氧化沟的工艺特点及发展应用型式详解

2.2半交替工作式氧化沟

该类氧化沟系统设有单独的二沉池，实现曝气和沉淀的完全分离。最典型的半交替工作式氧化沟就是DE型39卷23期郭昌梓等氧化沟的优缺点及发展应用型式14289氧化沟。DE型氧化沟是指由2个相同容积的氧化沟组成的双沟半交替工作系统，具有良好的生物除氮功能。2个氧化沟相互连通，串联运行，可交替进出水，终沉池与氧化沟分建，有独立的污泥回流系统。氧化沟内曝气转刷一般为双速，高速工作时为曝气充氧，低速运行时只推动水流，不充氧。通过2沟内转刷交替处于高速和低速运行，可使2沟交替处于缺氧和好氧状态，从而达到脱氮的目的(图5)。它与D型、T型氧化沟不同之处是氧化沟与二沉池分开，有独立的污泥回流系统。

2.3连续工作分建式氧化沟特点是氧化沟只作曝气池使用，且进出水流向不变，另设单独的沉淀池。连续工作分建式氧化沟的主要型式有3种:Pasveer氧化沟、Carrousel氧化沟和Orbal氧化沟。

2.3.1Pasveer氧化沟

简称P型氧化沟，是早期开发的氧化沟型式，属于第1代氧化沟，最先用于处理村镇污水，间歇运行，后来发展为连续运行，具有分建的沉淀池。氧化沟为跑道形的沟渠，沟上装设1个或数个曝气器推动混合液在沟内循环流动，曝气器主要采用的是水平卧式曝气转刷(图6)。

2.3.2Carrousel氧化沟

采用立式低速表面曝气器供氧并推动水流前进。Carrousel氧化沟为多沟串联系统，其特点是表面曝气器设于每沟的端头，在系统中形成好氧、缺氧区，有利于生物脱氮(图7)。由于倒伞型立式表曝机搅拌能力强，传氧效率高，设备数量少，易于管理和维护，所以节能效果显著。因此，Carrousel氧化沟适用于处理规模较大的污水处理厂，在所有氧化沟处理工艺中应用最为广泛，是目前世界上最流行的氧化沟系统。

2.3.3Orbal氧化沟。

是在P型氧化沟的基础上发展起来的一种新工艺，是一种多级氧化沟，采用多孔曝气转盘进行传氧和混合。由南非的休斯曼(Huisman)设计发明，南非国家水研究所研究和发展的，后来该技术被转让给美国的恩维芮克斯公司(EnvirexInc)加以推广，于1970开始投放市场。典型的Orbal氧化沟由3个椭圆形沟渠构成，污水先引入外沟，在其中不断循环的同时，依次引入下一个沟渠，最后从内沟排水。Orbal氧化沟采用转碟替代转刷进行充氧和推动水流，可通过调整转碟片数和转速调节充氧能力，使其更为灵活(图8)。

2.4连续工作合建式氧化沟又称一体化氧化沟是将沉淀池设置于氧化沟内，集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体。出水由上部排出，回流污泥由沉淀区底部直接进入氧化沟内(图9)。它是美国于20世纪70年代末80年代初至今一直在研究和开发的一种新型氧化沟技术。我国从1986年开始对这一技术进行研究开发。

根据沉淀器置于氧化沟的不同部位，一体化氧化沟可分为3类：沟内式、侧沟式和中心岛式。沟内式一体化氧化沟将固液分离器设置于氧化沟主沟内，其主要优点是较为节省占地，但由于主沟水流要从固液分离器的底部组件通过，流态复杂，不利于固液分离与污泥回流，主要应用型式有BMTS式、BOAT式、C型沟内式、D型沟内式、管式和多斗式等。

侧沟式一体化氧化沟将固液分离器设置在氧化沟的边墙上或外侧，由于减少了水头损失和主沟紊动对分离器的影响，其水力条件和水流流态都比沟内式一体化氧化沟优越，使得氧化沟整体效率更高，主要型式有边墙和中心隔墙式、竖向循环式、侧渠式和斜板式等。

中心岛式一体化氧化沟是将固液分离器设置在氧化沟的中心岛处，由于消除了分离器对主沟中流态的影响，减少了水头损失，故节省了曝气设备的能量，同时充分利用了氧化沟中心岛部分的空间，故减少了占地。

连续工作合建式氧化沟的出现使氧化沟技术向前迈进了一大步，与传统的氧化沟技术相比，该工艺具有以下主要特点:①工艺流程短，构筑物和设备少，污泥自动回流，管理简便;②占地少、造价低、建造快，设备事故率低;③污泥回流及时，减少了污泥膨胀的可能。但是目前一体化氧化沟在实际中的应用有一定的不稳定性，在运行和启动方面有不少问题还需要解决。在国内，一体化氧化沟技术仍处于试验和完善阶段。

2.5微曝氧化沟是利用微孔曝气器具有氧利用率高的特点，采用深水微孔曝气，与水下推流相结合，使污泥与原水充分混合，避免了传统机械曝气氧化沟供氧效率低、污泥容易沉积等缺点。它是在氧化沟池底分块铺设微孔曝气器通过鼓风曝气进行供氧的，将充氧设备和水流推动设备分开设置。

由于气泡经曝气头释放后经历从池底至水面的全过程，池越深其在水中的停留时间越长，从而大大提高了供氧能力和氧利用率，使曝气能耗显著降低，与传统氧化沟工艺相比，综合能耗降低30%，运行费用节约20%。该氧化沟在德国等欧美发达国家使用较多，国内也在逐步推广和使用之中。

3氧化沟工艺的缺陷

3.1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。

3.2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面曝气方式产生的。由于氧化沟一般都采用表面曝气器，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。

3.3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。

3.4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法或动力学计算法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，在单沟循环中容易导致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

从氧化沟的特点和运行方式可知，正是由于氧化沟的封闭环流和曝气设备分散布置的特点，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，尤其是提高除磷效率;

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，完善运行效果和降低能耗;

④改进沟渠型式，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。

延伸阅读：

我所知道的卡鲁塞尔氧化沟

污水处理厂设计之A2O氧化沟SBR等的工艺选择

设计师必读：污水处理卡鲁塞尔氧化沟工艺设计计算

污水处理：氧化沟存在的问题及解决方法