氧化沟工艺一般设计方法讨论

氧化沟工艺一般设计方法讨论摘要：本文关于氧化沟的设计方法讨论。关键字：氧化沟硝化反应1氧化沟的设计方法1.1BOD的去除氧化沟中碳源基质去除动力学与活性污泥法动力学是完全一致的。对于完全混合系统在稳定状态下有以下公式［1］：式中（XV）——参与反应的污泥量

Q——处理污水量

V——参与反应的好氧区体积

S——出水基质BOD5浓度

Y——污泥产率系数

X——污泥浓度

θc——污泥龄

S0——进水基质BOD5浓度

Ks——半饱和常数

Kd——内源代谢常数

μmax——比基质利用率1.2硝化反应氨氮的硝化反应涉及到亚硝化毛杆菌和硝化杆菌两种不同的硝化细菌。在水的作用下：2NH3NH+4在亚硝化毛杆菌作用下：摇劳鸣2NH伏+起4夜+3O斯2部2NO甜-刘2茄+2H断2俯O+8H泉+我在硝化杆的菌作用下：轻先狠2NO疲-姥2铃+O业2显2NO没-合3先总的反应假：具鹅垫NH告4绸+丑+2O姥2浑NO里3蜡-圣+2H梳+械＋蒸H取2旷O模因此从化吼学计量学角度弓，以1.0k羞g渠氮需榴要搭4.6k搜g妻的氧，实际生侧产中的数据较鸡小，位为赠3.他9夏～催4.3kg练O允2貌/kg瓶N暖。这是因为一主部分氮用于细哑菌合成，并且蹈硝化细菌可以灿从污水中二氧混化碳和重碳酸仿盐获得一部分腔氧。由于上述崭反应产生氢离劳子，所以会消笑耗碱度，每氧偶化在1mgN辣H皮3袜-耍N崖消巧耗烂7.14m缸g/蹦L铲的碱度。另外交从文献可知氧严化激1mgB聪O无D宁产锋生线0.3mg邻/拢L脉的碱度缓［图2域］送。裂据报道硝氏化反应的温度眠范围角是换(份5维～男45)拢计℃观,秩但声是传(2抹5性～忙32)食踩℃克是最佳温度范谱围。最佳响的贩p望H环范围蜻是涉7.盗8冤～未9.顽2搜。虽然硝化过村程也可在低溶纯解氧的条件下雅发生，但是硝苏化菌的生长速泪率较低。为了其避免氧的限制邻，反应池中的嘱溶解氧最好控缘制柱在箩3凉～干4mg/男L引。温度对生长察速度的影响公稠式可以用阿伦旱缪斯公式表示波，其中温度常龄数稻θ开=1.12(平5恭应℃万～哨20属刑℃敌)啦。对于城市污助水可以采用桶表红1蒸中污泥冶龄句θ好c浴［眠2依］妻表阿1宇硝化工艺在暂不同温度下采越用的污泥龄关污水温晃度为(怕℃症)沾完全硝化革的册θ碑c踏(扑d)球5意谊12眯10

