奧貝爾氧化溝脫氮除磷改造特點(diǎn)

邵宏文

（山東省城建設(shè)計(jì)院，濟(jì)南250001）

1 奧伯爾（Orbal）氧化溝工藝結(jié)構(gòu)

奧伯爾（Orbal）氧化溝通常由3個(gè)橢圓形的溝道組成，來(lái)自上游的污水與回流污泥混合液首先進(jìn)入外溝道，再依次進(jìn)入中溝道和內(nèi)溝道，相當(dāng)于把3個(gè)完全混合反應(yīng)池串聯(lián)在一起，出水從中心島的出水堰排至二沉池。

傳統(tǒng)的奧伯爾（Orbal）氧化溝采用轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤曝氣，盤面密布凸起齒結(jié)，盤片與水體接觸時(shí)，可將污水打碎成細(xì)密水花，具有較高的混合充氧能力。

橢圓形溝道，能充分利用水流慣性，溝渠內(nèi)混合液流速可達(dá)0.3～0.9m/s，不產(chǎn)生污泥沉積。

奧伯爾（Orbal）氧化溝的外溝道的容積最大，為總?cè)莘e的60%，中溝道為30%，內(nèi)溝道10%。運(yùn)行時(shí)，使外、中、內(nèi)3層溝渠內(nèi)混合液的溶解氧保持較大的梯度，如分別為0.1，2mg/L；同時(shí)在外溝道，污泥負(fù)荷（F/m）高；污水依次進(jìn)入中間溝道和內(nèi)溝道，污泥負(fù)荷（F/m）隨時(shí)間、空間遞減。

2 奧貝爾氧化溝污水處理廠改造實(shí)例

Y 縣污水處理廠于2003 年10 月破土動(dòng)工建設(shè)，2004年9月正式投產(chǎn)運(yùn)行。設(shè)計(jì)處理能力3萬(wàn)m3/d，采用奧貝爾氧化溝生物處理工藝，污水處理廠出水執(zhí)行國(guó)家GB18918—2002 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如圖1。

圖1 工藝流程

2.1 進(jìn)水水質(zhì)

CODCr≤500mg/L；BOD5≤200mg/L；SS≤200mg/L；NH3-N≤35mg/L；TP≤4mg/L。

2.2 出水水質(zhì)

CODCr≤100mg/L；BOD5≤30mg/L；SS ≤30mg/L；NH3-N≤25（30））mg/L；TP≤3.0mg/L。

處理設(shè)施奧貝爾氧化溝和二沉池兩組，每組處理1.5萬(wàn)m3/d污水，項(xiàng)目自建成后運(yùn)行狀況良好，到2008年日處理污水量2.4萬(wàn)m3/d，初步解決了水環(huán)境污染問(wèn)題。

3 脫氮除磷第一階段升級(jí)改造

Y縣污水廠分別在在2008年和2012年分兩階段（先提高到一級(jí)B，再到一級(jí)A） 提標(biāo)改造到了GB 18918—2002 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 升級(jí)改造的進(jìn)出水水質(zhì)

設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)仍為原進(jìn)水水質(zhì)：CODCr≤500mg/L；BOD5≤200mg/L；SS≤200mg/L；TN≤45mg/L；NH3-N≤35mg/L；TP≤4mg/L。

出水水質(zhì)： 改造后出水水質(zhì)達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)控制：CODCr≤60mg/L；BOD5≤20mg/L；SS ≤20mg/L；TN ≤20mg/L；NH3-N ≤8 （15）mg/L；TP ≤1.5mg/L。

3.2 常規(guī)生物脫氮除磷工藝路線

生物脫氮除磷系統(tǒng)主要由厭氧池、缺氧池、好氧池3個(gè)部分組成，三者不同的組合方式，形成了不同的生物脫氮除磷工藝流程，如圖2。其中最為常用的是厭氧—缺氧—好氧工藝（ Anaerobic-anoxic-oxic，簡(jiǎn)稱A/A/O或A2/O），由厭氧池、缺氧池、好氧池串聯(lián)而成，通過(guò)污泥回流和混合液回流，在去除有機(jī)物的同時(shí)具有脫氮除磷的功能。

