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A2/O工藝、氧化溝、A/O 工藝、SBR工藝、CAST工藝(1)

文章出處:百度文庫 人氣:發表時間:2020-04-30 08:23

一、A2/0工藝

1.基本原理

A2/0工藝是Anaerobic-Anoxic-0xic的英文縮寫,它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達到:BOD5和ss為90%、95%,總氮為70%以上,磷為90%左右,一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/0工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法,運行管理要求高,所以對目前我國國情來說,當處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養化,從而影響給水水源時,才采用該工藝。

2. A2/0工藝特點:

(1)污染物去除效率高,運行穩定,有較好的耐沖擊負荷。

(2)污泥沉降性能好。

(3)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合,能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。

(4)脫氮效果受混合液回流比大小的影響,除磷效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態氧的影響,因而脫氮除磷效率不可能很高。

(5)在同時脫氧除磷去除有機物的工藝中,該工藝流程最為簡單,總的水力停留時間也少于同類其他工藝。

(6)在厭氧—缺氧—好氧交替運行下,絲狀菌不會大量繁殖,SVI一般小于100,不會發生污泥膨脹。

(7)污泥中磷含量高,一般為2.5%以上。

3. A2/0工藝的缺點

反應池容積比A/0脫氮工藝還要大;污泥內回流量大,能耗較高;用于中小型污水廠費用偏高;沼氣回收利用經濟效益差;污泥滲出液需化學除磷。

二、氧化溝

1、氧化溝技術

氧化溝(oxidation ditch)又名連續循環曝氣池(Continuous 1oop reactor),是活性污泥法的一種變形。氧化溝污水處理工藝是在20世紀50年代由荷蘭衛生工程研究所研制成功的。自從1954年在荷蘭首次投入使用以來。由于其出水水質好、運行穩定、管理方便等技術特點,已經在國內外廣泛的應用于生活污水和工業污水的治理。至今,氧化溝技術己經歷了半個多世紀的發展,在構造形式、曝氣方式、運行方式等方面不斷創新,出現了種類繁多、各具特色的氧化溝。

從運行方式角度考慮,氧化溝技術發展主要有兩方面:一方面是按時間順序安排為主對污水進行處理;另一方面是按空間順序安排為主對污水進行處理。屬于前者的有交替和半交替工作式氧化溝;屬于后者的有連續工作分建式和合建式氧化溝。

目前應用較為廣泛的氧化溝類型包括:帕斯韋爾(Pasveer)氧化溝、卡魯塞爾(Carrouse1)氧化溝、奧爾伯(0rba1)氧化溝、T型氧化溝(三溝式氧化溝)、DE型氧化溝和一體化氧化溝。

2、從理論上講,氧化溝既具有推流反應的特征,又具有完全混合反應的優勢;前者使其具有出水優良的條件,后者使其具有抗沖擊負荷的能力。正是因為有這個環流,且有能量分區的緣故,使它具有其它許多污水生物處理技術所擁有的眾多優勢,其中最為顯著的優勢是工作穩定可靠。由于具有出水水質好,運行穩定,管理方便以及區別于傳統活性污泥法的一系列技術特征,氧化溝技術在污水處理中得到廣泛應用。據不完全統計,目前,歐洲己有的氧化溝污水處理廠超過2000多座,北美超過800座。氧化溝的處理能力由最初的服務人口僅360人,到如今的500萬~1000萬人口當量。不僅氧化溝的數量在增長,而且其處理規模也在不斷擴大,處理對象也發展到既能處理城市污水又能處理石油廢水、化工廢水、造紙廢水、印染廢水及食品加工廢水等工業廢水。
我國自20世紀80年代亦開始應用這項技術,隨著污水處理事業的極大發展,全國各地先后建起了不同規模、不同型式的氧化溝污水處理廠。目前在我國,采用氧化溝處理城市污水和工業廢水的污水處理廠已有近百家。

3、氧化溝工藝的研究新進展

通過對多種連續流生物除磷脫氮工藝時空關系的分析,并結合新的除磷脫氮理論,繼續貫徹簡易污水處理的思想,重慶大學的王濤、鐘仁超、劉兆榮、麥松冰等人對氧化溝工藝進行了改良。

