氧化沟实验装置

A. 氧化沟法、AB法、A2/O法、SBR法的工艺比较 越详细越好 最好是列个表格

一、A/O工艺简介
由于我国小城镇居住点分散，污水源分布点多量少，城镇级污水厂的规模多低于10000吨/日。目前国内大中型城市污水处理厂经常采用的处理技术有传统活性污泥法、A2/O、SBR、氧化沟等，如果以这些技术建设小城镇污水处理厂会造成由于居高不下的运行费用，无法正常运行。必须针对小城镇的特点采用投资省，运行费用低，技术稳定可靠，操作与管理相对简单的工艺。
工艺流程

工艺特点
① 采用SNP特种悬浮型生物填料，系统污泥浓度高，停留时间短。
② 厌氧生物滤池：能耗低，为活性污泥法的十分之一，产泥量很少。
③ 好氧生物滤池：停留时间短，保证出水达标。
④ 所有设备可以采用利浦罐或拼装钢结构，具有施工周期短，投资低，占地节约，外观美观的特点。
⑤ 处理效果好，运行稳定，占地较小，操作管理简单，运行灵活性强。
⑥ 低投资，低运行费，尤其适合于规模低于2000～10000吨/日以下的小城镇污水处理厂。
⑦ 维修检修工作量低，需要运行操作人员的要求相对也较低。
应用范围
2000～10000吨/日以下的小城镇污水处理厂
二、A2/O工艺
亦称A-A-O工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（生物脱氮除磷）。按实质意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。
A2/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。污水首先进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存PHB。进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。污水经厌氧，缺氧区，有机物分别被聚磷菌 和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部风回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。
本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。而且在厌氧-缺氧-好养交替运行条件下，不易发生污泥膨胀。
运行中切勿投药，厌氧池和缺氧池只有轻缓搅拌，运行费用低。
该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。
本工艺具有如下特点：
（1）本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺
（2）在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100
（3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效
（4）运行中勿需投药，两个A断只用轻缓搅拌，并不增加溶解氧浓度，运行费用高
本法也存在如下各项的待解决问题
（1）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此
（2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高
（3）进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现、但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰
三、改良 A2/O
工艺综合了A2/O 工艺和改良UCT的优点，有着良好的生物脱氮除磷效果，脱氮能力高于 A2/O 工艺。改良A2/O 工艺处理流程简图如下：

技术特点与优势：
● 出水水质高改良 A2/O 工艺工艺原理是针对高效生物脱氮除磷，工艺运行可靠，节省化学药剂使用。
● 运行管理方便改良 A2/O 工艺抗冲击负荷能力强，运行稳定。
● 污泥肥效高改良 A2/O 工艺剩余污泥含磷量3%～5%，肥效高，可利用作污泥堆肥。

四、曝气生物滤池
工艺简介
曝气生物滤池（Biological Aeration Filtration），就是在生物滤池处理装置中设置填料，通过人为供氧，使填料上生长大量的微生物。曝气生物滤池由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头，产生的中小气泡经填料反复切割，达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高，处理设施紧凑，可大大节省占地面积，减少反应时间。
工艺流程

工艺特点
① 克服了污泥膨胀，处理效果稳定，运行管理简单。
② 改变了传统的高负荷生物滤池自然通风的供气方式，人为供氧，强化处理效果，出水水质提高。
③ 耐冲击负荷能力强，特别适合于工业废水所占比例越来越高的现代城市污水处理。
④ 生物填料对空气有相互切割作用，可以明显提高氧气利用率。
⑤ 根据需要可以组合成具有生物除磷脱氮功能的A2/O工艺。
⑥ 采用中小气泡专用曝气头，杜绝了微孔曝气头容易堵塞、破裂的缺陷。
⑦ 采用北京桑德环保产业集团开发的特种生物填料，污泥浓度高，处理设施紧凑，占地面积小。
应用范围
中、小型城市污水处理厂

三、城市污水SPR除磷工艺
工艺简介水体富营养化主要原因是人类向水体排放了大量的氨氮和磷，磷更是水体富营养化的最主要因素。纵观国内污水处理厂，除磷技术一直是困扰污水处理厂运行的难题。传统的物化除磷技术需要大量的药剂，具有运行成本高，污泥产量大的缺点；前置厌氧的生物除磷工艺具有运行费用低的优点，但是由于完全依赖于微生物的摄磷、释磷作用，难以达到国家污水综合排放的要求。当考虑中水回用时，则更难以达到要求。为此，我公司在现有的物化除磷与生化除磷的技术基础上，结合我公司的实际工程经验，开发出了城市污水深度除磷技术-SPR除磷工艺。 该工艺以厌氧生物除磷机理为主要技术依托，采用SPR除磷工艺，通过强化厌氧释磷，并辅以物化沉淀去除释放磷的方法，达到整个生化处理系统的除磷要求。
工艺流程

工艺特点
① 除磷效果好，较传统的前置厌氧除磷的释磷效果增大10倍以上，回流污泥的摄磷能力也可以提高很多倍。
② 运行稳定可靠，在进水TP 7mg/L的条件下，可以保证出水达到TP≤0.3mg/L，而除磷加药量比常规化学除磷减少80～90％。
③ 污泥易沉淀、浓缩和脱水，污泥含磷量高，可达6～10%，适宜于磷的有价回收。
④ 加药量少，运行成本低。
⑤ 可以适用于城市污水处理厂现有A/O生物处磷工艺的强化改造。
⑥ 该工艺也将是城市污水处理厂实施磷回收的有效工艺。
应用范围大、中、小型城市污水处理厂新建大、中、小型城市污水处理厂改造 城市污水处理厂磷的回收利用

B. 氧化沟曝气装置有哪三种作用

1.推动水流
2.增加水中DO
3.使得活性污泥与微生物充分混合

C. 氧化沟的布置.不是有好氧区和厌氧区么理论是是下面图样子的.

氧化沟的缺氧区和好氧区是不能明确区分开的，是一种过渡，实际上沿氧化沟池长方向DO的变化趋势是锯齿形的。所以只需要计算缺氧区和好氧区总的体积，总需氧量。设备供氧能力足够就行了，其他就看平面布局和现场操控了。

