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污水處理氧化溝工藝的應(yīng)用型式
污水處理氧化溝自創(chuàng)造以來(lái),以其優(yōu)良的處理能力、簡(jiǎn)便的維護(hù)管理博得世人的矚目,現(xiàn)已發(fā)展為2種組合形式(與沉淀池分建式或合建式)、3種工作模式(交替式、半交替式和連續(xù)式)、20多種型式。
2.1交替工作式氧化溝
是指在污水處理一溝或多溝中按時(shí)間順序?qū)ρ趸瘻系钠貧獠僮骱统恋聿僮髯鞒稣{(diào)整換位,以取得最佳的或要求的處理效果。其特點(diǎn)是氧化溝曝氣、沉淀交替輪作,不設(shè)二沉池,不需污泥回流裝置?;绢愋陀蠥型、D型、T型和VR型4種。
2.1.1A型氧化溝
是單溝運(yùn)行系統(tǒng),即在一個(gè)溝渠中交替完成進(jìn)水、曝氣、沉淀和排水4個(gè)過(guò)程,主要用于水量較小、間歇運(yùn)行的污水處理,如早期的P型氧化溝。
2.1.2D型氧化溝
是雙溝交替運(yùn)行系統(tǒng),一般由池容完全相同的2個(gè)氧化溝組成,2池串聯(lián)運(yùn)行,交替作為曝氣池和沉淀池,通常以8h為1個(gè)工作周期,分4個(gè)階段,控制運(yùn)行工況可以實(shí)現(xiàn)硝化和一定的反硝化。該系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定、不需設(shè)污泥回流裝置。但在2個(gè)池交替作為曝氣池和沉淀池的過(guò)程中,存在一個(gè)過(guò)渡輪換期,此時(shí)轉(zhuǎn)刷全部停止工作,因此轉(zhuǎn)刷的實(shí)際利用率低,僅為37.5%。
2.1.3T型氧化溝
是污水處理3溝交替運(yùn)行系統(tǒng),由3個(gè)池容相同的氧化溝組建在一起,3溝連通,進(jìn)水交替進(jìn)入各溝,從兩側(cè)的邊溝出水,兩側(cè)氧化溝起曝氣和沉淀雙重作用,中間的氧化溝始終進(jìn)行曝氣,不設(shè)二沉池及污泥回流裝置,具有去除BOD5及硝化脫氮的功能。T型氧化溝可按6個(gè)或8個(gè)階段運(yùn)行,運(yùn)行周期一般為8h。中溝始終作為曝氣池使用,側(cè)溝交替作為曝氣池和沉淀池運(yùn)行,提高了轉(zhuǎn)刷的利用率。
2.1.4VR型氧化溝。
是單溝交替運(yùn)行系統(tǒng),其構(gòu)造特點(diǎn)是將氧化溝分成容積基本相等的2部分,其間有單向活拍門相連,利用定時(shí)改變曝氣轉(zhuǎn)刷的旋轉(zhuǎn)方向來(lái)改變溝內(nèi)水流方向,使2部分氧化溝交替地作為曝氣區(qū)和沉淀區(qū),不需設(shè)二沉池和污泥回流裝置。VR型氧化溝有2道單向活拍門和2道出水堰,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水或間歇進(jìn)水。一般一個(gè)工作周期為8h,分4個(gè)階段,操作簡(jiǎn)便,機(jī)械設(shè)備少,出水水質(zhì)穩(wěn)定良好,其轉(zhuǎn)刷的實(shí)際利用率可達(dá)到75.0%。
2.2半交替工作式氧化溝兼具連續(xù)工作式和交替工作式的特點(diǎn)。
該類氧化溝系統(tǒng)設(shè)有單獨(dú)的二沉池,實(shí)現(xiàn)曝氣和沉淀的完全分離。最典型的半交替工作式氧化溝就是DE型39卷23期郭昌梓等氧化溝的優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)展應(yīng)用型式14289氧化溝。DE型氧化溝是指由2個(gè)相同容積的氧化溝組成的雙溝半交替工作系統(tǒng),具有良好的生物除氮功能。2個(gè)氧化溝相互連通,串聯(lián)運(yùn)行,可交替進(jìn)出水,終沉池與氧化溝分建,有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。氧化溝內(nèi)曝氣轉(zhuǎn)刷一般為雙速,高速工作時(shí)為曝氣充氧,低速運(yùn)行時(shí)只推動(dòng)水流,不充氧。通過(guò)2溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷交替處于高速和低速運(yùn)行,可使2溝交替處于缺氧和好氧狀態(tài),從而達(dá)到脫氮的目的。它與D型、T型氧化溝不同之處是氧化溝與二沉池分開(kāi),有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。
2.3連續(xù)工作分建式氧化溝特點(diǎn)
是氧化溝只作曝氣池使用,且進(jìn)出水流向不變,另設(shè)單獨(dú)的沉淀池。連續(xù)工作分建式氧化溝的主要型式有3種:Pasveer氧化溝、Carrousel氧化溝和Orbal氧化溝。
2.3.1Pasveer氧化溝
簡(jiǎn)稱P型氧化溝,是早期開(kāi)發(fā)的氧化溝型式,屬于第1代氧化溝,最先用于處理村鎮(zhèn)污水,間歇運(yùn)行,后來(lái)發(fā)展為連續(xù)運(yùn)行,具有分建的沉淀池。氧化溝為跑道形的溝渠,溝上裝設(shè)1個(gè)或數(shù)個(gè)曝氣器推動(dòng)混合液在溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng),曝氣器主要采用的是水平臥式曝氣轉(zhuǎn)刷。
2.3.2Carrousel氧化溝