3.1改良氧化溝池型的構建原則

改良氧化溝池型的構建是在一體化簡易污水處理技術的思想基礎上,依托于卡魯塞爾氧化溝、一體化氧化溝和奧貝爾氧化溝而建立的。它是以連續流的方式,不作專門的時空調配,通過空間分區和空間順序及對溶解氧的優化控制,將污水凈化(C、N、P的去除)和固液分離功能集于一體,以水力內回流的方式替代機械內回流的反應器。構建的總原則是以連續流的方式,在更少的和合理的空間中完成C、N、P和SS的同時去除。

3.2改良氧化溝池型

按上述構建原則,提出了如圖2所示改良型氧化溝模型。污水流入外溝經回流調節閘板后流經中溝和內溝,在各溝道內循環數十次到數百次,最終由固液分離器進行泥水分離出水。外一中-內溝道分別為好氧/缺氧交替區、厭氧區和好氧區,完成有機物的降解和同時脫氮除磷。
該模型著重在保留奧貝爾氧化溝硝化反硝化優勢,同時克服該工藝占地面積大的缺點。借鑒卡羅塞爾氧化溝跑道型溝道的構型和水力內回流方式,誠少了大回流比的機械設備;考慮將奧貝爾氧化溝的同心圓型溝道展開,去掉中心島的無效占地,同時又保留其三溝道串連、層層推進的流態特點。另外,將一體化氧化溝中的側溝固液分離器技術也揉合了進來,不設置單獨的二沉池并實現污泥的無泵自動回流。

3.3改良氧化溝的優化分析

(1)改良型氧化溝采用奧貝爾氧化溝三溝道串聯的特性,將各分區考慮成串聯,從而有利于難降解有機物的去除,并可減少污泥膨脹現象的發生。

(2)改良型氧化溝借鑒奧貝爾氧化溝的溶解氧梯度分布,具有較好的脫氮功能。在外溝道形成交替的好氧和大區域的缺氧環境較高程度地發生“同時硝化/反硝化”,即使在不設內回流的條件下,也能獲得較好的脫氮效果。由于外溝道溶解氧平均值很低,氧傳遞作用是在虧氧條件下進行的,所以氧的傳遞效率有所提高,有一定的節能效果,一般約節省能耗15%6 20%。加之外溝道內所特有的同時硝化/反硝化功能,節能效果更為明顯。內溝道作為最終出水的把關,-般應保持較高的溶解氧,但內溝道容積最小,能耗相對較低。

(3)改良型氧化溝將奧貝爾氧化溝布置相對困難的圓形或橢圓形溝型設計為環狀跑道型,降低了占地面積和工程造價。同時取消了無效占地的中心島,進一步節省占地面積和造價。

(4)改良型氧化溝借鑒卡羅塞爾氧化溝水力條件,使內溝的好氧區向外溝的缺氧區回流實現了水力內回流,簡化了處理環節、節省了設備和能耗。

(5)改良型氧化溝借鑒一體化氧化溝將集曝氣凈化和固液分離于一體的優勢,不單獨建二沉池和污泥回流泵站,污泥自動回流簡單、節能且節省占地和基建投資。

4結論

(1)氧化溝由于其出水水質好、運行穩定、管理方便等技術特點,在我國污水處理廠中有著較為廣泛的應用。

(2)改良型氧化溝模型借鑒了卡羅塞爾氧化溝的構型和內回流方式,引用了側溝式一體化氧化溝的側溝固液分離技術,同時保留了奧貝爾氧化溝三溝串連、層層推進的流態特點,是多種先進工藝的集成,是氧化溝技術研究的新進展。

(3)改良型氧化溝工藝具有系統簡單、管理方便、節約能耗、節省占地和減少基建投資等優點。

以下為幾種常見氧化溝的類型結構示意圖:

1. 基本原理

氧化溝又名氧化渠,因其構筑物呈封閉的環形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環流動,因此有人稱其為“循環曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長,有機負荷低,其本質上屬于延時曝氣系統。氧化溝一般由溝體、曝氣設備、進出水裝置、導流和混合設備組成,溝體的平面形狀一般呈環形,也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀,溝端面形狀多為矩形和梯形。