D. 氧化沟应该属于延时曝气类型。这样延时曝气型氧化沟设计方法是否适合所有的氧化沟类型

氧化沟又名氧化渠,因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名.它是 活性污泥法的一种变型. 因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环 流动,因此有人称其为"循环曝气池","无终端曝气池".氧化沟的水 力停留时间长,有机负荷低,其本质上属于延时曝气系统. 氧化沟利用连续环式反应池作生物反应池,混合液在该反应池中 一条闭合曝气渠道进行连续循环,氧化沟通常在延时曝气条件下使 用.氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置,向反应池中的物 质传递水平速度,从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环. 氧化沟一般由沟体,曝气设备,进出水装置,导流和混合设备组 成,沟体的平面形状一般呈环形,也可以是长方形,L 形,圆形或其 他形状,沟端面形状多为矩形和梯形. 氧化沟法由于具有较长的水力停留时间,较低的有机负荷和较长 的污泥龄.因此相比传统活性污泥法,可以省略调节池,初沉池,污 泥消化池,有的还可以省略二沉池. 2.氧化沟脱氮除磷工艺主要类型 2.氧化沟脱氮除磷工艺主要类型 氧化沟脱氮除磷工艺 一,传统氧化沟的脱氮除磷 传统氧化沟的脱氮,主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性,通 过合理的设计,使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区,从而达到脱 氮的目的. 其最大的优点是在不外加碳源的情况下在同一沟中实现 有机物和总氮的去除,因此是非常的.但在同一沟中好氧区与缺氧区 各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以 控制,因此对除氮的效果 是有限的, 而对除磷几乎不起作用. 另外, 在传统的单沟式氧化沟中, 微生物在好氧-缺氧-好氧短暂的经常性的环境变化中使硝化菌和 反 硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中,由此也单位体积 构筑物的处理能力. 二 DE 型,T 型氧化沟脱氮工艺 DE 型氧化沟为双沟系统,T 型氧化沟为三沟系统,其运行方式比 较相似,都是通过配水井对水流流向的切换,堰门的起闭以及曝气转 刷的调速, 在沟中创造交替的硝化, 反硝化条件, 以达到脱氮的目的. 其不同之处在于 DE 型氧化沟系统是二沉池与氧化沟分建,有独立的 污泥回流系统;而 T 型氧化沟的两侧沟轮流作为沉淀池. 四,VR 型氧化沟脱氮工艺 VR 氧化沟沟型宛如通常的环形跑道,中央有一小岛的直壁结构, 氧化沟分为两个容积相当的部分,其水平形式如反向的字母 C,污水 处理通过二道拍门和二道出流堰交替起闭进行连续和恒水位运行. 五,PI 型氧化沟同时脱氮除磷工艺 交替式氧化沟在脱氮效果上良好,为了达到除磷效果,通常在氧 化沟前设置相应的厌氧区或构筑物或改变其运行方式. 据国内外实际 运行经验显示,这种同时脱氮除磷工艺只要运行时控制的好,可以取 得很好的脱氮除磷效果. 六, 奥贝尔氧化沟脱氮除磷工艺 Orbal 氧化沟简称同心圆式,它也是分建式,有单独二沉池,采 用转碟曝气,沟深较大,它的脱氮效果很好,但除磷效率不够高,要 求除磷时还需前加厌氧池.应用上多为椭圆形的三环道组成,三个环 道用不同的 DO(如外环为 0,中环为 1,内环为 2),有利于脱氮除磷. 采用转碟曝气,水深一般在 4.0～4.5m,动力效率与转刷接近,现已 在山东潍坊,北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用. 七,传统的卡鲁塞尔氧化沟工艺 卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟是 1967 年由荷兰的 DHV 公司开发研 制的.它的研制目的是为满足在较深的氧化沟沟渠中使混合液 充分 混合,并能维持较高的传质效率,以克服小型氧化沟沟深较浅,混合 效果差等缺陷. 实践证明该工艺具有投资省, 处理效率高, 可靠性好, 管理方便和运行维护费用低等优点.Carrousel 氧化沟使用立式表曝 机,曝气机安装在沟的一端,因此形成了靠近曝气机下游的富氧区和 上游的缺氧区,有利于生物絮凝,使活性污泥易于沉降,设计有效水 深 4.0-4.5 米,沟中的流速 0.3 米/秒.BOD5 的去除率可达 95%- 99%,脱氮效率约为 90%,除磷效率约为 50%,如投加铁盐,除磷 效率可达 95%. 八,单级卡鲁塞尔氧化沟脱氮除磷工艺 单级卡鲁塞尔氧化沟有两种形式: 一是有缺氧段的卡鲁塞尔氧化 沟,可在单一池内实现部分反硝化作用,使用于有部分反硝化要求, 但要求不高 的场合.另一种是卡鲁塞尔 A/C 工艺,即在氧化沟上游 加设厌氧池,可提高活性污泥的沉降性能,有效控制活性污泥膨胀, 出水磷的含量通常在 2.0mg/l 以 下.以上两种工艺一般用于现有氧 化沟的改造,与标准的卡鲁塞尔氧化沟工艺相比变动不大,相当于传 统活性污泥工艺的 A/O 和 A2/O 工艺. 十,合建式一体化氧化沟 是指集曝气,沉淀,泥水分离和污泥回流功能为一体,无需建造 单独二沉池的氧化沟.这种氧化沟设有专门的固液分离装置和措施. 它既是连续进出水,又是合建式,且不用倒换功能,从上讲最经济合 理,且具有很好的脱氮除磷效果. 一体化氧化沟除一般氧化沟所具有的优点外, 还有以下独特的优 点: ①工艺流程短,构筑物和设备少,不设初沉池,调节池和单独的 二沉池; ②污泥自动回流,投资少,能耗低,占地少,管理简便; ③造价低,建造快,设备事故率低,运行管理工作量少; ④固液分离效果比一般二次沉淀池高, 使系统在较大的流量浓度 范围内稳定运行. 

