氧化溝工藝在污水處理中的應(yīng)用研究

徐陳輝

摘要：改革開放以來，中國的經(jīng)濟(jì)得到飛速發(fā)展，城市的建設(shè)腳步日益加快，城市的面積日益擴(kuò)大，對工業(yè)生產(chǎn)提出了更高的要求。高要求下提出了高生產(chǎn)的要求，隨之而來的是大量污水和廢物的排放，對污水處理提出了極大的挑戰(zhàn)。文章通過對國內(nèi)外污水處理措施的比較研究發(fā)現(xiàn)，氧化溝工藝具有很多優(yōu)勢，是能夠有效提高污水處理效率的好方法。

關(guān)鍵詞：氧化溝工藝；污水處理；垃圾；生活污水；工業(yè)廢水 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：X703 文章編號：1009-2374（2017）02-0080-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.038

近幾年來，中國的城市規(guī)模不斷增大，城市人口逐漸增多，推動了工業(yè)的發(fā)展，雖然給國家增加了經(jīng)濟(jì)收入，但是隨之而來的是污水排放越來越多，使人們面臨著嚴(yán)重的污染。由于受到水污染，人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)均受影響，整個社會的經(jīng)濟(jì)狀況都發(fā)生了較大變化，更對生態(tài)環(huán)境提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，其中有一個非常重要的原因就是水體的營養(yǎng)化過量。所以必須對往常的活性污泥法進(jìn)行變革和創(chuàng)新才能有效地緩解水污染的問題，使得水污染問題的治理過程更加順利、治理經(jīng)費(fèi)大大降低。氧化溝也被稱作氧化渠，是活性污泥法的一種，這種方法的核心在于對污水的處理過程是改良型循環(huán)流動式的，一般情況下采用低負(fù)荷的延時曝氣的形式進(jìn)行，存在良好的出水水質(zhì)，在運(yùn)作的過程中突顯出許多優(yōu)點(diǎn)，不僅流程簡單、方式靈活，同時性能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性好。從當(dāng)前我國的污水處理情況來看，氧化溝工藝受到了非常普遍的應(yīng)用。通過查閱國外學(xué)者的研究成果發(fā)現(xiàn)，氧化池在歐洲和美洲等地的國家中應(yīng)用廣泛，其建設(shè)數(shù)量超過3000座，對改善生態(tài)環(huán)境的作用非凡。

1 氧化溝工藝概述

追溯氧化溝的發(fā)展歷程發(fā)現(xiàn)，氧化溝初建于荷蘭，在1954年被建成，那個時候的氧化溝等同于一座污水處理廠，被當(dāng)作是活性污泥法的轉(zhuǎn)換形式。氧化池沒有被建立的時候，這里僅是一個斜坡池壁的間歇運(yùn)行反應(yīng)池。白天的時候，反應(yīng)池可以看成是一個曝氣池，而到了晚上，反應(yīng)池就搖身一變成為沉淀池，其在生化需氧量的指標(biāo)上其去除率可達(dá)97%以上。氧化溝被建立之后，受到世界各國的普遍關(guān)注，主要原因是氧化溝表現(xiàn)出很大優(yōu)點(diǎn)。氧化溝的工藝結(jié)構(gòu)非常簡單、操作的過程比較簡單、治理污水的效率比較高。自從我國提出加快城鎮(zhèn)化建設(shè)的國策以后，在進(jìn)行污水處理時，氧化溝表現(xiàn)出不可動搖的關(guān)鍵作用。目前，氧化溝工藝已經(jīng)成為污水處理中的首要工藝。雖然科技的發(fā)展和時代的進(jìn)步促使國家推出了更多的污水處理技術(shù)，但是和氧化溝的工藝比較，它們的工作流程均不及氧化溝工藝那般簡單而穩(wěn)定，且靈活性與經(jīng)費(fèi)更不能與氧化溝相提并論，所以筆者認(rèn)為氧化溝工藝在處理污水問題上作用斐然。

