DE型双沟式氧化沟技术与应用

DE型双沟式氧化沟技术与应用胡彬启王社平[摘要]DE型型双沟式氧化化沟，工艺流流程简单，运运行管理方便便，出水水质质好，处理过过程稳定可靠靠。不仅能去去除污水中的的有机物，而而且兼有生物物脱氮和除磷磷功能，是较较为理想的污污水处理工艺艺。本文详细介绍了了DE型双沟式式氧化沟生物物除磷与脱氮氮的工作原理理和设计计算算要点，并列列举了在西安安市北石桥污污水处理厂的的应用实例。一、DE型氧化化沟生物脱氮氮磷技术概述述：西安市北石桥污污水处理厂的的工艺设计，在在进行各种工工艺方案比较较的基础上，消消化吸收国外外发达国家八八十年代先进进技术，处理理工艺采用DDE型氧化沟沟处理系统，污污泥不经消化化直接脱水。1、DE型氧化化沟生物脱氮氮除磷过程利用DE型氧化化沟进行生物物脱氮和除磷磷是通过氧化化沟本身特殊殊的运行方式式，创造一定定条件使硝化化和反硝化作作用在氧化沟沟中交替发生生而完成的。氧氧化沟之前设设置生物选择择池，其作用用一是抑制丝丝状菌的增长长，防止污泥泥膨胀，改善善污泥的沉淀淀性能；二是是细菌在厌氧氧段，把磷从从化合状态下下释放出来，污污水中BODD5浓度下降，而而磷含量上升升，随后在好好氧段内细菌菌吸收在厌氧氧段释放出的的磷和原污水水中的磷，形形成富含磷污污泥，利用排排除剩余污泥泥达到去除水水中的磷。该该池中配有搅搅拌器，以防防止污泥沉积积。污水经过过厌氧-缺氧-好氧段达到到脱氮、除磷磷的目的。DDE型氧化沟沟生物脱氮除除磷就是按照照此原理进行行设计和运行行的。如图11所示:整个过程分为44个阶段。阶段A：原污水水与终沉池回回流污泥均流流入选择池，池池中搅拌器使使之充分混合合，防止污泥泥沉淀，混合合液经配水井井流入沟Ⅰ。沟Ⅰ在前一段已已进行了充分分曝气和硝化化作用，细菌菌已吸收大量量的磷。在阶阶段A，沟Ⅰ中转刷低速速运行，维持持缺氧条件；；沟Ⅰ中磷的浓度度上升，并在在缺氧条件下下，进行反硝硝化过程，而而沟Ⅱ转刷高速运运行，进行充充氧和硝化过过程，细菌吸吸收污水中的的磷，沟Ⅱ中磷的浓度度下降，沟Ⅱ出水调节堰堰降低，处理理后的水由沟沟Ⅱ流入终沉池池。阶段B：原污水水与终沉池回回流污泥混合合、配水后还还是进入沟Ⅰ，不过此时时沟Ⅰ、沟Ⅱ转刷均高速速运行充氧、曝曝气、进行硝硝化过程，进进水中的磷和和阶段A沟中释放的的磷进入好氧氧条件的沟Ⅱ中，沟Ⅱ中混合液磷磷含量降低。B段运行时间取决于该段末了时沟中剩余氧量。水由沟Ⅱ流入终沉池。阶段C：阶段CC与阶段A相类似，沟Ⅰ和沟Ⅱ的工艺条件件互换，功能能刚好相反。此此时反硝化作作用在沟Ⅱ进行，而硝硝化作用则在在沟Ⅰ进行。阶段D：阶段DD与阶段B相类似，阶阶段B和D是短暂运行行充氧，使吸吸收磷的微生生物和硝化菌菌有更多的工工作时间。但但沟Ⅰ和沟Ⅱ进出水情况况相反。从上述运行过程程来看，沟Ⅰ和沟Ⅱ交替出水，当当沟中转刷低低速运行时进进行反硝化作作用和磷的释释放，高速运运行时进行硝硝化作用和磷磷的吸收。通通过适当的调调节处理过程程的不同阶段段，则可以得得到低浓度的的磷和低浓度度硝酸盐、氨氨氮的出水。典典型的生物脱脱氮除磷持续续时间为4～8h。2、DE型氧化化沟生物脱氮氮、除磷工艺艺设计氧化沟的处理能能力取决于污污水温度和沟沟内活性生物物固体（Vsss）的浓度度。工艺设计计通常是依据据进水中污染染物负荷、污污泥龄、污泥泥负荷F/MM和污水温度度等。设计污污泥龄、F//M和水温三三者之间有一一定的函数关关系，如表11所示。