文昌污水处理厂

文昌污水处理厂三期工程建成后，每年可消减大量污染物。根据进出水水质指标，每年可去除BOD污染物9193吨；COD污染物12603吨；SS去除8305吨；NH4-N去除1708.2吨，上述污染物的去除，对于改善松花江流域水体环境，促进哈尔滨市及松花流域的社会经济发展具有重要意义。项目建设地点位于现文昌污水处理厂内预留地。项目技术分析：文昌污水处理厂三期工程污水处理工艺拟采用生物滤池（BIOSTYR）及高效斜管沉淀池（MULTIFLO300）技术，污泥处理工艺拟采用污泥中温二级消化和沼气微透平热电联产技术。上述技术均为引进技术，由水处理专业公司嘉信力合（中国）环境技术有限公司提供，目前在国内尚无其他地区应用。建设规模及内容：污水处理工程包括建设污水提升泵房、加药间、高效沉淀池、生物滤池、反冲洗废水调节池及泵房、贮泥池、消毒接触池、鼓风机房、加氯间、氯库和厂区消防、电气、暖通等附属工程，配套安装相应设备。污泥处理主要工程内容包括改造原有污泥浓缩脱水间，新建污泥消化池、沼气贮柜、沼气发电机房，配套安装相应设备等。项目建成后，污水处理能力预计达到二级处理16.5万立方米/天。投资及效益分析：工程总概算19736.58万元，其中：银行贷款8000万元，国债专项资金2940万元，其余自筹。项目进展情况：文昌污水处理厂三期工程已列入国家发改委“2004年节能、节水、资源综合利用项目国家预算内专项资金（国债）投资计划（第二批）”，可研报告已经省经委（黑经环资发[2004]290号）批复，初步设计已编制完成并报省发改委待批。项目单位概况：哈尔滨污水治理工程有限责任公司隶属于哈尔滨供排水集团有限责任公司，成立于2003年3月，注册资本110万元，主要负责污水治理工程规划、融资、建设及污水治理设施运营、管理、维护等，现负责文昌污水处理厂的运营及沿江生活污水截流及处理工程的建设。1.1哈尔滨市文昌污水处理厂简介1．1.1文昌污水处理厂的概况哈尔滨市污水处理厂位于道外区东大坝外，占地面积为370317平方米，总规模为日处理能力为32.5万吨。工程分三期建设，其中一期工程为32.5万吨/日的一级处理，二期工程为16万吨/日的二级处理。一、二期工程1996年施工，2003年8月30日联动通水运行，从而改变了哈尔滨市污水集中处理率为0的历史性突破。2005年6月30日，一次性通过国家发改委组织的文昌污水处理厂工程竣工验收。竣工决算审计投资35717万元。哈尔滨市文昌污水处理厂一级处理工艺技术从法国得利公司引进，采用自然沉淀工艺。主要有粗格栅间、提升泵站、曝气沉砂间、初沉池、污泥浓缩池、污泥脱水间等构筑物；二级处理工艺技术采用活性污泥法。主要有A/O池、二沉池、接触池、二次提升泵房、污泥浓缩脱水间、污水回用处理间等构筑物。哈尔滨市文昌污水处理厂自投入运行以来，运行情况良好，处理效果稳定，各项出水指标全部符合标准。被作为各大院校，给排水专业及环境工程专业的技术培训基地，为宣传环保事业，加强全社会的环境意识做出了积极的贡献。受到各级领导的好评。2006年被评为“全国污水处理行业十佳先进管理标兵单位”，而且历年来被哈尔滨市给排水集团评为“先进标兵管理单位”等荣誉称号。3文昌污水处理厂一期处理1.3.1曝气沉砂间文昌污水处理厂处理的污水主要是哈尔滨市马家河沿线的居民生活污水。马家河沿线的居民生活污水经由输水管路送往哈东泵站，在由哈东泵站送往文昌污水处理厂。经过污水厂的闸门井进入曝气沉砂间。其中，闸门井的作用主要是对污水厂对哈东泵站供水的控制。当哈东泵站的供水超过污水厂的处理负荷，厂内出现故障需要进行维修或定期对设备进行检修时，可以关闭闸门井，使哈东泵站的污水无法进入厂区内。在闸门井前有一工作箱，箱内的流量计对污水厂的来水量进行测定，厂区的工作人员都会对其进行检测。闸门井的污水经污水泵将原水送入曝气沉砂间内进行曝气、沉砂预处理。进入曝气沉砂间的原水先经过粗格栅的过滤，以除去水中较大的悬浮物漂浮状态的物质，如矿泉水瓶、塑料袋等。而由粗格栅过滤出的栅渣则由人工清理。然后原水进入曝气池内进行曝气。其工作原理为：通过曝气产生旋流，使轻的浮渣及油脂浮出水面，质量较大的砂石沉沙水底，并使砂粒之间进行摩擦，将砂粒表面的有机物摩擦下来，随水流进入后续处理单元。通过吸砂桥的运输将砂石和浮渣去除。在曝气池中有曝气管段对池内污水不断的进行曝气。气体是由在曝气沉砂间一楼一侧的鼓风机房产生的，经由管道送到曝气池内，鼓风机房内有三台鼓风机，两用一备，单机风量2000m3/min,功率30kw。曝气沉砂车间内控制室外间的控制设备主要用来监测水位，砂泵，分砂机的数据，每1小时观测1次,工作人员以此来判断如何控制操作,机器上也有循环水泵和鼓风机的显示,循环水泵起调节水位的作用,鼓风机主要用于曝气池中曝气管的曝气,在外间还有一个污水流量计,与车间外的测定数据相同,污水流量主要由哈东泵站的运输控制，一般为500m3h左右。文昌污水处理厂设备均为国内外先进设备。