氧化溝法污水處理工藝原理

A. 什麼是氧化溝污水處理法

氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以它在水力流態上不同於傳統的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環流曝氣溝渠，污水滲入其中得到凈化。氧化溝工藝以其經濟簡便的突出優勢已成為中小型城市污水廠的首選工藝，同時在部分畜禽養殖污水好氧處理中得到應用。其工藝流程見下圖：

一般在畜禽養殖污水處理中主要設計參數為：

水力停留時間：20～40小時；

污泥齡：一般大於20天；

有機負荷（BOD5）：0.05～0.15千克/[千克（活性污泥）?天]；

容積負荷（BOD5）：0.2～0.4千克/（米3?天）；

活性污泥濃度：2000～6000毫克/升；

溝內平均流速：0.3～0.5米/秒。

B. 城市污水處理廠氧化溝技術的應用

城市污水處理廠旅運氧化溝技術的應用具體內容是什麼，下面中達咨詢為大家解答。
1 引言
氧化溝（Oxidation Ditch）是活性污泥法的一種變形工藝，該工藝將一系列生物化學過程集中在一個閉合環路中，如硝化、反硝化、碳源代謝等，採用連續式反應池的原理，是一個連續循環完全混合的流程[1]。氧化溝工藝培卜通常不需要初沉池，採用的多是延遲曝氣，由於曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥混合液會在其中循環流動，因此，該工藝被形象的稱之為「氧化溝」或「氧化渠」，又叫「連續循環曝氣池」。
2 氧化溝工藝的特點
氧化溝在實際應用中的主要形式為卡塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、交替式工作氧化溝、一體化氧化溝等，不同類型的氧化溝工藝差異較大，歸納起來氧化溝工藝的特點主要表現在以下幾個方面。
2.1 工藝流程簡單，運行管理方便
氧化溝工藝與其它污水處理方法相比，具有出水水質好，基建投資省、流程簡單、操作方便、工藝可靠性強、運行費用低等特點。氧化溝基建費用和運行費用低，較普通活性污泥法成本運行和基建費要低30%～50%和40%～60%。
2.2 耐沖擊負荷，污泥性質穩定
氧化溝工藝可以接受高濃度的生活污水和有機生產性廢水，有較好地承受水量和水質的沖擊負荷能力，尤其對於生產廢水處理效果較好[2]。氧化溝工藝適應於硝化-反硝化生物處理工藝，具有較明顯的溶解氧濃度梯度，據有關資料反應，氧化溝工藝的能耗比活性污泥法降低20%。
2.3 適應性強
具有較強的耐沖擊負荷，對水溫、水質、水量等的變動有適應性。具有較高的去除BOD能力，在條件較好時可達98%，即使在低溫時也可以達到良好的出水。
3 氧化溝工藝的應用
3.1 工藝的選擇
筆者對某市水質凈化二廠的工藝流程進行調查，設計進出水水質見表1，設計日處理規模18萬m3，該市水質二廠處理部分通過曝氣池和氧化溝工藝比較經濟可行，確定採用了DE型雙溝式氧化溝工藝，該工藝具有較強的脫氮除磷和降解碳源能為，易實現自動化控制，便於管理等特點，工藝流程如圖1。
3.2 主要構築物設計特點
（1）厭氧池。氧化溝和厭氧池合建在同一組池內，設計流量為8200.5 m3/h，共用4個鋼筋混凝土矩形池。厭氧池有效水深4.5 m，有效容積8200.5 m3，水力停留時間為1 h。可以通過堰門控制氧化溝的配水。
（2）氧化溝。氧化溝共4組，可調堰門共8套，有效容積110005 m3，設計流量為8200.5 m3/h，污泥濃度為4500 mg/L，溶解氧為0.4～2.0 mg/L。氧化溝採用了表面曝氣機60台，曝氣時高速運行，反硝化階段和低速運行確保池內水流循環，僅在曝氣時高速運行。每組氧化溝分為兩格，分為溝Ⅰ和溝Ⅱ，氧化溝內反硝化和硝化運行程序分為4個階段。
氧化溝有厭氧區、缺氧區和好氧區，A2/O是主要運行方式[3]，經過了粗細柵格和旋流沉砂池進入氧化溝，對污水中的氮磷進行有效的去除。
（3）二沉池。二沉池為4座圓形池體，內徑50 m，有效水深4.5 m，水力停留時間為3.5 h污泥迴流比R為99%，表面負荷為0.90 m3/m2・h，池內配有吸泥機和浮渣泵，周邊有輻射配鎮穗式沉澱池。
4 實際運行中存在問題及改進措施
4.1 運行中存在的問題
對於某市凈化二廠2014年6月開始調試運行，2015年1月投產運行，運行過程中實際進出水水質情況見表2。運行中出現一系列問題：如設備運行單一且不易控制，並且能耗大。缺氧段，溝內低速運轉；好氧段，溝內均高速運轉。單速轉刷停運，這種運行方式沒有考慮氧化溝內微生物水平，可能使溶解氧水平過高，造成過氧化。在缺氧段有可能溶解氧不足，運行一個周期氧化溝設備的能耗為2100 kW・h。
4.2 氧化溝運行模式改進
根據運行中發現的問題，對氧化溝工藝進行了改進。為了攪拌和推進水流，在氧化溝內增設了水下推進器。轉刷和推進器的運行分為A、B、C、D、E五種模式。
在保持好氧環境下可用B、C、D、E模式，缺氧環境用A模式。溶解氧控制就存在A與E組合、A與D 組合、A與C 組合和A與B組合四種方式。運行中可根據活性、進水負荷和氧化溝微生物數量進行選擇。根據A與C組合模式運轉情況看，處理後的出水水質：TP為1.0 mg/L，S≤11 mg/L，氨氮為0.45～0.55 mg/L，COD≤45 mg/L，BOD5為3～5 mg/L，出水水質好，達到了二級排放標准。
另外，為降低設備使用壽命，氧化溝4個階段運行歷時調整為1 h，這樣易於管理和控制，氧化溝4個組合運轉一個周期的能耗，以A和D組合模式曝氣能力最強，適用於活性高、微生物數量很大的情況。
4.3 中水回用
中水主要用於如道路噴灑、沖洗污泥膠水機及沖車，還可以用於周圍市政綠化，其他中水可用於某凈化二廠內使用。該凈化二廠計劃5年內完成中水配套管網設施和生產系統，實現中水開發利用的產業化、規范化。

