改良型氧化沟在城镇污水处理厂的应用

余映华

(江西省资溪县环境监测站)

前言

荷兰DHV公司于60年代末发明了Carrousel氧化沟，这种氧化沟能保证沟内平均流速＞0.3m/s，既有完全混合作用同时也有推流式的特征，之后，DHV公司经过技术创新，在Carrousel氧化沟进水端增加了一个前置缺氧段，开发了 Carrousel2000，改良型氧化沟是在Carrousel2000的进水端增设厌氧池［1］，与传统氧化沟相比其脱氮除磷效率大大提高［2］，且操作简单，便于管理，在我国将具有广阔的推广应用前景［1－3］。近年来修水发展迅速，与之而来的污水排放量也迅速增加，城区污水量达6.28万吨/日。城区人口12万，预计2020年达20万，生活水平的提高使污水中的氮和磷的含量明显增加，修水县污水处理厂传统的氧化沟工艺由于充氧不足及水流速度不够和没有针对性的脱氮除磷的构筑等缺点，在除磷和除氮方面存在明显缺陷，导致修河局部水体氮含量超标。因此，污水处理厂污水处理工艺的改良势在必行。

1 污水水质水量特征

1.1 进出水水质设计

该城市排水系统汇集的污水由居民的生活污水和位于城区内的工业企业排放的工业废水以及部分的降水所组成，根据对北城区修江路、北门路、东门路排污口及南城区部分企业排污口生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、固体悬浮物浓度(SS)、氨氮(NH3－N)的监测可推算出进水质大概情况如表1:

表1 进水水质 单位:mg/L

1.2 设计流量

修水县目前工业主要以新型材料、农产品加工为主，生活用水量与工业用水量之比类比于同类城市为9:1。由于目前北城区采用合流制管道、南城区雨水分流制管网系统不够完善，在今后污水收集系统的完善后，污水量将会提高。综合考虑各方面因素，该污水处理厂设计进水流量为3万m3/d。

2 污水处理工艺

修水县污水处理厂主要污水处理工艺如图1:

图1 污水处理工艺流程

来自城市管道的污水首先经过粗格栅去除大尺寸的漂浮物和悬浮物，提升泵选用潜污泵，将污水提升至细格栅沉砂池，细格栅进一步去除污水中较小颗粒的悬浮物、漂浮物，采用旋流式沉砂池去除污水中大于0.2mm粒径，密度2.65t/m3的砂粒，处理后的污水流入改良型氧化沟，首段厌氧池流入经预处理的污水和从二沉池回流的含磷污泥，聚磷菌在此池中大量的释放磷，使污水中的磷的含量升高，溶解性的有机物浓度下降，氨氮因细胞的合成而含量减少，缺氧池中反硝化细菌利用污水中的有机物作为碳源，将大量的NO2－N和NO3－N还原为N2，BOD5浓度下降，NO3－N浓度降低，在好氧池中，BOD继续下降，而有机氮被硝化使氨氮的含量下降，其中的磷因为好氧吸磷而含量大大降低，好氧池和缺氧池的内循环保证了脱氮和除磷的效果。经改良型氧化沟处理的污水进入辐流式沉淀池完成混合液分离和污泥部分浓缩，经处理的水从滗水器至消毒渠，经紫外线消毒后排放到修河。工艺处理后的剩余污泥采用带式浓缩脱水一体机浓缩脱水。

3 结果分析

(1)COD处理效果分析

3月1日到3月29日COD的浓度变化如图2:

图2 3.1－3.29日 COD进出水浓度变化图

图2表明:COD的进水浓度范围为182－198 mg/L，出水浓度范围为41－53 mg/L，COD的去除率在72.959－77.838%，平均去除率为 75.678%，平均出水浓度为46 mg/L，而一级标准B标准为60 mg/L。处理效果达标。在3月8日COD进水浓度达到最高值198mg/L，出水浓度为53mg/L，分析其原因可能是进水流量过大导致，可适当增加曝气量予以解决。

(2)BOD处理效果分析

3月1日到3月29日COD的浓度变化如图3:

图3 3.1－3.29日 BOD进出水浓度变化图

BOD的进水与出水含量见图3，图3表明:BOD的进水浓度范围为87.2－98.8 mg/L，出水浓度范围为14.2 －16.9 mg/L，BOD 的去除率在 81.42 －84.6%，平均浓度为92.1 mg/L，出水标准为20 mg/L。处理效果达标。在3月8日BOD进水浓度达到最大值98.8，分析其原因可能是当日进水流量偏大造成，同样可增加曝气量予以解决。