包括吸砂桥、带式压滤机、液下搅拌器、微孔式曝气管、内回流泵、鼓风机、污泥脱水系统等。曝气池内的污水去除浮渣和污泥后进入下一单元格，由出水堰中间出水，从两侧溢出，使流速变缓后，经过一排的四门格栅，由门中排出。排出后的污水由排积水泵将其提升进入初沉池内，进行进一步的处理。1.3.2初沉池文昌污水处理厂有初沉池两座，直径60m，采用辐流式沉淀池，用于初步沉淀水中悬浮物。属一级处理的构筑物工艺中心进水，周边出水中心传动排泥。为我国北方地区最大直径的沉淀池。设计表面负荷为2.1m3/m2h。周边池深5m，周边水深4.6m。采用刮泥机除泥将泥刮入集泥斗中靠中立排入污泥池。初沉池24小时连续作业。污水在池中停留2小时，刮泥机每40分钟转动一圈。由曝气沉砂间出来的污水由初沉池底的进水管进入池中心管。中心管周围是穿墙挡板。因此废水在池内沿半径均匀辐射流动。污水在池内停留2小时后经挡板（除漂浮物质）由出流堰流入集水槽中。经污水泵房输送到A/0池中。由刮泥机除的泥经集泥斗排入初沉池排渣间。由于重力沉降在池底部的泥砂由排泥管排入排渣间，排渣间的污泥再到浓缩车间浓缩。处理过程中容易遇到的问题：1、砂泵堵塞，如未及时发现，吸砂桥仍然运行，砂池液位将持续上涨，无法达到排渣功能。解决办法：将砂池液位控制在0.5~0.2m间如液位过低将导致砂泵干转，烧毁泵体。如液位过高，与排砂槽液位持平后，沉砂将无法排除。每隔一段时间开启砂泵，搅动池底部积砂过实，砂泵堵塞。2、 砂水分离器堵塞，砂水分离器上清液溢流管内易被纤维类物质堵塞，堵塞后砂水分离器上清液将无法排除，液位过高将溢流至砂水分离器之外。进水口被纤维类物质堵塞后，也易造成污水外冒。3、 吸砂桥堵塞，桥上鼓风机将过热，原件受损。还会导致沉砂池内积砂过多，吸砂桥无法行走，浮渣槽内积存浮渣过厚，影响出水水质。4、 初沉池浮渣斗堵塞，池面浮渣无法排除，造成出水水质悬浮物浓度超标；冬季还能造成浮渣斗结冰，致使初沉池刮泥机绗架受阻变形，严重时，可导致刮泥机扭距过大，故障停机。解决办法：经常巡视检查，发现堵塞现象，立即报告上级，组织工人进行清掏。5、 工作人员还向我们介绍了初沉池会有污泥上浮现象产生的主要原因是：排泥阀未完全开启，出泥量不足导致。污泥腐化：污泥泵排泥量不足，导致初沉池内污泥积存，由于厌氧反映池底污泥厌氧消化，产生甲烷，硫化氢，二氧化碳等气体，附着在污泥表面，使池底污泥比重降低，浮出水面。如两座初沉池中有一座出现污泥上浮现象，则说明该池排泥管线存在堵塞现象。1.3.3一期污泥处理工艺一期污泥处理工艺流程如下：初沉池底泥通过重力流入污泥池（初沉池与污泥池呈连通器形式，液位相同，均为118.75米。）污泥通过污泥泵注入浓缩池。浓缩池直径为23米，7米深。周边池深4.4米，池底坡度25%，中心漏斗高2米，池体中心高度8.8米。通过重力浓缩，上清液通过溢流重新返回曝气沉砂池进行处理。沉淀在池底的污泥通过浓缩泵到达脱水间。浓缩池处理的污泥含水率由原先的99%降到了97%。进入脱水间的污泥在絮凝反应器中与药水发生絮凝反应，然后进入带式压滤机。这里的加药系统为三腔式加药箱，可自动上水，是干粉状絮凝剂通过溶解、稀释、熟化过程，配置成一定浓度的药液。其过程如下：地下水被水泵提升到三腔式加药箱，药箱自动加药，经过两次搅拌混合，药液通过溢流进入第三箱，药液配好。然后被泵提升到带式压滤机前的混凝反应器与浓缩池过来的污泥进行混合反应。该药物是聚丙烯酰胺，有机高分子阳离子型絮凝剂。絮凝机理是水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程。絮凝效果在于胶体表面具有强烈的吸附作用，在胶体之间形成桥梁，使胶体相互脱稳聚集。反应后的泥水从絮凝反应器中进入带式压滤机。脱水机室里共有两台带式压滤机。它的带宽为3米，主机功率为0.37千瓦。带式压滤机由两组回转带组成，污泥与混凝剂在污泥槽内混合后由转带的一段进入，经过重力过滤，即在重力作用下，污泥中的游离水透过滤带与污泥固形物分离，浓缩后，再经带的挤压作用，污泥中的水分又被进一步的挤压出来，从而实现脱水的目的。被分离后的水和泥，泥通过压滤机下的管道，在重力作用下到达下面的污泥车被外运，处置方式是填埋；水返回曝气沉砂间处理。同时，压滤过程中，还需要反冲洗。这里的反冲洗系统包括3台洗泵，Q=25m3/h,H=80m;反冲洗水来自该室中的蓄水池，蓄水池内要求水高度小于2.4米，而实际要小于2.2米，若高出2.2米，水将从溢流管流出。在该阶段容易出现的问题如下：浓缩池中1、污泥上浮，液面有小气泡逸出，浮渣量增多。原因：浓缩池内污泥停留时间过长，污泥发酵、腐化。解决：增加脱水机进泥量。2浓缩后污泥含有大量纤维类物质。原因：浓缩池液位处于底液位状态，池底部的杂质被泵抽出。解决：向浓缩池内注泥，并增加脱水机巡视频率，避免杂质缠绕带机上部传布耙，造成污泥拥堵。脱水间：3、该脱水间压滤机的出泥量很小。问工作人员，说原先并不这样。