活性污泥法CAST工艺处理小区生活污水毕业设计.pdf

<p>摘要小区生活污水的处理近年来越来越受到重视。小区污水的特点是可生化性好，适 合采用生物处理的方法如：活性污泥法、生物膜法等。CAST有很多的优点，例如CAST 工艺运行稳定，对有机物的去除效果好，抗冲击负荷能力强，产泥量小，不发生污泥 膨胀，反应推动力大，能在低温环境中长期运行，并保持高的处理效率。与其他二级 处理相比CAST工艺投资少、运行费用低、管理方便。根据设计任务，本设计选川CAST做为小区生活污水的处理工艺，具有投资少，运行费用低，自动化程度高，噪音小的特点，并且处理水质能达到国家规定的排放标 准。本设计说明书重点说明了 CAST工艺在处理小区生活污水时所采川的运行参数、设计的计算方法和过程，以及一些常用水处理构筑物的设计计算方法，通过设计能达 到预期的处理效果。关键词小区生活污水活性污泥法 CAST 负荷ABSTRACTThe processing of the wastewater of biotope is subjected to value more and more in recent years.The characteristic of biotope wastewater is good for bio-chemical.Adoption the biological treatment,such as:the activated sludge processing,the slime process etc.The Cyclic activated sludge technology has many advantages,for example:Cyclic activated sludge technology can work steadily and removal organic matter effectly,Cyclic activated sludge technology has excellent ability of bearing high impact loads,the amount of sludge is small,no sludge swell,the reaction impulses is larger,Cyclic activated sludge technology also can work at low temperatures,and keep high rate to removal.Comparing with the secondary treatment process,the costs of construction and operation of Cyclic activated sludge technology is much lower,operation is simply.According to design mission,this design chooses Cyclic activated sludge technology to treatment the wastewater of biotope,low investment,low expenses of operation,automate degree high,noise small,and the quality of effluent can attain the nation standard.The emphasis of this design is explained Cyclic activated sludge technology s the operation parameter,calculation method and process of design while treat the wastewater of biotope,and some calculation method of design of construct in common wastewater treatment processing,the design of the Cyclic activated sludge technology can attain expectation of processing result.KEYWORDSBiotope wastewater,activated sludge processing,Cyclic activated sludge technology,load目录摘要.iABSTRACT.iiA-刖B.11.文献综述.21.1.现阶段我国水资源状况.21.2.小区生活污水的定义来源及特征.21.2.1.