污水處理工程卡魯塞爾氧化溝工藝應(yīng)用概述

鄭 晨 張東曉 龍 盼

（鄭州大學(xué) 水利與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450001）

卡魯塞爾氧化溝是由荷蘭的DHV 公司于1967 年開發(fā)研制。 在我國頒布的《氧化溝設(shè)計規(guī)程》(CSCS112:2000)中定名為豎軸表曝機(jī)氧化溝。 在原卡魯塞爾氧化溝系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,1999年DHV 公司在其美國的專利特許公司EIMCO 發(fā)明了卡魯塞爾2000 氧化溝系統(tǒng)[1]。 與傳統(tǒng)的污水處理方法相比，卡魯塞爾氧化溝有以下特點(diǎn)：在針對城市污水處理時不設(shè)預(yù)沉池；工藝穩(wěn)定可靠；污泥穩(wěn)定，可直接干化，不設(shè)消化池；工藝控制簡單；池壁共用，降低了工程造價[2]。

1 卡魯塞爾2000 氧化溝工藝原理

1.1 厭氧區(qū)

兼性細(xì)菌能夠在厭氧條件下將溶解性BOD 轉(zhuǎn)化成小分子產(chǎn)物，聚磷菌在吸附時將優(yōu)先吸附這些小分子產(chǎn)物，并轉(zhuǎn)化成細(xì)胞內(nèi)的碳源。 同化過程中通過水解糖類以及聚磷來產(chǎn)生能量，水解產(chǎn)物中含有磷酸鹽。 好氧條件下的聚磷菌在磷酸鹽釋放后有很強(qiáng)的吸磷能力，可在超過其自身生長需求的條件下吸收、存貯磷，并合成新的聚磷菌細(xì)胞、產(chǎn)生富磷污泥，以剩余污泥為載體將磷排出污水處理系統(tǒng)。

1.2 缺氧區(qū)

缺氧池位于厭氧池之后， 部分后續(xù)工藝的混合液通過內(nèi)回流的形式進(jìn)入?yún)捬醭兀哿拙云渲械南跛猁}作為最終電子受體分解細(xì)胞內(nèi)的聚β 羥丁酸，產(chǎn)生的能量用于聚磷的合成以及磷的吸收。 此外，反硝化菌利用回流液中的硝酸鹽及原水中部分可生物降解有機(jī)物進(jìn)行反硝化，從而達(dá)到脫硝的目的。

1.3 好氧區(qū)

氧化溝中交替出現(xiàn)好氧、缺氧環(huán)境，使其兼具生物除磷、硝化以及反硝化的條件。 好氧區(qū)中的聚磷菌主動吸收周圍環(huán)境中的磷，在體內(nèi)以聚磷的形式超量儲存。 這些聚磷菌通常以富磷污泥的形式存在于剩余污泥當(dāng)中，沉淀分離時進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)，從而排除污水處理系統(tǒng)，達(dá)到污水除磷目的。 污水中的氨氮在亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的作用下發(fā)生硝化反應(yīng)生成亞硝酸鹽和硝酸鹽，充分滿足硝化與反硝化細(xì)菌的生長，保證系統(tǒng)的硝化與反硝化能力。

2 卡魯塞爾2000 氧化溝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）卡魯塞爾2000 氧化溝保留了前置反硝化過程的一切優(yōu)點(diǎn)，如可恢復(fù)硝化階段約50%的堿度；節(jié)省曝氣能耗等。

（2）在曝氣機(jī)周圍設(shè)置側(cè)向?qū)Я髑稍诓辉黾踊亓鲃恿Φ臈l件下， 將流量相當(dāng)于進(jìn)水流量的400%的硝化液回流至前缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化，反硝化效率高，節(jié)能效果明顯。 在前面設(shè)置厭氧區(qū)，可改善活性污泥的沉降性能，有效抑制活性污泥膨脹，為生物除磷提供良好的環(huán)境。