本来出来的泥应呈片状，而且还具有一定的厚度。原来的带是比较先进。影响压滤机出泥效果的影响因素主要是带的密度。不仅如此，带密度的不合适，也增大了反冲洗的工作量。4文昌污水处理厂二期处理工艺4.1A/0池二级处理的工艺过程如下：（其主要部分就是A/O池）开始A/O池的水来自初沉池。初沉池的水经管道输送过来，经两个启闭机的作用主要把水分配给两座A/O池。A/O共有2座，每座117米，宽62米，池深7米，有效水深6米，每一座共有5个廊道，一个廊道是厌氧段，四个好氧段.来到A/O池的水先来到厌氧段，厌痒段的作用主要是进行反硝化作用，去除水里的氨氮，使它以N2形式排到大气中。厌氧段里用墙把整个厌氧段纵向隔开，其目的是增大流速，防止污泥在池内沉淀，同时使水呈S形运动，从池的一端运动到另外一端进入好氧气段。在隔墙上有横向的隔段，其上面有搅拌器（其直径大约为2m左右）。好氧段的主要作用是利用其中的好氧菌、硝化菌、聚磷菌等微生物除去水中的有机物、氨氮、磷。在好氧段为了满足微生物生长的需求，所以必须向好氧段进行曝气。从鼓风机房出来的空气由管道送到两个A/O池的支管，每座池子有两根支管，每根支管负责两个廊道的曝气，每个好氧段有四个小的供气支管，支管离水面大约0.5m，池底布有5根曝气管，曝气管上有很多曝气微孔。由于来水中不含有活性污泥，而出水又会带走一些污泥，所以需要对污泥进行补充，所以A/O池的污泥和二沉池的污泥被输送到污泥回流泵房，然后再由泵打回A/O池的厌氧段，进行外回流，在好氧段还有一个内回流装置，它们的作用都是进行污泥的补给。在好氧段的末端还有但个探头对污泥浓度、PH值、溶解氧进行在线监测。1. 4.2二沉池二沉池：该厂有四座二沉池，每个池的直径为50m、周边池深为5.15m、周边的水深4.4m，设计负荷1.0m3/m2.h，采用的是幅流式。污水在池内大约停留2h,其刮泥设备采用的是中心驱动刮吸泥机，其表面的浮渣被刮吸泥机上面的刮渣板（其旋转一周大约需要45min）收集起来进入排渣管排出后处理掉，污泥通过刮吸砂板下部的16根虹吸管将底泥吸入管内，进入稳流筒方槽，再经过八棱角利用重力作用使污泥进入污泥回流泵房。从二沉池出来的水进入到配水井的内圈，然后通过溢流到第二圈，然后通过四个启闭机的控制分配到四个二沉池，二沉池出来的水又经管道回到配水井的第三圈然后一部分排到接触池最后排江，而另一部分则通过管道输送到中水回用车间进行处理。在这里配水井起中转和缓冲的作用。1.4.3鼓风机房、污泥回流泵房、污泥浓缩脱水间鼓风机房主要作用是为A/O池的好氧段提供空气。这里共有4台鼓风机，全部都是英国豪顿公司进口的DONKINSG型单级离心式空气鼓风机，其中两备两用。当污泥流量变大时，相应地增大鼓风机使用数量。在鼓风机机室里，我们看见4台鼓风机单独被箱体围起，大约能有2m高，每台功率450kw，箱体外有控制面板用来控制温度等运行条件。鼓风机运行是把空气吸到地下室的管道中并运送到A/O池。该厂使用的运送管道的直径大约1m，在通往A/O池中的一段为地上铺设的变径管道，起到了加大气压的作用。污泥回流泵房：内设5台外回流泵，Q=1500-1700m3/h它们主要是将二沉池底泥回流至A/O池，用来补充A/O池内活性污泥浓度。另外还有2台剩余污泥泵。Q=110-130m3/h它们主要是将A/O池内剩余污泥送至脱水间。一般是根据A/O池内的污泥浓度来确定污泥回流量。若A/O池污泥浓度高则污泥回流量在50%--75%，若污泥浓度低则污泥回流量为100%。污泥浓缩脱水间：这里的污泥主要来源于A/O池的剩余污泥。首先污泥进入该车间中的稀浆贮泥池，该池主要就是使污泥混合均匀，其池上有搅拌器。经过混合均匀后的污泥在稀浆污泥泵的作用下抽出经过管道进入絮凝筒，在进入之前的管道中加药，所有药剂是聚丙烯酰胺（每天约使用50公斤左右），此药被加到三箱式加药箱中（指配药箱混合箱使用箱）从药箱出来的药由两个泵打到污泥管道中，这样加药的污泥就进入絮凝筒。从絮凝筒中出来的污泥经管道进入浓缩机，浓缩机是倾斜的，主要是利用机械浓缩脱水。浓缩后的污泥进入厚浆贮泥池，主要作用是贮泥和缓冲调节。厚浆贮泥池中的污泥在三台泵的作用下被抽出，在泵后依然加药，这里用另一个三箱式加药箱，相对应三台加药泵。加完药的污泥来到三台离心脱水机中，脱水机主要就是通过离心力的作用把泥甩到四壁上并在螺杆作用下推向一方，而把水推向另一方，从而达到污泥脱水的目的。脱水后的污泥经过螺旋输送机被运送出去进行填埋。脱水后的水经管线集中到一个排水池，最后返回到曝气沉砂间。1.4.4中水回用车间中水主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用杂水，其水质介于上水于下水之间，是水资源有效利用的一种形式。中水回用是一系统工程，包括污水的收集系统、污水处理系统、输配水系统、用水技术和检测系统等。污水处理系统是污水回用的关键，重水能否回用主要取决于水质是否达到相应的回用水质标准。