E. 如何选择氧化沟工艺的曝气设备

氧化沟工艺中常用的曝气设备有曝气转刷、曝气转盘、表面曝气机、射流曝气器和导管式曝气机等。不同的曝气设备的转速、电机功率及充氧能力等指标是不同的．选择曝气设备时，在满足所需充氧效率的同时，要尽可能地选用电功率小，稳定可靠的曝气装置。具体来说需满足以下几个方面的要求：①能够提供足够的溶解氧；②使氧、有机物和微生物三者之间充分混合；③保证混合液始终保持悬浮状态，防止污泥沉淀；④推动水流作不停的循环流动；⑤设施的充氧能力应便于调节。又适应需氧变化的灵活性。但设计时还要结合工艺的具体要求，综合各项因素来确定。
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F. AO工艺，氧化沟工艺，SBR工艺的优缺点对比

AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。
A/O法脱氮工艺的特点：
（a） 流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；
（b） 反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；
（c） 曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；
（d） A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。
A/O法存在的问题：
1.由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；
2、若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％
3、 影响因素 水力停留时间 （硝化＞6h ，反硝化＜2h ）循环比MLSS（＞3000mg/L）污泥龄（ ＞30d ）N/MLSS负荷率（ ＜0.03 ）进水总氮浓度（ ＜30mg/L）

氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。以下为一般氧化沟法的主要设计参数：

水力停留时间：10－40小时；
污泥龄：一般大于20天；
有机负荷：0.05－0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)；
容积负荷：0.2－0.4kgBOD5/(m3.d)；
活性污泥浓度：2000－6000mg/l；
沟内平均流速：0.3－0.5m/s

1.2 氧化沟的技术特点：

氧化沟利用连续环式反应池（Cintinuous Loop Reator,简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。

氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。

氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：

1) 氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。

2) 氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化－反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。

3) 氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。传统曝气的功率密度一般仅为20－30瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒－1。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒－1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。

4) 氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20％－30％。

另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，超作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。
传统氧化沟的脱氮，主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性，通过合理的设计，使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区，从而达到脱氮的目的。其最大的优点是在不外加碳源的情况下在同一沟中实现有机物和总氮的去除，因此是非常经济的。但在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制，因此对除氮的效果是有限的，而对除磷几乎不起作用。另外，在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暂的经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力。

氧化沟缺点
尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。
4.1 污泥膨胀问题
当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。
针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀[11]。
4.2 泡沫问题
由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.5~1.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增设一套除油装置。但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入
4.3 污泥上浮问题
当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。
发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件
4.4 流速不均及污泥沉积问题
在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘的浸没深度为480~ 530mm。与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。
加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深的1/5~1/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘（转刷）轴心3.0m处。导流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其他改善措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率
另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。设置水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义。

序批式活性污泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）是早在1914年英国学者Ardern和Lockett发明活性污泥法之时，首先采用的水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame大学的R.Irvine教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的 研究,并于1980年在美国环保局(EPA)的资助下，在印地安那州的Culver城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。80年代前后，由于自动化计算机等高新技术的迅速发展以及在污水处理领域的普及与应用，此项技术获得重大进展，使得间歇活性污泥法（也称"间歇式活性污泥法"）的运行管理也逐渐实现了自动化。

