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污水處理之氧化溝的工藝特點(diǎn)及發(fā)展應(yīng)用型式詳解
污水處理之氧化溝的工藝特點(diǎn)及發(fā)展應(yīng)用型式詳解
本文闡述氧化溝工藝的發(fā)展、特點(diǎn)及主要運(yùn)行型式:交替工作式氧化溝、半交替工作式氧化溝、連續(xù)工作分建式氧化溝、連續(xù)工作合建式氧化溝及微曝氧化溝等;介紹氧化溝不同運(yùn)行型式的發(fā)展優(yōu)勢、運(yùn)行方式及用途;分析氧化溝工藝設(shè)計(jì)和應(yīng)用中存在的缺點(diǎn)和問題;提出氧化溝處理生活污水和工業(yè)廢水的完善措施和發(fā)展趨勢。
氧化溝(OxidationDitch,OD)又稱為連續(xù)循環(huán)式反應(yīng)器(ContinuousLoopReactor,CLR),是活性污泥法的一種變型,屬于延時(shí)曝氣活性污泥法。1920年,在英國Sheffield建成了采用槳板曝氣機(jī)充氧的溝渠形污水處理廠,但曝氣效果不理想,被認(rèn)為是現(xiàn)代氧化溝的雛形。1954年,第1個(gè)氧化溝在荷蘭海牙北部的沃紹本(Voorschoten)建造并試驗(yàn)成功,其基本特征是跑道型循環(huán)混合式曝氣池。該技術(shù)是由荷蘭國立衛(wèi)生研究所(TNO)的帕斯維爾(A˙Pasveer)教授發(fā)明的,故被命名為帕斯維爾(Pasveer)氧化溝。從此開始有“氧化溝”這一術(shù)語。此后,氧化溝經(jīng)過廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展,在污水處理中凸現(xiàn)出其*的特點(diǎn)和優(yōu)良的處理效果而博得世人青睞。
我國于20世紀(jì)80年代開始引進(jìn)和研究這項(xiàng)技術(shù),現(xiàn)已日益應(yīng)用于城市污水以及石油廢水、化工廢水、造紙廢水、印染廢水和食品加工廢水等工業(yè)廢水處理之中。
氧化溝工藝的特點(diǎn)
氧化溝工藝是通過一種定向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置,向混合液傳遞水平速度,從而使被攪動(dòng)的混合液在氧化溝封閉渠道內(nèi)循環(huán)流動(dòng),具有特殊的水力學(xué)流態(tài)和*的優(yōu)點(diǎn)。
1.1具有推流式和*混合式的特點(diǎn),可有力地克服短流和提高緩沖能力
由于混合液在反應(yīng)池中循環(huán)流動(dòng),因此,在短期內(nèi)(如一個(gè)循環(huán))呈推流狀態(tài),而在長期內(nèi)(如多次循環(huán))又呈混合狀態(tài)。同時(shí),污水在溝內(nèi)的停留時(shí)間較長,這就要求溝內(nèi)有較大的循環(huán)流量(一般是污水進(jìn)水流量的數(shù)倍乃至數(shù)十倍),進(jìn)入溝內(nèi)的污水立即被大量的循環(huán)液所混合稀釋,因此氧化溝既可杜絕短流又可以提供很大的稀釋倍數(shù),從而提高緩沖能力,有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力,對(duì)不易降解的有機(jī)物也有較好的處理能力。
1.2具有明顯的溶解氧濃度梯度,有利于形成硝化—反硝化的生物處理?xiàng)l件
混合液在曝氣區(qū)內(nèi)溶解氧濃度較高,然后在循環(huán)流動(dòng)中逐步下降,到下游區(qū)溶解氧濃度很低,基本上處于缺氧狀態(tài),出現(xiàn)明顯的溶解氧濃度梯度,從而形成硝化—反硝化條件,有利于氮的去除,同時(shí)還可以通過反硝化很好地補(bǔ)充硝化過程中消耗的堿度。