回用水水质首先要满足卫生要求，主要指标有细菌总数、大肠肝菌群数、余氯量、悬浮物、生物化学需氧量；其次要满足感官要求，其衡量指标有色度、浊度、臭、味等；再次要求水质不会引起设备管道的严重腐蚀和结垢，主要指标有置、浊度、溶解性物质和蒸发残渣中水系统的水净化过程也很简单，一般有三级。一级阶段，主要是靠格栅将水中体积较大的杂质与水分离。由于生活中，用水量时高时低，所以需要专备个蓄水池调节水量。水中的污染物90％以上是通过二级处理去除的。主要有生物处理法、物理化学法和膜法。所有的处理方式都不需要专门投入人力、物力。中水主要用于厕所冲洗、绿地、树干浇灌、道路清洁、冲洗、基建施工、喷水池以及可以接受其水质标准的其它用水。中水回用必须满足三个基本要求：1、水质合格；2、水量足够；3、经济合算。文昌污水处理厂中水回用工艺流程如下：从二沉池出来的水通过管道进入中水回用间，如果是达到指标的水则直接从超越管进入曝气生物滤池，如果是不达指标则先进入气浮池（达不达标有具体的仪器操纵），进入气浮池后在气浮的作用下,一些水中悬浮物就会浮到水面上，被刮渣机刮到一端,通过管道排出。处理后出水也进入曝气生物滤池，并通过由填料（主要是无烟煤）组成的滤层，在填料表面形成微生物栖息的生物膜。在污水滤过滤层的同时，空气从底部通入，并由填料的间隙上升，与下流的污水相向接触，空气中的氧转移到污水中，向生物膜上的微生物提供充足的溶解氧和丰富的有机物。在微生物的新陈代谢作用下，有机污染物被降解，污水得到处理。配水井——机械反应池——缓冲池——气浮池——滤池——清水池机械反应池：二沉池的水通过配水井进入机械反应池，在水进入机械反应池前加药，在机械反应池中使药于水进行充分的反应，反应时间为15分钟，保证来水和药剂进行充分混合。其中药剂为Alcl3,起捕收剂的作用。缓冲池：出水进入缓冲池，在这里水得到缓冲。花墙：在缓冲池后侧的一面墙,其底部有6个管孔分别对应6个曝气头,以保证来水得到充分曝气。曝气头：曝起头的作用是分散空气中的微孔曝气,再通过缓冲池进入气浮池,使其水混合,产生的微小气泡能带走水中有机物。由容器罐来气,通过铁管连接到花墙底部的管口处,它由上下两部分组成,气从中间进四周出,以便使水来水得到充分曝气。气浮池：通过分散空气法捕集剂处理水中有机物。气泡通过压缩机储存在容器罐,在容器罐中气水比为1：2.5~3,通过曝气头,在缓冲池的花墙下释放气泡。气泡携带水中有机物浮于水面,通过刮渣机清除。其底部有几处凸起,凹处设有管道,用于收集底部淤泥,其原理是由于水的压力使其部淤泥被压入管道,外排。容器罐：在气浮池下设有容器罐,控制气浮池气水混合,水汽比可以通过容器罐外部的玻璃管观察估计。容器罐中放有细小的塑料颗粒物,其目的就是为了得到细小的均匀气泡,以使气浮效果达到最佳。刮渣机：悬于气浮池上方,用于清理气浮后漂浮在水面上的浮渣。排污泥、污水管：气浮池底部污泥和气浮浮渣通过管道返回到污泥回流泵房,在回到一期重新处理。清水池：气浮池中层清水通过与清水池的连通而被贮存到清水池

滤池：其结构分为三层：滤料层、承托层、配水层。底层配水层，中间承托层为鹅卵石，顶层滤料层为无烟煤。进入滤池中的水直接通过滤料，滤料为无烟煤，要求池内液位高度为覆盖在滤料上且不能溢出。最后滤料池内的水又两根水管分别送入反冲洗滤池以及清水池。中层的水进入滤池进行过滤。滤池又分为普通快速滤池和生物膜氧化滤池。该车间目前采用的是普通快速滤池。反冲洗：为了更好的达到处理效果，要对滤池进行反冲洗，齐国成为：气洗3分钟，冲洗滤料使其产生松动；水洗5分钟，冲洗滤料上的残渣；气水混合洗5分钟，对滤池进行充分冲洗。由于气洗较难控制，所以本车间只采用水洗15分钟。气洗过程较为复杂，每日只在傍晚进行一次反冲洗。超越管线：如果配水井来水水质较好，无需进行加药气浮直接排到滤池过滤，或直接排进清水池使用，有时车间管路检修或出现异常情况时使用。配水井投药是化验室水质检测员根据来水流量河水中有机物含量，通知现场工作人员投加量，现在是依据工作人员的工作经验进行投加。AO工艺百科名片AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。目录A/O法脱氮工艺的特点：A/O法存在的问题：A/O法脱氮工艺的特点：A/O法存在的问题：展开编辑本段A/O法脱氮工艺的特点：流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。