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C. 什麼是DE型氧化溝

DE氧化溝是指兩個相同容積的氧化溝組成的處理系統。DE型氧化溝為雙溝半交替工作式氧化溝系統，具有良好的生物除氮功能。它與D型、T型氧化溝的不同之處是二沉池與氧化溝分開，並有獨立的污泥迴流系統。而T型氧化溝的兩側溝輪流作為沉澱池。
DE氧化溝內兩個氧化溝相互連通，串聯運行，交替進水。溝內設雙速曝氣轉刷，高速工作時曝氣充氧，低速工作時只推動水流，基本不充氧，使兩溝交替處於厭氧和好氧狀態，從而達到脫氮的目的。若在DE氧化溝前增設一個缺氧段，可實現生物除磷，形成脫氮除磷的DE型氧化溝工藝。該工藝的運行分為四個階段，具體如下。
階段A:污水與二沉池迴流污泥均流入缺氧池，經池中的攪拌器作用使其充分混合，避免污泥沉澱，混合液經配水井進入第一溝。第一溝在前一階段已進行了充分的曝氣和硝化作用，微生物已吸收了大量的磷，在該階段，第一溝內轉刷以低轉速運轉，僅維持溝內污泥懸浮狀態下環流，所供氧量不足，此系統處於厭氧狀態，反硝化菌將上階段產生的硝態氮還原成氮氣逸出。第二溝的出水堰自動降低，處理後的污水由第二溝流入二沉池。在階段A的末了時，由於第一溝處於缺氧狀態，吸收的磷將釋放到水中，因此此溝中磷的濃度將會升高。而第二溝內轉刷在整個階段均以高速運行，污水污泥混合液在溝內保持恆定環流，轉刷所供氧量足以氧化有機物並使氨氮轉化成硝態氮，微生物吸收水中的磷，因此該溝中磷的濃度將下降。
階段B：污水與二沉池迴流污泥、配水後進入第一溝，此時第一溝與第二溝的轉刷均高速運轉充氧，進水中的磷與階段A第一溝釋放的磷進入好氧條件的第二溝中，第二溝中混合液磷含量低，處理後污水由第二溝進入二沉池。
階段C：階段C與階段A相似，第一溝和第二溝的工藝條件互換，功能剛好相反。
階段D：階段D與階段B相似，階段B與階段D是短暫的中間階段。第一溝和第二溝的工藝條件相同。兩個溝中轉刷均高速運轉充氧，使吸收磷的微生物和硝化菌有足夠的停留時間。但第一溝和第二溝的進出水條件相反。
從上述的運行過程來看，通過適當調節處理過程的不同階段，則可以得到低濃度的TP和TN的出水。
DE型氧化溝的優點：
⑴由於兩溝交替硝化與反硝化，缺氧區和好氧區完全分開，污水始終從缺氧區進入，因此可保持較好的脫氮效果，且不需要混合液內迴流系統。
⑵單獨設置二沉池，提高了設備的利用率和池體容積的利用率。
⑶同時兩溝池體和轉刷設備的交替運轉均可通過自控程序進行控制運行。
DE型氧化溝的缺點：
⑴DE氧化溝存在氧化溝的溝深較淺，因此佔地面積較大。
⑵由於工藝為了滿足兩溝交替硝化與反硝化的功能需要，曝氣設備按照雙電機配置，投資和運行費用較高，並且增加了設備投資和運行檢修的復雜性。

D. 氧化溝法、AB法、A2/O法、SBR法的工藝比較 越詳細越好 最好是列個表格

一、A/O工藝簡介
由於我國小城鎮居住點分散，污水源分布點多量少，城鎮級污水廠的規模多低於10000噸/日。目前國內大中型城市污水處理廠經常採用的處理技術有傳統活性污泥法、A2/O、SBR、氧化溝等，如果以這些技術建設小城鎮污水處理廠會造成由於居高不下的運行費用，無法正常運行。必須針對小城鎮的特點採用投資省，運行費用低，技術穩定可靠，操作與管理相對簡單的工藝。
工藝流程