1 工艺简介
SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多新型SBR处理工艺。90年代比利时的SEGHERS公司又开发了UNITANK系统，把经典SBR的时间推流与连续的空间推流结合了起来[2] SBR工艺主要有以下变形。
间歇式循环延时曝气活性污泥法最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。
好氧间歇曝气系统（主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。同时，IAT池污泥回流DAT池。它具有抗冲击能力强的特点，并有除磷脱氮功能。
循环式活性污泥法将ICEAS的预反应区用容积更小,设计更加合理优化的生物选择器代替。通常CASS池分三个反应区：生物选择器、缺氧区和好氧区，容积比一般为1：5：30。整个过程连续间歇运行，进水、沉淀、滗水、曝气并污泥回流。该处理系统具有除氮脱磷功能。
UNITANK单元水池活性污泥处理系统它集合了SBR工艺和氧化沟工艺的特点，一体化设计使整个系统连续进水连续出水，而单个池子相对为间歇进水间歇排水。此系统可以灵活的进行时间和空间控制，适当的增大水力停留时间，可以实现污水的脱氮除磷。
改良式序列间歇反应器（MSBR-Modified Sequencing Batch Reactor）是80年代初期根据SBR技术特点结合A2-O工艺，研究开发的一种更为理想的污水处理系统，目前最新的工艺是第三代工艺。MSBR工艺中涉及的部分专利技术目前属于美国的Aqua-Aerobic System Inc.所有[4]。反应器采用单池多方格方式，在恒定水位下连续运行。脱氮除磷能力更强。
2 SBR工艺特点及[url=http://www.studa.net/][color=#0000ff]分析[/color][/url]
SBR工艺是通过时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程，它在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池，进行水质水量调节、微生物降解有机物和固、液分离等。经典SBR反应器的运行过程为：进水→曝气→沉淀→滗水→待机。
2.1 优点
通过分析可将SBR反应器的优点归纳如表1。
[align=center]表1 SBR工艺的优点[/align][table][tr][td=1,1,310][align=center]优点 [/align][/td][td=1,1,310][align=center]机理 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center]沉淀性能好 [/align][/td][td=1,1,310][align=center]理想沉淀[url=http://job.studa.com/][color=#0000ff]理论[/color][/url] [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center]有机物去除效率高[/align][/td][td=1,1,310][align=center]理想推流状态 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center]提高难降解废水的处理效率[/align][/td][td=1,1,310][align=center]生态环境多样性 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center]抑制丝状菌膨胀[/align][/td][td=1,1,310][align=center]选择性准则 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center]可以除磷脱氮，不需要新增反应器 [/align][/td][td=1,1,310][align=center]生态环境多样性 [/align][/td][/tr][tr][td=1,1,310][align=center]不需要二沉池和污泥回流，工艺简单[/align][/td][td=1,1,310][align=center]结构本身特点 [/align][/td][/tr][/table]
2.2理论分析
SBR反应池充分利用了生物反应过程和单元操作过程的基本原理。
①流态理论
由于SBR在时间上的不可逆性，根本不存在返混现象，所以属于理想推流式反应器。
②理想沉淀理论
其沉淀效果好是因为充分利用了静态沉淀原理。经典的SBR反应器在沉淀过程中没有进水的扰动，属于理想沉淀状态。
③推流反应器理论
假设在推流式和完全混合式反应器中有机物降解服从一级反应，那么在相同的污泥浓度下，两种反应器达到相同的去除率时所需反应器容积比为：
V完全混合/V推流=[（1-（1/1-η））]/ 〔ln(1-η)〕 （1）
式中 η--去除率
从数学上可以证明当去除率趋于零时V完全混合/V推流等于1，其他情况下（V完全混合/V推流）>1，就是说达到相同的去除率时推流式反应器要比完全混合式反应器所需的体积小，表明推流式的处理效果要比完全混合式好。
④选择性准则
1973年Chudoba等人提出了在活性污泥混合培养中的动力学选择性准则[5，这个理论是基于不同种属的微生物在Monod方程中的参数（KS、μmax）不同，并且不同基质的生长速度常数也不同。Monod方程可以写成：
dX/Xdt=μ=μmax [S/(KS+S)] （2）
式中 �X--生物体浓度
S--生长限制性基质浓度
KS--饱和或半速度常数
μ、μmax--分别为实际和最大比增长速率
按照Chudoba所提出的理论，具有低KS和μmax值的微生物在混合培养的曝气池中，当基质浓度很低时其生长速率高并占有优势，而基质浓度高时则恰好相反。Chudoba认为大多数丝状菌的KS和μmax值比较低，而菌胶团细菌的KS和μmax值比较高，这也解释了完全混合曝气池容易发生污泥膨胀的原因。有机物浓度在推流式曝气池的整个池长上具有一定的浓度梯度，使得大部分情况下絮状菌的生长速率都大于丝状菌，只有在反应末期絮状菌的生长没有丝状菌快，但丝状菌短时间内的优势生长并不会引起污泥膨胀。因此，SBR系统具有防止污泥膨胀的功能。
⑸微生物环境的多样性
SBR反应器对有机物去除效果好，而对难降解有机物降解效果好是因为其在生态环境上具有多样性，具体讲可以形成厌氧、缺氧等多种生态条件，从而有利于有机物的降解。
2.3传统SBR工艺的缺点
①连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池。
②对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁。
③无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求。
④设备的闲置率较高。
⑤污水提升水头损失较大。
⑥如果需要后处理，则需要较大容积的调节池。
2.4 SBR的适用范围
SBR系统进一步拓宽了活性污泥的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况：
1）中小城镇生活污水和厂矿[url=http://www.studa.net/company/][color=#0000ff]企业[/color][/url]的[url=http://www.studa.net/gongxue/][color=#0000ff]工业[/color][/url]废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。
3）水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。
4）用地紧张的地方。
5）对已建连续流污水处理厂的改造等。
6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。