污水温度、泥龄龄污泥负荷之之间的关系表表表1温度（℃）5101520泥龄（d）201284F/M[kgBBOD5/（kgVsss·d）]0.060.100.150.20DE型氧化沟设设计F/M==0.05～～0.1kggBOD5/（kgMLSSS·d），相相应的泥龄为为12～30d，而MLSSS浓度通常设设计为35000～5500mmg/l，其其取值是依据据污泥的沉淀淀性能和污泥泥在沟中贮存存量。生物脱氮与除磷磷的过程设计计基本是一样样的。好氧污污泥龄是一个个重要参数，如如表1所示，泥龄龄是温度的函函数，即温度度高，泥龄短短，反之则泥泥龄长。氧化化沟中反硝化化容积是按反反硝化率设计计，污水中有有较高的C//N比率对于反硝硝化过程是有有利的，实际际设计中为达达到氨氮去除除率在90%%以上，BODD5/TKN＞4是必要的。除除磷过程设计计参数均为经经验数据。利利用DE型氧化沟沟进行脱氮、除除磷，必须在在氧化沟前部部设置一座厌厌氧池。通常常厌氧池中水水力停留时间间为0.5～1.0hrr左右。采用用此工艺生物物除磷，出水水中磷浓度可可达到排放标标准。DE型氧化沟工工艺适用范围围广，不仅适适用于大型污污水处理厂，也也可用于中小小型城镇或居居住区污水处处理厂。不仅仅适用于要求求处理标准高高的污水处理理厂，也可用用于处理标准准不太高的二二级处理厂。二、DE型氧化化沟的应用：：1、工程概况西安市北石桥污污水处理厂位位于西安市西西南郊北石桥桥村东，主要要接纳和处理理西安南郊和和西南郊地区区工业企业生生产废水和居居住区生活污污水，其比例例为7:3左右。全全区服务面积积53.5kkm2，规划控制制人口60万人。2、水质与工艺艺流程根据可行性研究究报告对服务务区域内各林林业企业近远远期所排污水水水质、水量量分析与预测测，进、出厂厂水水质指标标如下：进水：BOD55=180mmg/lSS=2255mg//lCOD=4000mg/lNH44+--N=332mg/ll出水：BOD55≤20mg//lSSS≤20mg//lCOD≤1000MG/LNH4+--N≤15mg//l（T＞12℃）污水处理工艺采采用DE型氧化沟沟系统，污泥泥在氧化沟内内已趋于稳定定，无需另设设消化池，剩剩余污泥经浓浓缩后直接机机械脱水。因因此，运行更更为方便，并并可节省电耗耗和基建投资资。工艺流程程详见图2。3、主要构筑物物设计（1）污水提升升泵房L污水提升泵泵房按远期规规模30万m3/d设计，安安装立式污水水泵共计8台，单台流流量为22000m3/h与3045mm3/h，一期工工程设计规模模15万m3/d，安装污污水泵5台。泵前设设有粗格栅一一道两台，间间隙20mmm。（2）细格栅：：为去除污水水中漂浮物质质，以保证后后处理构筑物物正常运行。格格栅间与沉砂砂池合建，长长9.6m，宽宽11.3mm，共二层，一一层为鼓风机机间（沉砂池池曝气用），二二层安装6台IK5011型弧型格栅栅，每台宽度度1.05mm。栅条间隙隙10mm自动动清渣。电机机功率0.555kw，二二层还设事故故平板格栅11台，宽度1..10m手动动清渣，间隙隙50mm，格格栅间中还设设有U3200型无轴螺旋旋输送机1台，长度100.5m，直直径285mmm，电机功功率3.0kkw用于将格格栅浮渣送出出池外。（3）曝气沉砂砂池：曝气沉沉砂池共2座4格，一期1座，长57..30m，每每格宽5.550m。水力力停留时间77.8minn，沉砂池上上设有长度111.0m桥桥式除砂机11台，桥上配配有淹没式砂砂泵2台，功率2..0kw，将将池底沉砂抽抽送入集砂槽槽，并以砂水水分离器（440m3/hr）脱水水后装入槽车车运出。沉砂砂池表面浮渣渣由桥上刮渣渣板刮入浮渣渣井，井中浮浮渣由螺旋输输送器送至池池外容器。沉沉砂池曝气用用水气比0..1～0.2，RS1011型鼓风机2台，额定风风量12000m3/h，功率37kkw。