定义.21.2.2.来源.21.2.3.特征.21.3.现阶段国内外生活污水处理工艺.31.3.1.A/0 工艺.31.3.2.A/B 工艺.31.3.3.SBR 工艺.41.3.4.氧化沟工艺.91.3.5.生物膜.111.3.6.厌氧工艺.132.小区生活处理工艺方案.142.1.处理要求.142.1.1.水质情况.142.1.2.处理程度计算.142.2.小区生活污水处理的原则.152.3.小区生活污水处理应注意的问题.152.4.生活污水处理的典型工艺流程.162.5.确定方案.162.5.1.确定工艺流程.162.5.2.提出方案.182.5.3.方案比较.192.5.4.工艺比较结果.213.工艺设计计算.223.1.泵前粗格栅.223.1.1.设计参数.223.1.2.计算.2232 污水提升泵房设计计算.243.2.1.集水间的设计.243.2.2.泵房机器间设计计算.253.3.集配水井设计计算.293.4.初沉设计计算.303.5.CAST主反应池的设计计算.353.5.1.采用间断进水设计的原因.353.52 采用泥龄法设计的原因.353.5.3.CAST 计算.363.6.浓缩池的设计计算.473.6.1.浓缩污泥量的计算.483.6.2.间歇式浓缩池设计计算.503.7.高程计算.523.7.1.污水部分水头损失计算.523.72 污泥部分水头损失计算.534.概预算.534.1.编制依据.534.2.工程投资概算.534.2.1.直接费用.534.2.2.间接费用.554.3.直接运营费用.56总结.56致谢.58参考文献.59附录.60刖s近年来由于水污染越来越严重，我国境内的大部分河流都受到不同程度的污染，各大湖泊均出现不同程度的水体富营养化现象，大部分污染源来自与城市居民的生活 污水，居住小区由于其独特的特点，小区内居民的生活污水经常不经处理就排放到水 体，污染相当严重。针对小区所排放的生活污水，要求在了解进水水质和所要求处理后达到的排放水 质的条件下进行污水处理工程设计。培养工程设计和工程实践的能力，及解决工程问 题的能力。锻炼在解决实际问题的过程中文献检索能力和专业外语的应用能力，掌握 计算机绘图的基本技能，为毕业后的工作奠定良好的基础。1.文献综述1.1.现阶段我国水资源状况我国水资源总量28000多亿立方米，居世界第6位，但人均水资源占有量只有 2300立方米，约为世界人均水平的1/4。目前在我国660个城市中，尚有61.5%的城 市没有污水处理厂，大量生活污水直接排放，造成越来越严重的环境污染问题。环保总局有关调查报告显示，近年来，城市生活污水排放量以年均5%的速度递 增,并在1999年首次超过工业污水排放量，占到全国污水排放总量的51.9%。2003 年,全国工业废水和城镇生活污水排放总量为460亿吨，排放化学需氧量(C0D)1342.7 万吨，其中城镇生活污水排放量为247.6亿吨，占总量的53.8%；C0D排放量为821.7 万吨，占总量的61.6%。1.2.小区生活污水的定义来源及特征1.2.1.定义医院、港口、公园、商业中心、新建的郊外住宅区、高级住宅区、疗养区、学校、农场、渔场、狩猎场等均可称为小区，我们最常遇到的主要是由居住区、疗养院、商 业中心、机关学校等一种功能或多种功能构成的相对独立的区域，其排水系统通常不 在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准，必须设置独立的污水处理设施,这就是我们所指的小区污水处理。小区污水系统的处理能力，各国并无统一的限定。前苏联曾建议单个构筑物的处 理能力不宜超过1400m3/d,美国则把小厂的处理能力限定在3785m/cl的范围内。根 据我国情况，建议把等于或小于4000iii3/d的处理厂定义为小区污水处理厂。1.2.2.来源厨房，卫生间，粪便冲洗水，淋浴水等。烹饪、饮用的水约占5%；不与人体直 接接触的生活杂川水如冲厕用水约占20%30%；小区绿化浇灌川水、空调冷却水、地面冲洗水以及车辆清洗等川水。1.2.3.特征水质、水量小时变化系数较大，污染物浓度通常比城市污水低，污水可生化性好,处理难度较小。其特点有三：一是冲洗厕所的水中含有粪便，是多种疾病的传染源;二是生活污水浓度低，其中干物质浓度为1%3%,COD浓度仅为5001000mg/L；三 是生活污水可降解性较好，COD/BOD为0.50.6。小区污水量变化规律如下图1-1时间/h1.3.现阶段国内外生活污水处理工艺1.3.1.A/O 工艺A/0法生物脱氮废水处理技术是90年代初期先后开发出来的废水处理技术，它 能有效的将化工废水中的C0D组分和氨氮污染物氧化降解掉，使废水中的各项污染物 指标达标排放。