(3)NH3－N的处理效果分析

3月1日到3月29日COD的浓度变化如图4:

图4 3.1－3.29日NH3－N进出水浓度变化图

图4表明:NH3－N的进水浓度范围为18.55－2.35 mg/L，出水浓度范围为 5.21 －8.67 mg/L，NH3－ N的去除率在58.93－67.77%，出水平均浓度为 6.99 mg/L，出水标准为8 mg/L，处理效果达标。

(4)TP的处理效果分析

3月1日到3月29日TP的浓度变化如图5:

图5 3.1－3.29日NH3－N进出水浓度变化图

图5表明:TP的进水浓度范围为0.64－0.83 mg/L，出水浓度范围为 0.15 －0.25 mg/L，去除率在 66.67－76.92%，出水平均浓度为0.21 mg/L，出水标准为1 mg/L，可达标排放。TP的进水浓度已经低于标准的1 mg/L，分析其原因，可能是城市管道的合流制，导致C/P偏低。可改城市管网合流制为分流制。

(5)TN的处理效果分析

3月1日到3月29日TP的浓度变化如图6:

图6 3.1－3.29日NH3－N进出水浓度变化图

图6表明:TN的进水浓度范围为23.78－29.58 mg/L，出水浓度范围为 14.32 －18.54 mg/L，去除率在34.22 －44.04%，出水平均浓度为 16.54 mg/L，出水标准为20 mg/L，可达标排放。

(6)其他污染物的处理效果

该改良型氧化沟对SS的去除效果可达到90%以上，对硫化物的去除率能达到70%以上，对动植物油的去除率能达到94%以上，对阳离子表面活性剂的去除率能达到87%以上，均符合排放标准。

4 结论与建议

4.1 结论

采用改良型氧化沟工艺处理城市污水具有出水稳定，适用于各种规模的城市污水处理厂。COD的平均出水浓度为46 mg/L，小于限值60 mg/L。BOD的平均浓度为15.3 mg/L，小于限值20 mg/L。NH3－N的平均出水浓度为6.99 mg/L小于限值8 mg/L。TP平均出水浓度为0.21 mg/L，限值为1 mg/L。TN平均出水浓度为16.54 mg/L，限值为20 mg/L，均可达标排放。经过改良型氧化沟处理的城市污水能达到GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级标准中的B标准要求。

4.2 建议

在此改良氧化沟工艺运行期间，出水稳定，对污染物的平均去除率高，但也存在以下不足:

二沉池污泥上浮:由于进水水量不稳定，当进水量过低时二沉池中的SRT过长，同时沟内的溶解氧和硝化液回流控制不合适，在二沉池中发生较强的反硝化作用，导致污泥上浮;

冬季持续低温天气使污染指标的去除率降低:温度过低，影响氧化沟内的微生物正常生长，从而使污水指标去除率降低;

经处理后的污水直接排入修河而没有进行进一步的深度处理再生利用，浪费水资源;

城北区污水管道为合流制，导致碳磷比低，TP浓度过低，从而没有进一步发挥此改良工艺的优势。

针对以上不足，分别提出建议:

可加强排泥，增大硝化液回流，来减少二沉池污泥上浮现象［4－5］;

在满足微生物生长需要前提下严格控制曝气量，减少热量损失［4］;

当地政府加大资金和技术投入，对出水进行进一步深度处理，达到节约水资源的目的;

建议政府尽早对城北区管网系统进行改造，改合流制为雨水分流制，解决问题。

［1］赵书华，李长坤，李宝臣，陈顺杰.改良型 carrousel2000氧化沟工艺的优化控制［J］.江苏环境科技.2004，03.

［2］彭永臻，侯红勋，乔海兵，王少坡.改良型Carrousel氧化沟工艺生物脱氮除磷效果研究.

［3］周少奇.《环境生物技术》［M］.北京:科学出版社，2003.15 －23.

［4］李思敏，李艳平，秦卫峰，等.改良氧化沟工艺处理城市污水的优化控制［J］.中国给水排水，2008，24(10):91－94.

［5］李亚峰，晋文学.城市污水处理厂运行管理［M］.北京.化学工业出版社.2005，40 －41.