（4）选择池与与氧化沟：氧氧化沟为污水水处理厂核心心处理构筑物物，包括2个容积相等等交替运行的的生物池3座及选择池池和终沉池。在在本系统中完完成污水有机机物的氧化和和脱氮除磷。选择池按一期工工程设计，11座2格，每格长长12.0mm，宽12.00，有效水深深5.0m，设设有480型混合合搅器2套，功率5..5kw，DC35型出出水调节堰66套，宽5.00m，分别与与氧化沟的66个池子连通通。堰板调节节由控制室按按运行阶段控控制，电机功功率0.555kw。氧化沟一期工程程共3座6池，池宽222.0m，长长116.550m，有效效水深4.550m，设计计污泥负荷为为：0.099kgBODD5/（kgMLSSS.dd），MLSSS=4.5gg/l，泥龄龄11d，计算算标准状态下下需氧量为33542kggO2/h，设有Maxxi9型转刷刷共60套，直径Ф1000mmm，长度9.00m，转速73rr/min，电电机功率455kw，标准准状态下充氧氧能力67kkgO2/h。氧化沟沟还没有SKK4430淹淹没式搅拌器器18台，功率率4.0kww，以保证氧氧化沟在缺氧氧状态下（转转刷停止运转转）混合液将将不致发生沉沉淀。氧化沟沟出水设有DDC35型可可调节堰板112套，宽5.00m。全部由由中心控制室室按预定程序序集中控制，以以保证氧化沟沟系统始终处处于良好的工工作状况。（5）终沉池：：终沉池一期期工程共6座，直径Ф40.0mm，采用中心心进水、周边边出水辐流式式沉淀池，每每池设有Ф40型刮泥机机1台，设计水水力负荷1..02m3/（m2·h），停留时时间4.7hh，回流污泥泥量63000m3/h，回流比比80%。（6）污泥泵房房：活性污泥泥回流与剩余余污泥排放分分别采用CPP3300型型和CP30085型淹没没式潜水泵各各6台，每座终终沉池两种型型号的泵各11台，设计污污泥泵房3座，分别建建于两座终沉沉池之间，宽宽4.0m，长长13.600m，地下式式钢筋混凝土土结构。回流流污泥泵Q==1500mm3/h，H=6.00m，剩余污污泥泵Q=335m3/h，H=6.00m。电机功功率分别为337.0kww与2.2kww。（7）消毒接触触池与加氯间间：处理水出出厂前需加液液氯消毒，加加氯量为4~~10mg//l，加氯间间设有真空加加氯机（美国国WT公司生产产）2台，及其它它相应附属设设备。接触池池设计有效容容积25833m3，池长41..0m，宽21.00m，分为7格，每格3..0m有效水水深3.0mm。（8）污泥浓缩缩池：终沉池池排出剩余污污泥量为28800m3/h，含水率率为99.11%，设计污污泥浓缩池一一期2座，直径211m，安装栅栅栏式污泥搅搅拌和刮泥机机。每池装有有DP30885潜水污泥泥提升泵1台，Q=600m3/h，H=4.55m，功率2.00kw。浓缩缩污泥由提升升泵送至匀质质池贮存。（9）均质池：：设计容积2250m3，直径为7..0m，深度度6.5m，为为防止污泥沉沉淀采用POOP--Ⅰ型液下搅拌拌器1台。功率5..5kw。（10）污泥脱脱水机房：剩剩余污泥由终终沉池排出后后经污泥浓缩缩池浓缩，使使其含水率由由99.1%%浓缩至96～97%左右，再再经均质池后后至污泥脱水水机房机械脱脱水。设计脱脱水机房宽116.0m，长长46.000m。采用20000mm带宽宽带式压滤机机一期2台，单台负负荷16～21m3/h，（含固固率2～4%），其它它附属设备如如下：偏心螺螺杆式污泥投投配泵3台，Q=100~25m33/h，电机功功率4.0kkw；SV型自动聚聚合物投加设设备1套，投加量量5~6kgg/h；Ф285型无轴轴螺旋输送机机4台，长度为为10m与5.0m各2台，分别与与压滤机配套套；高压冲洗洗泵3台，Q=100m3/h，功率3.77kw。