2.氧化溝工藝特點

(1)構造形式多樣性

基本形式氧化溝的曝氣池呈封閉的溝渠形,而溝渠的形狀和構造則多種多樣,溝渠可以呈圓形和橢圓形等形狀。可以是單溝系統或多溝系統;多溝系統可以是一組同心的互相連通的溝渠,也可以是相互平行,尺寸相同的一組溝渠。有與二次沉淀池分建的氧化溝也有合建的氧化溝,合建的氧化溝又有體內式和體外式之分,等等。多種多樣的構造形式,賦予了氧化溝靈活機動的運行性能,使他可以按照任意一種活 性污泥的運行方式運行,并結合其他工藝單元,以滿足不同的出水水質要求。

(2)曝氣設備的多樣性

常用的曝氣設備有轉刷、轉盤、表面曝氣器和射流曝氣等。不同的曝氣裝置導致了不同的氧化溝型式,如采用表曝氣機的卡魯塞爾氧化溝,采用轉刷的帕斯維爾氧化溝等等,與其他活性污泥法不同的是,曝氣裝置只在溝渠的某一處或者幾處安設,數目應按處理場規模、原污水水質及氧化溝構造決定,曝氣裝置的作用除供應足夠的氧氣外,還要提供溝渠內不小于0.3m/s的水流速度,以維持循環及活性污泥的懸浮狀態。

(3)曝氣強度可調節

氧化溝的曝氣強度可以通過兩種方式調節。-是通過出水溢流堰調節:通過調節溢流堰的高度改變溝渠內水深,進而改變曝氣裝置的淹沒深度,使其充氧量適應運行的需要。淹沒深度的變化對曝氣設備的推動力也會產生影響,從而可以對進水流速起到-定的調節作用;其二是通過直接調節曝氣器的轉速:由于機電設備和自控技術的發展,目前氧化溝內的曝氣器的轉速時可以調節的,從而可以調節曝氣強度的推動力。

(4)簡化了預處理和污泥處理

氧化溝的水力停留時間和污泥齡都比一般生物處理法長,懸浮裝有機物與溶解性有機物同時得到較徹底的穩定,姑氧化溝可以不設初沉池。由于氧化溝工藝污泥齡長,負荷低,排出的剩余污泥已得到高度穩定,剩余污泥量也較少。因此不再需要厭氧消化,而只需進行濃縮和脫水。

3.氧化溝工藝的缺點:

(1)污泥膨脹問題 當廢水中的碳水化合物較多,N、P含量不平衡,pH值偏低,氧化溝中污泥負荷過高,溶解氧濃度不足,排泥不暢等易引發絲狀菌性污泥膨脹;非絲狀菌性污泥膨脹主要發生在廢水水溫較低而污泥負荷較高時。微生物的負荷高,細菌吸取了大量營養物質,由于溫度低,代謝速度較慢,積貯起大量高粘性的多糖類物質,使活性污泥的表面附著水大大增加,sVI值很高,形成污泥膨脹。

(2)泡沫問題由于進水中帶有大量油脂,處理系統不能完全有效地將其除去,部分油脂富集于污泥中,經轉刷充氧攪拌,產生大量泡沫;泥齡偏長,污泥老化,也易產生泡沫。


(3)污泥上浮問題當廢水中含油量過大,整個系統泥質變輕,在操作過程中不能很好控制其在二沉池的停留時間,易造成缺氧,產生腐化污泥上浮;當曝氣時間過長,在池中發生高度硝化作用,使硝酸鹽濃度高,在二沉池易發生反硝化作用,產生氮氣,使污泥上浮;另外,廢水中含油量過大,污泥可能挾油上浮。

(4)流速不均及污泥沉積問題在氧化溝中,為了獲得其獨特的混合和處理效果,混合液必須以一定的流速在溝內循環流動。-般認為,最低流速應為0. 15m/s,不發生沉積的平均流速應達到0.3~0.5m/s。氧化溝的曝氣設備一般為 曝氣轉刷和曝氣轉盤,轉刷的浸沒深度為250~300mm,轉盤的浸沒深度為480~530mm。與氧化溝水深(3.0~3.6m)相比,轉刷只占了水深的1/10~1/12,轉盤也只占了1/6~1/7,因此造成氧化溝上部流速較大(約為0.8~1.2m,甚至更大),而底部流速很小(特別是在水深的2/3或3/4以下,混合液幾乎沒有流速),致使溝底大量積泥(有時積泥厚度達1.0m),大大減少了氧化溝的有效容積,降低了處理效果,影響了出水水質。


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