污水厂氧化沟工艺升级改造工程研究

张爽

摘要：我国的氧化沟工艺在污水处理领域取得了快速的发展，许多学者对此广泛研究，如今氧化沟工艺已经成为一种成熟的活性污泥污水处理工艺在全国范围内得到广泛应用。氧化沟污水处理工艺沿用至今。由于其易于管理以及其他技术特性，已广泛应用于生活污水和工业废水处理。本文介绍了四种氧化沟的污水处理技术，分别对他们的特点、类型和操作循环工作等方面进行了描述，并指出氧化沟技术的发展前景，以促进它的技术更全面的发展。

关键词：污水厂；氧化沟工艺；改造升级；工程研究

引言：反硝化深床滤池作为目前新型的深度处理工艺，同时具有去除SS、脱氮和除磷的复合型功能，运行成本低，性能稳定，已在国内多座城镇污水处理厂的提标改造中得到应用。在这些工程中，反硝化深床滤池可以作为氧化沟工艺、A2/O工艺及CASS工艺等二级生化工艺的深度处理工艺，确保最终出水水质稳定达标，尤其是对TN的去除效果明显。本文以某污水处理厂提标改造工程为例，通过更换曝气机增加原氧化沟曝气量基础上增加“高效沉淀池+反硝化滤池”深度处理系统，强化脱氮除磷，能有效使出水水质稳定达到一级A标准。以期为此类问题提供一定的参考。

1微曝氧化沟工艺优势

微曝氧化工艺具有以下五个优点:(1)微曝氧化工艺废水处理分为五个阶段:预处理、厌氧处理、厌氧处理、厌氧处理、好氧处理和最终除湿处理。(2)通过建立前端厌氧池，氮氧化物微暴露工艺可产生显着的除磷效果，管理方法极为实用，使该工艺不仅符合除氮标准，而且符合选用原则(3)地面面积小，因为用于氧沟的方法是微孔通风，所以水深从约3米上升到约6米，氧沟面积相对较小， 并且，由于在处理过程中遗漏了污泥消化池和初始沉积池等环节，污水处理厂的地面面积总体减少，同时，如果结合污泥处理优化方案，微暴露排水工艺可以达到地面环境标准。 (4)作为一种现代方法，微量氮暴露法通过采用一种结合水下推力和深水微暴露的微暴露系统，提高了充氧能力，从而确保氧气泄漏出口处的氧气浓度为每升1-2毫克，令活性污泥净化能力保持在正常水平。（5)氮氧化物微暴露工艺已放弃传统的表格暴露方法，采用了微暴露技术，使溶解氧效率比常规微孔暴露装置提高20 %，大大降低了能耗，综合能耗仅为曝气装置能耗的80%左右，节能优势显著。

2氧化沟工艺升级改造的必要性

需要结合总体的形式对此进行关注，目前我国的社会处于一个转型的阶段，在这个阶段中，经济发展与生态文明的建设程度同样重要，甚至在一些经济较为发达的地区，生态文明建设的重要程度更高。近年来国家以及地方对于污水的治理进行关注，提升了排放的标准，因此在相关的污水治理工作中需要加强对于治理技术的关注，积极的应用新的治理技术，提升水处理的工作效率，大量污水处理厂需要按照新的标准对氧化沟工艺进行升级与改造。

3污水厂氧化沟工艺升级改造工程案例

3.1工程现状

目前该污水处理厂处理量呈逐年波动上升趋势，月均最大进水水量2.37万m3/d，月均最小进水量1.16万m3/d，运行水量不稳定，最高进水量接近设计规模。现状工艺对TP去除效果不太理想，出水均值数基本能达到一级B标准，偶尔出现超标，提标后将无法满足达标排放要求。结合污水厂的运行情况，造成TP去除不佳的原因可能包含以下几方面:

3.1.1进水营养物比例失衡

一般情况下，进入生化反应段厌氧区污水中BOD5/TP大于20可以达到良好的除磷效果，而根据近一年进水各指标的监测结果，4个月的BOD5/TP小于17，8个月的BOD5/TP都在20以下。本污水厂进水的BOD5偏低致使碳磷比过低是除磷效果不佳的一个重要因素。