脱水水后泥饼含水水率78~880%左右，脱脱水泥饼约1120m3/d左右。三、北石桥污水水处理厂实际际运行效果及及存在问题：：1、处理效果北石桥污水处理理厂自19998年5月试运行以以来，经过一一年多的生产产运行，整个个工艺流程均均达到和超过过设计要求，出出水水质稳定定且低于设计计出水指标，表表2所示为98年5月~99年7月生产运行行进、出水水水质月平均值值。污水厂投产后，每每天大约155万吨污水中中的有机物，磷磷、氮、大量量削减，因此此排入渭河水水系的水质也也产生了较大大的变化。每每天将减少BBOD5排放量为255.5T，COD排放量量55.5TT，SS排放量36..8T，NH4-N排放量4.55T，这表明明北石桥污水水处理厂应用用DE型氧化沟沟技术取得了了良好的环境境效益。2、工程造价及及主要经济指指标北石桥污水处理理厂工程建设设投资包括两两部分，即国国外贷款和国国内配套资金金。贷款额度度为545万美元元（折合人民民币45233.5万元），其其中用于购买买进口设备的的费用为4665.1万美美元（折合人人民币38660.3万元元），用于国国外技术咨询询、设计联络络与互访中方方技术人员培培训、丹方技技术人员现场场监督指导，运运行维护手册册等费用为779.9万美美元（折合人人民币6633.17万元元）。北石桥污水净化化中心98..5~99..7进、水水水质分析月报报表（mg//l）表2BOD5CODcrSST-PNH4-NNO3-N温度℃进水出水进水出水进水出水进水出水进水出水进水出水进水出水1998.5200.47.9252.318.3158.76.02.001.4318.50.900.652.9418.819.81998.6176.29.64244.517.6189.15.82.591.3421.90.501.103.0021.422.61998.7135.510.6253.817.4290.013.22.311.1417.41.421.042.2424.125.61998.8142.08.27274.922.7313.86.02.571.2527.71.321.463.4022.524.11998.9156.29.59181.08.80211.05.22.491.1139.60.741.703.4022.923.41998.100150.910.1192.016.9265.06.02.481.1234.10.800.671.5219.319.91998.111161.410.8186.716.7283.89.292.080.8329.81.270.971.5017.717.71998.122159.29.01272.910.6300.07.83.051.0420.71.931.252.7716.216.71999.1373.016.2394.77.22.291.2314.71.781.392.3015.814.61999.2353.030.4352.08.43.201.9214.71.740.921.9215.214.71999.3147.210.9273.020.3188.610.43.201.7021.21.721.032.0614.213.71999.4237.012.0251.014.6312.011.43.351.4817.21.352.582.2917.218.01999.5135.811.5362.026.6420.07.82.691.2912.91.591.191.9619.120.11999.6180.015.3333.016.0370.06.02.631.0416.70.831.622.8420.822.41999.7167.59.14148.026.2370.07.711.031.7823.32.801.062.7726.427.1注：进、出水水水质分析月报报表由北石桥桥污水净化中中心王恩让，王王建军提供。