氧化沟工艺在污水处理中的应用研究

摘要：随着时代的发展，人类对自然界的开发利用日益加深，自然资源渐渐减少。近些年，工业的发展和城市的人口逐渐高度集中，许多城市产生了大量的垃圾、生活污水和工业废水，这些废水未经处理就流入水中，导致增加了很多水中的微量元素和有机物等营养物质的浓度，使水体受到严重污染。文章对氧化沟工艺在污水处理中的应用进行了探讨。

关键词：氧化沟工艺；污水处理；垃圾；生活污水；工业废水 文献标识码：A

中图分类号：X703 文章编号：1009-2374（2016）23-0090-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.043

近年来，随着我国城市人口的不断增加，工业发展日益迅速，污水的排放量日益增多，其他行业也会有不定量的污水排出，过量的污水使得污水处理面临着巨大的压力。导致水污染事件在我国频繁发生，使人们的日常生活都受到了严重的影响，同时对我国社会的发展和经济的增长造成了巨大的障碍，使生态环境面临着严重的威胁，水体的营养化过量是水体污染的主要原因之一。所以想要解决问题就要对传统的活性污泥法进行革新，使之更加经济合理。氧化沟又名氧化渠，主要是经改良型循环流动式的活性污泥法，一般选择低负荷的延时曝气方式运行，有好的出水水质，运作起来具有流程简单、方式灵活、性能稳定、经济性好、易管理等优点。现阶段，污水处理中氧化沟工艺应用范围较为广泛。相关数据统计，欧美国家拥有氧化沟数量不少于3000座，它对人类的重要性不容小觑。

1 氧化沟工艺

氧化沟在1954年由荷兰建成，它是一座污水处理厂，是活性污泥法的一种变型。在建成以前它是一个斜坡池壁的间歇运行反应池。白天属于曝气池，晚上属于沉淀池，它在生化需氧量方面去除率高于97%。氧化沟自建成以后，就得到全世界的广泛关注，因为氧化沟工艺结构简单、操作方便、排污效果好。自我国推进城镇化建设以来，在我国污水处理方法上占据了不可撼动的地位，氧化沟工艺已经成为污水处理中炙手可热的工艺。尽管随着时代的变迁，科技越来越发达，我国也相继采用过许多先进的污水方面处理的技术，但与氧化沟工艺相比，其运作流程均不如氧化沟工艺的简单、稳定，也不如氧化沟工艺的灵活、方便以及低额的处理费用，所以氧化沟工艺在污水处理方面有着至关重要的意义。近几年，在相关范围内应用广泛的氧化沟类型主要包括帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（CarrouSel）氧化沟、奥伯尔（0rbal）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。

1.1 氧化沟技术

氧化沟技术是一种运用延长时间曝气，连续进出水，不设置初沉池，使微生物污泥在污水曝气净化得以处理的方法，并且也增强了稳定性，达到严格要求标准，污泥消化池也不需要再设置，这样使处理设备更加简化。在曝气装置特定部位，污水与活性污泥混合液经定位布置后，可出现曝气及推动，在闭合渠道内二者进行持续循环流动，污泥呈悬浮状态，有利于污水混合，最后经二沉池或固液分离器完成泥水分离处理，保证了污水净化效果更加明显。随着时间的发展，氧化沟技术得到了明显进步，氧化沟技术的种类更加丰富。氧化沟结合推流和完全混合的技术优势，大大提高了氧化沟内的缓冲能力，这样使得氧的传播更加便利。

1.2 氧化沟的特证

氧化沟之所以又名氧化渠，主要是因构筑物为封闭式的环形沟渠，是在活性污泥法基础上形成。污水和活性污泥在曝气的渠道内持续流动，因此又得到“循环曝气池”“无终端曝气池”等称呼。氧化沟水利停留时间越长，其有机负荷就越低，所以其本质就是一种延时曝气系统。氧化沟设计参数分析如下：水利停留时间设置为10～40h，污泥龄在20d以上，有机负荷在0.05～0.15kg BOD5/（kgMLSS·d）范围内，容积负荷在0.2～0.4kg BOD5/（m3·d）范围内，活性污泥浓度设置为2000～6000mg/L，沟内平均流速设置为0.3～0.5m/s范围内。氧化沟由沟体、进出水装置、曝气设备、导流和混合设备结合而成。沟体内形状多样，沟面形状大多呈梯形或矩形。氧化沟的处理效果非常好，氧化沟的进水装置、水利水流和排污等功效都具有其独有的优势。氧化沟技术与其他的去污工艺相比，独特的技术性能主要体现在：（1）氧化沟可以在短期内呈现出推流的特征，在长期内呈现出混合的特征，这样的表现使缓冲能力得到有效的克服和提高，两者相互结合可增加氧化沟体内缓冲能力。另外，氧化沟系统抵御强大的冲击力，可增加氧化沟内的循环流量，从而可有效地解决污泥沉积问题；（2）氧化沟可用于硝化生物处理，溶解氧的浓度，由于曝气设备的定位功能，氧浓度浓度梯度会沿水流方向逐渐出现，使沟内同时具有好氧区和缺氧区，促进好氧区和缺氧区之间的相互转化，提供了硝化、反硝化作用条件，有一定的去除氨氮、总氮的能力；（3）氧化沟有两个能量区，分别是高能区和低能区。高能区一般设置在曝气设备附近，为氧的转移和液体的充分混合提供便利。低能区为了保证污泥悬浮状态良好，可增加污泥絮凝机会；（4）氧化沟得以运行的灵活，曝气和推流混合的分离起了主要作用；（5）氧化沟的HRT和SRT均较长，一般情况下，HRT为8～40小时，SRT为10～30天，而硝化菌的世代周期大于10天。因此，污泥存在时间越久越有利于硝化菌的繁殖和生存，提高氨氮转化率，去除效果较好。

