某地10万吨污水处理厂的设计
4.2.2氧化沟
严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。
卡鲁塞尔氧化沟如右图，为一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内不停的循环流动，采用表面机械曝气器，每沟渠的一端各安装一个。靠近曝气器下游的区段为好氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧区，混合液交替进行好氧和缺氧，不仅提供了良好的生物脱氮条件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。
奥贝尔氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用
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转碟曝气。由于从内沟(好氧区)到中沟(缺氧区)之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。
三沟式氧化沟属于交替运行式氧化沟，如右图，由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子一直作为曝气池。原污水交替地进入两侧的 池子，处理出水则相应地从作为沉淀池的池中流出，这样提高了曝气转刷的利用率(达59%左右)，另外也有利于生物脱氮。三沟式氧化沟流程简洁，具有生物脱氮功能，由于无专门的厌氧区，因此，生物除磷效果差，而且由于交替运行，总的容积利用率低，约为55%，设备总数量多，利用率低。
氧化沟具有以下特点：
(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。
(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。 (3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。
(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30 d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。
(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。
(6)基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3 -N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。
4.2.3 SBR工艺
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SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。
SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。
SBR工艺具有以下特点：
(1)SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。
(2)有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。
(3)污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。
(4)SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。
4.3适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较
上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对上述各除磷脱氮工艺进行经济技术比较。
表4-1 适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较
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工艺氧化沟工艺 名称 处理流程简单，构筑物少，基建费用省；处理效果好，有稳定的除P脱N功能；对高浓度的工业废污泥沉水有很大稀释作用；有较降性能好；污强的抗冲击能力；能处理泥经厌氧消不易降解的有机物；污泥化后达到稳优点 生成量少，且不需要消化定；用于大型处理，不需要污泥回流系水厂费用较统；技术先进成熟，管理低；沼气可回维护简单；国内工程实例收利用。 多，容易获得工程设计和管理经验；对于中小型无水厂投资省，成本底；无须设初沉池，二沉池。 用于小周期运行，对自动化型水厂费用控制能力要求高；污泥稳偏高；沼气利定性没有厌氧消化稳定；缺点 容积及设备利用率低；脱差；污泥回流氮效果进一步提高需要量大，能耗在氧化沟前设厌氧池。 高。 济效益差。 除磷脱氮效果一般。 偏高；沼气利用经水位运行，电耗增大；用经济效益于小型水厂费用及设备利用率低；变大，能耗高； 用厌氧消化稳定；容积较多；污泥回流量高；污泥稳定性没有处理构筑物动化控制能力要求低；沼气可回收利分的，而是由时间控护简单，运行费用和好氧不是由空间划稳妥可靠；管理维磷脱氮的厌氧，缺氧术先进成熟，运行设专门的二沉池；除运行效果稳定；技流系统和回流液；不有机物去除效果，功能；不需要污泥回高对难降解生物好，有稳定的除P脱N的污泥排放量；提理成本底； 处理效果具有较好的除P脱N功能，改善污泥沉降性能的作用的能力，减少流程十分简单；合建式，占地省，处AO工艺 A2O工艺 SBR工艺 用；国内工程实例制的。 多，容易获得工程设计和管理经验。 间歇运行，对自综上所述，可得比较适合本经济开发区的工艺是A2/O工艺。因为这种工艺
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具有较好的除P脱N功能； 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，在市场经济的形势下，寸土寸金，该工艺无疑具有非常大的吸引力。
4.4 A2/O法同步脱氮除磷工艺的原理
A2/O分为三大部分，分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q——原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器，这一反应器单元是多功能的，去除BOD,硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3?N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。如下图是该厂使用A2/O工艺处理污水、污泥的流程。
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