但近十年来，这种性能良好的废水处理技术并没有得到很好地应川，A/0法生物脱氮废水处理技术只在吉化公司和九江大化肥厂等为数很少的大企业中 使川。1.3.1.1.A/0法生物去除氨氮原理污水中的氨氮，在充氧的条件下(0段)，被硝化菌硝化为硝态氮，大量硝态氮 回流至A段，在缺氧条件下，通过兼性厌氧反硝化菌作川，以污水中有机物作为电子 供体，硝态氮作为电子受体，使硝态氮波还原为无污染的氮气，逸入大气从而达到最 终脱氮的自的。硝化反应：NH4+202-N03-+2H+H20反硝化反应：6N03+5CH30H(有机物)-5co2 T+7H20+60H+3N2 t1.3.1.2.A/0法生物去除磷原理微生物在厌氧段水解磷酸获得能量吸收污水中的有机物质,在好氧阶段分解有机 物质获得能量，过量吸收污水中的磷。1.3.2.A/B 工艺A/B法污水处理工艺是一种新型两段生物处理工艺，是吸附生物降解法的简称。该工艺将高负荷法和两段活性污泥法充分结合起来，不设初沉池，A、B两段严格分 开，形成各自的特征菌群，这样既充分利川了上述两种工艺的优点，同时也克服了两 者的缺点。所以A/B法工艺具有较传统活性污泥法高的BOD、COD、SS、磷和氨氮的 去除率。但A/B法工艺不具备深度脱氮除磷的条件，对氮、磷的去除量有限，出水中 含有大量的营养物质，容易引起水体的富营养化。原理：A/B法工艺对污染物的去除主要是通过A段的吸附絮凝作川。A段直接与污水排 水管网相接，污水中悬浮物与细菌混杂在一起成为结构较稳定的共存体，也为A段提 供了大量的接种微生物。A段中的短世代周期的微生物在高负荷条件下处于对数增殖 期，同时也产生大量的粘性物质，使其与污水中的悬浮物、颗粒以及游离的细菌等产 生吸附絮凝，形成较密实的絮凝体，然后通过沉淀去除；通过生物氧化去除的比例较 小。B段对有机物的去除机制与普通活性污泥法相似。AB法工艺的特点：(1)不设初沉池，污水经排水系统直接进入A段曝气池，使整个排水系统起到 一个生物选择器的作用；为A段生物反应池提供了与原污水相适应的微生物种群。(2)A段吸附曝气池在高负荷、短泥龄条件下运行，微生物处于对数增殖期，繁殖较快，活性高。B段曝气池以中低负荷运行，整体有利于避免污泥膨胀现象的发 生。(3)A段和B段审联运行，各自设沉淀池，单独回流，将A段和B段污泥严格 分开，形成各自的特征生物菌群。(4)A段主要是利川以物理化学作川为主导的吸附作川去除污水中的污染物质。因此，对负荷、pH值、温度及毒物有一定的适应能力。1.3.3.SBR 工艺SBR。1 _。力16一。一一1一 _。_)是间歇式活性污泥法英文缩写的简称。早在1914年，英国Alden与Lockett等人发明的活性污泥法即系间歇运行处理 污水。但由于曝气器和自控设备的问题，运行管理极不方便，后来改为连续流活性污 泥法工艺。80年代前后，由于自动化、计算机等高新技术的迅速发展以及在污水处 理领域的普及与应川(电动阀、气动阀、溶解氧传感器、水位传感器等)，此项技术 获得重大进展。使得间歇活性污泥法的运行管理也逐渐实现了自动化。1979年，美 国R.L Irvine等人根据试验结果首先提出SBR工艺，系间歇进水，间歇排水。同年 Goronsay在以往工艺基础上提出了间歇式循环延时曝气系统。1984年又研究出利川 不同负荷条件下微生物的生长速率和污水生物除磷脱氮工艺。DAT-IAT是SBR工艺中，继ICEAS、CASS、IDEA法之后完善发展的又一种新方法。澳大利亚以SBR工艺所著称。近十几年来，建成SBR工艺污水处理厂600余座，其中在中型和大型污水处理厂的应川也巳益增多，并且开始兴建巳处理量21万吨大 型SBR工艺污水处理厂。由于处理工艺流程简单，处理效果好的独特优点，逐渐引起 世界污水处理界的广泛关注。我国自九十年代中期开始，国家建设部属市政设计研究院和上海、北京、天津等 市政设计研究院，开始了 SBR工艺技术的研究和应川，但大部分处于试验研究和小型 污水处理厂的应川阶段。目前，只有几座城市污水处理厂采川SBR法工艺处理城市混 合污水，其处理效果较好，如：昆明市巳处理污水量15万吨的第三污水处理厂，其 工艺为SBR法ICEAS技术，自投产以来，运行正常，出水水质稳定，达到了设计标准。天津经济技术开发区污水处理厂所采用的DAT-IAT工艺是一种SBR法的变形工艺 和中国目前最大的SBR法城市污水处理厂。该工艺为方案的确定是根据天津市政工程 设计研究院和开发区、以及国内有关污水处理专家共同完成的，经过对国内外污水厂 的考察并充分论证，认为SBR法DAT-IAT工艺能够克服天津开发区工业废水比重大、水质水量变化幅度大的水质特征，其处理后的水质能够满足国家的排放标准。1.3.3.1.传统SBR工艺SBR为间断进水，间断排水，而污水排放大都是连续或半连续，所以，实际使川 时，SBR通常设计为两个或多个池子并联运行。