工藝特點
① 採用SNP特種懸浮型生物填料，系統污泥濃度高，停留時間短。
② 厭氧生物濾池：能耗低，為活性污泥法的十分之一，產泥量很少。
③ 好氧生物濾池：停留時間短，保證出水達標。
④ 所有設備可以採用利浦罐或拼裝鋼結構，具有施工周期短，投資低，佔地節約，外觀美觀的特點。
⑤ 處理效果好，運行穩定，佔地較小，操作管理簡單，運行靈活性強。
⑥ 低投資，低運行費，尤其適合於規模低於2000～10000噸/日以下的小城鎮污水處理廠。
⑦ 維修檢修工作量低，需要運行操作人員的要求相對也較低。
應用范圍
2000～10000噸/日以下的小城鎮污水處理廠
二、A2/O工藝
亦稱A-A-O工藝，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一個字母的簡稱（生物脫氮除磷）。按實質意義來說，本工藝稱為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱。
A2/O工藝是流程最簡單，應用最廣泛的脫氮除磷工藝。污水首先進入厭氧池，兼性厭氧菌將污水中的易降解有機物轉化成VFAs。迴流污泥帶入的聚磷菌將體內的聚磷分解，此為釋磷，所釋放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厭氧環境下維持生存，另一部分供聚磷菌主動吸收VFAs，並在體內儲存PHB。進入缺氧區，反硝化細菌就利用混合液迴流帶入的硝酸鹽及進水中的有機物進行反硝化脫氮，接著進入好氧區，聚磷菌除了吸收利用污水中殘留的易降解BOD外，主要分解體內儲存的PHB產生能量供自身生長繁殖，並主動吸收環境中的溶解磷，此為吸磷，以聚磷的形式在體內儲存。污水經厭氧，缺氧區，有機物分別被聚磷菌 和反硝化細菌利用後濃度已很低，有利於自養的硝化菌的生長繁殖。最後，混合液進入沉澱池，進行泥水分離，上清液作為處理水排放，沉澱污泥的一部風迴流厭氧池，另一部分作為剩餘污泥排放。
本工藝在系統上可以稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少於其他同類工藝。而且在厭氧-缺氧-好養交替運行條件下，不易發生污泥膨脹。
運行中切勿投葯，厭氧池和缺氧池只有輕緩攪拌，運行費用低。
該工藝處理效率一般能達到：BOD5和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用於要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高於普通活性污泥法，運行管理要求高，所以對目前我國國情來說，當處理後的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養化，從而影響給水水源時，才採用該工藝。
本工藝具有如下特點：
（1）本工藝在系統上可以稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少於其他同類工藝
（2）在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小於100
（3）污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效
（4）運行中勿需投葯，兩個A斷只用輕緩攪拌，並不增加溶解氧濃度，運行費用高
本法也存在如下各項的待解決問題
（1）除磷效果難於再行提高，污泥增長有一定的限度，不易提高，特別是當P/BOD值高時更是如此
（2）脫氮效果也難於進一步提高，內循環量一般以2Q為限，不宜太高
（3）進入沉澱池的處理水要保持一定濃度的溶解氧，減少停留時間，防止產生厭氧狀態和污泥釋放磷的現象出現、但溶解氧濃度也不宜過高，以防循環混合液對缺氧反應器的干擾
三、改良 A2/O
工藝綜合了A2/O 工藝和改良UCT的優點，有著良好的生物脫氮除磷效果，脫氮能力高於 A2/O 工藝。改良A2/O 工藝處理流程簡圖如下：

技術特點與優勢：
● 出水水質高改良 A2/O 工藝工藝原理是針對高效生物脫氮除磷，工藝運行可靠，節省化學葯劑使用。
● 運行管理方便改良 A2/O 工藝抗沖擊負荷能力強，運行穩定。
● 污泥肥效高改良 A2/O 工藝剩餘污泥含磷量3%～5%，肥效高，可利用作污泥堆肥。

四、曝氣生物濾池
工藝簡介
曝氣生物濾池（Biological Aeration Filtration），就是在生物濾池處理裝置中設置填料，通過人為供氧，使填料上生長大量的微生物。曝氣生物濾池由濾床、布氣裝置、布水裝置、排水裝置等組成。曝氣裝置採用配套專用曝氣頭，產生的中小氣泡經填料反復切割，達到接近微控曝氣的效果。由於反應池內污泥濃度高，處理設施緊湊，可大大節省佔地面積，減少反應時間。
工藝流程

工藝特點
① 克服了污泥膨脹，處理效果穩定，運行管理簡單。
② 改變了傳統的高負荷生物濾池自然通風的供氣方式，人為供氧，強化處理效果，出水水質提高。
③ 耐沖擊負荷能力強，特別適合於工業廢水所佔比例越來越高的現代城市污水處理。
④ 生物填料對空氣有相互切割作用，可以明顯提高氧氣利用率。
⑤ 根據需要可以組合成具有生物除磷脫氮功能的A2/O工藝。
⑥ 採用中小氣泡專用曝氣頭，杜絕了微孔曝氣頭容易堵塞、破裂的缺陷。
⑦ 採用北京桑德環保產業集團開發的特種生物填料，污泥濃度高，處理設施緊湊，佔地面積小。
應用范圍
中、小型城市污水處理廠

三、城市污水SPR除磷工藝
工藝簡介水體富營養化主要原因是人類向水體排放了大量的氨氮和磷，磷更是水體富營養化的最主要因素。縱觀國內污水處理廠，除磷技術一直是困擾污水處理廠運行的難題。傳統的物化除磷技術需要大量的葯劑，具有運行成本高，污泥產量大的缺點；前置厭氧的生物除磷工藝具有運行費用低的優點，但是由於完全依賴於微生物的攝磷、釋磷作用，難以達到國家污水綜合排放的要求。當考慮中水回用時，則更難以達到要求。為此，我公司在現有的物化除磷與生化除磷的技術基礎上，結合我公司的實際工程經驗，開發出了城市污水深度除磷技術-SPR除磷工藝。 該工藝以厭氧生物除磷機理為主要技術依託，採用SPR除磷工藝，通過強化厭氧釋磷，並輔以物化沉澱去除釋放磷的方法，達到整個生化處理系統的除磷要求。
工藝流程

工藝特點
① 除磷效果好，較傳統的前置厭氧除磷的釋磷效果增大10倍以上，迴流污泥的攝磷能力也可以提高很多倍。
② 運行穩定可靠，在進水TP 7mg/L的條件下，可以保證出水達到TP≤0.3mg/L，而除磷加葯量比常規化學除磷減少80～90％。
③ 污泥易沉澱、濃縮和脫水，污泥含磷量高，可達6～10%，適宜於磷的有價回收。
④ 加葯量少，運行成本低。
⑤ 可以適用於城市污水處理廠現有A/O生物處磷工藝的強化改造。
⑥ 該工藝也將是城市污水處理廠實施磷回收的有效工藝。
應用范圍大、中、小型城市污水處理廠新建大、中、小型城市污水處理廠改造 城市污水處理廠磷的回收利用

