中小城鎮污水處理廠生物除磷脫氮工藝的選擇
時間：2007-06-20 來源： 作者：
氧化溝實際上是活性污泥法的一種變形，它的水力流態和普通活性污泥法相差較大，是一種首尾相接的循環流，通常采用延時曝氣。氧化溝是荷蘭人二戰后為處理小城鎮污水而開發的，由于氧化溝處理污水經濟、簡單和管理方便，所以它問世以來，發展很快。
嚴格地說，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但是隨著氧化溝技術的發展，它早已超出原先的實踐范圍，出現了一系列除磷脫氮技術與氧化溝技術相結合的污水處理工藝流程。
按照運行方式，氧化溝可以分為連續工作式、交替工作式和半交替工作式。連續工作式氧化溝如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國應用比較多，這些氧化溝通過設置適當的缺氧段、厭氧段、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。
交替工作式氧化溝一般采用合建式，多采用轉刷曝氣，不設二沉池和污泥回流設施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續式氧化溝和SBR工藝的一些特點，可以根據水量水質的變化調節轉刷的開停，既可以節約能源，又可以實現最佳的除磷脫氮效果。廣東雁田污水廠(近期規模1.5萬噸/d)采用的是雙溝式氧化溝工藝。邯鄲東污水廠(一期工程規模6.6萬噸)采用的是三溝式氧化溝工藝。
一般交替式氧化溝工藝的設備閑置率比較高，容積利用率比較低，如邯鄲東污水廠的設計污泥星系數為O.55，實際為O.48，D型氧化溝曝氣轉刷的實際利用率只有37.5%。
五 SBR工藝的特點、各種形式和適用情況
SBR工藝的基本特征是在一個反應池中完成污水的生化反應、沉淀、排水、排泥，處理設施比一般氧化溝還要簡單。SBR工藝的概念和操作靈活性使其易于引入厭氧/好氧除磷過程或缺氧/好氧除氮過程，通過調整運行周期以及控制各工序時間的長短，可實現對氮磷的高效去除。
SBR工藝有很多種類型，除了常規SBR工藝之外，還有DAT-IAT工藝，Unitank工藝、CAST及CASS工藝、ICEAS工藝等。ICEAS工藝和DAT-IAT工藝均采用連續進水方式，使進水的控制系統變得簡單，但是因為主反應區前面缺乏一個厭氧段，因此，除磷的效果不夠理想，DAT-IAT工藝的回流比比較大，運行費用偏高。上海石洞口污水處理廠采用的是Unitank工藝；昆明第三污水處理廠采用的是ICEAS工藝；天津經濟技術開發區污水處理廠(設計規模10萬噸/日)采用的是DAT-IAT工藝。
和合建式氧化溝一樣，因為在一個較長停留時間的曝氣系統內，只有50%左右的池容用于曝氣，SBR工藝的容積利用率也不高。
六 SBR工藝和氧化溝工藝的比較
如前所述，SBR工藝和氧化溝工藝都比較適合于中小型污水廠，如果設計管理的好，都可以取得比較好的除磷脫氮效果。但是這兩種工藝又各有優缺點，分別適用于不同的情況。
1.SBR工藝由于采用合建式，不需要設置二沉地，同時由于采用微孔曝氣，可以采用的水深一般為4～6m，比一般氧化溝的水深(3～4m)要深，因此在同樣的負荷條件下，SBR工藝的占地面積小，如果污水處理廠所在地的征地費用比較高，對SBR工藝有利。
2.SBR工藝中一個周期的沉淀時間是由活性污泥界面的沉速、MLSS濃度、水溫等因素確定的，渾水時間是由潷水器的長度、上清液的潷除速率等因素決定的，對于一個固定的反應系統，沉淀時間和潷水時間的和基本上是固定的，一般都不應小于2小時，因此，每個周期的時間短，反應時間所占的比例就低，反應池的容積利用系數降低。對于對污泥穩定要求不高的污水廠，選擇SBR工藝不利。(合建式氧化溝工藝也有這個缺點)。
3.SBR工藝和交替式氧化溝需要頻繁地開停進水閥門，曝氣設備，潷水器等，因此，對自控設備的要求比較高，目前，某些國產設備的質量尚不過關，如果考慮進口，自控系統所占的投資比例將增加，而且將增大維修費用。
4.在寒冷的氣候條件下，因為表面爆氣器會造成表面冷卻或者結冰，降低污水的溫度，而污水的溫度降低，對生化反應尤其是硝化反應的影響較大，所以，在寒冷地區，采用氧化溝工藝，需要采取一些特殊措施，如將氧化溝加蓋，而這些措施都使氧化溝工藝在和其它工藝競爭中，處于不利的地位。
5.在一些水量非常小的小城鎮，夜間幾乎沒有污水產生，這時候SBR工藝和交替式氧化溝工藝有優越性，曝氣設備可以白天運轉，夜間停止運行。
七 SBR工藝和氧化溝工藝比較的一個實例
某開發區污水處理廠工程，設計規模5萬噸/日，變化系數1.40，設計進出水水質如下：
BOD5
COD
SS
NH3-N
TP
進水
160
400
250
35
2
出水
30
120
30
25
1
采用氧化溝工藝(CAST工藝)和三溝式氧化溝工藝進行工藝比較，結果如下表：
項目
CAST工藝
氧化溝工藝
備注
總泥齡(d)
25
25
設備總功率(KW)
908
1695
實際使用功率(KW)
585
732
設備利用系數
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