A/O法脱氮工艺的优点：系统简单，运行费低，占地小；以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源，节省了投加外碳源的费用；好氧池在后，可进一步去除有机物；缺氧池在先，由于反硝化消耗了部分碳源有机物，可减轻好氧池负荷；反硝化产生的碱度可补偿硝化过程对碱度的消耗。A/O法存在的问题：1、 由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；2、 若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO,使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%3、 影响因素水力停留时间(硝化>6h，反硝化V2h)循环比MLSS(>3000mg/L)污泥龄(>30d)N/MLSS负荷率(V0.03)进水总氮浓度(V30mg/L)AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法,A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷;O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。A/O法脱氮工艺的特点：流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。0段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。A/O法存在的问题：1、 由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；2、 若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO,使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%3、影响因素水力停留时间(硝化>6h，反硝化V2h)循环比MLSS(>3000mg/L)污泥龄(>30d)N/MLSS负荷率(V0.03)进水总氮浓度(V30mg/L)氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。以下为一般氧化沟法的主要设计参数：水力停留时间：10－40小时；污泥龄：一般大于20天；有机负荷：0.05—0.15kgBOD5/（kgMLSS.d）；容积负荷：0.2－0.4kgBOD5/（m3.d）；活性污泥浓度：2000—6000mg/l；沟内平均流速：0.3—0.5m/s氧化沟的技术特点：氧化沟利用连续环式反应池（CintinuousLoopReator，简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。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，是式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，有力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CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。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。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化－反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。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。传统曝气的功率密度一般仅为20－30瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒－1。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。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒－1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。4） 氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。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％。另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，超作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。传统氧化沟的脱氮，主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性，通过合理的设计，使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区，从而达到脱氮的目的。