SBR反应池通常按进水、曝气、沉淀、排水和闲置五个阶段根据时间依次进行。每个工作周期内排水结束时，SBR池内液位 最低，而进水停止时液位最高，液位的变化幅度取决于处理废水的浓度、排放标准及 生物降解的难易程度。反应池内基质浓度变化也是从高到底，至反应结束时（严格意 义上指沉淀结束时）上清液中的基质浓度最低。所以，SBR运行过程中混合液体积和 基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的。SBR在反应阶段是曝气的，微生物通常 处于好氧状态，在沉淀阶段和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧状态，而进水阶段根 据具体处理要求及原水指标可曝气或不曝气。因此，反应池中溶解氧是周期性变化的。优点：1.工艺简单，占地面积小，投资较低2曝气阶段生化反应推动力大3不易发生污 泥膨胀;4.运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标;5.应川于间歇排水，且水 量较小的场合更显简单和节省投资优势;6.运行稳定性好;7.较高的基质去除率;8.剩余 污泥量小，性质稳定，降低了污泥处理费川。应注意的问题：1.水量平衡:SBR反应池的进水和出水均为间断的，而处理的污水无论是间断还 是连续进入污水处理厂，两者之间都存在水量的匹配问题，影响SBR反应池的设计 参数，也会影响调节池的取设及调节池容积的大小。2.控制方式的选择:一般情况下，SBR采川自动控制方式兼具手动操作功能。后 者便于手动调试和自控系统故障时使川，前者便于巳常工作使川。但当处理小水量、高浓度工业废水时，由于反应周期长，往往一天只排一次水，采用手动操作工作量不 大，只设计手动操作比较经济可靠。3.曝气方式的选择:间断曝气的运行方式，容易使水渗入曝气头内部，进入供气 支管中，再次曝气时增大了管道阻力，也会造成污泥堵塞微孔。所以，在选择曝气头 时要尽量采川不堵塞的曝气形式，如穿孔管、水下曝气机、伞式曝气器、螺旋曝气器 等。当采川微孔曝气时应采川强度高的橡胶曝气盘或管，当停止曝气时，微孔闭合，曝气时开启，不易造成微孔堵塞。4.排水方式的选择:SBR沉淀结束需及时将上清液排出，排水时应尽可能均匀排 出，不干扰沉淀在池底的污泥层。同时，还应防止水面的漂浮物随水流排出。目前，常见的排水方式有固定式的，如沿水池不同深度设置出水管，从上到下依次开启，优 点是排水设备简单、投资少，缺点是开启阀门多、排水管中会积存部分污泥，造成初 期出水水质差。浮动式排水装置和旋转式排水装置虽然价格高，但排水均匀、排水量 可调节、对底部污泥干扰小，又能防止水面漂浮物随出水排出，因此，这两种排水装 置目前应川较多，尤其旋转式排水装置，又称滓水器，以操作灵活、运行稳定性高等 优点受到设计人员和川户的青睐。5.需要注意的其它问题：（1）浮渣和沉渣的排除方法；（2）排水比的确定；（3）雨 季对池内水位的影响及控制；（4）排泥时机及泥龄控制；（5）反应池的长宽比；（6）SBR间断进水、间断排水与前处理及后续处理构筑物的高程及水量匹配问题；（7）SBR 处理工业废水时，曝气时间最好通过试验确定，对一些难度较大的工业废水，SBR最 好与厌氧或物化工艺结合使用，此时，一定要注意相互间的匹配问题。1.3.3.2.ICEAS 工艺ICEAS工艺的基本单元是两个矩形池为一组的反应器。每个池子分为预反应区和 主反应区两部分，预反应区一般处于缺氧状态，主反应区是曝气反应的主体。ICEAS的优点是采川连续进水系统，减少了运行操作的复杂性，故适川于较大规 模的污水处理，但其在工艺改进的同时也丧失了表1列出的5种优点，仅仅保留了 SBR反应器的结构特征。与经典SBR工艺相比，ICEAS工艺具以下特点：a.沉淀特性不同ICEAS的沉淀会受到进水扰动，破坏了其成为理想沉淀的条件。为了减少进水带 来的扰动，一般将池子设计成长方形，使出水近似于平流沉淀池。b.理想推流性能和污泥膨胀的控制由于连续进水，ICEAS丧失了经典SBR的理想推流和对难降解物质去除率高的优 点，而且不能控制污泥膨胀的发生，所以需要设置选择区。c.因连续进水而适用于较大型污水处理厂连续进水不川进水阀门之间切换，控制简单，从而可应川于较大型的污水厂。1.3.3.3.CAST 工艺CAST工艺集曝气与沉淀于同一池内，取硝了常规活性污泥法的一沉池和二沉池,其工作过程分为曝气、沉淀和排水三个阶段，运行中可根据进水水质和排放标准控制 运行参数，如有机负荷、工作周期、水力停留时间等。该方法在美国的明尼苏达州草 原市污水处理厂、俄亥俄州托莱多废水处理厂、密执安州地区废水处理厂、纽约长岛 赛尔顿废水处理厂、新墨西哥州造纸厂废水处理站得到应用，并获得了良好的处理效 果。