水处理工艺及生化.docx

A20工艺定义A2O法又称AAO法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母 的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于 二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷 效果 该法是20世纪70年代，由美国的一些专家在AO法脱氮 工艺基础上开发的工艺流程进水——厌氧段 缺氧段 好氧段——沉淀池——出水 T （搅拌）（搅拌）卜---内循环---- Il T 回流 污泥 富磷剩余污泥各反应器单元功能1、厌氧反应器，原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进 入，本反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化；2、缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反 应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q为原污水流量）；3、好氧反应器一一曝气池，这一反应单元是多功能的，去除BOD, 硝化和吸收磷等均在此处进行流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器4、沉淀池，功能是泥水分离，污泥一部分回流至厌氧反应器，上 清液作为处理水排放停留时间厌氧1~2小时缺氧0.5~3小时好氧池停留最多不超过8个小时具体要根据水质判断存在问题特点：1、 本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力 停留时间少于其他类工艺；2、 在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖， 不易发生污泥丝状膨胀，SVI值一般小于100；3、 污泥含磷高，具有较高肥效；4、运行中勿需投药，两个A段只用轻轻搅拌，以不增加溶解氧 为度，运行费用低；存在的问题：1、 除磷效果难再提高，污泥增长有一定限度，不易提高，特别是 P/BOD值高时更甚；2、 脱氮效果也难再进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜 太高；3、 进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间， 防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过 高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。

氧化沟因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其 为“循环曝气池”、“无终端曝气池”氧化沟的水力停留时间长，有机 负荷低，其本质上属于延时曝气系统以下为一般氧化沟法的主要设 计参数：水力停留时间：10-40小时；污泥龄：一般大于20天；有机负荷：0.05-0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)； 容积负荷：0.2-0.4kgBOD5/(m3.d)；活性污泥浓度：2000—6000mg/l； 沟内平均流速：0.3—0.5m/s氧化沟工艺-1.2氧化沟的技术特点：氧化沟利用连续环式反应池（Continuous Loop Reator，简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连 续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用氧化沟使用一种带方向 控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被 搅动的液体在闭合式渠道中循环氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组 成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其 他形状，沟端面形状多为矩形和梯形氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长 的污泥龄因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污 泥消化池，有的还可以省略二沉池。

氧化沟能保证较好的处理效果， 这主要是因为巧妙结合了 CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是 式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：1）氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓 冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安 排出流入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次 围绕CLR继续循环这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流 状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态这两者的结合，即 使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍 数而提高了缓冲能力同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的 流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较 长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃 至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧 化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好 的处理能力2） 氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化一反硝化 生物处理工艺氧化沟从整体上说又是完全混合的，而液体流动却保 持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解 氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下 游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。

氧化沟设计可按要求 安排好氧区和缺氧区实现硝化一反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中 的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的 碱度这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化 学药品数量3） 氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混 合和污泥絮凝传统曝气的功率密度一般仅为20-30瓦/米3,平均 速度梯度G大于100秒一1这不仅有利于氧的传递和液体混合，而 且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒当混合液经平稳的输送区到达好 氧区后期，平均速度梯度G小于30秒一1,污泥仍有再絮凝的机会， 因而也能改善污泥的絮凝性能4）氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源氧化沟的混合液一 旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水 头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混 合液流动和活性污泥悬浮状态据国外的一些报道，氧化沟比常规的 活性污泥法能耗降低20%—30%另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比， 氧化沟具有处理流程简单，操作管理方便；出水水质好，工艺可靠性 强；基建投资省，运行费用低等特点氧化沟工艺-1.3氧化沟技术的发展自1920年英国Sheffield建立的污水厂成为氧化沟技术先驱以来， 氧化沟技术一直在不断的发展和完善。

其技术方面的提高是在两个方 面同时展开的：一是工艺的改良；二是曝气设备的革新1.3.1工艺的改良工艺的改良过程大致可分为四个阶段：见图一 1.3.2曝气设备的革新:曝气设备对氧化沟的处理效率，能耗及处理稳定性有关键性影响， 其作用主要表现在以下四个方面：向水中供氧；推进水流前进，使水 流在池内作循环流动；保证沟内活性污泥处于悬浮状态；使氧、有机 物、微生物充分混合针对以上几个要求，曝气设备也一直在改进和 完善常规的氧化沟曝气设备有横轴曝气装置及竖轴曝气装置1） 横轴曝气装置为转刷和转盘其中转刷更为常见，转刷单独使 用通常只能满足水深较浅的氧化沟，有效水深不大于2.0-3.5米 从而造成传统氧化沟较浅，占地面积大的弊端近几年开发了水下推 进器配合转刷，解决了这个问题，如山东高密污水厂，有效水深为 4.5米，保证沟内平均流速大于0.3米/秒，沟底流速不低于0.1米/ 秒，这样氧化沟占地大大减少，转刷技术运用已相当成熟，但因其供 氧率低，能耗大，故其逐渐被另外先进的曝气技术所取代2） 竖轴式表面曝气机，各种类型的表面曝气机均可用于氧化沟， 一般安装在沟渠的转弯处，这种曝气装置有较大的提升能力，氧化沟 水深可达4-4.5米，如1968年荷兰PHV开发的著名Carrousel氧 化沟在一端的中心设垂直轴的一定方向的低速表曝叶轮，叶轮转动时 除向污水供氧外，还能使沟中水体沿一定方向循环流动。

