西安水處理設備污水處理技術(shù)之詳解氧化溝工藝
氧化溝工藝也被稱為氧化池工藝，是污水處理有機物的一項重要步驟與工藝。博泰達氧化溝工藝結(jié)合其他工藝對污水進行一系列的處理，可以實現(xiàn)生物方法除去有機物、脫氮除磷的效果。
20 世紀80年代，我國城鎮(zhèn)對于污水處理，開始主要推廣氧化溝工藝，氧化溝工藝由于其簡易、效果好、環(huán)境污染少、成本低等特點成為了城市污水處理廠的首選工藝。加上氧化溝對有機物的處理較為徹底，因此，氧化溝中流出的污水在有機物降解后可以接入其他工序進而使得污水得到有效凈化，其中對接方便，占地面積小，也是其在整個污水處理進程中的一大優(yōu)點。
因此，氧化溝工藝在我國引進或是新建的污水處理工藝中引用十分廣泛。近年來，由于我國環(huán)境污染的壓力增大，水資源保護的要求提高，氧化溝工藝也面臨著更廣泛的應用與升級改造，因此，研究氧化溝工藝在污水處理中的應用，有很重要的現(xiàn)實意義。
一、氧化溝的反應原理
氧化溝是在污水處理過程中的一項工藝，是一種演進的活性污泥系統(tǒng)，由活性污泥在首尾相連的閉合的曝氣溝渠中的循環(huán)，通過活性污泥中的微生物與細菌對污水中的有機物進行降解去除，進而達到凈化污水的目的。
氧化溝工藝處理污水的簡易技術(shù)。在反應原理上一般采用延時曝氣，保持進出水連續(xù)，不用初沉池，在溝中所產(chǎn)生的微生物在污泥中得到穩(wěn)定的存活生長，并在污水曝氣凈化中發(fā)生反應，大大簡化了處理步驟。氧化池一般承狹長的首尾相連的環(huán)形溝渠形狀，曝氣裝置多采用表面曝氣器。
污水進入氧化溝和活性污泥充分混合，再通過曝氣裝置特定的定位作用進而產(chǎn)生曝氣推動，使得污水與污泥在閉合渠道內(nèi)成懸浮狀態(tài)做不停的循環(huán)，污泥在循環(huán)中進一步與污水充分混合，其中微生物與有機物充分反應，然后混著污泥的污水進入二沉池，進行固液分離，使污水得到凈化。
二、氧化溝技術(shù)特征
氧化溝工藝的技術(shù)與活性污泥法去除有機物有相似之處，但也有自身的獨特工藝特征，表現(xiàn)在以下幾個方面：
一是氧化溝可以將污水與污泥充分混合和并且推流。在一個長期的階段內(nèi)呈現(xiàn)完全污水與污泥充分混合的特征，而在短期呈現(xiàn)推流循環(huán)的特征，氧化溝這種首尾相接的封閉環(huán)形反應器中的水流特征有利于提高氧化能力與反應時間，實現(xiàn)充分反應。
二是氧化溝在溶解氧濃度梯度上區(qū)分明顯。由于曝氣設備的定位分區(qū)以及氧化溝的結(jié)構(gòu)，使溝內(nèi)沿水流方向存在明顯的溶解氧濃度梯度，使氧化溝內(nèi)兼顧好氧區(qū)和缺氧區(qū)兩個區(qū)域，并能夠呈現(xiàn)出好氧區(qū)和缺氧區(qū)的交替變化的特點，在缺氧區(qū)可以在污泥中反硝化細菌的作用下，將硝態(tài)氮還原為氮氣，在好氧區(qū)中可以進行有機物去除、硝化作用、聚磷菌吸磷等多項反應，從而實現(xiàn)了脫氮除磷。
三是氧化溝同時具備高能區(qū)和低能區(qū)兩個能量區(qū)。在裝置曝氣設備附近處呈現(xiàn)高能區(qū)，有利于氧與液體的充分混合以及氧氣的充分移動。同時，在高能區(qū)域低能區(qū)的交替與差異過程中，在環(huán)流的低能區(qū)，增加了污泥絮凝的機會，使污泥更好的呈現(xiàn)出懸浮狀態(tài)。
四是曝氣和推流相互混合與分離。在不斷的混合分離再混合的過程中，提高了氧化溝的污水與污泥混合的效率，加速了細菌與有機物的結(jié)合反應速度，氧化池的運行更為靈活。解決了曝氣設備很難同時滿足曝氣量控制和推流速度大小要求的矛盾，進而大大增加了脫氮除磷效果，提高了氧化溝的處理性能。
三、氧化溝在污水處理廠中的應用
(一)污水處理廠的污水處理流程
對于不同的污水處理廠有不同的處理流程，對于脫氮除磷的步驟，可以概括為以下步驟，首先污水通過進水口進入整個凈化系統(tǒng)，凈化系統(tǒng)中，首先通過粗細格柵，將污水中不同直徑大小的顆粒過濾，再經(jīng)過沉砂池將砂石顆粒沉淀，再通過進水泵房的提取，將沒有大直徑泥沙顆粒的污水流入?yún)捬醭刂?。厭氧池中的反應時間較長，一般認為硝酸鹽氮可在厭氧池中發(fā)生反硝化反應，實現(xiàn)聚磷菌釋磷，污水在厭氧池中與從二沉池回流匯入含磷的污泥，以降低厭氧池中硝酸鹽的濃度，并且抑制硝酸鹽的反應生成。