E. 卡魯塞爾氧化溝脫氮的原理是什麼

卡魯塞爾氧化溝具有較強的耐沖擊負荷能力;卡魯塞爾氧化溝是一個多溝串聯的系統,進水與活性污泥混合後在溝內作不停的循環流動。可以認為氧化溝是一個完全混合池,原水一進入氧化溝,就會被幾十倍甚至上百倍的循環流量所稀釋,因而氧化溝和其它完全混合式的活性污泥系統一樣,適宜於處理高濃度有機廢水,能夠承受水量和水質的沖擊負荷;
卡魯塞爾氧化溝具有優良穩定的處理效果和獨特的降解機制(中段廢水經卡魯塞爾氧化溝工藝處理後,出水水質非常穩定且品質良好);卡魯塞爾氧化溝中曝氣裝置每組溝渠只安裝1套,且均安裝在氧化溝的一端,因而形成了靠近曝氣器下游的富氧區和曝氣器上游以及外環的缺氧、厭氧區,自身組成不同比例的A/O或A2/O過程,實現動態水解酸化 好氧分解功能,這不僅有利於生物凝聚,使活性污泥易沉澱,而且厭氧區的存在對生化性較差的中段廢水來說,可以提高廢水BOD/COD值,對提高廢水的可生化性,抑制泡沫產生及活性污泥膨脹均具有十分重要的作用。
有關試驗研究表明,厭氧 好氧生物處理可以取得較高的COD去除率.這可能與厭氧反應可以使中段廢水中難以降解的木素及其衍生物部分水解為易於生物降解的小分子物質有關。卡魯塞爾氧化溝正是由於在同一條溝中交替完成厭氧、好氧過程,因而取得了較高的COD去除率。卡魯塞爾氧化溝具有性狀優良的活性污泥系統;卡魯塞爾氧化溝對AOX(可吸附有機鹵化物)有較好的去除作用,AOX具有致畸、致癌、致突變作用,其危害不可低估,在歐美等發達國家排放標准中已列項嚴格要求。AOX很難降解,廢水經好氧生化處理後也只能去除30%～40%。但試驗研究證明,在厭氧或缺氧條件下,AOX卻顯示出較好的厭氧生物降解性,許多在好氧條件下難降解的化合物在厭氧條件下變得容易降解,因此厭氧還原是一種重要的脫氯途徑。
工藝流程特點：工藝流程簡單、構築物少、機械設備數量少,不僅運行管理方便,工程投資也不高.
由於結構的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去處BOD，但除磷脫氮的能力有限。