玻9.5民15称6.5逃20辈3.5掌在冬季水倍温低伞于掉10乔夸℃圆，如西果策θ件c贞＜猛10盟d辜，硝化反应一慢般进行较差。捧若失θ零c兆>10窝d裕，只要氧化沟欢的曝气能力可超满足总的氧化城需求，并且保多持较高的溶解营氧，即可取得现很好的硝化率邪。在北欧国家仆，硝化负荷阶妻段一般选看在器0.0建5情～狡0.10k栽gBOD倡5央/kgMLS恋S慕，硝化速率大攀约贞为绿1.6mg士NH俯3度-N/(gV拾SS*d)(系1伴0竭达℃沈)吸。捐辈遗名1.3肉晒污泥稳定性批在氧化沟辜设计中考虑的夏第二个因素是缴污泥的稳定性私问题。理论上临讲氧化沟污泥卖龄的选取应该歪使得所有的挥悉发性固体通过双内源呼吸全部覆被降解，无论苏是厌氧消化还接是好氧消化。兔如果兔反应时间足够茧长，细胞降解港过程中帐有箩23僵%股的残余物为不执可生物降解。御因为每筝天厦VS译S古产量蹲为基YQ(S助0泥－同S肚)香，其中可生物恒降解部分产是洽0.77YQ撇(S派0苦－渣S菌)照。如果系统中馆可以生物降解胳部分的固体物察质躁是搭f淘b先X(f尿b骄为求VS次S矿可生物降解系惨数稿)扫，则在稳定状痰态：辛沫鉴0.77YQ阿(S寄0截－筋S)=K朱d袭f梯b惯(XV残)心岁失墙(瑞5)雅从而按照由污泥龄的定义归：梅离瞧Adam期s兰和愉Eckenf文elde津r墙给出了混合仁液把VS铸S仆可以生物降解晌部分的比消值芹f疮b斩的计算公式迁［长3锋］吊：伍也可推算餐出污泥负岂荷冰(F/M占)螺的比值：袋方滔程巧(6浑)衣和世(8祝)收是考虑污泥稳辨定性问题时污僻泥龄和有机负艇荷计算公式。荡无疑温度对于回上述公式中参犯数陈Y齐、盏K傍d趁的影响是十分裙重要的。对于睡延时曝气氧化唇沟温度常到数悄(甩θ鸟=1.0还1恰～帽1.03腐)龄数值较小，因仅此对温度的影巧响不大。污泥翼稳定化要求的胆有机负荷和污群泥龄一般远远赞超过完全硝化末所要求的数值盼。辟闯重1.4谦欠脱氮反应定在没有溶酿解备氧更(适缺摆氧造)肯条件下，虽然功在氧化沟的主置体溶液中存在窄溶解氧，但缺高氧条件事实上角是指微生物生蠢长的微环番境暖(巷即生物絮体中套或生物膜结中愿)众。除碳的异养镰微生物可以利圆用硝酸盐和亚暴硝酸盐作为电叠子受体，将其壳还原成氮。还秩原富1.0mg泳N晌2喊产保生流2.86k狗gO再2应。污水如需脱索氮，需要去除够的氮其量晓宣Δ梁N(kg/d丽)迟为：仁臭挨Δ呆N=Q(N梯0醋－系N免)苏－抚Δ鸡X×f即N岔毛类(验9)洗式中酸慌N马0刑、西N柱—移—床进、出水总氮族浓度据绝陵Δ馆X绩—劳—队剩余污泥量唯忠干f博N敌—班—岂剩余污泥的含抵氮量，一般音为变0.07k秒gN/kgM恐LVSS灭脱氮需要疏考虑排放污泥挠中细胞的氮含蜻量。按照细胞积合成的碳氮磷炸的比例尊为刺C启∶骑N职∶伟P=10各6拐∶逮1咸6译∶脑1抹，即污泥中最肤多包融含押12.像3竭％究的芬N签和笛2.篮6撑％旱的汽P患。一般在内源章呼吸阶段，不亚可生物降解部宴分仅仅包幼含帜7嫂％屿的亚N怜和疫1苍％叫的谁P川，剩余污泥中鱼的其唉他宣N尝、澡P吵回到主体溶液越中。齿因此污泥中的羽含氮量依赖于逃污泥绑龄灶(栏θ验c蝶)逮，污泥龄越长筒，污泥中的含糠氮量越小。由搅需要去除的氮鲁量，确定反硝闯化的污泥量：淋赵好(事VX)则dn佩=棋Δ叙N/K愈d珠n叛粗僵认(笋10)舅式中衰消(咽VX)晒姥d骆n锋—障—悟参与脱氮反应打的污泥量折，渣kg饲筝碗K塑dn搂—腾—味污泥脱氮负荷择，畅kgNO园-仇3秋-N/(kg佳MLSS笋.国d)四滥丛1.5该浑氧化沟的总污棋泥量待氧化沟的为总污泥谷量赛(棵VX)摊T庙和总容积计算桶如下：兆翻气(维VX)灾T幸=虹［怪(XV叫)踩＋即(悔VX)大dn后］帆/f土a裹盟伸(岭11)狼覆然V忌T衡=(XV)闪T崭/(f弯a坟.宽X遗)盗垒以书(搁12)阳对于不同聪类型的氧化沟看，需要引入有趟效性系矩数级f尽a责，其中带有体奸外沉淀池的氧改化凑沟舅f饭a滨=1.井0耕，而其他类型世的氧化均沟陶f答a夹是不同的。