新型一体化氧化沟工艺在小城镇污水处理厂中的应用
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摘要：介绍了设计规模为0.4万m3/d石阡县污水处理厂采用新型一体化氧化沟工艺的流程、设计特点，通过对该厂各处理单元的运行情况分析，表明该厂工艺设计较合理，在运行过程中根据污水厂实际情况采取有效的调整措施，运行效果较好，出水水质达到设计标准。
关键词：城镇污水新型一体化氧化沟工艺脱氮除磷
1、工程概况
石阡县污水处理厂工程设计规模为0.4万m3/d,占地2.67hm2。采用新型一体化氧化沟工艺。由于厂外配套的污水管道系统还在完善之中,目前日均处理水量为0.26万m3左右。该厂自投产以来运行效果良好。
2、设计进、出水水质
石阡县污水处理厂主要进、出水水质设计指标见表1。
3、污水处理工艺流程
石阡县污水处理厂采用新型一体化氧化沟工艺，其流程见图1。
图1 新型一体化氧化沟工艺流程
4、主要构筑物及设备参数
4.1粗格栅井
在污水提升泵房前采用粗格栅。粗格栅为机械清渣,栅距25 mm。
4.2进水泵站
采用4台不堵塞潜水污水泵，其中2台功率为11kw，流量为110m3/h，2台功率为5.5kw，流量为55m3/h，
4.3旋流沉砂池
采用旋流沉砂池，2座，每座池的直径1.83 m，深3.30m，单池设计流量为60.2L/s。
4.4一体化氧化沟
一体化氧化沟分为2组,每组池集厌氧、缺氧、好氧、沉淀为一体。约30%从旋流沉砂池流出的污水与从好氧区回流过来的富含硝酸盐的混合液在预缺氧区混合,混合液由1台水下搅拌器搅拌以保持悬浮状态。随后,混合液由缺氧区进入厌氧区,在此与约70%的从旋流沉砂池过来的污水混合。厌氧区内有1台水下搅拌器进行搅拌。然后,厌氧段的混合液流入推流进入好氧段。好氧段采用3台深水射流曝气机曝气。在好氧段内完成硝化反应的混合液被回流水池内的1台低扬程的穿墙回流泵从好氧区回流至缺氧区中。一体化氧化沟的设计参数及其各单元的有效容积分别见表2和表3。
表2 生化反应池的设计参数
表3 一组一体化氧化沟各单元的有效容积
4.5紫外线消毒
紫外消毒渠道深2140mm，宽800mm，长7300mm，采用浸没式紫外消毒设备，12个紫外灯分两排安装在一个明渠内,每排6个紫外灯,与设计流量0.4万m3/d相适应。自投入运行以来消毒后出水中粪大肠菌群数在1000个/L以下。
4.6污泥脱水机
采用2台JX-103叠螺式浓缩脱水机,1用1备。剩余污泥经脱水后含水率达到78%以下。
5、运行效果及讨论
5.1运行效果
新型一体化氧化都工艺有自身的优点[1]。石阡县污水处理厂2010年1～12月运行结果见表4。从表中可看出,污水处理厂除了TN的去除率在68%以下之外,其他指标的去除率均在80%以上，出水水质均能满足设计要求,说明该一体化氧化沟工艺具有较好的脱氮除磷功能。
表4 连续运行阶段的工艺条件及运行结果
5.2讨论
（1）缺氧池与厌氧池倒置, 将缺氧池放在厌氧池前面, 回流污泥、混合液和部分污水先进入缺氧池,回流污泥和混合液中的硝酸盐在此进行反硝化, 以确保后边的厌氧池处处于绝对厌氧状态, 提高了对磷的去除效率[2]。石阡县污水处理厂的实际运行结果已表明，该新型一体化氧化沟工艺TP去除率在62.1%～81.6%。