为将该工艺引进、硝化，探讨适合我国国情的新型污水处理新工艺，总装备部工 程设计研究总院环保中心于1994年在实验室进行了模拟试验研究，为以后的工程设 计提供了宝贵的设计参数。CAST工艺的主要技术特征1.间断进水，间断排水：污水排放大都是连续或半连续的，CAST工艺比较适 合这样的排水特点。CAST工艺设计时可采川一个或两个以上池子并联运行。2.运行上的时序性：CAST反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据 时间依次进行。3,运行过程的非稳态性：每个工作周期内排水开始时CAST池内液位最高，排水 结束时，液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排 放标准及生物降解的难易程度等有关。反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的。4.溶解氧周期性变化：CAST在反应阶段是曝气的，在沉淀阶段和排水阶段不曝 气，因此，反应池中溶解氧是周期性变化的。CAST工艺的优点1.工艺简单，占地面积小，投资较低：CAST的核心构筑物为反应池，没有二沉 池，一般情况下不设调节池及初沉池。因此，污水处理设施布置紧凑，占地省和投资 低。2.曝气阶段生化反应推动力大：这有利于减少曝气池容积，降低工程投资。3沉淀效果好：CAST工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作川池，沉淀阶 段的表面负荷比沉淀池小得多，没有进水的干扰，沉淀效果较好。实践证明，当冬季 温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时，均不 会影响CAST工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SVw高达96%的情况，只要将沉 淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。CAST反应池中存在较大的基质浓度梯 度，而且处于缺氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件不利于丝状微生物的优势生 长，可有效防止污泥丝状膨胀。4.运行灵活，抗冲击能力强：CAST工艺是按时间顺序运行的，各阶段的长短均 可根据进水、出水水质及污水量的变化灵活调整，可以在满足排放标准的条件下达到 经济运行的目的。CAST工艺集曝气、沉淀等功能于一体，池容相对较大，抗水质、水量冲击能力较大。当进行脱氮除磷时，可通过间断曝气控制反应池的溶解水平，提 高脱氮除磷的效果。5.CAST工艺可应川于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更 广泛。6.运行稳定性好。7.基质去除率较高。8.剩余污泥量小，性质稳定。CAST设计中应注意的问题1.水量平衡：工业废水和生活污水的排放通常是不均匀的,如何充分发挥CAST 反应池的作川，与选择的设计流量关系很大，如果设计流量不合适，进水高峰时水位 会超过上限，进水量小时反应池不能充分利川。当水量波动较大时，应考虑设置调节 池。2.控制方式的选择：一般情况下，CAST工艺采川自动控制和手动操作两种方式。后者便于手动调试和自控系统故障时使用，前者日常工作使用。3.曝气方式的选择：间断曝气容易造成污泥堵塞微孔。所以，在选择曝气头时要 尽量采川不堵塞的曝气形式，这一点与SBR工艺相同。4.排水方式的选择：CAST工艺的排水要求与SBR相同，目前，常用的设备为旋 转式撇水机，其优点是排水均匀、排水量可调节、对底部污泥干扰小，又能防止水面 漂浮物随水排出。5.需要注意的其它问题：（1）浮渣和沉渣的排除方法；（2）排水比的确定；（3）雨 季对池内水位的影响及控制；（4）排泥时机及泥龄控制；（5）反应池的长宽比；（6）间 断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配问题。1.3.3.4.DAT-IAT 工艺DAT-IAT工艺主体构筑物是由两个审联的反应池组成，即需氧池(Demand Aeration Tank)和间歇曝气池(Intermittent Aeration Tank),一般情况下 DAT 池连续进水连续曝气，其出水进入IAT池，在IAT地完成曝气、沉淀、滓水和排除剩 余活性污泥。基本操作运行程序如下：1.进水：污水连续进入DAT池经连续曝气后，通过DAT池与IAT池之间导流设 施进入IAT池。DAT不直接排放处理水，因此不像连续进连续出水的活性污泥法容易 受负荷变化的影响。2.反应：反应工艺分两部分进行。首先发在DAT池。