氧化沟又名连续环式反应池 (Continuous Loop Reactor, 简称CLR) , 是活性污泥法的一种变形, 它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠, 污水渗入其中得到净化。氧化沟污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成, 最早的氧化沟不需另设初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备。后来处理规模和范围逐渐扩大, 它通常采用延时曝气, 连续进出水, 所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定, 不需设置初沉池和污泥消化池, 处理设施大大简化。在美国已建成的污水处理厂有几百座, 欧洲已有上千座。在我国, 氧化沟技术的研究和工程实践始于上一世纪70年代, 氧化沟工艺以其经济简便的突出优势已成为中小型城市污水厂的首选工艺。
1 氧化沟技术的演变和发展
氧化沟工艺自诞生以来, 其发展过程可分为四个阶段:
(1) 第一代氧化沟——Pasveer氧化沟。它是由荷兰卫生工程研究所 (TNO) 在五十年代研制成功的。第一家氧化沟处理厂于1954年在荷兰的沃绍本 (Voorshopen) 投入使用, 它是由该所的帕斯维尔 (A·Pasveer) 博士设计的, 服务人口为三百六十人。这是一种间歇流的处理厂, 其中氧化沟同时用作二次沉淀池。由于帕斯维尔博士的贡献, 这项技术又被称为帕斯维尔沟。
(2) 第二代氧化沟——规模型和用于处理工业废水。这一阶段的氧化沟考虑到了硝化和反硝化。
(3) 第三代氧化沟——多样性发展。随着氧化沟技术的发展, 人们从不同的角度对氧化沟作了深入细致的研究, 出现了许多种新型的氧化沟, 如:DHV公司的Carrousel2000型、Carrousel Dlenit型、DHV—EIMCO Carrousel氧化沟;丹麦Kruger公司的双沟、三沟式氧化沟;德国Passavant公司使用M a m m o t hR o t o r的深型氧化沟;美国Envirex公司的Orbal多环型氧化沟;这一阶段的氧化沟进一步考虑到了利用氧化沟进行除磷脱氮处理, 还有许多的新的沟型出现。
(4) 第四代的氧化沟——曝气净化与污泥的沉淀分离一体化。所谓一体化氧化沟, 就是充分利用氧化沟较大的容积和水面, 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, 使污水分离过程在氧化沟内完成。美国环境保护局将这一技术称之谓革新即可选择的 (I/A) 技术。一体化氧化沟由于其中沉淀区结构形式及运行方式不同, 有多种型式, 例如: (1) 带沟内分离器的一体化氧化沟 (BMTS式) ; (2) 船形一体化氧化沟; (3) 侧沟或中心岛式一体化氧化沟 (中国) ; (4) 交替曝气式氧化沟。
2 氧化沟系统的组成和特点
氧化沟系统的基本构杨包括:氧化沟池体, 曝气设备, 进、出水装置, 导流和混合装置以及附属构筑物。氧化池体一般呈环形, 平面上多为椭圆形或圆形, 四壁由钢筋混凝土制造, 也可以由素混凝土或石材作护坡。水深与所采用的曝气设备有关, 2.5m~8m不等。曝气设备具有以下功能:一是供氧;二是推动水流作不停的循环运动;三是防止活性污泥沉淀;四是使有机物、微生物及气气三者充分混合、接触。主要曝气装置有:机械曝气机, 射流曝气机, 导管式曝气机, 混合曝气系统。进 (出) 水装置包括进水口、回流污泥和出水调节堰等。导流和混合装置包括导流墙和导流板。附属构筑物包括二沉池、刮泥机和污泥回流泵房等。
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, 使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, 有利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C L R继续循环。因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力。 (2) 氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度, 特别适用于硝化-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。 (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。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。 (4) 氧化沟的整体功率密度较低, 可节约能源。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%。 (5) 工艺流程简单, 构筑物少, 节省基建费用, 减少占地面积, 便于管理。 (6) 氧化沟构造形式的多样性赋予了它灵活机动的运行性能, 可按照任意一种活性污泥法的运行方式运行, 并且组合其它工艺单元, 以满足不同的出水水质的要求。 (7) 污泥产量少, 污泥性质稳定。
3 氧化沟的分类
氧化沟工艺大体上可分为四类: (1) 多沟交替式, 系合建式, 采用转刷曝气, 无单独的二沉池; (2) 卡鲁塞尔式, 系分建式, 采用表曝机曝气, 有单独的二沉池, 沟深大于多沟交替式; (3) 奥贝尔式, 系多建式, 采用转碟曝气, 沟深较大, 有单独二沉池。 (4) 一体化式, 不设初沉池和单独的二沉池, 集曝气沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体。
4 结语
目前, 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, 是我国还未系统地研究氧化沟技术与设备, 对国际上氧化沟技术跟踪也不够。故对氧化沟技术的掌握尚不够全面, 在工程上还缺乏系统和科学的设计方法, 对氧化沟新工艺、新池型、新配套设备了解甚少。我国现已引进数种氧化沟技术, 应有条件来分析比较和吸收消化。首先, 氧化沟属延时曝气活性污泥工艺, 其原理和参数已有大量文献报道。去除不同的污染物, 设计参数和方法是不同的。由于国外公司对专有技术保密, 因此出现了氧化沟技术不断发展, 可是用于了解基本工艺的公开技术资料未见增加的现象。由此就更需要加强创新性的研究, 才能提高我国在氧化沟工艺上的技术水平
摘要：氧化沟早期只是一单沟道的“循环曝气池”, 主要用于去除污水中的BOD及进行硝化反应, 现已发展形成各种不同的类型, 氧化沟工艺在城市生活污水及工业废水处理领域已经得到广泛应用, 并成为当前占主导地位的活性污泥污水处理技术, 本文从演变和发展、组成和特点、分类等方面对氧化沟进行了介绍。
关键词：氧化沟,污水处理
参考文献
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