圖2 A2/O工藝流程

3.3 奧伯爾氧化溝同步脫氮除磷功能

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但氧化溝特有的廊道式布置形式，為厭氧、缺氧、好氧的運(yùn)行方式提供了得天獨(dú)厚的條件，因此，將氧化溝設(shè)計(jì)或改造成脫氮除磷工藝。關(guān)鍵是要按照生物同步脫氮除磷工藝的路線確定各溝渠相應(yīng)的參數(shù)、功能分區(qū)和操作方式的選擇，通過(guò)人為設(shè)置厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，使之變成具有脫氮除磷功能的氧化溝。

Y縣污水廠在2008年開始進(jìn)行對(duì)標(biāo)一級(jí)B 的升級(jí)改造，把原有工藝改造為具備脫氮除磷功能的奧貝爾氧化溝工藝，改造內(nèi)容主要是增加厭氧池、增加轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)量增加曝氣量、增加回流及剩余污泥泵房進(jìn)行污泥回流及剩余污泥的排放、設(shè)置內(nèi)回流泵進(jìn)行混合液回流及增加一套化學(xué)除磷輔助裝置，總投資400萬(wàn)元。其改造工藝流程如圖3。

圖3 改造工藝流程

工程于2009年改造完成，隨即投入運(yùn)行，對(duì)Y縣污水處理廠2016年12個(gè)月進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，平均每月進(jìn)水量77.8萬(wàn)t，每天水量2.6萬(wàn)m3/d。2016年12個(gè)月實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)中，CODCr：300～500mg/L；BOD5：170～200mg/L；SS：100～160mg/L；NH3-N：50～60mg/L；TN：55～70mg/L；TP：7.0～10mg/L。

2016 年12 個(gè)月實(shí)際出水水質(zhì)中，CODCr：38 ～50mg/L；BOD5：20～10.2mg/L；SS：9～15mg/L。

NH3-N ：3.3 ～8.1mg/L；TN：10.2 ～15.8mg/L；TP：1.9～2.9mg/L。

出水指標(biāo)中除TP外 （未啟動(dòng)化學(xué)除磷輔助裝置），其他COD、BOD5、SS、氨氮、TN等指標(biāo)都達(dá)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，甚至大部分時(shí)間出水水質(zhì)都達(dá)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）改造后的奧貝爾氧化溝具有優(yōu)異的同時(shí)去除有機(jī)物和脫氮除磷的功能。奧貝爾氧化溝相當(dāng)于一系列完全混合反應(yīng)池串聯(lián)在一起，但每一圓形溝渠均表現(xiàn)出單個(gè)反應(yīng)器的特性，而渠與渠之間又有相當(dāng)大的不同，在形態(tài)上兼有完全混合式和推流式工藝的優(yōu)點(diǎn)，這是氧化溝有可靠運(yùn)行效果的結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)。

（2）脫氮除磷最大的問(wèn)題是脫氮和除磷效果相互制約，一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題就是回流污泥中的硝酸鹽對(duì)厭氧段的影響，氧化溝的環(huán)流特點(diǎn)使其能夠自行內(nèi)回流，最大程度降低了硝酸鹽的回流濃度，使污泥回流量可減少到50%，混合液內(nèi)回流基本維持在100%～200%之間。

（3）外溝道同時(shí)發(fā)生硝化和反硝化，一是TN及氨氮濃度低，二是亞硝酸鹽及硝酸鹽氮濃度在外溝道并沒(méi)有大量增加。同時(shí)在外溝道缺氧的條件下，微生物可進(jìn)行磷的釋放，以便在好氧條件下吸收污水中的磷，進(jìn)一步提高除磷效果。

（4）實(shí)際運(yùn)行中奧貝爾氧化溝具有靈活的操作管理模式，奧貝爾氧化溝3條溝道中，其中溝的功能由供氧決定，當(dāng)系統(tǒng)重點(diǎn)要求側(cè)重脫氮時(shí)，相當(dāng)于A/O脫氮工藝；當(dāng)系統(tǒng)要求同時(shí)脫氮除磷時(shí)，相當(dāng)于A/A/O工藝，在具體設(shè)計(jì)時(shí)可充分利用之一特點(diǎn)。

（5）如工程對(duì)生物除磷要求較高，設(shè)計(jì)時(shí)在氧化溝前設(shè)單獨(dú)的厭氧池，厭氧池的計(jì)算與A/A/O工藝的厭氧池計(jì)算相同。