近期来随着SBR工艺的发展，特别是连续进水、连续出水方案的改进，使SBR工艺以应用于大中心污水处理厂。
[page_break] 3 设计[url=http://www.studa.cn/][color=#0000ff]方法[/color][/url]
3.1 负荷法
该法与连续式曝气池容积的设计相仿。已知SBR反应池的容积负荷NV或污泥负荷NS、进水量Q0及进水中BOD5浓度C0，即可由下式迅速求得SBR池容：
容积负荷法 V=nQ0C0／Nv (3)
Vmin=〔SVI·MLSS／106〕·V
污泥负荷法 Vmin=nQ0C0·SVI／Ns (4)
V=Vmin+Q0
3.2 曝气时间内负荷法
鉴于SBR法属间歇曝气，一个周期内有效曝气时间为ta，则一日内总曝气时间为nta，以此建立如下[url=http://www.studa.net/pc/][color=#0000ff]计算[/color][/url]式：
容积负荷法 V=nQ0C0tc／Nv·ta (5)
污泥负荷法 V=24QC0／nta·MLSS·NS (6)
3.3 动力学设计法
由于SBR的运行操作方式不同，其有效容积的计算也不尽相同。根据动力学原理演算(过程略)，SBR反应池容计算公式可分为下列三种情况：
限制曝气 V=NQ(C0-Ce)tf／[MLSS·Ns·ta] (7)
非限制曝气 V=nQ(C0-Ce)tf／[MLSS·Ns(ta+tf)] (8)
半限制曝气 V=nQ(C0-Ce)／[LSS·Ns(ta+tf-t0)] (9)
式中： tf--充水时间，一般取1～4h。
tr--反应时间，一般在2～8h。
C0、Ce--分别为进水和反应结束时的污染物浓度。
但在实际[url=http://soft.studa.com/][color=#0000ff]应用[/color][/url]中发现上述方法存有以下[url=http://www.studa.cn/][color=#0000ff]问题[/color][/url]：
① 对负荷参数的选用依据不足，提供选用参数的范围过大〔例如[url=http://book.studa.com/][color=#0000ff]文献[/color][/url]推荐Nv=0.1～1.3kgBOD5/(m3·d)等〕，而未考虑水温、进水水质、污泥龄、活性污泥量以及SBR池几何尺寸等要素对负荷及池容的[url=http://www.studa.net/][color=#0000ff]影响[/color][/url]；
② 负荷法将连续式曝气池容计算方法移用于具有二沉池功能的SBR池容计算，存有[url=http://job.studa.com/][color=#0000ff]理论[/color][/url]上的差异，使所得结果偏小；
③ 在计算公式中均出现了SVI、MLSS、Nv、Ns等敏感的变化参数，难于全部同时根据经验假定，忽略了底物的明显影响，并将导致各参数间不一致甚至矛盾的现象；
④ 曝气时间内负荷法与动力学设计法中试图引入有效曝气时间ta对SBR池容所产生的影响，但因其由动力学原理演算而得，假定的边界条件不完全适应于实际各个阶段的反应过程，将有机碳的去除仅限制在好氧阶段的曝气作用，而忽略了其他非曝气阶段对有机碳去除的影响，使得在同一负荷条件下所得SBR池容惊人地偏大。
上述问题的存在不仅不利于SBR法对污水的有效处理，而且进行多方案比较时也不可能全面反映SBR法的工程量，会得出投资偏高或偏低的结果。
针对以上问题，提出了一套以总污泥量为主要参数的SBR池容综合设计方法
3.4 总污泥量综合设计法
该法是以提供SBR反应池一定的活性污泥量为前提，并满足适合的SVI条件，保证在沉降阶段历时和排水阶段历时内的沉降距离和沉淀面积，据此推算出最低水深下的最小污泥沉降所需的体积，然后根据最大周期进水量求算贮水容积，两者之和即为所求SBR池容。并由此验算曝气时间内的活性污泥浓度及最低水深下的污泥浓度，以判别计算结果的合理性。其计算公式为：
TS=naQ0(C0-Cr)tT·S (10)
Vmin=AHmin≥TS·SVI·10-3 (11)
Hmin=Hmax-ΔH (12)
V=Vmin+ΔV (13)
式中�TS--单个SBR池内干污泥总量，kg
tT·S--总污泥龄，d
A--SBR池几何平面积，m2
Hmax、Hmin--分别为曝气时最高水位和沉淀终了时最低水位，m
ΔH--最高水位与最低水位差，m
Cr--出水BOD5浓度与出水悬浮物浓度中溶解性BOD5浓度之差。其值为：
Cr=Ce-Z·Cse·1.42(1-ek1t) (14)
式中�Cse--出水中悬浮物浓度，kg/m3
k1--耗氧速率，d-1
t--BOD实验时间，d
Z--活性污泥中异养菌所占比例，其值为：
Z=B-（B2-8.33Ns·1.072(15-T)）0.5 (15)
B=0.555+4.167(1+TS0/BOD5)Ns·1.072(15-T) (16)
Ns=1/a·tT·S (17)
式中�a--产泥系数，即单位BOD5所产生的剩余污泥量，kgMLSS/kgBOD5，其值为：
a=0.6(TS0/BOD5+1)-0.6×0.072×1.072(T-15)1/〔tT·S+0.08×1.072(T-15)〕� (18)
式中TS、BOD5--分别为进水中悬浮固体浓度及BOD 5浓度，kg/m3
T--污水水温，℃
由式(9)计算之Vmin系为同时满足活性污泥沉降几何面积以及既定沉淀历时条件下的沉降距离，此值将大于现行方法中所推算的Vmin。
必须指出的是，实际的污泥沉降距离应考虑排水历时内的沉降作用，该作用距离称之为保护高度Hb。同时，SBR池内混合液从完全动态混合变为静止沉淀的初始5～10min内污泥 仍处于紊动状态，之后才逐渐变为压缩沉降直至排水历时结束。它们之间的关系可由下式表示：
vs(ts+td-10/60)=ΔH+Hb (19)
vs=650/MLSSmax·SVI (20)
由式(18)代入式(17)并作相应变换改写为：
〔650·A·Hmax／TS·SVI〕(ts+td-10/60)=ΔV/A+Hb (21)
式中 vs--污泥沉降速度，m/h
MLSSmax--当水深为Hmax时的MLSS，kg/m3
ts、td--分别为污泥沉淀历时和排水历时，h
式(19)中SVI、Hb、ts、td均可据经验假定，Ts、ΔV均为已知，Hmax可依据鼓风机风压或曝气机有效水深设置，A为可求，同时求得ΔH，使其在许可的排水变幅范围内保证允许的保护高度。因而，由式(10)、(11)可分别求得Hmin、Vmin和反应池容。
4 SBR在[url=http://www.studa.net/fazhan/][color=#0000ff]发展[/color][/url]中的问题
相对于传统连续流活性污泥法，SBR工艺是一种尚处于发展、完善阶段的技术，许多 研究工作刚刚起步，缺乏[url=http://www.studa.net/gongxue/][color=#0000ff]科学[/color][/url]的设计依据和方法以及成熟的运行管理经验，另外，SBR自身的特点更加深了解决问题的难度。
SBR在现阶段的发展过程中，主要存在以下方面的问题：
4.1 基础研究方面
①关于污水在非稳定状态下活性污泥微生物代谢理论的研究；
②关于厌氧、好氧状态的反复交替对微生物活性和种群分布的影响；
③可同时除磷、脱氮的微生物机理的研究。
4.2 工程设计方面
①缺乏科学、可靠的设计模式；
②运行模式的选择与设计方法脱节。
5 结束语
SBR艺是一种理想的间歇式活性污泥处理工艺，它具有工艺流程简单、处理效果稳定、占地面积小、耐冲击负荷强及具有脱氮除磷能力等优点，是[url=http://mind.studa.com/][color=#0000ff]目前[/color][/url]正在深入研究的一项污水生物处理新技术。
SBR工艺应用的一个关键是要求自动化程度较高，因而随着我国[url=http://www.studa.net/Economic/][color=#0000ff]经济[/color][/url]建设的不断发展及研究的不断深入，预计不久的将来SBR及在其基础上开发的ICEAS工艺和CASS等工艺在生产中的应用将有所突破。

