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表1 淮阳县污水处理厂的出水水质
污染因子 进水浓度 出水浓度 BOD5 150 ≤20 CODcr 300 ≤60 SS 180 150 NH3-N 35 ≤8 TP 3 1.5 PH 6~9 6~9 注:BOD5 ——生化需氧量或生化耗氧量,表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。其值越高说明水中有机污染物质越多,污染也就越严重。
CODcr ——化学需氧量是在一定的条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等,但主要的是有机物。因此,COD又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大,说明水体受有机物的污染越严重。
NH3-N ——氨氮是水中以NH3和NH4+形式存在的氮,它是有机氮化物分解的第一步产物。氨氮不仅促使水体中藻类的繁殖,而且游离的NH3对鱼类有很强的毒性。此外氨也是污水中重要的好氧物质。
SS ——水质中的悬浮物。指水样通过孔径为0.45μm的滤膜截留在滤膜上并于103~105℃ 烘干至恒重的固体物质,是衡量水体水质污染程度的重要指标之一,常用大字字母C表示水质中悬浮物含量,计量单位是mg/l。
TP ——总磷,污水中各类有机磷和无机磷的总和,是导致缓流水体富营养化的主要物质。受到人们的关注,成为一项重要指标[2]。
1.3 奥贝尔氧化沟工艺
1.3.1奥贝尔氧化沟工艺概述
奥贝尔氧化沟是由南非Huisman构想、南非国家水研究所研究和发展的。在长期的试验性研究和几个小型处理厂几年的工作取得成功之后,该技术被转让给美国的Enviex公司,后者于1970年开始把它投放市场,并对该技术做了一些更改,使该系统在经济上更有竞争力。经过四十几年不断的工艺发展和设备改良,目前已有200多座奥贝尔氧化沟在运转,运转良好,效果显著。
奥贝尔氧化沟是由外、中、内3个同心椭圆形沟组成。污水由外沟道进入 ,与回流
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污泥混合后 ,由外沟道进入中间沟道再进入内沟道,污水在各沟道循环数十次到数百次。最后经中心岛的可调堰门流出,至二沉池。奥贝尔氧化沟工艺起源于南非,发展于美国,是具有脱氮除磷功能的新型氧化沟工艺之一,因其在技术、经济上具有独特优势而受到国内外污水处理界越来越多的重视。与其他氧化沟工艺一样,奥贝尔氧化沟也具有工艺流程简单的优点对于中小规模的城市污水厂,一般不设初次沉淀池和污泥消化池,悬浮状有机物可在氧化沟内得到好氧稳定。由于奥贝尔氧化沟属于多级反应器系统,在一定程度上有利于难降解有机物的去除,且抗冲击负荷能力强,其三沟相对独立的沟道,进水方式灵活,在暴雨期间,进水可以超越外沟道,直接进入中沟道或内沟道,由外沟道保留大部分活性污泥,避免了固体流失且利于系统恢复,因此对于合流制的系统均有很好的适应性。 1.3.2 工艺流程
图1 淮阳县污水处理厂污水处理工艺流程
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外沟
污泥回流
中沟
内沟
中心岛
二沉池
曝气转碟
内回流
图2 淮阳县奥贝尔氧化沟平面图
1.3.3 主要设施
(1)格栅主要是截流污水中粗大悬浮物或漂浮物(如纤维、毛发、木屑、果皮、塑料制品等),以防止水泵、管道和处理设备的堵塞,并减轻后续构筑物的处理负荷。
(2)提升泵是收集污水的核心,提升泵房用以提高污水的水位,保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ,从而达到污水的净化。
