污水处理工厂改进的氧化沟技术

改良型卡鲁塞尔氧化沟是一种具有A2O工艺特点的氧化沟工艺，在我国污水处理工程中得到广泛应用。氧化沟工艺的运行效果与设计和运行密切相关。规范中设计参数的参考值较宽，设计中很难得到准确的值，导致设计目标与工程结果存在偏差。根据实际运行参数和基础数据，对各类技术参数进行全面系统的分析评价，提出指导性的优化建议，提高今后新项目的决策水平。

一、项目概况

河南省巩义市A 污水处理厂总设计规模5万m3/d，分两期建设运行，一期2万m3/d，二期3万m3/d，主体生物处理工艺采用改良型卡鲁塞尔氧化沟，一级深度处理工艺采用机械反应斜板沉淀池+深床脱氮滤池，二级深度处理工艺采用机械混凝平流沉淀池+V型滤池，二级深度处理工艺采用污泥处理工艺采用重力浓缩+带式压滤+石灰稳定干化技术，脱水后的污泥含水率达到60%后运至填埋场。工厂第一阶段的工艺流程如图1所示。

2018年下半年以来，该厂污泥产量剧增，污泥处理系统一度超负荷运行。生化系统中的污泥膨胀和剩余污泥排放不及时导致后续沉淀和过滤单元中的污泥运行。中期技术改造实施前，仍存在能耗高、出水TN不稳定等问题。针对上述问题，从水量水质、氧化沟运行、技术参数比较、能耗指标等方面对氧化沟技术合理性进行了评价，并根据技术改造对结论进行了验证。

二、实际运行水量和水质

2.1流水量

2017年1月至2019年7月，日均取水约42000 m3/d，达到设计规模的84%。植物每小时的取水量波动很大，高时的取水量是低时的2.5倍。在高负荷运行条件下，瞬时水量的变化对电厂污水处理系统的负荷影响很大。

2.2实际运行的进、出水水质

根据上一年的运行记录，工厂实际进出水水质结果见表1。

一般来说，工厂的实际水质高于设计水质。进水bo D5/COD≥0.45，BOD5/TN≥4，污水可生化性好。根据全年各项水质指标统计，COD、BOD5、NH3-N等指标显示出优良的处理效果，TN、TP一直基本稳定，保持在一级A标准以内。

三。氧化沟的运行分析

3.1氧化沟设计概述

一期共有两组氧化沟，其中一期原氧化沟设计规模为75万m3/d，新建氧化沟设计规模为1250万m3/d，在原氧化沟后期技术改造中，先后实施了改表曝为底曝、改建缺氧池、增加动力内回流、更换潜水推进器等措施。一级氧化沟有独立的缺氧段和匹配功率的潜水推进器，但只实施了功率内回流改造。

3.2运营分析

3.2.1沿途氮指标分析

总的来说，市政污水处理的主要难点是TN去除率。为了准确评价生化池的脱氮性能，本次技术改造后，沿轨道对一期原氧化沟各功能区进行了分析评价，结果见图2。

一级氧化沟进水氨氮在好氧阶段后显著下降，硝态氮在好氧阶段逐渐上升，说明生化系统硝化作用良好。缺氧阶段后氧化沟进水中硝酸盐氮浓度下降了约一半，表明生化系统具有一定的反硝化作用。氧化沟出水TN低于15mg/L，符合出水标准，但进出水TN相差不到一半，系统脱氮效率一般。

经过缺氧阶段和好氧阶段后，第一阶段升级的氧化沟进水中的氨氮显著下降，表明生化系统的硝化作用良好。缺氧阶段后氧化沟进水中硝酸盐氮略有下降，好氧阶段略有上升。前者表明低浓度硝态氮条件下反硝化不明显，后者表明好氧阶段氨氮含量较低。氧化沟出水TN低于15mg/L，符合出水标准，但进出水TN相差一半以上，因此系统的脱氮效率优于原氧化沟第一阶段(见图3)。

3.2.2氧化沟技术参数评估

为了准确评价生化池的技术性能，在实际工况下对氧化沟的技术参数进行了计算，并对进出水水质和水温条件下氧化沟技术参数的理论值进行了测量和比较，见表2和表3。

根据计算结果，第一氧化沟的实际水力停留时间和泥龄不能满足设计要求。系统实际脱氮率不到计算设计值的一半，检测点缺氧池DO为0.15~0.20mg/L/L，分析原因如下。

1)由于环境条件，反硝化细菌没有成为优势菌群。

VFAs在2)BOD中的比例较低，降低了系统的反硝化速率。

3)池内搅拌混合不充分。

3.2.3污泥产量和污泥指数分析

系统实际污泥浓度为5~6g/L，高于设计推荐值。根据分析，本项目实际进水碳、氮、磷指标明显高于设计值，工厂瞬时进水变化较大。为了适应较高的有机负荷，生化系统的污泥浓度偏高。为了避免污泥膨胀或更多的死污泥造成二沉池漏泥的问题，需要增加剩余污泥的排放量，这也是该厂污泥产量高的主要原因。

3.3能耗分析

氧化沟供氧系统是污水处理厂能耗较高的一个环节。一级原氧化沟采用空气悬浮离心风机，综合能耗约1500kWh，吨电耗0.268kwh/m3；一期新建氧化沟采用倒伞曝气机，综合能耗约3116kWh，水电能耗0.335kWh/m3。因此，传统的表面曝气在节能方面明显不如新型离心风机。

四。技术鉴定

巩义某厂采用改良型卡鲁塞尔氧化沟工艺处理城市生活污水，对COD、BOD、氨氮等有良好的处理效果。TN和TP虽然接近限值，但基本能达到一级A处理标准。总体评价不错。该厂生化池设计存在以下问题。

1)氧化沟设计池容量太小，停留时间不足。主要原因是设计阶段预测的进水水质与实际情况相差较大。

2)技术改造后的氧化沟外回流和内回流的改造点位置不佳，影响回流效果。

3)供氧方式仍采用表面曝气，运行能耗高。

动词 （verb的缩写）结论。

对于改良型Carrousel氧化沟的设计参数，建议污泥负荷为0.05~0.08kgBOD5/(kgMLSS？d)如果没有反硝化速率的实验条件，建议取0.02 ~ 0.03 kno 3-N/(kg mlss？d)设计泥龄应不低于15d。计算的系统需氧量通常大于实际运行需氧量。对于以生活污水为主的污水处理厂房工程，若计算气水比大于5，建议风机按气水比5∶1配置，并设置变频，一般可满足运行要求。

对于氧化沟改造工程，应明确几个改造思路。

1)将表面曝气改为底部曝气。

2)改造后的生化池应分为独立的生物选择区、厌氧区和缺氧区，缺氧区采用内循环通道，保证混合均匀，避免短流。

3)增加内回流泵和多点进水功能，保证内回流、外回流和生化池总进水口在同一位置。

4)厌氧段和缺氧段改为完全混合或内循环，保证污水和活性污泥充分接触混合。

5)内回流泵的出口宜设在水面以下，并利用闸门底部多点取水，避免跌水和充氧。(来源:北控(杭州)生态环境投资有限公司；巩义北控水务有限公司)

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