氧化沟的工艺特色及应用

氧化沟（OxidationDitch，OD）又称为连续循环式反应器（ContinuousLoopReactor，CLR），是活性污泥法的一种变型，属于延时曝气活性污泥法。1920年，在英国Sheffield建成了采用桨板曝气机充氧的沟渠形污水处理厂，但曝气效果不理想，被认为是现代氧化沟的雏形。此后，氧化沟经过广泛应用和不断发展，在污水处理中凸显出其独特的特色和优良的处理效果而博得世人青睐。 我国于20世纪80年代开始引进和研究这项技术，现已日益应用于城市污水以及石油废水、化工废水、造纸废水、印染废水和食品加工废水等工业废水处理之中。 1. 氧化沟工艺的特色 氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。 ① 具有推流式和完全混合式的特色，可有力地战胜短流和提高缓冲能力 由于混合液在反应池中循环流动，因此，在短期内呈推流状态，而在长期内又呈混合状态。同时，污水在沟内的停留时间较长，这就要求沟内有较大的循环流量，进入沟内的污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟既可杜绝短流又可以提供很大的稀释倍数，从而提高缓冲能力，有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有不错的处理能力。 ② 具有明显的溶解氧浓度梯度，有利于形成硝化-反硝化的生物处理条件 混合液在曝气区内溶解氧浓度较高，然后在循环流动中逐步下降，到下游区溶解氧浓度很低，基本上处于缺氧状态，出现明显的溶解氧浓度梯度，从而形成硝化-反硝化条件，有利于氮的去除，同时还可以通过反硝化很好地补充硝化过程当中消耗的碱度。 ③ 功率密度不均匀分配有利于氧的传质、液体混合和污泥絮凝 传统曝气的功率密度一般仅为20－30瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒－1。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒－1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。 ④ 整体功率密度较低，节省能源 氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需战胜沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗下降20%－30%。 2. 氧化沟工艺的应用类型 氧化沟自创造以来，以其优良的处理能力、简便的维护管理博得世人的瞩目，现已发展为2种组合形式（与沉淀池分建式或合建式）、3种工作模式（交替式、半交替式和连续式），共计20多种的类型。 3. 氧化沟工艺的应用缺点 ① 占地面积大 氧化沟是一种延时曝气活性污泥法，负荷低，曝气池的池容大，所需相关设备投资大，应用受到场地、设备等限制。 ② 污泥易沉积 这是氧化沟工艺的最大问题，主要是由于氧化沟的表层曝气方式产生的。由于氧化沟一般都采用表层曝气器，且呈现不均匀分布，这样就产生的不同的能量分区，在低能量区就会因混合液缓慢流容易形成污泥沉积。 ③ 易产生浮泥和漂泥等 在氧化沟工艺中，水力停留时间较长，发生高度的硝化作用，在二沉池中容易发生反硝化作用，产生污泥上浮。同时，氧化沟的负荷低、泥龄长，使氧化沟内活性污泥微生物大多处于内源呼吸状态，污泥老化，老化的污泥絮体易被曝气打碎，从而在二沉池形成漂泥。 ④ 氧化沟好氧区和缺氧区的设计还不完善 目前仍然根据经验计算出所需好氧和缺氧区的总容积，然后根据曝气设备的数量在单沟中均匀分布。这样，在单沟循环中容易造成好氧区和缺氧区的分布不合理，从而影响脱氮效果。 4. 氧化沟工艺的发展方向 从氧化沟的特色和运行方式可知，正是由于氧化沟的封闭环流和曝气设备分散布置的特色，使其具有独特的应用优势和优良稳定的运行效果，可有效地达到去除有机物、SS及脱氮除磷效果，通过时空的合理安排使氧化沟的运行方式多种多样、灵活多变，因而被广泛应用于城市污水或工业废水处理。 针对氧化沟工艺存在的问题和不足，目前，氧化沟工艺的研究应着重于: ① 制定氧化沟分区设计计算方法，建立合理分区优化供氧，提高脱氮除磷效果； ② 开发研制新型曝气设备，提高氧利用率； ③ 改善曝气充氧和推进水流的关系，完善运行效果和下降能耗； ④ 改进沟渠类型，使运行工艺简单化、集成化、自动化； ⑤ 开发氧化沟组合工艺，如AB工艺型氧化沟、生物膜氧化沟或采用高负荷氧化沟等工艺以深入推进其在工业废水处理中的广泛应用。