7.氧化溝

　　①工藝流程與原理

　　氧化溝一般采用機械充氧和推動水流，污水和活性污泥的混合液在環狀曝氣渠道中循環流動，屬于活性污泥法的一種變形，實質上相當于延時曝氣活性污泥系統。由于它運行成本低，構造簡單，易于維護管理，出水水質好，耐沖擊負荷，運行穩定，并可脫氮除磷，日益受到關注與重視。

　　②活性污泥法的特點

　　?氧化溝工藝結合了推流與完全混合兩種流態

　　?氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度

　　?在工藝方面，一般不設初沉池，二次沉淀池可以與氧化溝合建，省去污泥回流，與延時曝氣系統相同，耐沖擊負荷，可存活世代時間長的微生物。

　　?氧化溝的出水水質好。

　　?氧化溝的整體體積功率密度較低。

　　③氧化溝包括以下幾種類型

　　?基本型

　　基本型氧化溝的處理規模小，一般采用臥式轉刷曝氣，水深約1～1.5m，氧化溝內污水的水平流速0.3～0.4m/s。混合液通過轉刷后，溶解氧的濃度被提高，隨后，在渠內流動過程中溶解氧又逐漸降低。氧化溝通常采用延時曝氣的方式運行，水力停留時間為10～24h，污泥泥齡為20～30d，通過設置進水和出水的位置、污泥回流的位置、曝氣設備的位置等可以使氧化溝完成碳化、硝化和反硝化功能。

　　?卡魯塞爾式氧化溝

　　是一個多溝串聯系統，進水與回流的活性污泥混合后在溝內不停的循環流動，采用表面機械曝氣器，每溝渠的一端各安裝一個，靠近曝氣器下游的區段為好氧區，處于曝氣器上游和外環的區段為缺氧區，混合液交替進行好氧和缺氧，這不僅提供了良好的生物脫氮條件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。

　　?三溝式氧化溝

　　由三條同容積的溝槽串聯組成，兩側的池(稱為A池和C池)交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子(稱為B池)一直為曝氣池。原污水交替地進入兩側的A和C池，處理出水則相應地從作為沉淀池的C池或A池流出，這樣提高了曝氣轉刷的利用率(達59%)左右，另外也有利于生物脫氮。

　　三溝式氧化溝基本運行方式大體分為6個階段，工作周期是8h，它由自動控制系統根據其運行程序自動控制進、出水的方向、溢流堰的升降以及曝氣轉刷的開動和停止。

　　第一個階段：工作時間2.5h，污水經配水井進入第一溝，溝內轉刷低速運轉，僅維持溝活性污泥處于懸浮狀態下環流，溝內處于缺氧反硝化狀態，反硝化菌將上階段產生的硝酸鹽氮還原為氮氣逸出。在此過程中，原污水作為碳源，不必外加碳源。同時溝內出水堰能自動調節，混合液進入第二溝，溝內轉刷在第一階段均處于高速運行，使其溝內的混合液保持恒定環流，其溶解氧的濃度為2mg/L，在此進行有機物的降解和氨氮的硝化。處理后的混合液再進入第三溝，此時第三溝內的轉刷處于閑置狀態，第三溝僅用作沉淀池，使泥水分離，澄清水通過已降低的出水堰從第三溝流出。

　　第二階段：工作時間0.5h，污水入流從第一溝到第二溝，此時第一溝內的轉刷高速運轉，第一溝由缺氧逐步轉為富氧狀態，第二溝內轉刷仍高速運轉，所以第二個階段的第一和第二溝均處于好氧狀態，都進行有機物的降解和氨氮的硝化。經第二溝處理過的混合液再進入第三溝，第三溝仍為沉淀池，沉淀后的污水通過第三溝的出水堰排出。

　　第三階段：工作時間1.0h，第一溝轉刷停止運轉，開始進行泥水分離，需要設過度段，至該階段末分離過程結束。在該階段，入流污水仍進入第二溝，處理后的污水仍然通過第三溝出水堰排出。

　　第四階段：工作時間2.5h，污水入流從第二溝調至第三溝，第一溝出水堰降低，第三溝出水堰升高，溝內轉刷低速運轉，使混合液懸浮環流，處于缺氧狀態，進行反硝化脫氮。然后混合液流入第二溝，溝內轉刷高速運轉，使其處于好氧狀態，進行有機物降解和氨氮硝化。經處理后再流入第一溝，此時第一溝作為沉淀池，澄清水通過第一溝已降低的出水堰排出。該階段與第一階段類似，所不同的是硝化發生在第三溝，而沉淀發生在第一溝。

