中国市政工程东北设计研究总院有限公司 吉林省长春市 130021
摘要：关于底曝氧化沟，由于具备操作流程简短、良好的除磷功效、节能效果好以及运行管理方便等特点，所以在广泛应用于污水处理中。本文以某污水处理厂为例对底曝氧化沟工艺在污水处理过程中的设计应用进行探讨。
关键词：底曝氧化沟工艺；污水处理；设计应用
一、底曝氧化沟工艺
我国在最近一些年来对污水处理非常重视，要想更好的对污水处理效率和质量进行提高，应该采用更多更先进的处理工艺进行污水处理，其中底曝氧化沟工艺是一种非常重要的工艺。这种污水处理工艺将氧化沟与曝气池进行了完美结合，使得了氧气转移效率得到了大幅度提升，就可以对过去的氧化沟工艺中水池深较浅，氧气转移效率比较低以及能源消耗比较大，氧化沟各个分区之间的溶解浓度不容易控制等问题进行解决。
底曝氧化沟工艺之所以能够更好地应用于污水处理过程中，主要得益于这种处理工艺的曝气方式是从底部进行的，并且通过对微孔曝气板的有效应用能够使得整个曝气系统更加高效，使得各分区内的溶解氧浓度能够更好实际的需求情况进行调节与控制，使得污水处理系统得到进一步的完善。
底曝氧化沟工艺由于能够更好地保证曝气区的溶解氧浓度，因此能够进一步加强污水系统中混合液的溶解。并且由于溶解氧浓度大，能够有效解决因溶解氧浓度不够而产生的反硝化作用，从而有效减少菌丝的产生与繁殖。传统的氧化沟工艺大部分都存在因溶解氧浓度不足而导致菌丝的产生，由于菌丝的繁殖能够非常强，一旦有菌丝产生会迅速繁殖，导致水质被进一步污染。
不过值得注意的是，由于底曝氧化沟工艺在进行污水处理的过程中需要使用到微孔曝气板，这种曝气板的孔径是非常小的，导致了这种细小的孔径容易因粉尘或杂质影响出现堵塞的情况。为了有效解决微孔曝气板的堵塞问题，一般采用聚氨酯薄膜的微孔曝气装置，经实际使用效果非常理想。
二、在污水处理中应用底曝氧化沟工艺的设计要点
1、工程设计水量、水质
本文所研究的污水处理厂主要是以处理日常生活中的污水为主的，该污水处理厂在进行污水总量设计时，设计的总处理水量为6×104m3/d，并且分成了两期。第一期和第二期的设计水量是一致的，均为3×104m3/d。变化系数也相同，均为Kz=1.45。
2、工艺流程
该污水处理厂在对污水进行处理的过程中，所采用的主要处理工艺为底曝氧化沟（A/A/O模式）+辐流式二沉池。在对污水进行深度处理的过程中，所采用的工艺为高效沉淀池+纤维转盘滤池。至于在对污水中的污泥进行处理时，所采取的工艺为带式浓缩脱水一体机脱水后外运填埋。其中二沉池出水的设计水质达到BOD5≤10mg/L，SS≤20mg/L，TN≤15mg/L。
（1）预处理
①粗格栅。在对污水进行预处理的过程中，首先由2台回转式机械粗格栅进行过滤。粗格栅栅条之间的间隙控制在20mm左右，对于污水经过粗格栅的水流速度控制在0.65m/s左右。
②提升泵房。设置污水提升泵6台（4用2备），单台Q=910m3/h，H=150kPa，P=55kW。
③细格栅。污水在经过粗格栅过滤之后，需要再经过细格栅过滤。同样在污水处理系统中有2台回转式机械细格栅，细格栅栅条之间的间隙要更小，控制在5mm左右。至于水流经过的速度，与上述情况相同。
④沉砂池。污水在经过粗格栅和细格栅的过滤之后，还需要在沉砂池进行沉淀。为了进一步增强沉淀效果，该系统配置了气提式吸砂机。
（2）生物处理
在对污水进行生物处理时，主要是利用底曝氧化沟工艺来实现的。在之前的设计过程中，原本是将第一期的处理水量与第二期的处理水量相一致的。但在实际的操作过程中，由于第一期的出水标准有所提高，因此将第一期的处理水量进行了一定的减少，最终确定为2.5×104m3/d。由此需要第二期的污水处理量得到相应的增加，最终确定第二期需要处理水量3.5×104m3/d。
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污水在完成预处理之后将其输送至厌氧区，并且将其与污泥混合，污泥回流比控制在100%。之后将其输送至缺氧区，缺氧区的混合液回流比控制在200%。最后将其输送至好氧区，该区域的混合液回流比控制在300%。这样当污水经过厌氧、缺氧和好氧的分解过程后，基本上能够实现对有机物的降解。