F. 氧化溝工藝的氧化溝工藝引言

氧化溝又名氧化渠，因其構築物呈封閉的環形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環流動，因此有人稱其為「循環曝氣池」、「無終端曝氣池」。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質上屬於延時曝氣系統。以下為一般氧化溝法的主要設計參數：
水力停留時間：10－40小時；
污泥齡：一般大於20天；
有機負荷：0.05－0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)；
容積負荷：0.2－0.4kgBOD5/(m3.d)；
活性污泥濃度：2000－6000mg/l；
溝內平均流速：0.3－0.5m/s
氧化溝工藝 - 1.2 氧化溝的技術特點：
氧化溝利用連續環式反應池（Continuous Loop Reator,簡稱CLR）作生物反應池，混合液在該反應池中一條閉合曝氣渠道進行連續循環，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應池中的物質傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環。
氧化溝一般由溝體、曝氣設備、進出水裝置、導流和混合設備組成，溝體的平面形狀一般呈環形，也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。
氧化溝法由於具有較長的水力停留時間，較低的有機負荷和較長的污泥齡。因此相比傳統活性污泥法，可以省略調節池，初沉池，污泥消化池，有的還可以省略二沉池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因為巧妙結合了CLR形式和曝氣裝置特定的定位布置，是式氧化溝具有獨特水力學特徵和工作特性：
1) 氧化溝結合推流和完全混合的特點，有力於克服短流和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區上游安排入流，在入流點的再上游點安排出流。入流通過曝氣區在循環中很好的被混合和分散，混合液再次圍繞CLR繼續循環。這樣，氧化溝在短期內（如一個循環）呈推流狀態，而在長期內（如多次循環）又呈混合狀態。這兩者的結合，即使入流至少經歷一個循環而基本杜絕短流，又可以提供很大的稀釋倍數而提高了緩沖能力。同時為了防止污泥沉積，必須保證溝內足夠的流速（一般平均流速大於0.3m/s），而污水在溝內的停留時間又較長，這就要求溝內由較大的循環流量（一般是污水進水流量的數倍乃至數十倍），進入溝內污水立即被大量的循環液所混合稀釋，因此氧化溝系統具有很強的耐沖擊負荷能力，對不易降解的有機物也有較好的處理能力。
2) 氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用於硝化－反硝化生物處理工藝。氧化溝從整體上說又是完全混合的，而液體流動卻保持著推流前進，其曝氣裝置是定位的，因此，混合液在曝氣區內溶解氧濃度是上游高，然後沿溝長逐步下降，出現明顯的濃度梯度，到下游區溶解氧濃度就很低，基本上處於缺氧狀態。氧化溝設計可按要求安排好氧區和缺氧區實現硝化－反硝化工藝，不僅可以利用硝酸鹽中的氧滿足一定的需氧量，而且可以通過反硝化補充硝化過程中消耗的鹼度。這些有利於節省能耗和減少甚至免去硝化過程中需要投加的化學葯品數量。
3) 氧化溝溝內功率密度的不均勻配備，有利於氧的傳質，液體混合和污泥絮凝。傳統曝氣的功率密度一般僅為20－30瓦/米3，平均速度梯度G大於100秒－1。這不僅有利於氧的傳遞和液體混合，而且有利於充分切割絮凝的污泥顆粒。當混合液經平穩的輸送區到達好氧區後期，平均速度梯度G小於30秒－1，污泥仍有再絮凝的機會，因而也能改善污泥的絮凝性能。
4) 氧化溝的整體功率密度較低，可節約能源。氧化溝的混合液一旦被加速到溝中的平均流速，對於維持循環僅需克服沿程和彎道的水頭損失，因而氧化溝可比其他系統以低得多的整體功率密度來維持混合液流動和活性污泥懸浮狀態。據國外的一些報道，氧化溝比常規的活性污泥法能耗降低20%－30%。
另外，據國內外統計資料顯示，與其他污水生物處理方法相比，氧化溝具有處理流程簡單，操作管理方便；出水水質好，工藝可靠性強；基建投資省，運行費用低等特點。
氧化溝工藝 - 1.3 氧化溝技術的發展
自1920年英國sheffield建立的污水廠成為氧化溝技術先驅以來，氧化溝技術一直在不斷的發展和完善。其技術方面的提高是在兩個方面同時展開的：一是工藝的改良；二是曝氣設備的革新。
1.3.1工藝的改良
工藝的改良過程大致可分為四個階段：
見圖一
1.3.2曝氣設備的革新：
曝氣設備對氧化溝的處理效率，能耗及處理穩定性有關鍵性影響，其作用主要表現在以下四個方面：向水中供氧；推進水流前進，使水流在池內作循環流動；保證溝內活性污泥處於懸浮狀態；使氧、有機物、微生物充分混合。針對以上幾個要求，曝氣設備也一直在改進和完善。常規的氧化溝曝氣設備有橫軸曝氣裝置及豎軸曝氣裝置。
1)橫軸曝氣裝置為轉刷和轉盤。其中轉刷更為常見，轉刷單獨使用通常只能滿足水深較淺的氧化溝，有效水深不大於2.0－3.5米。從而造成傳統氧化溝較淺，佔地面積大的弊端。近幾年開發了水下推進器配合轉刷，解決了這個問題，如山東高密污水廠，有效水深為4.5米，保證溝內平均流速大於0.3米/秒，溝底流速不低於0.1米/秒，這樣氧化溝佔地大大減少，轉刷技術運用已相當成熟，但因其供氧率低，能耗大，故其逐漸被另外先進的曝氣技術所取代。
2)豎軸式表面曝氣機，各種類型的表面曝氣機均可用於氧化溝，一般安裝在溝渠的轉彎處，這種曝氣裝置有較大的提升能力，氧化溝水深可達4－4.5米，如1968年荷蘭PHV開發的著名Carrousel氧化溝在一端的中心設垂直軸的一定方向的低速表曝葉輪，葉輪轉動時除向污水供氧外，還能使溝中水體沿一定方向循環流動。表曝設備價格較便宜，但能耗大易出故障，且維修困難。
3)射流曝氣，1969年Lewrnpt等創建了第一座試驗性射流曝氣氧化溝（JAC），國外的射流曝氣多為壓力供氣式，而國內通常是自吸空氣式，JAC的優點是氧化溝的寬度和水的深度不受限制，可以用於深水曝氣，且氧的利用率高，目前最大的JAC在奧地利的林茨，處理流量為17.2萬噸/天，水深7.5米。
4)微孔曝氣，現在應用較多的微孔曝氣裝置，採用多孔性空氣擴散裝置克服了以往裝置氣壓損失大，易堵塞的毛病，且氧利用率較高，在氧化溝技術運用中越來越廣泛，目前，我國廣東省某污水廠已成功運用此種曝氣系統。
5) 其他曝氣設備，包括一些新型的曝氣推動設備，如浙江某公司開發的復葉節流新型曝氣器，氧利用率較高，浮於水面，易檢修，充氧能力可達水下7米，推動能力相當強，滿足氧化溝的曝氣推動一體化要求，同時能夠滿足氧化溝底部的充氧和推動。
氧化溝在國內外都發展很快。歐洲的氧化溝污水廠已有上千座，在國內，從20世紀80年代末開始在城市污水和工業廢水中引進國外氧化溝的先進技術，從原來的日處理量3000立方米到目前10萬噸以上的污水處理廠已比較普遍，氧化溝工藝已成為我國城市污水處理的主要工藝。
2.氧化溝脫氮除磷工藝
2.1傳統氧化溝的脫氮除磷傳統氧化溝的脫氮，主要是利用溝內溶解氧分布的不均勻性，通過合理的設計，使溝中產生交替循環的好氧區和缺氧區，從而達到脫氮的目的。其最大的優點是在不外加碳源的情況下在同一溝中實現有機物和總氮的去除，因此是非常經濟的。但在同一溝中好氧區與缺氧區各自的體積和溶解氧濃度很難准確地加以控制，因此對除氮的效果是有限的，而對除磷幾乎不起作用。另外，在傳統的單溝式氧化溝中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暫的經常性的環境變化中使硝化菌和反硝化菌群並非總是處於最佳的生長代謝環境中，由此也影響單位體積構築物的處理能力。
