孫紅偉 皮建輝

廣東省環(huán)境保護(hù)工程研究設(shè)計(jì)院

一體化氧化溝技術(shù)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理中的應(yīng)用研究

孫紅偉 皮建輝

廣東省環(huán)境保護(hù)工程研究設(shè)計(jì)院

以沉淀池為中心的同心圓式一體化A/A/O微曝氧化溝工藝實(shí)現(xiàn)了污泥短程回流，將微孔曝氣和水下推動(dòng)器聯(lián)合使用，提高了固液分離效率，一體化占地小，能耗低，運(yùn)行方式更為靈活，特別適合中小城市城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)。具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理；一體化氧化溝；A2/O工藝

1 污水處理工藝現(xiàn)狀

我國(guó)城市污水處理事業(yè)經(jīng)過(guò)了“十五”和“十一五”的飛躍發(fā)展，取得了極大的進(jìn)步。按《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》推薦，在對(duì)氮、磷污染物有控制要求的地區(qū)，一般選用A/O法、A2/O氧化溝法、SBR法、水解好氧法和生物濾池法等。自1980年以來(lái)，Rabinowitz和Marais在對(duì)Phoredox工藝的研究中，提出3階段的Phoredox工藝，即為傳統(tǒng)的A2/O工藝。A2/O工藝是20世紀(jì)70年代，由美國(guó)的一些專家在厭氧-好氧（An-O）法脫氮工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的，其宗旨是開發(fā)一項(xiàng)能夠同步脫氮除磷的污水處理工藝。隨著A2/O工藝的不斷地發(fā)展和完善，涌現(xiàn)出一大批變形的A2/O工藝，如改良A2/O工藝、UCT工藝、MUCT工藝、倒置A2/O工藝等等，這些工藝在世界范圍內(nèi)的污水處理工程中相繼得到了應(yīng)用。近年來(lái)，水體的富營(yíng)養(yǎng)化，促使我們更加注重對(duì)污水除磷脫氮機(jī)理的研究。A2/O工藝兼有脫氮除磷的功能，加上其工藝流程的簡(jiǎn)單性，一直備受污水處理行業(yè)研究者和設(shè)計(jì)者的青睞。

2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理存在問(wèn)題

“十二五”期間，為了加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，促進(jìn)節(jié)能減排，我國(guó)城市污水處理廠的建設(shè)重點(diǎn)將由城市轉(zhuǎn)向建制鎮(zhèn)和廣大農(nóng)村。與城市污水處理廠相比，鎮(zhèn)級(jí)污水廠規(guī)模小，一般規(guī)模小于3萬(wàn)噸/天，以1萬(wàn)噸/天居多數(shù)，同時(shí)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠主要分布在各鎮(zhèn)，相互之間距離較遠(yuǎn)，比較分散。除此之外，采用傳統(tǒng)工藝的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠還有以下問(wèn)題：（1）鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理體系混亂，實(shí)際污水處理廠水質(zhì)、水量和污水處理系統(tǒng)利用率也差異明顯；（2）運(yùn)行成本較高，經(jīng)營(yíng)管理困難，考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的需要，污水處理廠設(shè)計(jì)、建設(shè)的規(guī)模容量較大，造成污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷低，運(yùn)行成本較高；（3）綜合管理體制不到位，管理困難，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠大多規(guī)模不大且比較分散，污水處理設(shè)施的運(yùn)行狀況監(jiān)管困難，污水處理廠運(yùn)行人員缺乏專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，沒有良好的控制系統(tǒng)，造成水廠管理運(yùn)行困難重重。對(duì)于鎮(zhèn)級(jí)水廠的建設(shè)迫切需要從適合的水廠建設(shè)工藝和控制方面改進(jìn)，設(shè)計(jì)緊湊高效的小型污水處理一體化裝置，結(jié)合科學(xué)的管理系統(tǒng)，以推進(jìn)城鄉(xiāng)污水處理技術(shù)的發(fā)展。

3 一體化氧化溝的技術(shù)現(xiàn)狀及特點(diǎn)

