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氧化溝法
一、概述及特性：
氧化溝又稱(chēng)循環(huán)曝氣池，其曝氣池呈封閉的溝渠形，廢水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動(dòng)，因此被稱(chēng)為“氧化溝”。實(shí)際上它是活性污泥法的一種變型，因為廢水和活性污泥的混合液在環(huán)狀的曝氣渠道中不斷循環(huán)流動(dòng)，也有稱(chēng)其為 “無(wú)終端的曝氣系統”。
二、工藝特征：
與傳統活性污泥法曝氣池相比，氧化溝具有下列各項特征：
1、結構方面氧化溝的構造形式多樣化、運行靈活。氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，平面多為橢圓形、圓形或馬蹄形，總長(cháng)可達幾十米，甚至百米以上。氧化溝可以是單溝或多溝系統。多溝系統可以是一組同心的互相連通的溝渠，也可以是互相平行、尺寸相同的一組溝渠。單池的進(jìn)水裝置比較簡(jiǎn)單，只要伸入一根進(jìn)水管即可，如雙池以上平行工作時(shí)，則應設配水井。出水一般采用溢流堰式，通過(guò)調節出水溢流堰的高度可以改變氧化溝的水深，進(jìn)而改變曝氣裝置的淹沒(méi)深度，使其充氧量適應運行的需要，并可對水的流速起一定的調節作用。
2、水流混合方面從水流混合特征出發(fā)，可將活性污泥系統區分為推流式和完全混合式兩大類(lèi)，氧化溝界于推流式和完全混合式之間，或者說(shuō)基本上是完全混合式，同時(shí)又具有推流式的某些特征。水流在曝氣溝渠中的流速v 為0.3～0.5 米／秒?？梢?jiàn)，如果著(zhù)眼于整個(gè)氧化溝，即以較長(cháng)的時(shí)間間隔為觀(guān)察基礎，可以認為氧化溝是一個(gè)完全混合池，其中的污水水質(zhì)幾近一致，原水一進(jìn)入氧化溝，就會(huì )被幾十倍甚至上百倍的循環(huán)流量所稀釋?zhuān)虼搜趸瘻虾推渌耆旌鲜降幕钚晕勰嘞到y一樣，適宜于處理高濃度有機廢水，能夠承受水量和水質(zhì)的沖擊負荷。但如果著(zhù)眼于氧化溝中的某一段，即以較短的時(shí)間間隔為觀(guān)察基礎，就可以發(fā)現某些推流式的特征。因為在氧化溝中曝氣裝置并不是沿池長(cháng)均布而是只要裝在某幾處，在曝氣器下游附近地段，水流攪動(dòng)激烈，溶解氧濃度較高，但隨著(zhù)與曝氣器距離的不斷增加，水流攪動(dòng)變緩，溶解氧濃度不斷減少，還可能出現缺氧區。這種水流攪動(dòng)情況和溶解氧濃度沿池長(cháng)變化的特征，十分有利于活性污泥的生物凝聚作用。且可利用來(lái)進(jìn)行硝化、反硝化，達到生物脫氮的目的。
3、工藝方面氧化溝工藝流程簡(jiǎn)單，構筑物少，運行管理方便?？煽紤]不設初沉池，也可考慮不單設二次沉淀池，使氧化溝與二次沉淀池合建，可省去污泥回流裝置。BOD負荷低，同活性污泥法的延時(shí)曝氣系統類(lèi)似，對水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強的適應性；污泥齡（生物固體平均停留時(shí)間）一般可達15~30d，為傳統活性污泥系統的3~6倍?？梢源婊?、繁殖世代時(shí)間長(cháng)、增殖速度慢的微生物，如硝化菌，在氧化溝內可以產(chǎn)生硝化反應。一般的氧化溝能使污水中的氨氮達到95%~99%的硝化程度，如設計、運行得當，氧化溝能夠具有反硝化脫氮的效果。因此，氧化溝處理效果穩定、出水水質(zhì)好。
由于活性污泥在系統中的停留時(shí)間很長(cháng)，排出的剩余污泥已得到高度穩定，因此只需進(jìn)行濃縮和脫水處理，從而省去了污泥消化池。
三、氧化溝的設備：
1、曝氣設備的功能
（1）曝氣充氧；
（2）推動(dòng)水流作不停的循環(huán)流動(dòng)，防止活性污泥沉淀；
（3）攪拌水流，使有機物、微生物及氧三者充分混合、接觸。