G. 氧化沟工艺的氧化沟工艺引言

氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。以下为一般氧化沟法的主要设计参数：
水力停留时间：10－40小时；
污泥龄：一般大于20天；
有机负荷：0.05－0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)；
容积负荷：0.2－0.4kgBOD5/(m3.d)；
活性污泥浓度：2000－6000mg/l；
沟内平均流速：0.3－0.5m/s
氧化沟工艺 - 1.2 氧化沟的技术特点：
氧化沟利用连续环式反应池（Continuous Loop Reator,简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。
氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。
氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：
1) 氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。
2) 氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化－反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。
3) 氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。传统曝气的功率密度一般仅为20－30瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒－1。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒－1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。
4) 氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%－30%。
另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，操作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。
氧化沟工艺 - 1.3 氧化沟技术的发展
自1920年英国sheffield建立的污水厂成为氧化沟技术先驱以来，氧化沟技术一直在不断的发展和完善。其技术方面的提高是在两个方面同时展开的：一是工艺的改良；二是曝气设备的革新。
1.3.1工艺的改良
工艺的改良过程大致可分为四个阶段：
见图一
1.3.2曝气设备的革新：
曝气设备对氧化沟的处理效率，能耗及处理稳定性有关键性影响，其作用主要表现在以下四个方面：向水中供氧；推进水流前进，使水流在池内作循环流动；保证沟内活性污泥处于悬浮状态；使氧、有机物、微生物充分混合。针对以上几个要求，曝气设备也一直在改进和完善。常规的氧化沟曝气设备有横轴曝气装置及竖轴曝气装置。
1)横轴曝气装置为转刷和转盘。其中转刷更为常见，转刷单独使用通常只能满足水深较浅的氧化沟，有效水深不大于2.0－3.5米。从而造成传统氧化沟较浅，占地面积大的弊端。近几年开发了水下推进器配合转刷，解决了这个问题，如山东高密污水厂，有效水深为4.5米，保证沟内平均流速大于0.3米/秒，沟底流速不低于0.1米/秒，这样氧化沟占地大大减少，转刷技术运用已相当成熟，但因其供氧率低，能耗大，故其逐渐被另外先进的曝气技术所取代。
2)竖轴式表面曝气机，各种类型的表面曝气机均可用于氧化沟，一般安装在沟渠的转弯处，这种曝气装置有较大的提升能力，氧化沟水深可达4－4.5米，如1968年荷兰PHV开发的著名Carrousel氧化沟在一端的中心设垂直轴的一定方向的低速表曝叶轮，叶轮转动时除向污水供氧外，还能使沟中水体沿一定方向循环流动。表曝设备价格较便宜，但能耗大易出故障，且维修困难。
3)射流曝气，1969年Lewrnpt等创建了第一座试验性射流曝气氧化沟（JAC），国外的射流曝气多为压力供气式，而国内通常是自吸空气式，JAC的优点是氧化沟的宽度和水的深度不受限制，可以用于深水曝气，且氧的利用率高，目前最大的JAC在奥地利的林茨，处理流量为17.2万吨/天，水深7.5米。
4)微孔曝气，现在应用较多的微孔曝气装置，采用多孔性空气扩散装置克服了以往装置气压损失大，易堵塞的毛病，且氧利用率较高，在氧化沟技术运用中越来越广泛，目前，我国广东省某污水厂已成功运用此种曝气系统。
5) 其他曝气设备，包括一些新型的曝气推动设备，如浙江某公司开发的复叶节流新型曝气器，氧利用率较高，浮于水面，易检修，充氧能力可达水下7米，推动能力相当强，满足氧化沟的曝气推动一体化要求，同时能够满足氧化沟底部的充氧和推动。
氧化沟在国内外都发展很快。欧洲的氧化沟污水厂已有上千座，在国内，从20世纪80年代末开始在城市污水和工业废水中引进国外氧化沟的先进技术，从原来的日处理量3000立方米到目前10万吨以上的污水处理厂已比较普遍，氧化沟工艺已成为我国城市污水处理的主要工艺。
2.氧化沟脱氮除磷工艺
2.1传统氧化沟的脱氮除磷传统氧化沟的脱氮，主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性，通过合理的设计，使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区，从而达到脱氮的目的。其最大的优点是在不外加碳源的情况下在同一沟中实现有机物和总氮的去除，因此是非常经济的。但在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制，因此对除氮的效果是有限的，而对除磷几乎不起作用。另外，在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暂的经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力。
随着氧化沟工艺的反展，目前，在工程应用中比较有代表性的有形式有：多沟交替式氧化沟（如三沟式，五沟式）及其改进型、卡鲁塞尔氧化沟及其改进型、奥贝尔(Orbal)氧化沟及其改进型、一体化氧化沟等。他们都具有一定的脱氮除磷能力，
2.2.PI型氧化沟的脱氮除磷
PI（Phase Isolation）型氧化沟，即交替式和半交替式氧化沟，是七十年代在丹麦发展起来的，其中包括DE型、T型和VR型氧化沟，随着各国对污水处理厂出水氮，磷含量要求越来越严，因而开发出现了功能加强的PI型氧化沟，主要由Kruger公司与Demmark技术学院合作开发的，称为Bio-Denitro和Bio-Denipho工艺，这两种工艺都是根据A/O和A2/O生物脱氮除磷原理，创造缺氧/好氧，厌氧/缺氧/好氧的工艺环境，达到生物脱氮除磷的目的。
2.2.1DE型、T型氧化沟脱氮工艺
