一体化氧化沟技术在乡镇污水处理中的应用研究

孙红伟 皮建辉

广东省环境保护工程研究设计院

一体化氧化沟技术在乡镇污水处理中的应用研究

孙红伟 皮建辉

广东省环境保护工程研究设计院

以沉淀池为中心的同心圆式一体化A/A/O微曝氧化沟工艺实现了污泥短程回流，将微孔曝气和水下推动器联合使用，提高了固液分离效率，一体化占地小，能耗低，运行方式更为灵活，特别适合中小城市城镇污水处理厂的建设。具有良好的社会效益和经济效益。

乡镇污水处理；一体化氧化沟；A2/O工艺

1 污水处理工艺现状

我国城市污水处理事业经过了“十五”和“十一五”的飞跃发展，取得了极大的进步。按《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐，在对氮、磷污染物有控制要求的地区，一般选用A/O法、A2/O氧化沟法、SBR法、水解好氧法和生物滤池法等。自1980年以来，Rabinowitz和Marais在对Phoredox工艺的研究中，提出3阶段的Phoredox工艺，即为传统的A2/O工艺。A2/O工艺是20世纪70年代，由美国的一些专家在厌氧-好氧（An-O）法脱氮工艺的基础上开发的，其宗旨是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。随着A2/O工艺的不断地发展和完善，涌现出一大批变形的A2/O工艺，如改良A2/O工艺、UCT工艺、MUCT工艺、倒置A2/O工艺等等，这些工艺在世界范围内的污水处理工程中相继得到了应用。近年来，水体的富营养化，促使我们更加注重对污水除磷脱氮机理的研究。A2/O工艺兼有脱氮除磷的功能，加上其工艺流程的简单性，一直备受污水处理行业研究者和设计者的青睐。

2 乡镇污水处理存在问题

“十二五”期间，为了加强环境保护，促进节能减排，我国城市污水处理厂的建设重点将由城市转向建制镇和广大农村。与城市污水处理厂相比，镇级污水厂规模小，一般规模小于3万吨/天，以1万吨/天居多数，同时乡镇污水厂主要分布在各镇，相互之间距离较远，比较分散。除此之外，采用传统工艺的乡镇污水厂还有以下问题：（1）乡镇污水处理体系混乱，实际污水处理厂水质、水量和污水处理系统利用率也差异明显；（2）运行成本较高，经营管理困难，考虑远期发展的需要，污水处理厂设计、建设的规模容量较大，造成污水处理厂运行负荷低，运行成本较高；（3）综合管理体制不到位，管理困难，乡镇污水处理厂大多规模不大且比较分散，污水处理设施的运行状况监管困难，污水处理厂运行人员缺乏专业的技术培训，没有良好的控制系统，造成水厂管理运行困难重重。对于镇级水厂的建设迫切需要从适合的水厂建设工艺和控制方面改进，设计紧凑高效的小型污水处理一体化装置，结合科学的管理系统，以推进城乡污水处理技术的发展。

3 一体化氧化沟的技术现状及特点

3.1 一体化氧化沟的技术现状

一体化氧化沟规模型开发研究始于八十年代。国内使用的D型氧化沟、T型氧化沟等也属于一体化技术的范畴。这里所说的一体化氧化沟是指曝气净化与固液分离操作同在一个构筑物中完成，在国内不少单位研究的是将沉淀池附着在氧化沟的一侧，在氧化沟的出水侧设一沉淀池。广东地区一体化微曝氧化沟已经开发出了多种沟型，根据厌氧区，缺氧区，好氧区布局位置的不同，可概括为三类：厌氧外置式、分段折流式、分圈环流式一体化氧化沟。这三种形式在广东省内都有工程实践，如英德市浛洸镇污水处理厂，惠州沙田镇污水处理厂，惠州永湖镇污水处理厂等。一体化氧化沟在处理这些中小城镇污水，因其用地省，工艺紧凑，土建施工快的特点，受到广泛好评。

在近几年的发展过程中，一体化微曝氧化沟有很多传统氧化沟不具备的优点，最根本的是以下几点：首先是进一步解决了普通氧化沟占地大的问题，采用微孔鼓风曝气避免受表曝机约束氧化沟池深较浅的问题，把沉淀池合建在氧化沟中，大大的节约了使用面积和管道，减少了基建的投资。同时由于实现的是一体化的工艺，使得整个工艺过程中，操作就更为方便、简单。正是由于一体化氧化沟不但有着A/A/O微曝氧化沟的优点，同时又在很多方面改善了传统氧化沟的不足，适合我国现在的国情。

3.2 同心圆一体化氧化沟的技术经济特点

表1：常规A/A/O微曝氧化沟与一体化微曝氧化沟工艺参数比较（5000吨/天）

以沉淀池为中心的同心圆式一体化A/A/O微曝氧化沟缩短了工艺流程，利用了辐流沉淀池沉淀效果好的特点，实现了污泥短程回流，同时微孔曝气和水下推动器联合使用，固液分离效率高，运行方式更为灵活。一体化氧化沟在工程投资、占地和能耗上具有极大的优势，是非常适合我国国情的一种污水处理新的先进技术，特别适合中小城市城镇污水处理厂的建设。

经过大量的工程实践比较，发现A/A/O同心圆一体化微曝氧化沟工艺单体规模小于10000吨/天时，有着明显的优势，主要包括：平面布置为同心圆式，结构紧凑，占地面积小，将不同功能的反应器以功能分区的形式融合在同一空间中，免去了各空间之间的管道输水调配；这些优点表明，更加适合在乡镇建设的小型水厂项目中推广。对同心圆式一体化A/A/O微曝氧化沟的技术优点与传统形式比较见表1。从表1可以看出，在在小规模污水处理厂方面由于氧化沟及二沉池分开建设，占地面积较大，工程成本较高。而A/A/O同心圆一体化微曝氧化沟工艺在小规模城镇污水处理厂方面具有占地小，布局紧凑，建设成本低、管理方便的优势。

4 结论

传统的A/A/O氧化沟的主体工艺是由氧化沟、沉淀池、污泥回流、混合液回流等单元组成，一般由三个单独的构筑物组成。在对传统A/A/O微曝氧化沟工艺的污水污泥流态进行优化的基础上，将传统A/A/O微曝氧化沟的氧化沟、沉淀池、回流泵房三个单体以多个同心圆的方式结合起来，形成一个整体，称为同心圆一体化A2/O微曝氧化沟。通过采用圆的结构和池体之间共用池壁的形式可节省土建投资、节省用地、节省管道和水头损失。从而降低了建设投资成本，并同时具有操作更加简单、运行成本更低的优点，满足了乡镇级污水处理厂建设的需求。

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