1.1 氧化溝技術(shù)的含義

具體來說，氧化溝技術(shù)是一種污水處理方法，這種方法通過延長時間曝氣、不間斷進(jìn)出水、不設(shè)置初沉池等方式，讓微生物污泥在污水曝氣凈化的過程。這是一種能夠高度符合嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的方法，極大地提高了處理污水的穩(wěn)定性，并不用重新對污泥消化池進(jìn)行處理，其設(shè)備非常簡單。在對氧化溝的工作流程進(jìn)行簡要的分析，在曝氣裝置中，污水和活性污泥混合液通過定位處理后，將表現(xiàn)出曝氣和推動，在閉合的渠道里發(fā)生持續(xù)的循環(huán)流動，讓污泥表現(xiàn)成為懸浮的狀態(tài)，極大地便于污水的混合，最終經(jīng)過二沉池或者固液分離器實(shí)現(xiàn)泥水的分離，在很大程度上提高了污水凈化的效果。漸漸地，氧化溝技術(shù)越來越嫻熟，氧化溝技術(shù)的類型日漸廣泛，其不僅具有推流和完全混合等技術(shù)方面的優(yōu)勢，同時也能夠在很大程度上提升氧化溝的緩沖能力，推動了氧的傳播。

1.2 氧化溝技術(shù)的特征

氧化溝也被叫作氧化渠是有原因的，因?yàn)闃?gòu)筑物是一個相對封閉的環(huán)形溝渠，把活性污泥法作為最基本的方法。污水與活性污泥在曝氣的渠道里面不停流動，因此常常被叫做“循環(huán)曝氣池”或者被叫做“無終端曝氣池”。氧化溝停留時間直接影響著有機(jī)負(fù)荷，所以氧化溝從根本意義上來說可以看成是一個延時的曝氣系統(tǒng)。氧化溝主要由以下部分構(gòu)成：一是溝體；二是進(jìn)出水裝置；三是曝氣設(shè)備；四是導(dǎo)流和混合設(shè)備等。氧化溝的處理效果非常顯著，氧化溝的進(jìn)水裝置、水利水流以及排污等功能均表現(xiàn)出卓越的優(yōu)勢。大體表現(xiàn)在以下五點(diǎn)：

1.2.1 氧化溝具有推流性。這個特征可以在短期內(nèi)表現(xiàn)出來，并在很長一段時間里表現(xiàn)出混合的特征，使得緩沖能力被有效的克服和提高，大大地增加氧化溝體內(nèi)緩沖的能力。與此同時，氧化溝系統(tǒng)能夠抵御強(qiáng)大的沖擊力，可增加氧化溝內(nèi)的循環(huán)流量，這樣就能夠高效地解決污泥沉積問題。

1.2.2 氧化溝能夠用來進(jìn)行硝化生物處理，溶解氧的濃度，因?yàn)槠貧庠O(shè)備具有定位功能，氧濃度梯度將隨著水流的方向漸漸地表現(xiàn)出來，讓溝內(nèi)在同一時間內(nèi)具有好氧區(qū)和缺氧區(qū)，要加強(qiáng)兩個區(qū)域間的彼此轉(zhuǎn)化，創(chuàng)造硝化和反硝化作用條件，具備去除氨氮和總氮的能力。

1.2.3 一般情況下，氧化溝含有兩個能量區(qū)，分別是高能區(qū)和低能區(qū)。一是高能區(qū)常常設(shè)置在曝氣設(shè)備附近，以利于氧的轉(zhuǎn)移和液體的完全混合；二是低能區(qū)一定要確保污泥懸浮的狀態(tài)良好，使其可以增加污泥絮凝的機(jī)會。

1.2.4 氧化溝在運(yùn)行的過程中表現(xiàn)出非常靈活的特征。筆者通過大量的實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，氧化溝運(yùn)行的靈活性主要得益于曝氣和推流混合的分離。

1.2.5 氧化溝的污泥存留時間非常久，一般情況下，存在的時間越長越有助于硝化菌的繁殖和生存。提升氨氮的轉(zhuǎn)化效率，可以在很大程度上提高氧化溝的去污效率。