2、常用的氧化溝曝氣設備有：刷或轉盤(pán)；表面曝氣機。
（1）水平軸曝氣轉刷或轉盤(pán)調整轉速和浸沒(méi)深度，可改變其充氧量，適應不同的工作條件。采用曝氣轉刷時(shí)，曝氣溝渠的水深一般不超過(guò)2.5m，但也有采用至3.0m 的。
（2）垂直軸表面曝氣機主要特點(diǎn)：葉輪高度較大，上口呈敞開(kāi)形，葉片呈旋轉雙曲面曲線(xiàn)。因此它兼顧了充氧、推動(dòng)和強烈攪拌的作用。除具有較高的充氧動(dòng)力效率外，尚具有較大的提升推動(dòng)能力，可增加氧化溝水深，縮小其占地面積，氧化溝水深達3.6～5.5m 。因此，為保證氧化溝溝內流速，這類(lèi)表曝機不必另設推流設備；要注意的是調整表曝機充氧量宜用調整水位，而不宜調整外緣線(xiàn)速。強烈攪拌能使活性污泥加速更新，提高生物處理效果。
（3）傘型表曝機國內生產(chǎn)的曝氣機葉輪葉片屬直板直線(xiàn)型的。它適用于表面曝氣池，能起到曝氣池充氧作用，不能滿(mǎn)足上述氧化溝的三個(gè)功能要求。這種表曝機葉片上口封閉，以避免攪拌水體向上飛濺。其他曝氣設備，諸如射流曝氣、鼓風(fēng)曝氣等也可用于氧化溝，但在應用上比較少見(jiàn)。
四、工藝的類(lèi)型：
當前氧化溝有以下幾種
1、卡羅塞氧化溝
卡魯塞爾氧化溝系統是由多溝串聯(lián)氧化溝及二次沉淀池、污泥回流系統組成，進(jìn)水與活性污泥混合后沿箭頭方向在溝內作不停的循環(huán)流動(dòng)。采用垂直安裝的低速表面曝氣機，每組溝渠安裝一個(gè)，均安設在一端，因此形成了靠近曝氣器下游的富氧區和曝氣器上游以及外環(huán)的缺氧區。這不僅有利于生物凝聚，使活性污泥易于沉淀，而且創(chuàng )造了良好的生物脫氮的環(huán)境。如前所述，卡魯塞爾氧化溝由于采用了表面曝氣機，其水深可采用3.6～5.5m，溝內水流速度約為0.3～0.5m/s。由于表曝機周?chē)木植康貐^能量強度比傳統活性污泥法曝氣池中的強度高得多，因此氧的轉移效率大大提高。當有機負荷較低時(shí)，可以停止某些表曝機的運行或降低水位，在保證水流攪拌混合循環(huán)流動(dòng)的前提下，節約能量消耗。其BOD5 去除率可達95～99％，脫氮效率可達90％，除磷效率約為70～80％，如配以投加鐵鹽，除磷效率可達95％。主要問(wèn)題是發(fā)現氧化溝中有污泥沉淀現象，最大積泥高度達1.0m 以上，并有污泥成團上翻。說(shuō)明推動(dòng)力尚不能滿(mǎn)足需要。此外，實(shí)際運行的動(dòng)力費用也較原設計值為高。
2、交替工作氧化溝系統交替工作氧化溝系統，有二溝和三溝兩種交替工作氧化溝系統。二溝氧化溝由容積相同的兩池組成，串聯(lián)運行，交替作為曝氣池和沉淀池，無(wú)需設污泥回流系統。該系統處理水質(zhì)優(yōu)良，污泥也比較穩定。缺點(diǎn)是曝氣轉刷的利用率低。三池交替工作氧化溝應用較廣。兩側的兩池交替地作為曝氣池和沉淀池。中間池則一直為曝氣池，原污水交替地進(jìn)入兩側的兩池，處理水則相應地從作為沉淀池的中間池流出。三池交替氧化溝不但能夠去除BOD，還能完成脫氮和除磷的目的。這種系統無(wú)需污泥回流系統。
3、奧貝爾型氧化溝系統奧貝爾氧化溝是由多個(gè)呈橢圓形或圓形同心溝渠組成的氧化溝系統。這種氧化溝系統多采用三層溝渠，最外層溝渠的容積最大，約為總容積的60%～70%,第二層溝渠為20%～30%，第三層溝渠則僅占10%左右。
奧貝爾型氧化溝系統的特點(diǎn)：
a、曝氣設備均采用曝氣轉盤(pán)。由于曝氣盤(pán)上有大量的楔行突出物，增加了推進(jìn)混合和充氧效率，水深可達3.5～4.5m。
b、圓形或橢圓形的平面形狀，比渠道較長(cháng)的氧化溝更能利用水流慣性，可節省推動(dòng)水流的能耗。
C、多渠串聯(lián)的形式可減少水流短流現象。
由于奧貝爾氧化溝屬于多反應器系統，在一定程度上有利于難降解有機物的去除，抗沖擊負荷能力強，處理工業(yè)廢水較其他類(lèi)型氧化溝有更好的適應性。