隨著氧化溝工藝的反展，目前，在工程應用中比較有代表性的有形式有：多溝交替式氧化溝（如三溝式，五溝式）及其改進型、卡魯塞爾氧化溝及其改進型、奧貝爾(Orbal)氧化溝及其改進型、一體化氧化溝等。他們都具有一定的脫氮除磷能力，
2.2.PI型氧化溝的脫氮除磷
PI（Phase Isolation）型氧化溝，即交替式和半交替式氧化溝，是七十年代在丹麥發展起來的，其中包括DE型、T型和VR型氧化溝，隨著各國對污水處理廠出水氮，磷含量要求越來越嚴，因而開發出現了功能加強的PI型氧化溝，主要由Kruger公司與Demmark技術學院合作開發的，稱為Bio-Denitro和Bio-Denipho工藝，這兩種工藝都是根據A/O和A2/O生物脫氮除磷原理，創造缺氧/好氧，厭氧/缺氧/好氧的工藝環境，達到生物脫氮除磷的目的。
2.2.1DE型、T型氧化溝脫氮工藝
DE型氧化溝為雙溝系統，T型氧化溝為三溝系統，其運行方式比較相似，都是通過配水井對水流流向的切換，堰門的起閉以及曝氣轉刷的調速，在溝中創造交替的硝化，反硝化條件，以達到脫氮的目的。其不同之處在於DE型氧化溝系統是二沉池與氧化溝分建，有獨立的污泥迴流系統；而T型氧化溝的兩側溝輪流作為沉澱池。
2.2.2VR型氧化溝脫氮工藝VR氧化溝溝型宛如通常的環形跑道，中央有一小島的直壁結構，氧化溝分為兩個容積相當的部分，其水平形式如反向的英文字母C，污水處理通過二道拍門和二道出流堰交替起閉進行連續和恆水位運行。
2.2.3PI型氧化溝同時脫氮除磷工藝交替式氧化溝在脫氮效果上良好，為了達到除磷效果，通常在氧化溝前設置相應的厭氧區或構築物或改變其運行方式。據國內外實際運行經驗顯示，這種同時脫氮除磷工藝只要運行時控制的好，可以取得很好的脫氮除磷效果。
西安北石橋污水凈化中心採用具有脫氮除磷的DE型氧化溝系統（前加厭氧池），一期工程處理能力為15萬立方米/天，對各階段處理效果實測結果表明，DE型氧化溝處理城市污水效果顯著。COD、TN、TP的總去除效率分別達到87.5%－91.6%，63.6%－66.9%，85.0%－93.4%，出水TN為9.0－10.1mg/l,TP為0.42－0.45mg/l,出水水質優於國家二級出水排放標准。
上述三種PI型氧化溝脫氮除磷工藝都有轉刷的調速，活門、出水堰的啟閉切換頻繁的特點，對自動化要求高，轉刷利用率低，故在經濟欠發達的地區受到很大的限制。
2.3奧貝爾氧化溝脫氮除磷工藝Orbal氧化溝簡稱同心圓式，它也是分建式，有單獨二沉池，採用轉碟曝氣，溝深較大，它的脫氮效果很好，但除磷效率不夠高，要求除磷時還需前加厭氧池。應用上多為橢圓形的三環道組成，三個環道用不同的DO(如外環為0，中環為1，內環為2)，有利於脫氮除磷。採用轉碟曝氣，水深一般在4.0～4.5m,動力效率與轉刷接近，現已在山東濰坊、北京黃村和合肥王小郢的城市污水處理廠應用。
2.4卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝
2.4.1傳統的卡魯塞爾氧化溝工藝
卡魯塞爾(Carrousel)氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開發研製的。它的研製目的是為滿足在較深的氧化溝溝渠中使混合液充分混合，並能維持較高的傳質效率，以克服小型氧化溝溝深較淺，混合效果差等缺陷。至今世界上已有850多座Carrousel氧化溝系統正在運行，實踐證明該工藝具有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便和運行維護費用低等優點。Carrousel氧化溝使用立式表曝機，曝氣機安裝在溝的一端，因此形成了靠近曝氣機下游的富氧區和上游的缺氧區，有利於生物絮凝，使活性污泥易於沉降，設計有效水深4.0－4.5米，溝中的流速0.3米/秒。BOD5的去除率可達95%－99%，脫氮效率約為90%，除磷效率約為50%，如投加鐵鹽，除磷效率可達95%。
2.4.2.單級卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝
單級卡魯塞爾氧化溝有兩種形式：一是有缺氧段的卡魯塞爾氧化溝，可在單一池內實現部分反硝化作用，使用於有部分反硝化要求，但要求不高的場合。另一種是卡魯塞爾A/C工藝，即在氧化溝上游加設厭氧池，可提高活性污泥的沉降性能，有效控制活性污泥膨脹，出水磷的含量通常在2.0mg/l以下。以上兩種工藝一般用於現有氧化溝的改造，與標準的卡魯塞爾氧化溝工藝相比變動不大，相當於傳統活性污泥工藝的A/O和A2/O工藝。
2.4.3.合建式卡魯塞爾氧化溝
缺氧區與好氧區合建式氧化溝式美國EIMCO公司專為卡魯塞爾系統設計的一種先進的生物脫氮除磷工藝（卡魯塞爾2000型）。它的構造上的主要改進是在氧化溝內設置了一個獨立的缺氧區。缺氧區迴流渠的埠處裝有一個可調節的活門。根據出水含氮量的要求，調節活門張開程度，可控制進入缺氧區的流量。缺氧和好氧區合建式氧化溝的關鍵在與於對曝氣設備充氧量的控制，必須保證進入迴流渠處的混合液處於缺氧狀態，為反硝化創造良好環境。缺氧區內有潛水攪拌器，具有混合和維持污泥懸浮的作用。
在卡魯塞爾2000型基礎上增加前置厭氧區，可以達到脫氮除磷的目的，被稱為A2/C卡魯塞爾氧化溝。
四階段卡魯塞爾Bardenpho系統在卡魯塞爾2000型系統下游增加了第二缺氧池及再曝氣池，實現更高程度的脫氮。五階段卡魯塞爾Bardenpho系統在A2/C卡魯塞爾系統的下游增加了第二缺氧池和在曝氣池，實現更高程度的脫氮和除磷。
綜上所述，厭氧，缺氧與好氧合建的氧化溝系統可以分為三階段A2/O系統以及四、五階段Bardenpho系統，這幾個系統均是A/O系統的強化和反復，因此這種工藝的脫氮除磷效果很好，脫氮率達90%－95%。
另外，卡魯塞爾3000型氧化溝也有較好的脫氮除磷效果。在此不加以詳述。
2.4.4. 合建式一體化氧化溝
是指集曝氣、沉澱、泥水分離和污泥迴流功能為一體，無需建造單獨二沉池的氧化溝。這種氧化溝設有專門的固液分離裝置和措施。它既是連續進出水，又是合建式，且不用倒換功能，從理論上講最經濟合理，且具有很好的脫氮除磷效果。
一體化氧化溝除一般氧化溝所具有的優點外，還有以下獨特的優點：
①工藝流程短，構築物和設備少，不設初沉池、調節池和單獨的二沉池；
②污泥自動迴流，投資少、能耗低、佔地少、管理簡便；
③造價低，建造快，設備事故率低，運行管理工作量少；
④固液分離效果比一般二次沉澱池高，使系統在較大的流量濃度范圍內穩定運行。
一體化氧化溝的工藝特點見圖二：
氧化溝工藝 - 3 氧化溝工藝選擇的討論
1）提高中小城市污水治理率是今後污水治理領域的重點，對於規模小於10萬噸/天的中小型污水處理廠來說，氧化溝和SBR是首選工藝，目前總體來說應用最多的是氧化溝工藝，在氧化溝各種工藝中，考慮其各自的特點及污水脫氮除磷的要求，推薦中小城市使用較成熟的卡魯塞爾氧化溝.對於合建式一體化氧化溝，國內應用該工藝的污水廠已超過十餘座，其示範工程——四川新都污水處理廠己成功運行5年多，是未來氧化溝工藝發展的一個主要方向。
2）近年來，在氧化溝中嘗試使用各種綜合曝氣裝置，即採用曝氣器與水下混合器獨立運行，將氧化溝中的水流循環混合作用與曝氣傳氧作用區分開來，使氧化溝中交替出現缺氧與好氧狀態，已達到脫氮除磷目的，同時這種運行方式還能取得節能的效果。據報道，這種綜合曝氣系統已在國外得到應用，在國內也可嘗試並推廣採用這種綜合曝氣設備。
3）微孔曝氣氧化溝工藝即保留了氧化溝沿水流方向間斷曝氣和循環流動的特點，又克服了氧化溝因採用表面曝氣機而佔地面積大，充氧效率低，水流斷面流速不均，池底易沉澱等不足，不失為一種可推廣使用的工藝。
4）在土地十分緊張的地區，在取得較准確的設計參數的基礎上，可考慮使用立體式循環氧化溝。
5）在氧化溝工藝設計中，溝深的設計是一個很重要的問題，盡管水下推進器的使用使溝深有所提高，但也並非越大越好，因為有效水深的增加會引起能量模式的改變，從而需增加動力設備就不同，引起投資和運行費用的提高。不同地質情況，不同進水水質及處理要求，有不同的溝深要求。因此，每一個選用氧化溝工藝的污水廠，都因根據各種因素綜合分析以確定最佳的溝深。

