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摘要：文章主要对氧化沟工艺的原理及其技术特点进行了阐述，并对氧化沟的分类及几种常用的氧化沟的工作原理和结构进行了具体的介绍，如Carrousel氧化沟、Orbal氧化沟、一体式氧化沟等，简要概述了氧化沟工艺在实际工程中的具体应用，并对未来发展方向进行了展望。
关键词：氧化沟；污水处理；曝气；活性污泥
1.氧化沟工艺原理及类型
1.1氧化沟工艺原理
氧化沟总长一般可达到几米到几百米，沟内同时装有可以方向控制的曝气和搅动混合的装置，这样可以使得不仅能够向混合液中充氧气，而且可以对反应池中的物质通过传递水平速度的方式，实现污水和回流活性污泥的混合液在沟内不停的进行循环流动。其主要技术特点表现为如下三个方面：第一，氧化沟在长期内呈现混合的特征，在短期内呈现推流的特征，这种不同时间长度的不同水流特征对克服短流现象有明显的效果，同时还可以有效地提高氧化沟的缓冲能力；第二，氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度现象。这是由于为了实现了脱氮除磷的效果，曝气设备的定位分区布置，使沟内存在交替变化的好氧区和缺氧区；第三，氧化沟具在不同的区域呈现有高能区和低能区两个能量区。其中高能区对氧进行转移以及充分混合沟内液体；低能区则加强污泥絮凝的机率，使污泥呈现较好的悬浮状态；第四，曝气和推流混合的分离，提高了氧化沟运行的灵活性；利用加深氧化沟的沟深，从而构造出了更好的脱氮除磷环境；
1.2氧化沟工艺类型
在污水处理中，氧化沟分类如图1所示，常用的氧化沟类型有Carrousel氧化沟、Orbal氧化沟、合建式氧化沟、交替式/半交替式氧化沟。
图1氧化沟分类
1.2.1 Carrousel氧化沟。Carrousel氧化沟是由多个沟串联的系统，它的进水和活性污泥混合液会在沟内不停地循环流动。采用垂直安装的低速表面曝气装置，每个沟渠的一端各安装一个，在靠近曝气装置的上游为缺氧区，而靠近曝气装置的下游为好氧区，沟内循环流动的混合液交替经过好氧区和缺氧区时，好氧区可以提供良好的生物脱氮环境，而且使活性污泥更容易沉淀。对Carrousel进行改进和完善，设计了Carrousel2000系统，可以达到更好的除磷脱氮的效果，Carrousel2000系统主要在于在普通Carrousel氧化沟前增加了一个厌氧区和绝氧区。全部回流污泥和10－30%的污水进人厌氧区，将残留的硝酸氮在缺氧条件下完成反硝化，以创造出后续绝氧池的应用的绝氧条件。厌氧区出水流入绝氧区，绝氧即是池内混合液既无分子氧，也没有化合物氧硝酸根，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。绝氧区后连接普通氧化沟系统，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Carrousel2000系统内，较好的同时完成了去除、和脱氮除磷。
1.2.2 Orbal氧化沟。Orbal氧化沟一般是由3个同心椭圆形沟道组成，由外向内依次为外沟、中沟、内沟。混合液由外沟道依次进入到中沟道、内沟道，最终由内沟道排出流入到终沉池。每个沟道都安装有不同数量的水平转碟曝气装置来提供氧气，为了使混合液在各个沟道中呈现悬浮的状态，曝气装置同时兼有搅拌和推流的作用。回流污泥最终由终沉池回流泵送至外沟或者厌氧池与进水进行混合，形成循环系统。Orbal氧化沟由于在外沟道中溶解氧平均值很低，而氧的传递作用也是在亏氧条件下进行的，所以有较好的节能特点；同时低负荷的工艺设计和沟内很大的循环流量使得Orbal氧化沟具有很强的抗冲击负荷能力；另外，Orbal氧化沟与其终沉池是分开建设的，有很大的灵活性，但是也造成了氧化沟占地资源的浪费，增加了部分无效占地面积。
1.2.3 合建式氧化沟。合建式氧化沟又称为一体化氧化沟，将曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流综合为一体，不再需要单独建造二沉池，而是将二沉池置于氧化沟内，主要形式如图1所示，有船式、沟式和BMTS式。一体化氧化沟能够充分利用氧化沟的大容积的特点，在不影响氧化沟正常运行的情况下，通过改进氧化沟部分区域的结构或在沟内设置一定的装置，使泥水分离过程在沟内完成的氧化沟。
1.2.4 交替式/半交替式氧化沟。DE型氧化沟和T型氧化沟分别属于半交替运行式氧化沟和交替式氧化沟。DE型氧化沟是一个双沟系统，它的运行方式类似与T型沟，区别在于DE型氧化沟的二沉池与氧化沟分开建立，且污泥回流系统独立设立。这样使得该系统可以去除BOD和实现生物脱氮，如果在该系统前增设厌氧段，回流污泥与原污水在厌氧池中混合，则可实现生物脱氮和除磷。DE氧化沟与传统活性污泥法相比较不仅能得到更好的出水水质，而且还具有改善污泥沉降性能、防治污泥膨胀、污泥脱水性能好的优点。处理过程也相对简单，如污水经过型氧化沟处理之后往往仅需过滤、消毒即可满足污水回用的目的，但其容积利用率比较低，因此在选择工艺时，应注意考虑占地面积。
2.氧化沟工艺应用
随着污水处理技术的不断发展，为了使出水水质达到更高的要求，氧化沟工艺也逐步进行了改进，出现了一系列改良型氧化沟工艺类型。同时，目前一些学者将氧化沟工艺和其他污水处理工艺进行了组合，形成了氧化沟组合工艺，在工业废水处理应用中取得了一定的效果，并扩大了应用领域。还有一些学者采用气浮－水解酸化－改良氧化沟组合工艺处理造纸废水，经过实际的工程实践，当进水CODCr和SS满足一定条件时，出水CODCr和SS均能达到《造纸工业水污染物排放标准》的要求；以及采用ABＲ/氧化沟/膜生物反应器组合工艺处理垃圾渗滤液，大大
地改善了厂区周围的地表水质状况。而且将膜工艺与生化工艺有机结合，工程投资和运行费用大幅度降低，也取得了很好的社会效益和环境效益。
3.总结
目前，我国城市污水处理的现状仍较落后。因此，如何根据我国的实际情况实现高效、低耗的污水处理，是当前亟待解决的问题。氧化沟污水处理技术，具有简单、应用领域广、去除效率高、出水水质稳定等优点，它独特的技术优势，在生活污水及工业废水处理领域中具有更为广阔的应用前景。为使氧化沟工艺更好地应用于污水处理，后续仍然有很多方面需要解决和探索，如如何在保证能耗的基础上提高脱氮除磷的效率；如何对曝气装置进行改进以提高氧气的利用率；对现有的氧化沟工艺进行改良，从而更广泛的提高氧化沟技术在各个领域的应用，使氧化沟工艺实现更高效、低能、自动化。
参考文献
［1］张安龙，陈婕．改良型氧化沟在造纸废水处理工程中的应用［J］．给水排水，2009(3)．
［2］黎圣，张英慧，徐文炘等．ABＲ/氧化沟/膜生物反应器处理垃圾渗滤液［J］．西安文理学院学报，2009(1)．
论文作者:刘立清
论文发表刊物:《江苏科技报》2017年1期
论文发表时间:2017/9/20
标签：污泥论文; 工艺论文; 沟道论文; 混合液论文; 污水处理论文; 曝气论文; 污水论文; 《江苏科技报》2017年1期论文;