3.1.2改良型卡式氧化沟无厌氧区

按进水流量2.5万m3/d计算，氧化沟需设置厌氧池且停留时间至少要在1.5h。原设计大量硝酸盐氮随回流污泥直接进入预反应区，反硝化菌会与聚磷菌争夺水中的有机碳源来完成反硝化，影响磷的释放和聚磷菌体内PHB的合成，从而影响后续除磷效果。

3.1.3污泥龄总体偏长

硝化菌增殖速度慢、世代时间长，实现硝化需泥龄为10~15d。而除磷是通过剩余污泥的排除实现的，除磷的最佳泥龄为3~5d[5]。为了保证硝化效果，氧化沟夏季时泥龄约在15~16d，冬季在18~20d。由于进水BOD5偏低，致使剩余污泥量少，系统内的总磷不能及时排出，可能造成出水总磷偏高。此外，泥龄较长，污泥活性不足也会影响生物除磷效果。

3.2工艺升级改造工程具体对策

3.2.1提标改造思路

根据污水处理厂实际情况和提标改造要求，在尽量利用现有设施的前提下，主要采取以下改造措施:(1)在二沉池后增加反应沉淀处理构筑物，通过加药混凝沉淀，强化SS和TP去除效果，使其能够稳定达标。(2)外加碳源，调整污水可生化性，提高B/C比、B/N比和B/P比，使出水TN和TP指标能进一步下降。污水处理工艺的选择应充分考虑技术的可行性，经济的合理性，对污水水质水量的适应性，运行的稳定性等多种因素，综合考量后确定。经过综合比选，选定“高效沉淀池+深床反硝化滤池”组合工艺。主要改造内容有:氧化沟改造（表曝机改为鼓风机，增设微孔曝气器）、新建中途提升泵房、新建高效沉淀池、反硝化滤池。

3.2.2提升泵房

新建提升泵房1座，将原二沉池出水提升，保证后续处理工艺运行。总平面尺寸为:14.30×6.20m，地下深度为2.90m，地上高度为7.5m。泵房中间设隔墙，分为两格。选用4台水泵，3用1备，其中1台水泵配备变频电机。单台水泵流量Q=510m3/h，扬程H=6m，电机功率N=11kW。在泵房上部安装一套MDI电动葫芦一套，起吊重量1.5t，起吊高度6m。水泵根据泵坑内液位信号综合控制水泵的开停，并采用先开先停、先停先开的方式轮换运行，延长水泵的使用寿命。

3.2.3高效沉淀池

高效沉淀池把混合/絮凝/沉淀进行重新组合，混合、絮凝采用机械方式搅拌方式，沉淀采用斜管装置，与普通平流式沉淀池相比，可大幅度提高水力负荷。新建高效沉淀池1座2组，平面尺寸21.20×19.50m，单组处理水量1.25万m3/d，每座高效沉淀池分2格，每格又分为混合区、絮凝区和沉淀区，高峰流量时表面负荷为9m3/m2·h。设混合搅拌机1台，P=11.0kW;絮凝搅拌器2台，P=2.2kW。混凝反应总停留时间为14.9min;沉淀时间为0.8h，表面负荷为7.8m3/m2·h。

3.3改造成果

（1）采用“高效沉淀池+深床反硝化滤池”组合工艺作为城市污水处理厂提标改造深度处理工艺，工程运行结果表明具有良好处理效果，处理出水主要污染物指标均能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)中的一级A标准。（2）碳源的投加，既会增加运行成本也会增加二次污染的风险，本工程可考虑通过增加监控硝态氮的量，在高效沉淀池出水TN已经达标情况下，无需投加碳源，可通过调整反硝化滤池运行条件转换为深床滤池，降低运行成本。（3）该城市污水处理厂提标改造工程建设后将进一步削减主要污染物总量的排放，对九龙江流域水环境的保护起到积极的作用。

结束语：

综上所述，污水处理厂想要保持稳定运营，就应当重视节能降耗技术。目前，污水处理厂存在较大的能耗，通过对污水处理、污泥处理和曝气组件和提升泵设备的优化，可以实现对工作效能的显著提升，进而减少自身的能耗。

参考文献：

[1]姚创,低碳源城市污水A2/O微曝氧化沟工艺升级改造研究.广东省,广东省工程技术研究所,2018