采用立式低速表面曝氣器供氧并推動(dòng)水流前進(jìn)。Carrousel氧化溝為多溝串聯(lián)系統(tǒng),其特點(diǎn)是表面曝氣器設(shè)于每溝的端頭,在系統(tǒng)中形成好氧、缺氧區(qū),有利于生物脫氮。由于倒傘型立式表曝機(jī)攪拌能力強(qiáng),傳氧效率高,設(shè)備數(shù)量少,易于管理和維護(hù),所以節(jié)能效果顯著。因此,Carrousel氧化溝適用于處理規(guī)模較大的污水處理廠,在所有氧化溝處理工藝中應(yīng)用最為廣泛,是目前世界上最流行的氧化溝系統(tǒng)。
2.3.3Orbal氧化溝。
是在P型氧化溝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新工藝,是一種多級(jí)氧化溝,采用多孔曝氣轉(zhuǎn)盤進(jìn)行傳氧和混合。由南非的休斯曼(Huisman)設(shè)計(jì)發(fā)明,南非國(guó)家水研究所研究和發(fā)展的,后來(lái)該技術(shù)被轉(zhuǎn)讓給美國(guó)的恩維芮克斯公司(EnvirexInc)加以推廣,于1970開(kāi)始投放市場(chǎng)。典型的Orbal氧化溝由3個(gè)橢圓形溝渠構(gòu)成,污水先引入外溝,在其中不斷循環(huán)的同時(shí),依次引入下一個(gè)溝渠,最后從內(nèi)溝排水。Orbal氧化溝采用轉(zhuǎn)碟替代轉(zhuǎn)刷進(jìn)行充氧和推動(dòng)水流,可通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)碟片數(shù)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)充氧能力,使其更為靈活。
2.4連續(xù)工作合建式氧化溝又稱一體化氧化溝(InterchannelClarifierOxidationDitch,ICC-OD)
是將沉淀池設(shè)置于氧化溝內(nèi),集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體。出水由上部排出,回流污泥由沉淀區(qū)底部直接進(jìn)入氧化溝內(nèi)(圖9)。它是美國(guó)于20世紀(jì)70年代末80年代初至今一直在研究和開(kāi)發(fā)的一種新型氧化溝技術(shù)。我國(guó)從1986年開(kāi)始對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。
根據(jù)沉淀器置于氧化溝的不同部位,一體化氧化溝可分為3類:溝內(nèi)式、側(cè)溝式和中心島式。溝內(nèi)式一體化氧化溝將固液分離器設(shè)置于氧化溝主溝內(nèi),其主要優(yōu)點(diǎn)是較為節(jié)省占地,但由于主溝水流要從固液分離器的底部組件通過(guò),流態(tài)復(fù)雜,不利于固液分離與污泥回流,主要應(yīng)用型式有BMTS式、BOAT式、C型溝內(nèi)式、D型溝內(nèi)式、管式和多斗式等。
側(cè)溝式一體化氧化溝將固液分離器設(shè)置在氧化溝的邊墻上或外側(cè),由于減少了水頭損失和主溝紊動(dòng)對(duì)分離器的影響,其水力條件和水流流態(tài)都比溝內(nèi)式一體化氧化溝優(yōu)越,使得氧化溝整體效率更高,主要型式有邊墻和中心隔墻式、豎向循環(huán)式、側(cè)渠式和斜板式等。
中心島式一體化氧化溝是將固液分離器設(shè)置在氧化溝的中心島處,由于消除了分離器對(duì)主溝中流態(tài)的影響,減少了水頭損失,故節(jié)省了曝氣設(shè)備的能量,同時(shí)充分利用了氧化溝中心島部分的空間,故減少了占地。
14290安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2011年連續(xù)工作合建式氧化溝的出現(xiàn)使氧化溝技術(shù)向前邁進(jìn)了一大步,與傳統(tǒng)的氧化溝技術(shù)相比,該工藝具有以下主要特點(diǎn):①工藝流程短,構(gòu)筑物和設(shè)備少,污泥自動(dòng)回流,管理簡(jiǎn)便;②占地少、造價(jià)低、建造快,設(shè)備事故率低;③污泥回流及時(shí),減少了污泥膨脹的可能。但是目前一體化氧化溝在實(shí)際中的應(yīng)用有一定的不穩(wěn)定性,在運(yùn)行和啟動(dòng)方面有不少問(wèn)題還需要解決。在國(guó)內(nèi),一體化氧化溝技術(shù)仍處于試驗(yàn)和完善階段。
2.5微曝氧化溝
是利用微孔曝氣器具有氧利用率高的特點(diǎn),采用深水微孔曝氣,與水下推流相結(jié)合,使污泥與原水充分混合,避免了傳統(tǒng)機(jī)械曝氣氧化溝供氧效率低、污泥容易沉積等缺點(diǎn)。它是在氧化溝池底分塊鋪設(shè)微孔曝氣器通過(guò)鼓風(fēng)曝氣進(jìn)行供氧的,將充氧設(shè)備和水流推動(dòng)設(shè)備分開(kāi)設(shè)置。
由于氣泡經(jīng)曝氣頭釋放后經(jīng)歷從池底至水面的全過(guò)程,池越深其在水中的停留時(shí)間越長(zhǎng),從而大大提高了供氧能力和氧利用率,使曝氣能耗顯著降低,與傳統(tǒng)氧化溝工藝相比,綜合能耗降低30%,運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約20%。該氧化溝在德國(guó)等歐美發(fā)達(dá)國(guó)家使用較多,國(guó)內(nèi)也在逐步推廣和使用之中。
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