一体化氧化沟在污水处理中的应用

贺鹏

摘要：简单回顾了污水处理技术的起源，介绍了氧化沟技术的基本原理和一体化氧化沟技术的特点及其在实际工程运用中的运行情况。一体化氧化沟由于其投资少、能耗低且处理效果稳定，在未来的污水处理中有良好的发展前景。

关键词：一体化氧化沟；污水处理；发展应用

一．引言

世界上早期的城市污水主要是依靠受纳水体的自净能力进行处理，随着工业的迅猛发展，污水中的污染物质不仅量多，且成分复杂，远远超出水体的自净能力。在此背景下，污水处理技术诞生了。污水处理技术发展至今已有近百年的历史，到目前为止，应用最为广泛的污水处理技术为生物处理法，主要包括活性污泥法和生物膜法。近20年来，生物处理技术发展迅速，针对近年来污水水质的复杂性及对污水处理程度要求越来越高，生物处理技术已发展出包括氧化沟、SBR、A2/O及生物滤池等在内的一系列工艺。

二． 氧化沟工艺的基本原理

氧化沟是活性污泥法的发展，属于活性污泥改良法的延时曝气范畴。氧化沟通过转刷或其他机械曝气设备推动污水和混合液在闭合的曝气渠道中循环流动及曝气，沟中的活性污泥则以污水中的有机物为食料，不断降解有机物使之无机化，从而达到净化污水的目的。一体化氧化沟又称合建式氧化沟，它将生物处理和固液分离合为一体，无需建造单独的二次沉淀池。因此，一体化氧化沟集曝气、沉淀、泥水分离及污泥回流功能为一体。和其他活性污泥法相比，一体化氧化沟具有以下特点：

(1) 工艺流程简单，构筑物和设备少，污泥自动回流，投资少、能耗低、占地面积较小，管理简单。

(2) 污水在氧化沟中交替处于厌氧－缺氧－好氧条件，脱碳、脱氮效果较好、较稳定。

(3) 产生的剩余污泥量少，污泥不需硝化，污泥性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。

(4) 固液分离效果比一般二沉池高，抗冲击负荷能力强。

(5) 污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。

三. 实际工程实例

四川省新都污水处理厂采用一体化氧化沟工艺作为该厂的生物处理工艺，设计污水量1万m3/d，主要工艺流程如图1[1]：

中原油田污水处理扩建工程采用一体化氧化沟工艺处理生活污水，设计污水量4万m3/d，系统正常运行后检测结果显示，一体化氧化沟对COD、BOD的去除率分别在82%和68%以上，对NH3-N的去除率也达到78%，处理后的出水水质部分指标达到国家一级排放标准。和常规活性污泥法相比，一体化氧化沟对有机物、总氮、总磷的去除效果更好[2]。

河北邢台小黄河南小汪污水处理厂设计污水处理规模为6000 m3/d，考虑到节约用地，且污水中所含BOD5/COD比值约为0.5，污水可生化性较好，因此该厂采用一体化氧化沟工艺作为生物处理工艺。所建一体化氧化沟总长56米，宽12米，有效水深3米，污水停留时间约为12h，经处理后出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准，总工程投资费用低于300万元[3]。

山东省高密市已建成的一体化氧化沟工艺，日处理量15000m3，远期日处理量为25000m3，进水水质BOD为200~500mg/L，COD为500~600mg/L，SS为200~300mg/L，要求出水水质为BOD≤30mg/L，COD≤120mg/L，SS≤30mg/L。所建成的一体化氧化沟直段长49米，共4沟，沟深3米，宽7米，侧沟表面负荷50 m3/m3·d。工程占地17亩，包括远期在内的吨水占地面积为0.87 m2，相对其他工艺而言，占地面积较少[4]。

四.一体化氧化沟的发展

自1954年Pasveer教授在荷兰研制一体化氧化沟成功后，一体化氧化沟技术发展迅速并得到广泛应用。具统计，美国在1987年已建成的一体化氧化沟已达92座。我国在20世纪80年代末首次引进了一体化氧化沟技术，到目前为止，一体化氧化沟已在我国得到了广泛的应用并取得良好的处理效果。

随着一体化氧化沟技术的广泛应用，新型的更高效的一体化氧化沟技术成为目前研究的热点。

杨星宇等[5]利用传统一体化氧化沟工艺和倒置A2/O工艺相结合开发出的新型一体化氧化沟工艺处理贵阳市乌当区新添寨新添药业公司的污水，取得了良好的处理效果。其中，BOD、COD、SS的去除率均高于90%，对总氮、总磷的去除率也高于80%，和传统一体化氧化沟相比，新型一体化氧化沟对总氮总磷的去除率明显更高。经处理后的污水出水水质各项指标优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准。

夏世斌等[6]采用立式循环一体化氧化沟处理城市污水，该型氧化沟对COD的去除率达到95%，对BOD的去除率高于98%，对SS和总氮的去除率均高于90%。

五.结语

一体化氧化沟对污水中的BOD、COD、SS、TN及TP均有较好的去除效果，且其占地少、投资少、能耗低、处理效果稳定，在未来的污水处理中有良好的发展前景。一体化氧化沟在系统控制以及抗冲击方面有待进一步加强研究。

参考文献:

[1]邓荣森，肖海文，王涛，李伟民.四川省城市污水处理示范工程-一体化氧化沟[J].城市给排水，2001，27（4）:1-4

[2]张国辉，宋小云，赵荣峰.用常规活性污泥法及一体化氧化沟新工艺处理生活污水的效果分析[J].油气田环境保护，2010，15（2）：:22-24

[3]赵建国，郭有才.一体化氧化沟在邢台小黄河南小汪污水处理厂的应用[J].邢台职业技术学院学报，2003，20（1）:49-51

[4]邓荣森，刘保疆，王涛，李伟民.一体化氧化沟技术的发展[J].中国给水排水，1998，14（1）：42-44

[5]杨星宇，孟凡丽.新一代一体化氧化沟处理城镇污水技术研究[J].环保科技，2008,14（4）：42-46

[6]夏世斌，刘俊新.立体循环一体化氧化沟处理城市污水研究[J].中国给水排水，2002,18（6）：1-4

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。