DE型氧化沟为双沟系统，T型氧化沟为三沟系统，其运行方式比较相似，都是通过配水井对水流流向的切换，堰门的起闭以及曝气转刷的调速，在沟中创造交替的硝化，反硝化条件，以达到脱氮的目的。其不同之处在于DE型氧化沟系统是二沉池与氧化沟分建，有独立的污泥回流系统；而T型氧化沟的两侧沟轮流作为沉淀池。
2.2.2VR型氧化沟脱氮工艺VR氧化沟沟型宛如通常的环形跑道，中央有一小岛的直壁结构，氧化沟分为两个容积相当的部分，其水平形式如反向的英文字母C，污水处理通过二道拍门和二道出流堰交替起闭进行连续和恒水位运行。
2.2.3PI型氧化沟同时脱氮除磷工艺交替式氧化沟在脱氮效果上良好，为了达到除磷效果，通常在氧化沟前设置相应的厌氧区或构筑物或改变其运行方式。据国内外实际运行经验显示，这种同时脱氮除磷工艺只要运行时控制的好，可以取得很好的脱氮除磷效果。
西安北石桥污水净化中心采用具有脱氮除磷的DE型氧化沟系统（前加厌氧池），一期工程处理能力为15万立方米/天，对各阶段处理效果实测结果表明，DE型氧化沟处理城市污水效果显著。COD、TN、TP的总去除效率分别达到87.5%－91.6%，63.6%－66.9%，85.0%－93.4%，出水TN为9.0－10.1mg/l,TP为0.42－0.45mg/l,出水水质优于国家二级出水排放标准。
上述三种PI型氧化沟脱氮除磷工艺都有转刷的调速，活门、出水堰的启闭切换频繁的特点，对自动化要求高，转刷利用率低，故在经济欠发达的地区受到很大的限制。
2.3奥贝尔氧化沟脱氮除磷工艺Orbal氧化沟简称同心圆式，它也是分建式，有单独二沉池，采用转碟曝气，沟深较大，它的脱氮效果很好，但除磷效率不够高，要求除磷时还需前加厌氧池。应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.0～4.5m,动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用。
2.4卡鲁塞尔氧化沟脱氮除磷工艺
2.4.1传统的卡鲁塞尔氧化沟工艺
卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制的。它的研制目的是为满足在较深的氧化沟沟渠中使混合液充分混合，并能维持较高的传质效率，以克服小型氧化沟沟深较浅，混合效果差等缺陷。至今世界上已有850多座Carrousel氧化沟系统正在运行，实践证明该工艺具有投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。Carrousel氧化沟使用立式表曝机，曝气机安装在沟的一端，因此形成了靠近曝气机下游的富氧区和上游的缺氧区，有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉降，设计有效水深4.0－4.5米，沟中的流速0.3米/秒。BOD5的去除率可达95%－99%，脱氮效率约为90%，除磷效率约为50%，如投加铁盐，除磷效率可达95%。
2.4.2.单级卡鲁塞尔氧化沟脱氮除磷工艺
单级卡鲁塞尔氧化沟有两种形式：一是有缺氧段的卡鲁塞尔氧化沟，可在单一池内实现部分反硝化作用，使用于有部分反硝化要求，但要求不高的场合。另一种是卡鲁塞尔A/C工艺，即在氧化沟上游加设厌氧池，可提高活性污泥的沉降性能，有效控制活性污泥膨胀，出水磷的含量通常在2.0mg/l以下。以上两种工艺一般用于现有氧化沟的改造，与标准的卡鲁塞尔氧化沟工艺相比变动不大，相当于传统活性污泥工艺的A/O和A2/O工艺。
2.4.3.合建式卡鲁塞尔氧化沟
缺氧区与好氧区合建式氧化沟式美国EIMCO公司专为卡鲁塞尔系统设计的一种先进的生物脱氮除磷工艺（卡鲁塞尔2000型）。它的构造上的主要改进是在氧化沟内设置了一个独立的缺氧区。缺氧区回流渠的端口处装有一个可调节的活门。根据出水含氮量的要求，调节活门张开程度，可控制进入缺氧区的流量。缺氧和好氧区合建式氧化沟的关键在与于对曝气设备充氧量的控制，必须保证进入回流渠处的混合液处于缺氧状态，为反硝化创造良好环境。缺氧区内有潜水搅拌器，具有混合和维持污泥悬浮的作用。
在卡鲁塞尔2000型基础上增加前置厌氧区，可以达到脱氮除磷的目的，被称为A2/C卡鲁塞尔氧化沟。
四阶段卡鲁塞尔Bardenpho系统在卡鲁塞尔2000型系统下游增加了第二缺氧池及再曝气池，实现更高程度的脱氮。五阶段卡鲁塞尔Bardenpho系统在A2/C卡鲁塞尔系统的下游增加了第二缺氧池和在曝气池，实现更高程度的脱氮和除磷。
综上所述，厌氧，缺氧与好氧合建的氧化沟系统可以分为三阶段A2/O系统以及四、五阶段Bardenpho系统，这几个系统均是A/O系统的强化和反复，因此这种工艺的脱氮除磷效果很好，脱氮率达90%－95%。
另外，卡鲁塞尔3000型氧化沟也有较好的脱氮除磷效果。在此不加以详述。
2.4.4. 合建式一体化氧化沟
是指集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独二沉池的氧化沟。这种氧化沟设有专门的固液分离装置和措施。它既是连续进出水，又是合建式，且不用倒换功能，从理论上讲最经济合理，且具有很好的脱氮除磷效果。
一体化氧化沟除一般氧化沟所具有的优点外，还有以下独特的优点：
①工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池、调节池和单独的二沉池；
②污泥自动回流，投资少、能耗低、占地少、管理简便；
③造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少；
④固液分离效果比一般二次沉淀池高，使系统在较大的流量浓度范围内稳定运行。
一体化氧化沟的工艺特点见图二：
氧化沟工艺 - 3 氧化沟工艺选择的讨论
1）提高中小城市污水治理率是今后污水治理领域的重点，对于规模小于10万吨/天的中小型污水处理厂来说，氧化沟和SBR是首选工艺，目前总体来说应用最多的是氧化沟工艺，在氧化沟各种工艺中，考虑其各自的特点及污水脱氮除磷的要求，推荐中小城市使用较成熟的卡鲁塞尔氧化沟.对于合建式一体化氧化沟，国内应用该工艺的污水厂已超过十余座，其示范工程——四川新都污水处理厂己成功运行5年多，是未来氧化沟工艺发展的一个主要方向。
2）近年来，在氧化沟中尝试使用各种综合曝气装置，即采用曝气器与水下混合器独立运行，将氧化沟中的水流循环混合作用与曝气传氧作用区分开来，使氧化沟中交替出现缺氧与好氧状态，已达到脱氮除磷目的，同时这种运行方式还能取得节能的效果。据报道，这种综合曝气系统已在国外得到应用，在国内也可尝试并推广采用这种综合曝气设备。
3）微孔曝气氧化沟工艺即保留了氧化沟沿水流方向间断曝气和循环流动的特点，又克服了氧化沟因采用表面曝气机而占地面积大，充氧效率低，水流断面流速不均，池底易沉淀等不足，不失为一种可推广使用的工艺。
4）在土地十分紧张的地区，在取得较准确的设计参数的基础上，可考虑使用立体式循环氧化沟。
5）在氧化沟工艺设计中，沟深的设计是一个很重要的问题，尽管水下推进器的使用使沟深有所提高，但也并非越大越好，因为有效水深的增加会引起能量模式的改变，从而需增加动力设备就不同，引起投资和运行费用的提高。不同地质情况，不同进水水质及处理要求，有不同的沟深要求。因此，每一个选用氧化沟工艺的污水厂，都因根据各种因素综合分析以确定最佳的沟深。