從厭氧池出來的污水進入氧化溝，氧化溝中有分進入缺氧區(qū)與有氧區(qū)，進入缺氧區(qū)中的污水，主要進行硝化脫氮反應。進而回流，將硝態(tài)氮還原為氮氣。再經(jīng)過有氧區(qū)中的生物反應，有機物進而大量的削減，形成較好的脫氮除磷效果。氧化溝一般加入鼓風機的作用，使得污泥與污水充分混合形成懸浮狀態(tài)。
氧化溝出來的污泥與污水的混合態(tài)液體，進入二沉池，二沉池負責進行泥水分離，污泥的再有回流泵的作用下回流到厭氧池，進入下一個循環(huán)處理環(huán)節(jié)，上清液則作為處理水排放。再次循環(huán)處理的污泥，在充分反應后，其中的除磷細菌利用充分后，進行脫水，制成污泥并狀物運出處理掉。
(二)生物脫氮除磷反應
在氧化溝里，主要作用是污泥中的生物脫氮除磷反應。反應的是否有效，或是效果好壞，主要通過混合液內(nèi)回流比、污泥回流比、污泥齡三個參數(shù)來確定。而影響的因素還有溫度、溶解氧濃度等等。水溫一般是根據(jù)季節(jié)而變的，在實際操作中，根據(jù)不同的溫度來設置混合液內(nèi)回流比、污泥回流比、污泥齡參數(shù)來控制有效的脫氮除磷效果。
反硝化指硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮在反硝化菌的作用下，被還原為氣態(tài)氮的過程。反硝化效率與進水有機物濃度，進水碳源是影響系統(tǒng)反硝化的限制性因素，碳源濃度越高，系統(tǒng)的反硝化效率越高，反硝化率的升高有利于除磷去氮效果。
四、氧化溝工藝的發(fā)展展望
(一)一體化氧化溝的建造
氧化溝雖然在整個污水處理中屬于一個獨立的單元，但是其工藝在前后工序上是連續(xù)的。因此，在工藝發(fā)展越來越先進的基礎上，對于反應的時機與效率的把控會越來越好。這樣就使得一體化氧化溝要集曝氣、沉淀功能為一體，這樣不但節(jié)省了工藝步驟，也能大大提高運行效率。這樣的工藝一般要進行氧化溝在形態(tài)上的改變，要設置沉淀器以及循環(huán)泵，要將沉淀器置于氧化溝的部位進行區(qū)分，既不妨礙曝氣，又能夠有序的進行沉淀。這樣的好處一是可以縮短工藝流程，降低成本，還能節(jié)省凈化水質(zhì)中的能量消耗。
(二)改良型氧化溝工藝
隨著污水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，生物除有機物以及脫氮除磷的方式方法有很多，已經(jīng)有幾十年歷史的污泥系統(tǒng)除有機物的方式也在進行著不斷的改良。氧化溝工藝在污水處理中的改良應用，表現(xiàn)在以下形式。一是一體化氧化溝的側(cè)溝固液分離技術(shù)融合，二是硝化反硝化、三溝串連的融合，三是氧化溝與倒置A2/O的優(yōu)勢集約組合。
(三)氧化溝工藝的發(fā)展方向
隨著我國對污水處理技術(shù)的研究與投入的增加，污水處理廠不但要給大眾服務，還要見到經(jīng)濟效益。因此，在氧化池處理過程中，對于占地、工時、能耗上的節(jié)約是污水處理廠需要主要改進的方向。生物除有機物以及脫氮除磷的技術(shù)有很多，而且在不斷的創(chuàng)新中。根據(jù)我國的實際情況采用高效、低耗的污水處理技術(shù)，并且穩(wěn)定的應用起來，是污水處理廠急需解決的問題。
為使氧化溝工藝更好地應用于污水處理，應從以下幾方面進行探索研究：一是提高效脫氮除磷效率，尤其是提高脫氮效率；二是降低氧化溝的能耗，曝氣運行方式對于能源的浪費很大，很多是無用功，因此要加強此方面的研究；三是研制新型曝氣循環(huán)設備，提高氧利用率；四是提高自動化監(jiān)控與數(shù)據(jù)采樣水平；五是合理加入填料，實現(xiàn)膜法和泥法的聯(lián)用技術(shù)。六是提高氧化溝工藝高效的自動化與智能化水平。
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