2 氧化沟的应用

氧化沟的推流反应可使出水优良，完全混合反应可以抗冲击负荷。因为氧化沟有封闭的环形沟渠，所以产生环流，正是因为这个环流，产生了能量区分，这样可百家优势于自身，增加了技术的完备性，保证了其工作的稳定性及可靠性。由于出水水质好且运行稳定，管理方便及与传统活性污氧化沟技术区别明显，所以在污水处理中得到广泛应用。随着技术的发展，氧化沟不仅可以处理城市内部的污水，又能处理各项工业废水。我国开展氧化沟技术后，已完成建立了多种形式与规模的氧化沟污水处理厂，且在持续扩大中，在多个领域中开始了广泛的应用与推广。

3 氧化沟的缺点

氧化沟的工作流程具有简单、运行方式灵活、工作稳定、工作成本低廉等优点，但任何事物都不会十全十美，难免也会有些不足：（1）污泥膨胀，因为废水中会含有较多的碳水化合物，许多需要的值都不均衡，并且污泥含有的负荷过高，浓度严重受到影响，使对氧的溶解浓度达不到标准，使排泥不畅，开始产生堆积现象，都会引起污泥膨胀的问题；（2）泡沫存在的问题是因为在污水中含有的油脂，而氧化沟的处理能力有限，不能完全去除，泡沫就会这样经过流转充氧搅拌而产生。可以利用含有化学物质的除沫剂将泡沫去除，但加强水源管理是解决问题的根本方法，尽量减少未经预处理过的污水流入到城市排水系统中；（3）污泥沉积问题是因为在氧化沟中，混合液持续在内循环流动，但低速流动和平均流动达到0.3～0.5m/s的话，有部分污泥堆积，可减少氧化沟的有效容积，可对水质造成影响；（4）氧化沟的超长水力停留时间和表面曝气系统，氧化沟设计池容一般较大设计池深往往受限，导致了该工艺占地面积大的先天性问题，在城市日益紧张的用地形势下稍显不足。

4 结语

目前，我国污水处理技术还有待提高，因此我国急需解决的问题是如何提高污水处理技术，使达到的效果更明显，所产生的消耗最低。氧化沟工艺污水处理技术优势明显，有工艺流程简单、处理多种不同水质的污水的特点，且在处理中具有耗能低、去污效果好、出水质量高、运行稳定、管理方便等多方面的优点，尤其是氧化沟工艺的环流，将使其以独特的技术优势得到污水处理行业广泛的应用。为了使氧化沟工艺污水处理技术更加完善，措施分析如下：（1）考虑前置厌氧条件以提高脱氮除磷的效率（特别是磷去除效率）；（2）降低能耗，增加对间歇曝气运行方式的研究与应用；（3）为提高氧的利用率研制新型曝气设备；（4）加大氧化沟组合工艺；（5）加入填料实现膜法联合泥法技术，这样就使氧化沟具备完全混合及推流的特点，且有出水水质好、运行稳定、操作简便、好管理的特点，使得氧化沟工艺在污水处理工程中的优势得以显著的体现。改良型氧化沟工艺在具备原有优势的基础上，又具备系统简单、管理方便、节约能耗、节省占地、成本等优点，这使得企业更加重视对氧化沟工艺，并且广泛应用在污水处理工程中。随着科技的发展和社会的不断进步，污水处理工艺必将会得到进一步的提高，使工艺流程更加完善。可以进行相关提升方案的研究，如膜理论的应用、深池水力条件和工艺性能的研究为降低工程造价、提高耐寒耐毒性能等提供了可能，使氧化沟工艺在污水处理中应用得更为普遍。相关的科研人员应该加大力度，集中研究提升污水处理工艺的最优方法，在原有的工艺基础上进行改良加工，使氧化沟工艺成为污水处理技术中的中流砥柱，加强对氧化沟工艺的开发与研究，深入了解其工作原理，研制出最好的污水处理技术。

参考文献

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作者简介：段琦琦（1983-），男，安徽淮南人，供职于安徽国祯环保节能科技股份有限公司，研究方向：污水处理工艺技术应用和设备开发。

（责任编辑：王 波）