GZ－SAT－Ⅰ表曝型氧化溝工藝介紹

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簡介： GZ－SAT－Ⅰ表曝型氧化溝工藝是我公司經(jīng)過兩年多的時(shí)間研究并加以應(yīng)用的一種較為成熟的污水處理主體工藝,該工藝不但具有良好的脫氮除磷效果，而且可根據(jù)水質(zhì)、水量波動利用其專有的自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最大的節(jié)能。目前，該工藝已經(jīng)在寧夏靈武、江蘇常熟、安徽肥東等污水廠得到了應(yīng)用，并取得了良好的運(yùn)行效果。
關(guān)鍵字：表曝型氧化溝

GZ－SAT－Ⅰ表曝型氧化溝工藝是我公司經(jīng)過兩年多的時(shí)間研究并加以應(yīng)用的一種較為成熟的污水處理主體工藝,該工藝不但具有良好的脫氮除磷效果，而且可根據(jù)水質(zhì)、水量波動利用其專有的自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最大的節(jié)能。目前，該工藝已經(jīng)在寧夏靈武、江蘇常熟、安徽肥東等污水廠得到了應(yīng)用，并取得了良好的運(yùn)行效果。

　　 一、工藝主體構(gòu)成

　　 （1）選擇池

　　 選擇池與厭氧池合建，回流污泥和進(jìn)廠的城市污水在污泥分配槽內(nèi)進(jìn)行充分混合，二沉池回流污泥中的微量硝酸鹽能很快地被去除，絲狀菌在這種環(huán)境下的生長非常緩慢，可以防止污泥膨脹。

　　 （2）厭氧池

　　 泥水混合液由選擇池進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，在沒有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧條件下，通過細(xì)菌的作用導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。最終以排放剩余污泥的形式將磷從系統(tǒng)中除去。

　　 （3）缺氧池

　　 其主要功能是利用污水中反硝化菌的作用，將內(nèi)回流帶來的硝酸鹽，以及污水中可生物降解的有機(jī)物作反硝化碳源進(jìn)行反硝化，生成氮?dú)馀欧?，達(dá)到去除氨氮的目的。

　　 （4）氧化溝

　　 氧化溝兼有推流型和完全混合型反應(yīng)池兩者的特性，存在好氧、缺氧交替出現(xiàn)的區(qū)域，具有硝化、生物除磷、反硝化的條件。在氧化溝好氧區(qū)聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有機(jī)物外，主要是分解體內(nèi)貯存的PHB，產(chǎn)生的能量可供自身生長繁殖，此外還可吸收水體中的溶解磷，并以聚磷的形式在體內(nèi)超量貯存,吸收的磷遠(yuǎn)大于其釋放的磷。同時(shí)污水中的氨氮在好氧區(qū)被亞硝酸菌、硝酸菌轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。在缺氧區(qū)反硝化菌利用亞硝酸鹽和硝酸鹽中的N3+和N5+(被還原為N2)作為能量代謝中的電子受體，O2-作為受氫體生成H2O和OH-堿度，有機(jī)物作為碳源及電子供體提供能量并得到氧化穩(wěn)定。

　　其系統(tǒng)構(gòu)成如下圖1所示：

　　 圖1 GZ－SAT－Ⅰ表曝型氧化溝系統(tǒng)效果圖

　　 二、工程實(shí)例

　　 （1）工程背景和工藝簡介

　　 2002年，我公司參與了西北地區(qū)某縣級市污水處理廠(3×104m3/d)的建設(shè)，并提供了主要設(shè)備。該污水廠海拔1100米，當(dāng)?shù)刈罡咚疁?0℃，最低溫度10℃，設(shè)計(jì)指標(biāo)如表1：

　　 表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水指標(biāo)

項(xiàng)目/指標(biāo)(mg/L)

CODcr（mg/L）BOD₅（mg/L）SS（mg/L）NH₃-N（mg/L）TP（mg/L）pH進(jìn)水3001401603047出水6020201517

　　 北方城鎮(zhèn)污水處理廠要求：①抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；②可低溫穩(wěn)定運(yùn)行；③污泥易于處置；④運(yùn)行管理簡單方便；⑤造價(jià)低廉等。該工程選擇了具有脫氮除磷效果的表曝型氧化溝工藝，分兩組，單體平面圖如圖2所示。該表曝型氧化溝可通過曝氣機(jī)的推流實(shí)現(xiàn)無動力的污泥內(nèi)回流，完成脫氮除磷。采用我公司生產(chǎn)的大功率倒傘表面曝氣機(jī)，具有供氧，推動水流作不停的循環(huán)流動，使有機(jī)物、微生物及氧三者充分混合、接觸和防止活性污泥沉淀等功能，可保持溝內(nèi)斷面平均流速為0.3m/s以上，溝底流速不低于0.15m/s。

　　圖2 表曝型氧化溝平面圖

　　（2）氧化溝系統(tǒng)尺寸

　　 本工程設(shè)計(jì)厭氧池停留時(shí)間為1.5h，保證磷的釋放達(dá)到約80%。工藝尺寸為：L×B×H=32.0m×7.0m×4.2m，超高0.6m。取MLSS=4000mg/L，T=10℃，對于中小型污水處理廠，單獨(dú)處置污泥成本高，本工程設(shè)計(jì)經(jīng)氧化溝后污泥相對穩(wěn)定，確定污泥齡為18d。水力停留時(shí)間HRT＝12.8h。污泥負(fù)荷=0.08kgBOD5/kgVSS.d。缺氧區(qū)工藝尺寸為：L×B×H=32.0m×10.5m×4.2m，超高0.6m。氧化溝主體部分工藝尺寸為：L×B×H=54.2m×32.0m×4.2m，超高0.6m。