G. 奧貝爾氧化溝的機理

簡介： 早期氧化溝只是一單溝道的「循環曝氣池」，主要用於去除污水中的BOD及進行硝化反應，現已發展形成各種不同的類型，包括卡魯塞爾型、奧貝爾型、二溝或三溝交替工作型，一體化氧化溝等。隨著污染的加劇和水體富營養化問題的出現，許多國家開始控制進入水體的氮和磷排放型量，並制定了較為嚴格的污水處理廠出水中氮和磷的排放標准。於是，不僅能去除有機物，而且兼具生物除磷脫氮功能的氧化溝工藝應運而生，我們可稱之為第二代氧化。奧貝爾氧化溝即為此種新型氧化溝中主要的一種，該工藝在節約能耗、減少佔地、抗沖擊負荷和高效脫氮等方面顯示出優異的性能，越來越多的應用於城市污水處理工程之中，有很好的發展前景。
一、奧貝爾氧化溝工藝的特徵
1、奧貝爾氧化一般溝由三個同心橢園形溝道組成，污水由外溝道進入，與迴流污泥混合後，由外溝道進入中間溝道再進入內溝道，在各溝道循環達數百到數十次。最後經中心島的可調堰門流出，至二次沉澱池。在各溝道橫跨安裝有不同數量水平轉碟曝氣機，進行供氧兼有較強的推流攪伴作用。外溝道體積占整個氧化溝體積的50%-55%，溶解氧控制趨於0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用;中間溝道容積一般為25%-30%,溶解氧控「在1.0mg/L左右,作為「擺動溝道」，可發揮外溝道或內溝道的強化作用；內溝道的容積約為總容積的15%-20%，需要較高的溶解氧值（2.0mg/L左右),以保證有機物和氨氮有較高的去除率。
2、外溝道的供氧量通常為總供氧量的50%左右，但80%以上的BOD可以在外溝道中去除。由於外溝道溶解氧平均值很低，絕大部分區域DO為0.0mg/L,所以，氧傳遞作用是在虧氧條件下進行的，氧的傳遞效率有所提高，有一定的節能效果。加之下面將談到的外溝道內所特有的同時硝化反硝功能，節能效果更為明顯。內溝道作為最終出水的把關，一般應保持較高的溶解氧，但內溝道容積最小，能耗相對較低。中溝道起到互補調節作用，提高了運行的可靠性和可控性。奧貝爾氧化溝獨特的構造和機理，使之以較節能的方式獲得穩定的處理效果。
3、奧貝爾氧化溝具有較好的脫氮功能。在外溝道形成交替的耗氧和大區域的缺氧環境，較高程度地發生「同時硝化反硝化」，即使在不設內迴流的條件下，也能獲得較好的脫氮效果。
4、奧貝爾氧化溝具有推流式和完全混合式兩種流態的優點。對於每個溝道內來講，混合液的流態基本為完全混合式，具有較強的抗沖擊負荷能力；對於三個溝道來講，溝道與溝道之間的流態為推流式，有著不同的溶解濃度和污泥負荷，兼有多溝道串聯的特性，有利於難降解有機物的去除，並可減少污泥膨脹現象的發生。
5、奧貝爾氧化溝採用的曝氣轉碟，其表面密布凸起的三解形齒結，使其在與水體接觸時將污水打碎成細密水花，具有較高的充氧能力和動力效率。通過改變曝氣機的旋轉方向、浸水深度、轉速和開停數量，可以調整供氧能力和電耗水平。尤其是蝶片可以方便的拆裝，更為優化運行提供了簡便手段。另一方面，由於轉碟具有極強的整流和推流能力，氧化溝有效水深可達4米以上，即使因優化控制需要而減少曝氣機運行台數時，一般也不會發生沉澱現象這是曝氣轉碟和奧貝爾溝型所獨具的優點。
二、奧貝爾氧化溝的適用范圍
奧貝爾氧化溝一般適用於20萬立方米/日以下規模的城市污水處理廠，尢其推薦應用於中小規模的城市污水處理廠。
由於奧貝爾氧化溝屬於多反應器系統，在一定程度上有利於難降解有機物的去除，且抗沖擊負荷能力強，因此，當城市污水中工業廢水比例較高時，奧貝爾氧化溝較其他類型氧化溝有更好的適應性。
奧貝爾氧化溝有三個相對獨立的溝道，進水方式靈活。在暴雨期間，進水可以超越外溝道，直接進入中溝道或內溝道，由外溝道保留大部分活性污泥，利於系統的恢復。因此，對於合流制或部分合流制的污水系統，奧貝爾氧化溝均有很好的適用性。
三、工藝流程和典型構造
奧貝爾氧化溝典型工藝流程由下圖所示：