其最大的优点是在不外加碳源的情况下在同一沟中实现有机物和总氮的去除，因此是非常经济的。但在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制，因此对除氮的效果是有限的，而对除磷几乎不起作用。另外，在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暂的经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力。氧化沟缺点尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。4.1污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS,以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀［11］。泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.5~1.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增设一套除油装置。但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件流速不均及污泥沉积问题在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘的浸没深度为480~530mm。与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深的1/5~1/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘（转刷）轴心3.0m处。导流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其他改善措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。设置水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义。序批式活性污泥法（SBR-SequencingBatchReactor）是早在1914年英国学者Ardern和Lockett发明活性污泥法之时，首先采用的水处理工艺。70年代初，美国NatreDame大学的R.lrvine教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局(EPA)的资助下，在印地安那州的Culver城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。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用，此项技术获得重大进展，使得间歇活性污泥法(也称"间歇式活性污泥法")的运行管理也逐渐实现了自动化。工艺简介SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、曝气沉淀、滗水、闲置。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多新型SBR处理工艺。90年代比利时的SEGHERS公司又开发了UNITANK系统，把经典SBR的时间推流与连续的空间推流结合了起来[2]SBR工艺主要有以下变形。间歇式循环延时曝气活性污泥法最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。好氧间歇曝气系统(主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成,DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。同时，IAT池污泥回流DAT池。它具有抗冲击能力强的特点，并有除磷脱氮功能。循环式活性污泥法将ICEAS的预反应区用容积更小,设计更加合理优化的生物选择器代替。通常CASS池分三个反应区：生物选择器、缺氧区和好氧区，容积比一般为1：5：30。整个过程连续间歇运行，进水、沉淀、滗水、曝气并污泥回流。该处理系统具有除氮脱磷功能。UNITANK单元水池活性污泥处理系统它集合了SBR工艺和氧化沟工艺的特点，一体化设计使整个系统连续进水连续出水，而单个池子相对为间歇进水间歇排水。此系统可以灵活的进行时间和空间控制，适当的增大水力停留时间，可以实现污水的脱氮除磷。改良式序列间歇反应器(MSBR-ModifiedSequencingBatchReactor)是80年代初期根据SBR技术特点结合A2-O工艺，研究开发的一种更为理想的污水处理系统，目前最新的工艺是第三代工艺。