（3）在氧化溝最前端設(shè)置選擇池，選擇池前設(shè)有污泥分配槽，回流污泥進(jìn)入選擇池前先經(jīng)過污泥分配槽，回流污泥進(jìn)入選擇池的流量可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況控制。 回流污泥經(jīng)回流污泥泵進(jìn)入選擇池前，通過電磁流量計測量回流污泥量，回流污泥泵的運(yùn)行依據(jù)運(yùn)行情況調(diào)節(jié)和控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)進(jìn)水量與回流污泥的合理配比，以達(dá)到更優(yōu)的處理效果。

（4）選擇池后設(shè)厭氧池，每座厭氧池中各設(shè)1 臺潛水?dāng)嚢铏C(jī)，以防止回流污泥在與原水混合后發(fā)生沉降以及部分有機(jī)物被氧化分解。

（5）厭氧池出水進(jìn)入氧化溝的前反硝化區(qū)，前反硝化區(qū)約占氧化溝總?cè)莘e的15%， 是卡魯塞爾2000 型氧化溝的主要特色之一。

3 卡魯塞爾2000 氧化溝運(yùn)行時存在的問題

3.1 污泥上浮

如果在實(shí)際運(yùn)行時不能很好地控制二沉池中污泥的停留時間，則易使腐化污泥上??；曝氣時間過長則會使出水硝酸鹽濃度偏高,在二沉池中易發(fā)生反硝化作用,從而發(fā)生污泥上??；若廢水中含油量過高，則會發(fā)生污泥挾油上浮。 在實(shí)際操作中若發(fā)現(xiàn)反硝化,則應(yīng)減小曝氣量，增大回流或排泥量；若污泥沉降性差,可加入惰性物質(zhì)或混凝劑；若出現(xiàn)污泥腐化，則應(yīng)加大曝氣量，清除堆積污泥，改善池中水力條件。

3.2 污泥膨脹

絲狀菌性污泥膨脹可由氧化溝中污泥負(fù)荷過高， 溶解氧不足，排泥不暢等因素引發(fā)。 細(xì)菌在吸取了大量營養(yǎng)物質(zhì)后，由于溫度低，代謝速度較慢，致使大量高粘性的多糖類物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)積累，活性污泥的表面附著水含量增加，SVI 值升高，并形成污泥膨脹。

3.3 污泥沉積及處理水流速不均勻

當(dāng)機(jī)械推力不夠或曝氣不足，水的流速偏低時，會使溝底沉積大量污泥，減少氧化溝的有效容積，影響出水水質(zhì)。 為此可在池中安裝水下推動器以增加推力、改善流速、提高充氧能力。

3.4 總磷排放超標(biāo)

系統(tǒng)內(nèi)聚磷菌吸磷不完全會導(dǎo)致污水處理廠在運(yùn)行過程中出現(xiàn)總磷排放超標(biāo)現(xiàn)象。 而考慮到用生物方法來控制總磷排放已經(jīng)難于達(dá)到較好效果，故可向厭氧池中投加聚合鋁，將溶解磷沉淀于污泥中從而取得較好的處理效果。

4 結(jié)語

經(jīng)污水處理廠多年應(yīng)用證明, 卡魯塞爾2000 氧化溝工藝具有除磷脫氮能力良好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)和運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn), 出水指標(biāo)可達(dá)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）的一級標(biāo)準(zhǔn)。 但針對實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，氧化溝工藝可以從以下方面改進(jìn)：（1） 提高表面曝氣設(shè)備的性能提高充氧量；（2） 控制水中絲狀菌的放置減少污泥膨脹；（3）通過對進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理實(shí)現(xiàn)對泡沫及污泥上浮問題的控制。

[1]TonJoha，呂斌.卡魯塞爾2000 型氧化溝設(shè)計方法[J].中國給水排水,1999(9)

[2]陳學(xué)群，俞愛媚，呂斌.卡魯塞爾氧化溝技術(shù)演變規(guī)律的探究[J].給水排水，2002，28（2）：19-21