当经生物处理之后需将处理水输送至沉淀池，沉淀时间为3.3h，有效水深为4.3m，表面负荷为1.00m3/（m2·h），出水堰负荷为10.8m3/（m·h）。
（3）深度处理
当污水生物处理完成之后，还需要进行深度处理，主要是利用高效沉淀池来完成的。高效沉淀池能够进一步的除去污水中的SS。并且在经深度处理之后，会将处理水输送至消毒渠进行消毒处理，待消毒处理完毕后进行排放。
（4）污泥处理
对于污水处理系统中沉淀池和高效沉淀池中的污泥，会将其输送到浓缩脱水一体机进行进一步地处理，这样能够进一步降低污泥中的含水率，并将出来后的污泥送往垃圾厂统一处理。
三、底曝氧化沟工艺在污水处理过程中的设计应用
1、低浓度污水设计特点
由于该污水处理厂所处理的污水主要以生活污水为主，并且生活排水系统主要以合流制排水系统为主，使得进入污水厂的污水BOD浓度偏低，TN值较高，对于生物系统的运行会造成不利影响。
本工程的进水C/N为3.25（<4），碳源不足。为了保证生物系统的有效运行，需要外加碳源。在本工程中所加入的碳源为乙酸钠，从而以保证碳源的充足。
在实际的处理过程中，为了防止污泥菌种的老化，可以适当的减少鼓风机运行的台数，或者在曝气的过程中采用间接性曝气的方式，亦或是适当增加污泥的浓度等方式，使得生物处理效果最佳。
2、氧化沟容积设计计算
在处理污水的过程中，为了更好地实现除磷脱氮效果，需要合理地设置厌氧、缺氧和好氧区域。在该工程处理中，对于厌氧区域的容积设置为2187m3，并且将停留时间设置为1.5h。至于好氧区域，为了保证溶解氧的浓度，在好氧区设置了底部微孔曝气装置，能够有效保证溶解氧供应的充足性。在本污水处理工程中，共设置了6条氧化沟，并且氧化沟的宽度设置为6.5m，深度在5.25m以上，氧化沟的平面尺寸为113.0m×41.9m。
3、氧化沟供氧量计算
实际需氧量Oc=6310+4960-1800= 9470kgO2/d，折合成标准状态下的需氧量，修正系数K0，计算得修正系数K0=1.44。在经修正之后得氧化沟的供氧量在标准状态下需要控制在13640kgO2/d以上。这就需要每小时至少有9230m3的空气流量。为了保证供氧量的充足性，本工程共设置了3台鼓风机，其中2台供正常使用，另外1台进行备用。每台鼓风机的空气供应量每分钟在75m3以上，最大气水之间的比例是6.3：1，从而就有效保障了空气供应的实际需求。此外，在进行曝气设备布置的时候，为了对污泥沉淀进行防治，确保一定的水流速度，好氧区的弯道处应设置曝气设备。好氧区末端接近内回流调节门处不应设置曝气设备，以防止内回流污泥中含氧量太高而影响缺氧段的反硝化效果。
4、推流器设置
在好氧区的非曝气区，为了保证溶解氧浓度的充足性，需要设置相应的推流器装置。根据相应的设计规范标准以及多年的实际经验得出，对于推流器设备的输入功率需要控制在2～3W/m3之间，并且需要保证空气输入的均匀性。此外特别值得注意的是，为了避免污泥沉积于弯道处，需要在弯道处设置相应的导流强，加强对污泥的疏导。对厌氧、缺氧以及好氧区域设置推流器的时候，首先应该将2台推流器设置在厌氧区域，其中每台的功率是4.0kw/h；其次对于缺氧区域应该将4台推流器设置在里面，每台的功率是7.5kw/h；最后在好氧区域应该将8台推流器设置在里面，每台的功率为12.2kw/h，进而就可以保障在不相同区域内的供氧要求得到满足。
四、结束语
总而言之，曝氧化沟工艺在污水处理过程中具有更好的处理效果，这对于提升城市污水处理的效率与质量将会大有裨益。因此，需要进一步加强底曝氧化沟工艺的研究与创新。
参考文献：
[1]孙超.A/A/O微曝氧化沟工艺在南江工业园污水处理中的应用[J].广东水利水电.2010（4）：32-33.
论文作者:曾光荣
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/17
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