　　 總需氧量AOR=氧化有機(jī)物需氧＋細(xì)胞內(nèi)源呼吸需氧＋硝化過程需氧－脫氮過程產(chǎn)氧＝184.5kgO2/h，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)需氧量SOR =AOR×Cs(20)/(α(βρCs(t)-C)×1.024(t-20))＝323kgO2/h。大功率倒傘表面曝氣機(jī)動力效率取2.1kgO2/kW.h，需配置功率數(shù)=323/2.1=154kW。

　　 （3）主要設(shè)備和儀表

　　 厭氧池為防止污泥沉降及保證≥0.3m/s的流速，設(shè)計(jì)攪拌功率密度為7.0W/m3(一般7.0～9.0 W/m3)，采用3臺我公司生產(chǎn)的GQT022×480(功率=2.2kW)的潛水高速推進(jìn)器，通過電機(jī)、減速箱帶動葉輪的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生強(qiáng)有力的推流作用，有效防止顆粒狀雜物在池壁或池底沉積，兼具攪拌混合和推流的功能。厭氧池設(shè)置一臺MLSS計(jì)及ORP儀，對厭氧段進(jìn)行在線檢測，分析是否存在磷的釋放和吸收。通過ORP(氧化還原電位)值的變化及NO3--N的濃度來調(diào)整外回流比，使厭氧池處于厭氧環(huán)境。實(shí)際運(yùn)行表明：當(dāng)明顯存在磷的釋放和吸收時(shí)，厭氧池的硝酸鹽在0.5mg/L以下，同時(shí)由于系統(tǒng)中溶解氧濃度極低且厭氧氨化作用，造成還原物種COD及NH4+-N濃度積累，氧化還原電位值會突然下降，一般降至-150mv～-250mv左右。

　　 缺氧池設(shè)計(jì)采用2臺我公司生產(chǎn)的DQT055×1800(功率=5.5kW)的潛水低速推進(jìn)器，功率密度7.6W/m3(一般6.5～8.5 W/m3)。采用低速推進(jìn)器可利用其大側(cè)斜外形葉輪將液體在向前推進(jìn)的同時(shí)，將活性污泥與污水進(jìn)行充分的攪拌混合，可改善水流條件，防止污泥沉降?；旌弦夯亓髦裂趸瘻现黧w內(nèi)采用LB4.0×1.0型的內(nèi)回流控制閘門，控制范圍：回流比100%～600%。缺氧池設(shè)置一臺ORP儀與內(nèi)回流控制閘門形成閉環(huán)控制，通過ORP檢測數(shù)值確定內(nèi)回流閘門的開啟角度，從而有效保證反硝化處理效果。在缺氧區(qū)NO3--N還原成N2，濃度逐漸降至最低，而NH4+-N濃度則因?yàn)榛|(zhì)持續(xù)推流累積而增高，因此氧化還原電位將下降至-30mv～-45mv左右。

　　 根據(jù)計(jì)算，本工程選用DS350型大倒傘表面曝氣機(jī)兩臺，電機(jī)功率90kW，總供氧量=90×2.1×2=378 kgO2/h，氧富余55kgO2/h。從節(jié)能方面考慮采用一臺變頻調(diào)速曝氣機(jī)(充氧量90～189 kgO2/h)、一臺恒速曝氣機(jī)(充氧量189 kgO2/h)。氧化溝主體根據(jù)工藝要求，氧化溝前置缺氧區(qū)應(yīng)保證為缺氧狀態(tài)才能達(dá)到預(yù)期的反硝化處理效果，因此，靠近內(nèi)回流閘門的曝氣機(jī)在進(jìn)行充氧的同時(shí)應(yīng)盡量避免對回流混合液溶解氧的影響，本工程在該處設(shè)置一臺DO計(jì)，可根據(jù)其測得的溶解氧數(shù)據(jù)，與變頻曝氣機(jī)組成閉環(huán)控制回路，通過改變曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變混合液中的溶解氧值，使其達(dá)到最佳工況。出水端為有效保證溶解氧≥2mg/L以防止二沉池污泥厭氧放磷，設(shè)計(jì)該處曝氣機(jī)為恒速，并設(shè)置在線檢測DO計(jì)一臺。同時(shí)，氧化溝中還設(shè)置了一臺MLSS計(jì)，在線檢測污泥濃度。

　　 三、該工藝的優(yōu)點(diǎn)

　　 ① 具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力；

　　 ② 運(yùn)行中水力條件好，因而使出水水質(zhì)穩(wěn)定；

　　 ③ 該工藝采用倒傘型表面曝氣機(jī)，它的支承方式為浮軸式，機(jī)械受力比較合理，因此具有使用壽命長、易于維修管理、能長期穩(wěn)定運(yùn)行等特點(diǎn)。采用倒傘型表面曝氣機(jī)，供氧能力大，設(shè)備數(shù)量少，日常維護(hù)工作量極小，且對運(yùn)行管理人員沒有特殊要求；

　　 ④ 可以通過改變曝氣機(jī)的工作數(shù)量、轉(zhuǎn)速調(diào)整達(dá)到調(diào)節(jié)供氧能力和節(jié)省電耗；

　　 ⑤ 泥齡較長，污泥在氧化溝中趨于相對穩(wěn)定，不需要消化；

　　 ⑥ 工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，控制管理較方便。