（2）该一体化氧化沟工艺NH3-N的去除率在80%以上，NH3-N去除率较高，但对总氮去除率不高，说明了硝化作用较好，而反硝化作用不好。原因是缺氧区的容积偏小影响反硝化的效率。为了提高反硝化效率,在实际运行中，控制好氧区曝气量及溶解氧，将部分好氧区改为缺氧区,增大缺氧区的容积,从而使反硝化更完全。
(3)石阡县城内的生活污水属于典型的低浓度城镇生活污水,石阡县污水处理厂采用新型一体化氧化沟工艺，其COD、BOD5、SS、NH3-N去除率较高，均在80%以上，说明对于低浓度城镇污水处理采用新型一体化氧化沟工艺较合适。
(4)一体化氧化沟工艺中各生化池的溶解氧控制是保证脱氮除磷效果的关键。在运行中缺氧段和厌氧段溶解氧宜分别控制在0.5mg/L、0.2mg/L以下。由于缺氧段的溶解氧受回流污泥中溶解氧的影响,因而要求好氧区溶解氧不能太高，控制在3mg/L以下为宜。缺氧段的溶解氧主要取决于好氧区的溶解氧和内回流比，该工艺好氧区溶解氧的控制是通过在回流水池附近实行递减供氧，内回流比控制在200%对。而为保证硝化效果和聚磷菌的超量吸磷以及BOD5的去除,好氧区的溶解氧控制宜在2 mg/L以上。
（5）该污水处理厂服务地域的污水水质浓度偏低,所以设计时不设初沉池,污水经过沉砂池后直接进入生化池,提高了污水进入生化池的有机物浓度,从而保证脱氮除磷所需的碳。该改良一体化氧化沟工艺采用了多点进水方式,为脱氮与除磷提供了充足的碳源,保证了脱氮除磷的效果。经过预处理的污水有70%的污水直接进入厌氧区,为聚磷菌的释磷提供碳源。而余下的30%的污水直接进入缺氧区,为反硝化菌对内回流的硝态氮进行反硝化提供碳源,解决了传统氧化沟工艺缺氧区碳源不足的问题。多点进水的流量分配比例要根据实际的污水水质计算求得[3]。为满足除磷要求的C/P比,该污水处理厂直接进入厌氧段的污水比例在50%～70%之间调整。
（6）该一体化氧化沟工艺沉淀区斜板下部设有特殊的过渡区,具有良好的消能和调整流态的作用,沉淀效果较好,沉降过程不受沟内主流的影响[4]。沉淀后的污泥部分自动回流进入好氧区，部分通过行车刮吸泥机抽至好氧区，沉淀污泥及时回流且回流方式灵活，提高了沉淀区的沉淀效率。
（7）该污水处理厂曝气系统采用深水射流曝气机，这种曝气设备的喷嘴位于水面下一定深度，水气混合流从喷嘴喷出后需经历较长的行程才能达到水面，这样就大大提高了氧的转移效率，比传统的氧化沟工艺采用的转刷、转碟、微孔曝气的供氧效率高，维护管理方便。
（8）该污水处理厂污泥处理为设置污泥浓缩池，剩余污泥直接通过叠螺式浓缩脱水机进行处理，避免了污泥在浓缩池中停留时释磷，从而防止了磷随浓缩池上清液回流到污水处理系统。
6、结语
石阡县污水处理厂采用新型一体化氧化沟工艺处理低浓度生活污水，说明了该工艺缺氧区、厌氧区和好氧区的排列方式基于倒置A2/O工艺的原理，在传统厌氧池前增加预缺氧池,经过预处理的污水先经过缺氧区再到厌氧区，这样达到了更好的脱氮除磷效果。运行实践表明新型一体化氧化沟工艺在该污水处理厂的应用是比较成功的。
参考文献：
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[4] 王秀蘅, 孙卫东, 刘俊新, 李玉华. 斜板沉淀池在一体化氧化沟中的作用[J]. 中国给水排水 2001, 17: 66-69
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