1.3功率密度不均勻分配有利于氧的傳質(zhì)、液體混合和污泥絮凝
由于氧化溝曝氣設(shè)備的不均勻設(shè)置,使氧化溝內(nèi)存在2個(gè)能量區(qū):一個(gè)是設(shè)有曝氣裝置的高能量區(qū),一個(gè)是非曝氣區(qū)的低能量區(qū)。在這兩者之間的過渡區(qū),可以認(rèn)為是能量由高變低的消散過程。高能量區(qū)一般具有大于100s-1的平均速度梯度(G);低能量區(qū)平均速度梯度通常小于30s-1。當(dāng)系統(tǒng)中的G值較低時(shí),混合液中的固體就能產(chǎn)生良好的生物絮凝。這樣,氧化溝中的非曝氣部分就提供了對(duì)絮凝有利的條件。氧化溝的處理能力高于其他生物處理系統(tǒng),其重要原因就在于它具有*的水力混合性能,這種混合作用對(duì)于有機(jī)碳、氨、硝酸鹽和固體的去除皆有重要作用。
1.4整體功率密度較低,節(jié)省能源
氧化溝中的曝氣裝置不是沿溝長均勻分布的,而是集中布置在幾處,所以氧化溝可比其他系統(tǒng)以低得多的整體功率密度來維持液體流動(dòng)、固體懸浮和充氧,能量消耗低。另外,氧化溝遵守動(dòng)量守恒原則,一旦池內(nèi)混合液被加速到所需流速時(shí),維持循環(huán)所需要的水力動(dòng)力只要克服沿程和彎道的水頭損失即可,在循環(huán)流動(dòng)中產(chǎn)生的循環(huán)或?qū)α骰旌夏軌蛟鰪?qiáng)其自身的攪動(dòng)作用。這樣,為了保持使固體懸浮的速度,所需要的單位容積動(dòng)力就大大低于其他系統(tǒng)。
1.5構(gòu)造形式多種多樣,運(yùn)行靈活
氧化溝zui根本的特點(diǎn)是曝氣池呈封閉的溝渠形,而溝渠的形狀和構(gòu)造則多種多樣,溝渠可以呈圓形和橢圓形等,可以是單溝系統(tǒng)或多溝系統(tǒng)。多溝系統(tǒng)可以是互相平行、尺寸相同的一組溝渠,也可以是一組同心的互相連通的環(huán)形溝渠,有與二次沉淀池分建的,也有合建的氧化溝。氧化溝運(yùn)行的靈活性還表現(xiàn)在可以通過自由改變出水堰的高度調(diào)節(jié)曝氣機(jī)的曝氣強(qiáng)度,達(dá)到不同的充氧效果。
1.6工藝流程簡單、構(gòu)筑物少、便于管理
pH做為zui基本的污水指標(biāo),勢必成為供求的熱點(diǎn),這對(duì)廣大的E-1312 pH電極制造商,比如美國BroadleyJames來說是個(gè)重大利好。
美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商,必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用,質(zhì)量可靠,測試準(zhǔn)確,廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。
氧化溝的水力停留時(shí)間和污泥齡都比一般生物處理法長,懸浮狀有機(jī)物可以與溶解性有機(jī)物同時(shí)得到較*的穩(wěn)定,所以氧化溝不要求設(shè)置初沉池。由于氧化溝工藝的污泥齡長、負(fù)荷低,排出的剩余污泥已得到高度穩(wěn)定,剩余污泥量也較少,因此不再需要消化池消化。雖然氧化溝采用的水力停留時(shí)間較長,但總占地面積不僅沒有增大,相反還可縮小。
1.7低負(fù)荷、長泥齡及水力停留時(shí)間長
這使得氧化溝出水水質(zhì)好,產(chǎn)泥量少,污泥性質(zhì)穩(wěn)定。
氧化溝工藝的應(yīng)用型式
氧化溝自創(chuàng)造以來,以其優(yōu)良的處理能力、簡便的維護(hù)管理博得世人的矚目,現(xiàn)已發(fā)展為2種組合形式(與沉淀池分建式或合建式)、3種工作模式(交替式、半交替式和連續(xù)式)、20多種型式。