该池在连续进水的同时连 续曝气。去除有机物的机理和操作与连续流活性污泥法相同。反应工序的第二部分 发生在IAT池，经DAT池初步生物处理的污水连续进入IATO按工艺设置进行一定时 间的曝气以达到好氧的目的。3.沉淀：沉淀工序仅发生在IAT池。当IAT池停止曝气以后，活性污泥絮体开 始重力沉淀和泥水分离。IAT池的沉淀工序相当于连续流活性污泥法中的二次沉淀池 功能。4.排水：排水工序只发生在IAT池。池池水位达到最高水位，并经过沉淀工艺 以后，上清液由设置在IAT地末端的泮水器缓慢排出地外。当池水位达到处理周期开 始时的最低水位时，停止滓水。5.闲置：在IAT地沉淀后到下个周期开始期间可视污水的性质设置一闲置期，在该时段内可根据需要进行搅拌或曝气。在厌氧条件下搅拌比好氧条件下的曝气要省 能量，同时对保持污泥的活性也是有利的。在以脱磷为目的的装置中，剩余污泥的排 放一般是在闲置工序之初和沉淀工序的最后进行。工艺特点：1.运行稳定，处理效率高，出水质量好；2.处理构筑物少，处理流程简化；3.建设费川少，自动化程度高，操作运行简单，调度灵活。4.节省占地面积。5.可达到脱磷脱氮的目的。1.3.3.5.UNITANK 工艺UNITANK的通川形式是采川三个池子的标准系统，这三个池子通过共壁上的开 孔实现水力连接，无需用泵输送每个池中都装有曝气系统(可以是表曝也可以是鼓风曝气)，同时外面的两个池子 都装有溢流堰川于排水，既可以川作反应区也可以川作沉淀池。每个池子都可以进水,剩余污泥也是从边缘两个作沉淀池的池子排出。与传统活性污泥法一样，UNITANK系 统是连续运行的，但是其单个池子是按一定周期运行的。UNITANK系统可在恒定水位下连续运行，此时从整个系统来看它已经不属于SBR 了，与交替运转的三沟式氧化沟非常相似，更接近于传统的活性污泥法，这是该工艺 最为显著的一个特点；UNITANK也可在恒水位下交替运行，出水采川固定堰而不是滓 水器，在任一时刻总有一个池子作为沉淀池，这个沉淀池相当于平流式沉淀池，所以 在设计上需要满足平流沉淀池的功能，这是UNITANK的第二个特点；标准的UNITANK系统是由三个正方形池所组成，弥 补了单个反应器完全混合的不足，这是其第三个特点。1.3.4.氧化沟工艺氧化沟(oxidation ditch)又名连续循环曝气池(Continuous loop reactor),是活性污泥法的一种变形。氧化沟污水处理工艺是在2 0世纪5 0年代 由荷兰卫生工程研究所研制成功的。自从1954年在荷兰的首次投入使川以来。由于 其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应川于生活污 水和工业污水的治理。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔(Pasveer)氧化沟、卡鲁塞 尔、奥尔伯(Orbal)氧化沟、T型氧化沟(三沟式氧化沟)、DE型氧化沟和一体 化氧化沟。这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点。从90年代至今是我国氧化沟技术大发展的阶段，预计已有上百座氧化沟污水处 理厂投入运行。氧化沟技术仍然是当前污水处理的热点。从应川和研究情况来看，我 国氧化沟技术水平与国际先进水平相比差距很大。究其原因是我国没有系统地研究过 氧化沟技术与设备，目前我国已引进数种氧化沟技术，有条件来分析比较和吸收硝化。因此，认真分析和总结这方面的经验和教训显得十分必要。1.3.4.1.Carrousel 氧化沟Carrousel氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制。在原Carrousel氧化 沟的基础上DHV公司和其在美国的专利特许公司EIMC0又发明了 Carrousel 2000系 统图，实现了更高要求的生物脱氮和除磷功能。至今世界上已有850多座Carrousel 氧化沟和Carrousel 2000系统正在运行。Carrousel氧化沟使川定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从 而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流 态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解 氧浓度梯度。普通Carrousel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面 曝气机使混合液中溶解氧D0的浓度增加到大约23mg/L。