(3)旋流沉砂池是一种机械外力控制水流的流态与流速,加速砂粒的沉淀,并使有机物随水流走的沉砂装置,由于靠砂泵排砂,其优点在于设备少、操作简单。旋流沉砂池为圆柱形的,采用的切线进水,切线方向出水。进水流速一般为1m/s,水力停留时间约为1min。
(4)曝气转碟 曝气转碟属转盘类水平推流式表面曝气器,由盘片、水平轴及其两端的滚动轴承、减速机和电动机组组成。每片圆形的曝气转碟由两个半圆形部件组成。每对半圆形部件跨穿水平轴,组成整体的圆片,每个碟片可以独立拆装,便于调节安装密度,使整机达到所需的充氧能力,每米轴长一般装碟片3片至5片。碟片采用聚苯材料注塑或采用玻璃钢压铸而成,其中聚苯材料碟片自重较轻,动力效率较高,国内已有质量很好的合资产品。碟片表面布有梯形凸块,兼有供氧和推流搅拌的功能。水平轴采用厚壁无缝钢管制造,表面作特种防腐处理。驱支装置主要由减速机和电机组成[3]。
曝气转碟的基本性能如下: 曝气转碟直径:1400mm;
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适用转速:50-55rpm,经济转速:50rpm;
适用浸没深度:400-530mm,经济浸没深度:500mm; 单盘标准清水充氧能力:0.8-1.6kgO2/kw.h(以轴功率计); 适用工作水深:4-5m; 水平轴跨度:≤10.0m; 安装密度:<5ds/m。 (5)二次沉淀池
厂区有两组共2个二沉池,两组二沉池都采用周进周出幅流式二沉淀池,作用是利用重力的作用使活性污泥与处理完的污水分离,并使污泥得到一定程度的浓缩。沉淀池的主要参数有:每座池直径42m,有效水深4m,主要设备是水平管式吸泥机,水力停留时间为3.63小时[4]。
(6)加氯池和和接触间的作用是在污水中加入液氯,杀灭其中的病菌和病毒,主要设备是加氯机和氯瓶,接触池水力停留时间是30分钟。
此外还有搅拌器、带式压滤机、刮吸泥机、加氯机、自动测仪器等[5]。
1.4奥贝尔氧化沟工艺及影响因素
1.4.1奥贝尔氧化沟的工艺特点(见图 3、4)
图3 奥贝尔典型工艺平面图
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图4 奥贝尔氧化沟典型图
常规奥贝尔氧化沟是由外、中、内3个同心椭圆形沟组成。污水由外沟道进入 ,与回流污泥混合后 ,由外沟道进入中间沟道再进入内沟道,污水在各沟道循环数十次到数百次。最后经中心岛的可调堰门流出,至二沉池。在各沟道安装表曝机,进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。外、中、内3沟道体积分别占氧化沟总体积的50%~55%、25%~30%、15%~20%,外、中、内3沟道的溶解氧一般应控制在 0、1、2 mg/L[6]。
奥贝尔氧化沟有以下几个工艺特点: (1)流态特点
奥贝尔氧化沟系统中,几个串联的完全混合槽与单槽的动力学是不同的,系统中的每一个圆形沟渠均表现单个反应器的特性。例如,对氧的吸收率进水槽最高最后一槽最低,槽于槽之间有相当大的变化,由此可见奥贝尔系统具有接近推流反应器的特征,可以达到快速去除有机物和氨氮的效果。
另外,奥贝尔氧化沟系统中,进水通过淹没式输水口从一条渠道顺序流入下一条渠道,它具有每一个水流点在排入下一条渠道之前都要经过数十到数百次循环,对于每个沟道来讲,混合液的流态基本为完全混合式,具有较强的抗冲击负荷能力。而对于三个沟道来讲,沟道与沟道之间的流态为推流式,有着不同的溶解氧浓度和污泥负荷,兼有多沟串联的特性,有利于降解有机物的去除,并可减少污泥膨胀的发生。因此奥贝尔氧化沟具有推流和完全混合式两种流态的优点[7]。
(2)分区特点
第一沟:工作沟,大部分的BOD和氨氮在氧化沟的外沟被氧化,所有的反硝化都在此发生。即使在负荷条件变化的情况下,槽中溶解氧几乎接近于零(≤0.4mg/l)。在