MSBR工艺中涉及的部分专利技术目前属于美国的Aqua-AerobicSystemInc•所有[4]。反应器采用单池多方格方式，在恒定水位下连续运行。脱氮除磷能力更强。SBR工艺特点及[url=/][color=#0000ff]分析[/color][/url]SBR工艺是通过时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程，它在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池，进行水质水量调节、微生物降解有机物和固、液分离等。经典SBR反应器的运行过程为：进水T■曝气T■沉淀T■滗水T■待机。2.1优点通过分析可将SBR反应器的优点归纳如表1。[align=center]表1SBR工艺的优点[/align][table][tr][td=1,1,310][align=center]优点 [/align][/td][td=1,1,310][align=center]机理[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center] 沉 淀性 能好[/align][/td][td=1,1,310][align=center] 理 想沉淀[url=/][color=#0000ff] 理论 [/color][/url][/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center]有机物去除效率高[/align][/td][td=1,1,310][align=center] 理 想 推流 状态[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center]提高难降解废水的处理效率[/align][/td][td=1,1,310][align=center]生态环境多样性[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center]抑制丝状菌膨胀[/align][/td][td=1,1,310][align=center]选择性准则[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center]可以除磷脱氮，不需要新增反应器[/align][/td][td=1,1,310][align=center]生态环境多样性[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center]不需要二沉池和污泥回流，工艺简单[/align][/td][td=1,1,310][align=center]结构本身特点[/align][/td][/tr][/table]2.2理论分析SBR反应池充分利用了生物反应过程和单元操作过程的基本原理。流态理论由于SBR在时间上的不可逆性，根本不存在返混现象，所以属于理想推流式反应器。理想沉淀理论其沉淀效果好是因为充分利用了静态沉淀原理。经典的SBR反应器在沉淀过程中没有进水的扰动，属于理想沉淀状态。推流反应器理论假设在推流式和完全混合式反应器中有机物降解服从一级反应，那么在相同的污泥浓度下，两种反应器达到相同的去除率时所需反应器容积比为：V完全混合/v推流=[（1-（1/1-n））]/〔ln（1-n）〕 （1）式中n--去除率从数学上可以证明当去除率趋于零时v完全混合/v推流等于1,其他情况下（V完全混合/V推流）＞1,就是说达到相同的去除率时推流式反应器要比完全混合式反应器所需的体积小，表明推流式的处理效果要比完全混合式好。选择性准则1973年Chudoba等人提出了在活性污泥混合培养中的动力学选择性准则[5,这个理论是基于不同种属的微生物在Monod方程中的参数（KS、pmax）不同,并且不同基质的生长速度常数也不同。Monod方程可以写成：dX/Xdt=|j=|jmax[S/（KS+S）]（2）式中 X--生物体浓度S--生长限制性基质浓度KS--饱和或半速度常数》、pmax--分别为实际和最大比增长速率按照Chudoba所提出的理论，具有低KS和pmax值的微生物在混合培养的曝气池中，当基质浓度很低时其生长速率高并占有优势，而基质浓度高时则恰好相反。Chudoba认为大多数丝状菌的KS和pmax值比较低，而菌胶团细菌的KS和pmax值比较高，这也解释了完全混合曝气池容易发生污泥膨胀的原因。有机物浓度在推流式曝气池的整个池长上具有一定的浓度梯度，使得大部分情况下絮状菌的生长速率都大于丝状菌，只有在反应末期絮状菌的生长没有丝状菌快，但丝状菌短时间内的优势生长并不会引起污泥膨胀。因此，SBR系统具有防止污泥膨胀的功能。