国内投资按照施施工决算为116476..5万元,主要用于征征地、厂内水水处理构筑物物、附属建筑筑物、供电、厂厂内道路、管管道、绿化以以及国外设备备的运输、管管理和安装费费用等。上述两部分合计计人民币约22.1亿元，表表3所示北石桥桥污水处理厂厂主要经济技技术指标。北石桥污水处理理厂主要经济济技术指标表表3名称处理水量占地面积占地指标电耗人员指标处理成本单位104m3/dd亩亩/万m3Kwh/m3人/万m3元/m3数量15285190.2880.32注：⑴占地面积积包括远期规规模厂前区面面积和预留部部分回用水处处理用地以及及水处理实验验用地。⑵电费计算按00.56元/kwh计。3、存在问题尽管北石桥污水水处理厂运转转情况良好，取取得了一定的的社会环境效效益，但也存存在以下问题题：（1）曝气沉砂砂池：该池中中所有设备均均系引进。安安装的油脂泵泵运行过程极极易堵塞，分分析其原因主主要是曝气沉沉砂池撇浮油油脂井中的浮浮渣成份较多多，油脂较少少且油脂中浮浮渣较粗，使使原油泵抽升升介质发生了了变化，因此此容易堵塞泵泵，从而影响响了曝气沉砂砂池的正常运运行。19998年10月经污水水厂、丹麦KKrugerr公司和中方方设计院共同同研究，将原原油脂泵更换换为螺旋输送送器，既简单单又方便，取取得了良好的的效果。（2）污泥脱水水机房：污泥泥脱水机房共共设置两套污污泥带式压滤滤机，由于受受贷款额度的的限制，没有有考虑引进备备用设备。设设计每台脱水水机工作运行行时间为18hhr，才能满满足脱水泥量量要求，实际际运行每天两两班，因此不不能及时地进进行污泥脱水水，致使部分分污泥在污泥泥浓缩池中聚聚积，影响浓浓缩池正常运运行，常有污污泥流失现象象，浓缩池底底污泥浓度高高达92~993%。影响响污泥泵的运运行。四、几点体会：：1、西安市北石石桥污水处理理厂引进丹麦麦。Krugger公司DE型氧化沟沟处理工艺，在在国内尚属首首家。DE型氧化沟沟除具有流程程简单，运行行效果稳定，管管理方便和基基建费用省等等优点之外，还还具有抑制丝丝状菌的增长长，防止污泥泥膨胀、污泥泥沉淀性能好好的优点。为为在我国当前前水污染问题题突出急需发发展城市污水水处理，却又又缺乏足够资资金的条件下下，氧化沟技技术更具有重重要的现实意意义，值得借借鉴使用。2、DE型氧化化沟在去除污污水中BODD5的同时可将将污水中的NN、P去除，因而而污水经DEE型氧化沟处处理之后往往往仅增加少量量设备即可满满足污水回用用的目的，为为北石桥污水水厂的远期回回用提供了有有利的条件，亦亦是结合我国国国情，引进进该工艺所考考虑的主要因因素之一。3、氧化沟污水水处理工艺由由于水力停留留时间长，池池容大，因而而使基投资增增大，但由于于泥龄长，水水处理彻底，所所以出水水质质好，除磷脱脱氮效果明显显。关于基建投资，虽虽然氧化沟池池容大，但取取消了一次沉沉淀池，另外外由于氧化沟沟泥龄长，污污泥已经达到到好氧稳定，所所以大大简化化了污泥处理理工艺，剩余余污泥可以不不经消化直接接脱水。从而而降低了污泥泥处理工程费费用，运行管管理简单，也也减少了污泥泥部分的运行行管理费用。所所以氧化沟处处理工艺将是是目前较为优优越的工艺方方案。4、本工程氧化化沟有效水深深4.5m，为为防止积泥，设设计中考虑了了两条措施，一一是在氧化沟沟底部设计了了淹没式搅拌拌器，根据氧氧化沟运转工工况开启搅拌拌器，增加氧氧化沟底部流流速。另外在在每台转刷的的下游方向设设有挡板，使使转刷推动水水流导向池底