H. 氧化沟的发展过程

氧化沟工艺自诞生以来，其发展过程可分为四个阶段： Pasveer氧化沟当时用来处理村镇的污水，服务人口只有340人。这是一种间歇流的处理厂，它把常规处理系统的四个主要内容合并在一个沟中完成，白天进水曝气，夜间用作沉淀池，BOD5的去除率达到97%左右。
采用卧式表面曝气机曝气及推流，每隔一段时间，Pasveer氧化沟的曝气机就需停下来，使沟内的污泥沉淀，排出处理后的出水。第一代氧化沟沟深1～2.5m，为了达到连续运行，Pasveer氧化沟发展的多种形式，设置了二沉池。这一阶段的氧化沟主要是延时曝气系统。 氧化沟因其简易、运行管理方便等优点，自60年代以来其数量和规模不断增长和扩大，处理能力已从300人口当量发展到目前的1000万人口当量。处理对象也从处理生活污水发展到既能处理城市污水又能处理工业废水。这期间，有相当多的工业废水也相继采用氧化沟技术进行处理的工程范例。
新一代氧化沟由于采用直径1米的曝气刷（Mammoth Rotor系由Passavant公司生产）和立式曝气器（DHV公司），使氧化沟的沟深逐步扩大。使用Mammoth Rotor沟深可达3.5m，沟宽可达20m。而使用立式曝气器的氧化沟，后来称为Carrousel氧化沟，沟深可达4.5m。这一阶段的氧化沟考虑到了硝化和反硝化（Simultaneous Nitrification/Denitrification）。 随着氧化沟技术的发展，人们从不同的角度对氧化沟作了深入细致的研究，出现了许多种新型的氧化沟，如：
·DHV公司的Carrousel 2000型、Carrousel Dlenit型、DHV—EIMCO Carrousel氧化沟
·丹麦Kruger公司的双沟、三沟式氧化沟
·德国Passavant公司使用Mammoth Rotor的深型氧化沟
·美国Envirex公司的Orbal多环型氧化沟
这一阶段的氧化沟进一步考虑到了利用氧化沟进行除磷脱氮处理，许多新的概念被提出来，产生了许多新的设计方法。在这一时期，氧化沟出现不只是延时曝气低负荷系统，还出现了所谓“高负荷氧化沟”、“要求硝化的氧化沟”、“要求硝化反硝化及除磷的氧化沟”及“要求污泥稳定的氧化沟”等，还有许多的新的沟型出现。 80年代初期，美国最早提出将二沉淀池直接设置在氧化沟中的一体氧化沟概念，在短短的十几年中，这一概念在实际中得到迅速发展和应用，并显示出极为广阔的前景。所谓一体化氧化沟，就是充分利用氧化沟较大的容积和水面，在不影响氧化沟正常运行的情况下，通过改进氧化沟部分区域的结构或在沟内设置一定的装置，使污水分离过程在氧化沟内完成。美国环境保护局将这一技术称之谓革新即可选择的（I/A）技术。
一体化氧化沟由于其中沉淀区结构形式及运行方式不同，有多种型式，例如：
1）带沟内分离器的一体化氧化沟（BMTS式）
2）船形一体化氧化沟
3）侧沟或中心岛式一体化氧化沟（中国）
4）交替曝气式氧化沟

I. 卡鲁赛尔氧化沟是什么

1967年，DVH公司综合了常规污水处理系统和氧化沟的优点，发明了第一代Carrousel氧化沟系统。时至今日，世界范围内有近850多个上规模的污水处理厂投入了运行。实践证明，Carrousel氧化沟技术是二级污水处理技术中一种最可靠的技术之一。从1967年的第一座Carrousel氧化沟到今天的带厌氧区的Carrousel3000氧化沟系统，Carrousel氧化沟发生了巨大的变化。

由图可见，Carrousel氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形，沟内水深一般为2.5～4.5m，宽深比为2:1，亦有水深达7m的，沟中水流平均速度为0.3m/s。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器。

再给你提供一些我现场实拍的卡鲁赛尔型氧化沟图片实例。

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J. 氧化沟工艺的工艺流程

如图所示：

氧化沟工艺处理污水的简易技术。在反应原理上一般采用延时曝气，保持进出水连续，不用初沉池，在沟中所产生的微生物在污泥中得到稳定的存活生长，并在污水曝气净化中发生反应，大大简化了处理步骤。氧化池一般承狭长的首尾相连的环形沟渠形状，曝气装置多采用表面曝气器。

污水进入氧化沟和活性污泥充分混合，再通过曝气装置特定的定位作用进而产生曝气推动，使得污水与污泥在闭合渠道内成悬浮状态做不停的循环，污泥在循环中进一步与污水充分混合，其中微生物与有机物充分反应，然后混着污泥的污水进入二沉池，进行固液分离，使污水得到净化。

(10)氧化沟实验装置扩展阅读

氧化沟工艺的技术与活性污泥法去除有机物有相似之处，但也有自身的独特工艺特征，表现在以下几个方面：

一是氧化沟可以将污水与污泥充分混合和并且推流。在一个长期的阶段内呈现完全污水与污泥充分混合的特征，而在短期呈现推流循环的特征，氧化沟这种首尾相接的封闭环形反应器中的水流特征有利于提高氧化能力与反应时间，实现充分反应。

二是氧化沟在溶解氧浓度梯度上区分明显。由于曝气设备的定位分区以及氧化沟的结构，使沟内沿水流方向存在明显的溶解氧浓度梯度，使氧化沟内兼顾好氧区和缺氧区两个区域，并能够呈现出好氧区和缺氧区的交替变化的特点。

在缺氧区可以在污泥中反硝化细菌的作用下，将硝态氮还原为氮气，在好氧区中可以进行有机物去除、硝化作用、聚磷菌吸磷等多项反应，从而实现了脱氮除磷。

三是氧化沟同时具备高能区和低能区两个能量区。在装置曝气设备附近处呈现高能区，有利于氧与液体的充分混合以及氧气的充分移动。同时，在高能区域低能区的交替与差异过程中，在环流的低能区，增加了污泥絮凝的机会，使污泥更好的呈现出悬浮状态。

四是曝气和推流相互混合与分离。在不断的混合分离再混合的过程中，提高了氧化沟的污水与污泥混合的效率，加速了细菌与有机物的结合反应速度，氧化池的运行更为灵活。

解决了曝气设备很难同时满足曝气量控制和推流速度大小要求的矛盾，进而大大增加了脱氮除磷效果，提高了氧化沟的处理性能。