⑸微生物环境的多样性SBR反应器对有机物去除效果好，而对难降解有机物降解效果好是因为其在生态环境上具有多样性，具体讲可以形成厌氧、缺氧等多种生态条件，从而有利于有机物的降解。传统SBR工艺的缺点连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池。对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁。无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求。设备的闲置率较高。污水提升水头损失较大。如果需要后处理，则需要较大容积的调节池。SBR的适用范围SBR系统进一步拓宽了活性污泥的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况：1） 中小城镇生活污水和厂矿[url=http://www.studa.net/company/][color=#OOOOff]企业[/color][/url]的[url=http://www.studa.net/gongxue/][color=#0000ff]工业[/color][/url]废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。2） 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。3） 水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。4） 用地紧张的地方。5） 对已建连续流污水处理厂的改造等。6） 非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。近期来随着SBR工艺的发展，特别是连续进水、连续出水方案的改进，使SBR工艺以应用于大中心污水处理厂。[page_break]3设计[url=/][color=#OOOOff]方法[/color][/url]3.1负荷法该法与连续式曝气池容积的设计相仿。已知SBR反应池的容积负荷NV或污泥负荷NS、进水量Q0及进水中BOD5浓度C0，即可由下式迅速求得SBR池容：容积负荷法V=nQ0C0／Nv （3）Vmin=〔SVI・MLSS/106〕・V污泥负荷法 Vmin=nQOCO£VI/Ns (4)V=Vmin+Q0曝气时间内负荷法鉴于SBR法属间歇曝气，一个周期内有效曝气时间为ta,则一日内总曝气时间为nta，以此建立如下[url=/pc/][color=#OOOOffl计算[/color][/url]式：容积负荷法V=nQ0C0tc/Nv・ta(5)污泥负荷法V=24QC0/nta・MLSS・NS(6)动力学设计法由于SBR的运行操作方式不同，其有效容积的计算也不尽相同。根据动力学原理演算(过程略)，SBR反应池容计算公式可分为下列三种情况：限制曝气 V=NQ(CO-Ce)tf/[MLSS・Ns・ta](7)非限制曝气V=nQ(C0-Ce)tf/[MLSS・Ns(ta+tf)](8)半限制曝气V=nQ(CO-Ce)/[LSS・Ns(ta+tf-tO)] (9)式中：tf--充水时间，一般取1〜4h。tr--反应时间，一般在2〜8h。C0、Ce--分别为进水和反应结束时的污染物浓度。但在实际[url=/][color=#OOOOff]应用[/color][/url]中发现上述方法存有以下[url=/][color=#OOOOff]问题[/color][/url]：对负荷参数的选用依据不足，提供选用参数的范围过大〔例如[url=/][color=#OOOOff]文献[/color][/url]推荐Nv=0.1〜1.3kgBOD5/(m3・d)等〕，而未考虑水温、进水水质、污泥龄、活性污泥量以及SBR池几何尺寸等要素对负荷及池容的[url=http://www.studa.net/][color=#OOOOff]影响[/color][/url]；负荷法将连续式曝气池容计算方法移用于具有二沉池功能的SBR池容计算，存有[url=/][color=#OOOOff]理论[/color][/url]上的差异，使所得结果偏小；在计算公式中均出现了SVI、MLSS、Nv、Ns等敏感的变化参数，难于全部同时根据经验假定，忽略了底物的明显影响，并将导致各参数间不一致甚至矛盾的现象；曝气时间内负荷法与动力学设计法中试图引入有效曝气时间ta对SBR池容所产生的影响，但因其由动力学原理演算而得，假定的边界条件不完全适应于实际各个阶段的反应过程，将有机碳的去除仅限制在好氧阶段的曝气作用，而忽略了其他非曝气阶段对有机碳去除的影响，使得在同一负荷条件下所得SBR池容惊人地偏大。上述问题的存在不仅不利于SBR法对污水的有效处理，而且进行多方案比较时也不可能全面反映SBR法的工程量，会得出投资偏高或偏低的