在这种充分掺氧的条件下,微生物得到足够的溶解氧来去除B0D；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，止匕时,混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态,水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态(平均流速0.3m/s)。微生物的 氧化过程硝耗了水中溶解氧，直到D0值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的 反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过 程，硝化作川和反硝化作川发生在同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以 有效的去处BOD,但除磷脱氮的能力有限。1.3.4.2.奥贝尔（Orbal）奥贝尔（Orbal）氧化沟一般由三个同心椭圆形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数 十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量 水平转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅伴作川。外沟道体积占整个氧化沟体积 的50%-55%,溶解氧控制趋于0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用；中间沟道容积一般 为25%-30%,溶解氧控制在1.Omg/L左右，作为“摆动沟道”，可发挥外沟道或内沟道 的强化作川；内沟道的容积约为总容积的15%-20%,需要较高的溶解氧值（2.Omg/L 左右），以保证有机物和氨氮有较高的去除率。特点：1.外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD可以在外沟道中去 除；2.奥贝尔氧化沟具有较好的脱氮功能；3.奥贝尔氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点；4.奥贝尔氧化沟采川的曝气转碟，其表面密布凸起的三解形齿结，使其在与水体接 触时将污水打碎成细密水花，具有较高的充氧能力和动力效率。1.3.4.3.一体化氧化沟一体化氧化沟是一种采川曝气与沉淀合建的形式，是美国于80年代初至今一直 开发研究的一种新型污水处理系统，即将船形二沉池设置于氧化沟内。一体化氧化沟 设计的关键在于沉淀船的设计，其形式应该能够充分利用水力学原理及沟内的水流作 用，保证船内压力大于船外压力，积泥斗的水流方向取自上而下，这样才能使进入沉 淀船中的活性污泥沉淀后从船底集泥斗顺利流回沟内被带走。优点：1、一体化氧化沟保留了氧化沟抗冲击能力强的特点；2、由于一体化氧化沟的沉淀池建在沟内，不川另建沉淀池，而且污泥回流及时,可大大缩小沉淀池容积，节省1/3左右的占地；3、污泥回流依靠自身重力及沟内水力条件，不须另建污泥回流系统，可大大节 省投资；4、由于配套设施减少，同时减少运行操作人员，运行管理更为方便。缺点：1一体化氧化沟沉淀船的沉淀效果不理想；2一体化氧化沟进水口位置不合理；3沉淀船增加了一体化氧化沟的水力阻力，设备能耗大;4一体化氧化沟系统控制难度大。1.3.4.4.三沟式氧化沟三沟式氧化沟是氧化沟的一种典型构造型式，目前采用的三沟式氧化沟工艺，是 丹麦在间歇式运行的氧化沟基础上开创的，它实际上仍是一种连续流活性污泥法，只 是将曝气、沉淀工序集于一体，并具有按时间顺序交替轮换运行的特点，其运转周期 可根据处理水质的不同进行调整，从而使其运行操作更趋于灵活方便。这种工艺流程 简单，无需另设一次、二次沉淀池和污泥回流装置，使氧化沟工艺的基建投资和运行 费用大为降低，并在一定程度上解决了以往氧化沟占地面积大的缺点，我国邯郸市东 污水处理厂采川的就是这种工艺。1.3.5.生物膜生物膜法是一种通过附着在某种物体上的生物膜来处理废水的好氧生物处理法。生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法从本质来说和土地 处理的过程类似，是污水灌溉和土地处理的人工化和高效化。生物膜法的主要处理设 施有生物转盘、生物滤池、生物接触氧化池和生物流化床等。1.3.5.1.生物转盘生物转盘处理是一种利用微生物来处理有机污水的设备。它集中了接触氧化法、生物滤池法和活性污泥法。转盘安装在氧化槽上，其45%的面积浸没在污水中，在 动力驱动下，转盘慢速旋转，盘片上生长的生物膜吸附污水中的有机物。当盘片离开 液面时，微生物得到空气中的氧气。