2 氧化溝工藝的實(shí)踐

氧化溝的推流反應(yīng)能夠讓出水的水質(zhì)更加優(yōu)良，完全的混合反應(yīng)能夠抵抗沖擊的負(fù)荷。鑒于氧化溝存在封閉的環(huán)形的溝渠，因此將產(chǎn)生環(huán)形的波流，正因?yàn)槿绱?，環(huán)流形成了能量的區(qū)分，把多種優(yōu)勢聚集于一身，讓技術(shù)更具完整性，確保了工作的穩(wěn)定性和可靠性。因?yàn)槌鏊乃|(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)優(yōu)勢明顯，因此在污水的處理過程中的運(yùn)用非常普遍?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展推進(jìn)了氧化溝技術(shù)的不斷應(yīng)用，甚至工業(yè)廢水也能夠進(jìn)行處理。自從國家開始建立氧化溝技術(shù)之后，陸續(xù)完成了多家規(guī)模不同、形式多樣的氧化溝污水處理，并且在不斷的擴(kuò)大規(guī)模的過程中，得到了普遍的運(yùn)用和推廣。

3 氧化溝工藝的不足

通過上述分析，筆者介紹了氧化溝的諸多優(yōu)點(diǎn)，然而任何事物都具有兩面性，氧化溝工藝也不例外，也存在著一些不足的地方，筆者為了研究的全面性，認(rèn)為有必要進(jìn)行氧化溝工藝的不足分析。主要概括為以下三個方面：

3.1 污泥膨脹

之所以會有污泥膨脹，因?yàn)閺U水中會含有較多的碳水化合物，很多關(guān)鍵的數(shù)值均不平衡，同時污泥含有的負(fù)荷非常高，濃度在很大程度上受到影響，使對氧的溶解濃度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致排泥不順暢，進(jìn)而產(chǎn)生堆積現(xiàn)象，引起污泥膨脹的問題。

3.2 存有泡沫

之所以存在泡沫關(guān)鍵是因?yàn)樵谖鬯泻杏椭?，但氧化溝的處理能力并不是沒有極限的，不能夠完成徹底的清除，泡沫就會這樣經(jīng)過流轉(zhuǎn)充氧攪拌而產(chǎn)生。經(jīng)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，通過利用含有化學(xué)物質(zhì)的除沫劑能夠把泡沫消除，不得不提的是，一定要進(jìn)行強(qiáng)有力的水源管理，這才是從根源上解決問題的方法，竭盡全力地把城市排污降到最低。

3.3 污泥沉積

污泥沉積的問題之所以會產(chǎn)生，是由于氧化溝內(nèi)部混合液持續(xù)在內(nèi)循環(huán)流動，然而對流速和平均流動的速度是有一定要求的，如果不能夠滿足這個速度的要求，就會有很大一部分的污泥形成堆積，降低氧化溝的有效容積，并干擾水質(zhì)。

4 結(jié)語

現(xiàn)在我國的污水處理能力還有待提高，水污染問題日益嚴(yán)重，面對這樣的嚴(yán)峻形勢，我國一定要不斷研發(fā)出行之有效的方法來加強(qiáng)污水處理。在這樣的形勢下，氧化溝技術(shù)的優(yōu)勢日益明顯。氧化溝工藝在污水處理過程中，表現(xiàn)出了很多獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢，不僅工藝流程簡單，同時也能有效處理多種不同水質(zhì)的污水，與此同時，在進(jìn)行污水處理的過程中表現(xiàn)出能量消耗小和去污效果明顯、出水質(zhì)量高、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等多方面的優(yōu)點(diǎn)，尤其是氧化溝工藝的環(huán)流，將使其以獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢得到污水處理行業(yè)廣泛的應(yīng)用。為了使氧化溝工藝污水處理技術(shù)更加完善，筆者開展了本次研究，分析了氧化溝工藝的主要形式與情況，對氧化溝工藝的技術(shù)要點(diǎn)和特征進(jìn)行闡述，列舉了氧化溝工藝的具體實(shí)踐，并且客觀地提出了氧化溝技術(shù)在工藝及實(shí)際應(yīng)用上存在的種種不足，為今后深入地研究奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。在這樣的背景下，筆者開展了本次研究，首先闡述了氧化溝工藝的概況與技術(shù)特征，分析了氧化溝工藝的應(yīng)用，同時也客觀地揭示了氧化溝工藝的不足之處，對于推動氧化溝技術(shù)的發(fā)展、促進(jìn)城市污水有效處理意義非凡。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：王 波）