3.1 一體化氧化溝的技術(shù)現(xiàn)狀

一體化氧化溝規(guī)模型開發(fā)研究始于八十年代。國(guó)內(nèi)使用的D型氧化溝、T型氧化溝等也屬于一體化技術(shù)的范疇。這里所說(shuō)的一體化氧化溝是指曝氣凈化與固液分離操作同在一個(gè)構(gòu)筑物中完成，在國(guó)內(nèi)不少單位研究的是將沉淀池附著在氧化溝的一側(cè)，在氧化溝的出水側(cè)設(shè)一沉淀池。廣東地區(qū)一體化微曝氧化溝已經(jīng)開發(fā)出了多種溝型，根據(jù)厭氧區(qū)，缺氧區(qū)，好氧區(qū)布局位置的不同，可概括為三類：厭氧外置式、分段折流式、分圈環(huán)流式一體化氧化溝。這三種形式在廣東省內(nèi)都有工程實(shí)踐，如英德市浛洸鎮(zhèn)污水處理廠，惠州沙田鎮(zhèn)污水處理廠，惠州永湖鎮(zhèn)污水處理廠等。一體化氧化溝在處理這些中小城鎮(zhèn)污水，因其用地省，工藝緊湊，土建施工快的特點(diǎn)，受到廣泛好評(píng)。

在近幾年的發(fā)展過(guò)程中，一體化微曝氧化溝有很多傳統(tǒng)氧化溝不具備的優(yōu)點(diǎn)，最根本的是以下幾點(diǎn)：首先是進(jìn)一步解決了普通氧化溝占地大的問(wèn)題，采用微孔鼓風(fēng)曝氣避免受表曝機(jī)約束氧化溝池深較淺的問(wèn)題，把沉淀池合建在氧化溝中，大大的節(jié)約了使用面積和管道，減少了基建的投資。同時(shí)由于實(shí)現(xiàn)的是一體化的工藝，使得整個(gè)工藝過(guò)程中，操作就更為方便、簡(jiǎn)單。正是由于一體化氧化溝不但有著A/A/O微曝氧化溝的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又在很多方面改善了傳統(tǒng)氧化溝的不足，適合我國(guó)現(xiàn)在的國(guó)情。

3.2 同心圓一體化氧化溝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)

表1：常規(guī)A/A/O微曝氧化溝與一體化微曝氧化溝工藝參數(shù)比較（5000噸/天）

以沉淀池為中心的同心圓式一體化A/A/O微曝氧化溝縮短了工藝流程，利用了輻流沉淀池沉淀效果好的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了污泥短程回流，同時(shí)微孔曝氣和水下推動(dòng)器聯(lián)合使用，固液分離效率高，運(yùn)行方式更為靈活。一體化氧化溝在工程投資、占地和能耗上具有極大的優(yōu)勢(shì)，是非常適合我國(guó)國(guó)情的一種污水處理新的先進(jìn)技術(shù)，特別適合中小城市城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)。

經(jīng)過(guò)大量的工程實(shí)踐比較，發(fā)現(xiàn)A/A/O同心圓一體化微曝氧化溝工藝單體規(guī)模小于10000噸/天時(shí)，有著明顯的優(yōu)勢(shì)，主要包括：平面布置為同心圓式，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，將不同功能的反應(yīng)器以功能分區(qū)的形式融合在同一空間中，免去了各空間之間的管道輸水調(diào)配；這些優(yōu)點(diǎn)表明，更加適合在鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)的小型水廠項(xiàng)目中推廣。對(duì)同心圓式一體化A/A/O微曝氧化溝的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)形式比較見表1。從表1可以看出，在在小規(guī)模污水處理廠方面由于氧化溝及二沉池分開建設(shè)，占地面積較大，工程成本較高。而A/A/O同心圓一體化微曝氧化溝工藝在小規(guī)模城鎮(zhèn)污水處理廠方面具有占地小，布局緊湊，建設(shè)成本低、管理方便的優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)論

傳統(tǒng)的A/A/O氧化溝的主體工藝是由氧化溝、沉淀池、污泥回流、混合液回流等單元組成，一般由三個(gè)單獨(dú)的構(gòu)筑物組成。在對(duì)傳統(tǒng)A/A/O微曝氧化溝工藝的污水污泥流態(tài)進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)A/A/O微曝氧化溝的氧化溝、沉淀池、回流泵房三個(gè)單體以多個(gè)同心圓的方式結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)整體，稱為同心圓一體化A2/O微曝氧化溝。通過(guò)采用圓的結(jié)構(gòu)和池體之間共用池壁的形式可節(jié)省土建投資、節(jié)省用地、節(jié)省管道和水頭損失。從而降低了建設(shè)投資成本，并同時(shí)具有操作更加簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本更低的優(yōu)點(diǎn)，滿足了鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)污水處理廠建設(shè)的需求。

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