以扣三沟式氧化沟嗓为例，如果假葬设三沟是等体芬积的，袖则赖f颜a滔如下计算：壤式中谱披X多S1,2遇—饲—梅边钞沟辱MLS棵S辩浓度雀她勒X醋m岂—挠—场中蜻沟该MLS寨S关浓度争家搜t格S终—萌—丛边沟一个周期房的时间却伞侨t痒S史1巨，优2锻—裹—沃边沟一个周期冶内的工作时间归卵数t伸m纠—盗—撒中沟在一个周聪期内的工作时脖间将假设污泥五在氧化沟内分毯布均匀你，喊t段为三个沟一周制期总停留时亩间耀(何包括沉恢淀量)欠之和，则：黄旬捆f固a眨=(t谎S1星＋砍t植m惹＋略t仇S1腾)/伶t弓针唱宽(网14悼钢扬1.6恶贷剩余污泥妇虽然动力岸学设计能确定奴生物污泥产量熔，应考虑沉淀逗池的固体流失读量和存在的惰键性物质，可以膜采用下式计算弱：雨式中水受Δ浆S园—赖—支去弟除喇BOD坛5块列韵X养i施—晶—弹进水悬浮固体飞中惰性部分生框稿X杂e不—端—炮出刑水仗TSS召氧化沟以订常规模式运行膊时，会产生不唱稳定的剩余污范泥，应在处置汤前加以稳定，墨氧化沟以延时身曝气模式运行皂时，污泥量少该且稳定。根据诸回流污泥量和援剩余污泥量可胡以选择水泵和花污泥处理系统彼。沾遣鹰1.7览棵氧化沟需氧量袄和曝气设备乱在氧化沟乒系统，考虑以冶下几个过程的正需氧量：总需召氧量揭（状D展）吴=无氧化有机物需银氧＋细胞内源茧呼吸需氧＋硝揪化过程需氧－典脱氮过程产氧拒躺蝶D=喂a援′姑Q(S返0布-S宅)穗＋殊b庆′凉Δ孔X.才f栋＋井4.6(N掩0野－遵N匙)里－昏0.0定7示Δ伤X.f-2.弯6链Δ距NO素-估3浇板（果1捎6桂）传兼式中玉掌f吗—欧—烫MLVSS/发MLSS莫辅李Δ胃NO壶-鸟3沸—叛—像被还原乱的齐NO槐－阶3灌需氧葱量楚D(AOR昌)饲确定之后，并严转化为标准状洞态需氧呼量纷(SOR逗)牙。在标准状态妹需氧量确定之柿后，根据不同身设备厂家的表昏曝机样本和手失册，计算出氧恰化沟系统的总饿能耗。总能耗依一旦确定，就龟可以确定氧化演沟曝气器的数优目、氧化沟外犁形和分组情况狠。保式中券辆α—受—私不同污水的氧盏转移速率参数初，对生活污水瑞取舟值请0.扇5鸟～述0.95裂脾科β—威—遇不同污水的饱榴和溶解氧参数哄，对生活污水永取必值线0.9房0蜂～油0.97浙扭劲ρ—与—慧大气压修正参抓数救令励C使S燕—圈—朵温晃度件T歉时饱和溶解氧震策池2茂斤设计结果和问羽题讨论寇吵僻2.等1润设计对比晚为了说明锐氧化沟的设计构过程，以邯郸殃三沟式氧化沟风的数据为例，延说明几个设计槽上的问题。根骆据下列数据设虎计处理生活污饿水的交替式氧征化窝沟肌(疲三突沟由)妨：进水：孝往愚BOD商5咸=130m啦g/L滥镜奔NH访3沉－近N=22m篮g/L(T=座10伙诚℃较)洗引业TN=42胳mg/L峰蹲过SS=160宣mg/L讨碱蔬度吓=280m畏g/L假(这以筹CaCO岗3夸计淋)出水：聪感魄BOD罪5狠<15mg俊/L惧伯慌NH岂3米－贿N<物2幻～乖3mg/L单(T=1级0千℃抖)辞洗雨TN<1由0座～妥12mg/淋L(T=1茂0向℃旨)拒堂丰TN=砍6遍～四8mg/L画(T=25扛皇℃模)箩测纸TSS<2司0mg/L惹最低温庙度抄=10筹权℃盛（最高温益度提=25堵丽℃套）再邯郸氧化假沟是按三个系堪列，每个系列序流斜量吵Q滨1怀=3300地0m勒3贿/植d宏，主要设计结敌果见喜表危2嫩。法皱想2.离2公原设计存在页的问题谈清华大学曲周律等人艳［悉4汪、巨5谋］渴对邯郸氧化沟梯进行了大量的现现场测定工作踪，总结起来也屯是以下三个问回题：印匠伐①美债停留时间与反体应时间问题：侍出搞水嘉NH残3杯－莫N倡偏高，通过实趋验发现延长硝纳化停留时间，暮可以降低出水弹的会NH惕3蠢－凝N键。这说明原设钟计的停留时间蝶虽然对赢于菜BO座D泊的去除充分，射但对于脱氮其很停留时间是不细够的。上述问沸题可能也与污泳泥龄和运行方梢式有关。辛谜搞②答普污泥停留时间露问题：通过污仅泥耗氧速率和树悬浮物干重损揭失率等评价污把泥稳定化实验连方法，对其污匠泥进行测定的值结果表明：经鸽过处理的污泥偏尚未得到稳定不。莫贫忽③忙显三沟式氧化沟室的容积利用率酒问题：从前面烧的讨论可知三腹沟式氧化沟本醉身的容积利用寻率较译低狭(5盈8修％膨)值。在邯郸测得露三沟乐中症MLS柜S洲为延5.3魔央、娘2.臭0眉、五5.0kg床/m飘3逼。虏f跌a面=0.4灭0征与上述的理想见状态相差很大趋。三条沟轿的摩MLS东S曾分布与设计的灭分布情况有较滩大差距，这是惰三沟式氧化沟递运行及设计的潮一个主要问题丝。胃表福2区三沟式氧化贵沟主要设计项羽目比较勿序号愚项目块本例设计绪邯郸丹誉麦严krüge蝇r慨设计压备注符1职总池隆容木(目m谨3竟)双3×274续40臂3×200婶00班

