考慮曝氣機位置，采取相同臺數曝氣機曝氣，完全忽略了氧化溝內污染物降解規律差異性的問題。

該廠對曝氣設備的開啟臺數和位置做了一定調整，一般情況下，在內溝和外溝開啟2～3臺曝氣機，其中2臺設在相對位置上，以便在外溝形成硝化和反硝化所需的好氧區和厭氧區，提高脫氮效果。在特殊情況下，如污水的水量增大時，需要對曝氣機的臺數進行調整，增強曝氣;在工業廢水量較大時，需要增大回流量，對工業廢水進行大量稀釋處理。否則，當工業廢水負荷較大時，奧貝爾氧化溝對氮、磷的去除效果會變差。要嚴格控制溶解氧的量，避免其隨回流污泥進入厭氧池，對釋磷作用造成不必要的影響。

結合進水水質、水量情況分析，通過調節曝氣量將曝氣機下游溶解氧濃度控制在0～0.5mg/L，中溝溶解氧濃度控制在1～1.5mg/L，內溝溶解氧濃度控制在2.0mg/L左右，以保證較好地除去有機物和氨氮，同時保證進入二沉池的出水中有足夠溶解氧[3]。

3.3 控制污泥回流量

為降低內溝及厭氧池硝態氮的濃度，減少對釋磷作用的影響，將污泥回流量控制在50%～60%，在進水濃度高且流量大的情況下，適當增大回流量，使奧貝爾氧化溝的處理負荷得到調節，減少對污泥有機負荷穩定狀態的影響。

3.4 合理管理二沉池

通過調整運行模式和曝氣量，可將二沉池污水溶解氧的量控制在1～2mg/L，從而減少絲狀菌的繁殖，避免溶解氧隨回流污泥進入厭氧池影響磷的釋放[4]。

4 工藝改進及運行模式調整前后效果比較

利用連續一個月采集的原始監測數據，對該氧化溝工藝運行模式調整前后的一些重要指標進行比較分析。

4.1 污泥濃度與溶解氧

對奧貝爾氧化溝運行模式調整前后污泥濃度、外溝、內溝溶解氧情況進行對比分析，結果如圖1所示。從圖中可知，運行模式調整前污泥濃度均值約3 300mg/L，外溝DO1約為0.7mg/L，內溝DO1約5mg/L，總體表現污泥濃度過低，CODCr的去除不穩定;工藝改進后污泥濃度控制在4 000mg/L左右，此時外溝DO2在0.5mg/L以下，內溝DO2含量約為2.7mg/L。

通過對比分析可知，曝氣模式的調整避免了曝氣過剩的現象，有利于減少能耗，污泥的濃度與溶解氧的濃度能夠控制在合理范圍內，實現同步硝化和反硝化，提高脫氮除磷的效果。

4.2 出水水質

工藝改進和運行模式調整前后，進水水量、水質沒有太大波動，可直接對出水水質的CODCr、NH3-N指標進行對比分析。對比結果如圖2和圖3所示。

根據圖2可知，工藝改進后出水CODCr的均值56mg/L明顯降低到16mg/L，去除率由62.5%提高到85.7%。由圖3分析可知，工藝改進后出水NH3-N值極低，由原來的13mg/L降低到1.7mg/L，去除率由31.6%提升到92.4%。由此可見，改進、調整后的工藝出水水質得到了明顯提高。

5 結論

經過對奧貝爾氧化溝工藝進行改進和運行模式進行調整，出水中污染物的去除率明顯提升，能達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A標，污泥的濃度能控制在理論的正常范圍內，證明工藝改進及調整的效果明顯。

參考文獻：

[1]顏孫文.改良型奧貝爾（Orbal）氧化溝[J].江西建材，2017（9）：14.

[2]郭慶英，李晶，吳鏑，等.奧貝爾氧化溝工藝提標改造設計技術要點[J].中國給水排水，2018（12）：86-89.

[3]王新文.奧貝爾氧化溝在小城鎮污水處理中的應用[J].環境工程，2009（2）：49-50.

[4]邵宏文.奧貝爾氧化溝脫氮除磷改造特點[J].水科學與工程技術，2019（4）：18-20.