　　第五階段：工作時間0.5h，污水入流從第三溝轉向第二溝，第三溝內轉刷高速運轉，以保證在該階段末溝內有剩余氧。第一溝仍作沉淀池，處理后污水通過該溝出水堰排出，第二溝轉刷高速運轉，仍處于有機物降解和氨氮硝化過程。該階段與第二個階段相對應，所不同的是兩個外溝的功能相反。

　　第六階段：工作時間1.0h，該階段基本與第三個階段相同，第三溝內轉刷停止運轉，開始進行泥水分離，入流污水仍然進入第二溝，處理后的污水經第一溝出水堰排出。

　　三溝式氧化溝流程簡單，無需設置初沉池和二沉池及污泥回流設備，處理效果穩定，管理方便，基建費用低，占地少并具有脫氮除磷的功能，在我國得到了一定應用。

　　?奧巴勒型氧化溝

　　奧巴勒型氧化溝是由多個同心的橢圓形或圓形溝渠組成，污水與回流污泥均進入最外一條溝渠，在不斷循環的同時，依次進入下一個溝渠，最后混合液從內溝渠排出，進入沉淀池。

　　奧巴勒型氧化溝可根據需要分設兩條溝渠、三條溝渠和四條溝渠，常用的為三條溝渠。外溝渠的容積約為總容積的60%～70%，中溝渠容積約為總容積的20%～30%，內溝渠容積僅占總容積的10%左右，運行中保持外溝渠、中溝渠和內溝渠的溶解氧濃度依次遞增，有利于提高充氧效率，同時可以達到除碳、除氮以及節省能量的作用。曝氣設備一般采用曝氣轉盤。

　　?曝氣-沉淀一體化氧化溝

　　將二沉池建在氧化溝中，集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體，無須建造單獨的二沉池。在氧化溝的一個溝渠內設沉淀區，在沉淀區的兩側設隔墻，并在其底部設一排三角形導流板，同時在水面設穿孔集水管，以收集澄清水。氧化溝內的混合液從沉淀區的底部流過，部分混合液則從導流板間隙上升進入沉淀區，而沉淀下來的污泥從導流板間隙下滑回氧化溝，曝氣采用機械表面曝氣。

　　?側渠形一體氧化溝

　　在氧化溝的側面設置兩座側渠作為二次沉淀池，并交替運行和交替回流污泥，澄清水通過堰口排出，曝氣采用機械表面曝氣或轉刷曝氣。

　　?其他氧化溝系統

　　有導管式氧化溝系統和射流曝氣氧化溝系統

　　導管式氧化溝系統中以導管式曝氣器代替轉刷等表面曝氣機，導管式氧化溝由氧化溝(內設阻流墻)、導管式曝氣器設備、導流管以及供氧系統四部分組成，污水流速由水力推進器維持，供氧由鼓風機提供，氧化溝內的混合和供氧分別由兩套裝置獨立承擔，水流從氧化溝底部推進，可避免底部污泥的淤積。

　　射流式曝氣氧化溝采用射流曝氣器，在氧化溝底設置射流曝氣裝置，將壓縮空氣與混合液在混合室充分混合，完成水、泥、氣三相混合和傳質，并以挾氣溶氣的狀態向水流流動方向射出，達到氧化溝要求的曝氣充氧和攪拌推流的雙重功能。

　　④氧化溝的構造

　　氧化溝的工藝設施由氧化溝溝體、曝氣設備、進出口設施、系統設施等組成。

　　?溝體

　　主要分兩種布置形式，即單溝式和多溝式氧化溝。一般呈環狀溝渠形。其四周壁可以用鋼筋混凝土建造。氧化溝的斷面形式有梯形和矩形等。

　　?曝氣設備

　　具有供氧、充分混合、推動混合液不停地循環流動和防止活性污泥沉淀的功能，常用的水平軸曝氣轉刷和垂直表面曝氣器。

　　?進出水裝置

　　污水和回流污泥流入氧化溝的位置應與溝內混合液流出的位置分開。

　　?配水井

　　兩個以上氧化溝并行工作時，應設配水井以保證均勻配水。

　　?出水堰

　　氧化溝的出水應設出水堰，可設計成升降的，從而起著調節溝內水深的作用。

　　?導流槽

　　為保持氧化溝內具有不淤流速，減少水頭損失，需在氧化溝轉折處設置薄壁結構導流墻，使水流平穩轉彎，維持一定流速。

　　?溶解氧探頭

　　為了經濟有效地運行，在氧化溝內好氧區和缺氧區應分別設置氧探頭。

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