表曝设备价 格较便宜，但能耗大易出故障，且维修困难3）射流曝气，1969年Lewrnpt等创建了第一座试验性射流曝气氧 化沟（JAC），国外的射流曝气多为压力供气式，而国内通常是自吸 空气式，JAC的优点是氧化沟的宽度和水的深度不受限制，可以用于深水曝气，且氧的利用率高，目前最大的JAC在奥地利的林茨，处理流量为17.2万吨/天，水深7.5米4） 微孔曝气，现在应用较多的微孔曝气装置，采用多孔性空气扩 散装置克服了以往装置气压损失大，易堵塞的毛病，且氧利用率较高， 在氧化沟技术运用中越来越广泛，目前，我国广东省某污水厂已成功 运用此种曝气系统5） 其他曝气设备，包括一些新型的曝气推动设备，如浙江某公司 开发的复叶节流新型曝气器，氧利用率较高，浮于水面，易检修，充 氧能力可达水下7米，推动能力相当强，满足氧化沟的曝气推动一体 化要求，同时能够满足氧化沟底部的充氧和推动氧化沟在国内外都发展很快欧洲的氧化沟污水厂已有上千座， 在国内，从20世纪80年代末开始在城市污水和工业废水中引进国 外氧化沟的先进技术，从原来的日处理量3000立方米到目前10万 吨以上的污水处理厂已比较普遍，氧化沟工艺已成为我国城市污水处 理的主要工艺。

2.氧化沟脱氮除磷工艺2.1传统氧化沟的脱氮除磷传统氧化沟的脱氮，主要是利用沟内溶 解氧分布的不均匀性，通过合理的设计，使沟中产生交替循环的好氧 区和缺氧区，从而达到脱氮的目的其最大的优点是在不外加碳源的 情况下在同一沟中实现有机物和总氮的去除，因此是非常经济的但 在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加 以控制，因此对除氮的效果是有限的，而对除磷几乎不起作用另外， 在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧一缺氧一好氧短暂的经常性 的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢 环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力随着氧化沟工艺的反展，目前，在工程应用中比较有代表性的有 形式有：多沟交替式氧化沟(如三沟式，五沟式)及其改进型、卡鲁 塞尔氧化沟及其改进型、奥贝尔(Orbal)氧化沟及其改进型、一体化氧 化沟等他们都具有一定的脱氮除磷能力，2.2.PI型氧化沟的脱氮除磷PI (Phase Isolation)型氧化沟，即交替式和半交替式氧化沟，是七十年代在丹麦发展起来的，其中包括DE型、T型和VR型氧化 沟，随着各国对污水处理厂出水氮，磷含量要求越来越严，因而开发 出现了功能加强的PI型氧化沟，主要由Kruger公司与Demmark技 术学院合作开发的，称为Bio-Denitro和Bio-Denipho工艺，这两种 工艺都是根据A/O和A2/O生物脱氮除磷原理，创造缺氧/好氧，厌 氧/缺氧/好氧的工艺环境，达到生物脱氮除磷的目的。

2.2.1DE型、T型氧化沟脱氮工艺DE型氧化沟为双沟系统，T型氧化沟为三沟系统，其运行方式比 较相似，都是通过配水井对水流流向的切换，堰门的起闭以及曝气转 刷的调速，在沟中创造交替的硝化，反硝化条件，以达到脱氮的目的 其不同之处在于DE型氧化沟系统是二沉池与氧化沟分建，有独立的 污泥回流系统；而T型氧化沟的两侧沟轮流作为沉淀池2.2.2VR型氧化沟脱氮工艺VR氧化沟沟型宛如通常的环形跑道， 中央有一小岛的直壁结构，氧化沟分为两个容积相当的部分，其水平 形式如反向的英文字母C，污水处理通过二道拍门和二道出流堰交替 起闭进行连续和恒水位运行2.2.3PI型氧化沟同时脱氮除磷工艺交替式氧化沟在脱氮效果上 良好，为了达到除磷效果，通常在氧化沟前设置相应的厌氧区或构筑 物或改变其运行方式据国内外实际运行经验显示，这种同时脱氮除 磷工艺只要运行时控制的好，可以取得很好的脱氮除磷效果西安北石桥污水净化中心采用具有脱氮除磷的DE型氧化沟系统 （前加厌氧池），一期工程处理能力为15万立方米/天，对各阶段处 理效果实测结果表明，DE型氧化沟处理城市污水效果显著COD、 TN、TP的总去除效率分别达到87.5%—91.6%，63.6%—66.9%， 85.0%—93.4%，出水 TN 为 9.0—10.1mg/l,TP 为 0.42—0.45mg/l, 出水水质优于国家二级出水排放标准。