哄2雕水龄深宰(动m)趣3.5旬3.5凑

稍3宅污泥浓款度冬(边kgMLSS侮/m谈3稻)攻4.0验4.0踢

伪4梨水力停留时斧间廊(导h)俊20筝14.5已问境题海1预5却固体停留时亭间摇(勿d)拆25尤(猛好判氧趣)54懂(骆全窑沟恐)念12语(促好警氧僚)26摩(浅全扒沟随)季问装题铸2粘6笼动力效率佣［究kgO仿2垂/(kW.h蔬)率］存2.0撇1.64答

避7翁标准需氧丸量闻(遥kg/h)困2436痒—屑

绍8料曝气转刷般φ泼1m×9.行0m压共庭2磁7脸台骗，犯32kW临24蹦(椅单速晕，秧45kW)尸+18愧(搞双速菌，乌45/30袜kW)武

兴9沫剩余活性污北泥届(财kgSS/d絮)激6100睛6200识

窑赞妻2.3捞利讨论甲通过设计溪计算的比较可欣见，邯郸污水服处理厂的设计霸中存在两个问套题：首先是停为留时间上存在沈较大的差别；缠其次是按照三耻沟式氧化沟污郑泥龄的概念核详算，其好氧部趋分的污泥龄偏促低；另外前面抬的讨论可知三断沟式氧化沟的评实际容积利用榴率低也是一大福问题。馒衔毕①乐功本例设计水力件停留时间百为踪20联h钻，这可保证污煤水的完全硝化戏反应。谎戚烘②理冷总的停留时间剧是练20合h钻，但反应时间杰仅毕为诊11.6摊h揉。带有二沉池役的沉淀时间一调般蜂2.禾0殿～珍3.0届h慕，但需增加回屑流污泥和刮泥锈机等机械设备翼。这意味着运提行操作方便、啄流程简化的结仍果是用较长的拥停留时间取得缠的。因此所谓致三沟式氧化沟见的优点也是有快一定代价的，祖其经济性是需洽要仔细、全面扶考虑的。仙泊社③熊而设计中可看出蔽对于污泥稳定延化，原设计的器污泥龄明显不伐足。实验结果纸也充分证实了钩上述的分析。贝这也说明交替积运行式氧化沟舌原设计的方法迟，在污泥龄的兵计算上是不正煤确的。从设计警结果看，对于勒本例非常低续的撒BO住D屡浓度，根据稳勾定性要求的停许留时逢间望(20h抛)弟是相当长的，额因此这种系统倚的经济性是需机要探讨的。我段国大部分氧化手沟设计中不考挨虑硝化和污泥竖稳定化问题，掌今后设计标准僻中是否应考虑忌是需要讨论的勉问题。筒鸽聚④级彩提高设备利用玩率的方法之一篇是采咱用袋Gruge杂r玻公司的动态顺随序沉员淀修(DSS猴)队系统。笔者建纸议在三沟式氧剩化沟的设计中妨扩大中沟的比站例，中沟的容要积可降占届5企0济％正～纳7艇0攀