微生物通过新陈代谢最终把有机物分解成水、无 害的无机物和气体。特点是：(1)维护管理简便、动力硝耗小、运行费川低。(2)转盘运行时卫生条件好，产生的噪音低。(3)运行灵活，可通过调节转盘转速控制污水与生物膜的接触时间和曝气强度。(4)能承受水质、水量的冲击负荷，工作稳定。(5)生物膜的培养与驯化快，成熟时间短，一周即可完成。(6)污泥量少，含水率低P=95%96%,沉淀性能好，易于分离脱水。(7)易受水温、气温影响，温度低时处理效果亦低，因此北方宜建在室内。1.3.5.2.曝气生物滤池曝气生物滤池是90年代初兴起的污水处理新工艺，已在欧美和日本等发达国家 广为流行。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有 害物质）的作川，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池（二沉池），其 容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水 水质好：运行能耗低，运行费用省。BAF按水流方向分上向流和下向流，下向流生物 曝气滤池在进水的同时，采川水气逆向的工艺路线，使介质表面形成生物膜，污水流 过滤床时，污染物首先被过滤和吸附，作为“倍加清”专性降解菌的营养基质，加速 降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢、降解。所以生 物滤池可以在降解有机物的同时，具有生物絮凝和吸附过滤的作川。而且由于生物膜 附着在滤料上，活性很高，生物膜不受泥龄限制，对于污染物的降解十分有利。随着 处理过程的进行，在滤料缝隙间的悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层，在 氧化降解污水中有机物的同时，起到了进一步吸附过滤作川，从而能使有机物及悬浮 物均能得到比较彻底的清除。在反应器的上部，异养型微生物为优势菌，碳污染物（CODcr,B0D5和SS）主要在这里被去除，而在反应器下部，自养型细菌，如硝化菌 占优势，氨氮被硝化。在生物膜内部，以及部分填料之间的缝隙，蓄积的大量活性污 泥中存在着兼性微生物，因此在BAF中可发生碳污染物的去除，同时有硝化和反硝化 的功能。在滤池运行过程中，随着生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜及滤料上截留的 杂质不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，到一定时期，需对滤料进行反冲洗。BAF生物曝气滤池以其贮存在加氯硝毒池中清澈的出水作为反冲川水，不另设反冲水 池，反冲洗废水通过排水管回流到一级处理设施。特点：1.BAF粗糙多孔的粒状填料为微生物提供了最隹的生长环境，因此生物量大。高浓度的微生物使BAF的容积负荷增大，不仅减少了池的容积和占地（容积仅为活 性污泥法1/31/5）,而且停留时间缩短至12小时。池容积占地为常规二级处理的 1/51/10,基建投资省 20%30%。2.填料床中的粒状填料具有巨大的比表面积，其上生长着各种碳化菌、氨化菌和 硝化菌组成的高活性生物膜，具有优良的氧化降解和吸附过滤水中污染物的功能，不 必设二沉池即可去除污水中的有机物（COD、BOD、SS、NH3-N、P等）。3.气水相对运动，气泡接触面积增大，氧的利川率提高15%20%,增加气水与 生物膜的接触面积，从而提高了处理效果，降低了运行费用。4.硝化效率高，脱氮效果好。这是常规二级处理达不到的。5.高质量的出水。出水水质达到砂滤三级处理的出水水质，不但可以满足环保排放标准，而且可达到回用水标准，可用于生活杂用水或冷却水等。BAF对低浓度 的有机废水也有很好的处理效果，如洗澡水。6.运行过程中不产生臭味，无二次污染。7.抗冲击负荷能力强，无污泥膨胀问题。微生物生长在粗糙多孔的填料表面，属固定化微生物，不会流失，因此运行管理方便简单。8.生物曝气滤池可和其它传统工艺组合使用，可对一些老厂进行技术改造，减少 了二次投资费川。1.3.6.厌氧工艺1.3.6.1.水解好氧该工艺中的水解池是一种新型厌氧反应器，避免了厌氧反应中时间长，控制条件 要求高的甲烷发酵阶段，而是利川水解、产酸菌可以迅速降解水中有机物的特点，形 成以水解产酸菌为主要的厌氧上流式污泥床，由于水解池集生物降解、物理沉降和吸 附为一体，在与初沉池停留时间相近的情况下，有机物去除效果显著高于初沉池。并 且能将污水中的难降解的大分子有机物转化为小分子有机物，提高了污水的可生物降 解性，使得后续的好氧处理所需的停留时间缩短，能耗降低。与此同时悬浮固体物质(包括进水悬浮物和后续好氧处理中的剩余污</p>