與其它形式的氧化溝一樣，奧貝爾氧化溝也具有工藝流程簡單的優點。對於中小規模的城市污水廠，一般可不設初次沉澱池和污泥消化池。懸浮狀有機物可在氧化溝內基本得到好氧穩定，這比設初沉池及單獨處理初沉污泥要簡便經濟。當然，合理的工藝流程必須按照實際情況經充分的技術經濟比較後確定。
奧貝爾氧化溝的預處理及污泥處理部分的流程與其他活性污泥法處理工藝相似，不再贅述。氧化溝本身的典型構造和流程見下圖：

奧貝爾氧化溝通常由三個同心的溝道組成，平面上為圓形或橢圓形。溝道之間採用隔牆分開，隔牆下部設有必要面積的通水窗口。溝道斷面形狀多為矩形或梯形。隔牆一般使用100-150毫米厚的現澆鋼筋混凝土構造。各溝道寬度由工藝設計確定，一般不大於9米。有效水深以4-4.3米為宜。
原污水和迴流污泥可進入外、中、內三個溝道，通常均進入外溝道。出水自內溝道經中心島內的堰門排出，進入沉澱池。當脫氮要求較高時，可以增設內迴流系統（由內溝道迴流到外溝道），提高反硝化程度。
四、關鍵設備的選型
奧貝爾氧化溝的預處理和污泥處理所需設備與其他工藝相似，不作詳細描述。關鍵設備是曝氣轉碟和沉澱池的排泥橋，對其主要構造和性能要求闡述如下：
1、曝氣轉碟
曝氣轉碟屬轉盤類水平推流式表面曝氣器，由碟片、水平軸及其兩端的滾動軸承、減速機和電動機組組成。每片圓形的曝氣轉碟由兩個半圓形部件組成。每對半圓形部件跨穿水平軸，組成整體的圓片，每個碟片可以獨立拆裝，便於調節安裝密度，使整機達到所需的充氧能力，每米軸長一般裝碟片3片至5片。碟片採用聚苯材料注塑或採用玻璃鋼壓鑄而成，其中聚苯材料碟片自重較輕，動力效率較高，國內已有質量很好的合資產品。碟片表面布有梯形凸塊，兼有供氧和推流攪拌的功能。水平軸採用厚壁無縫鋼管製造，表面作特種防腐處理。驅支裝置主要由減速機和電機組成。
曝氣轉碟的基本性能如下：
曝氣轉碟直徑：1400mm;
適用轉速：50-55rpm,經濟轉速：50rpm;
適用浸沒深度：400-530mm,經濟浸沒深度：500mm;
單盤標准清水充氧能力：0.8-1.6kgO2/kw.h(以軸功率計);
適用工作水深:4-5m;
水平軸跨度：〈=10.0m;
安裝密度:<5ds/m。
2、沉澱池排泥橋
奧貝爾氧化溝的污泥濃度（MLSS)較高，運行中一般在4-6克/升，迴流污泥必須有較高的含固率。因此，對沉澱池和排泥設備有嚴格的要求。尤其是排泥設備，必須確保足夠的排泥濃度，通常需要特殊的工藝和結構設計。在設備選擇時應充分注意這一性能要求，保證實現奧貝爾氧化溝的整體工藝的優勢。
五、工程應用
在消化吸收的基礎上，中國市政工程華北設計研究院對奧貝爾系統在中國的應用情況、適應性、處理效果、工藝特性與機理等進行了全面、系統的研究，並進行了較大規模實際工程的工藝性能測試與研究工作。同時，已經設計了20餘座奧貝爾工藝的城市污水處理廠，其中，三個項目已投入運轉，包括北京大興污水處理廠、山東萊西污水處理廠等，已顯示出良好的技術特性。另外，天津國不水設備工程公司和美國合作生產的曝氣轉碟已經大批量生產，技術性能達到國際同類產品的質量水平，為確保奧貝爾氧化溝工藝和設備的整體優勢創造條件。

H. 城市污水處理主要有哪幾種工藝

城市污水處理有A-O或A-A-O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝等類型。

1、A-O或A-A-O工藝也叫缺氧-好氧或厭氧-缺氧-好氧工藝。這一工藝的開發主要是為了滿足脫氮除磷的需要，這是一種經濟有效的生物脫氨除磷技術，我國南方不少污水廠就採用這一工藝。

2、SBR工藝也叫序批式活性污泥法工藝。這一工藝構築物主要是一個池子既作曝氣池又作二沉澱，管理簡單，特別適合中小城鎮的城市污水處理，對於較大水量的連續操作，處理一般要幾 套池子組合運行。

3、氧化溝工藝是一種延時曝氣的活性污泥法，由於負荷很低，而沖擊負荷強，出水水質好，污 泥產量少且穩定，構築物少運行管理簡單。氧化溝可以按脫氮設計，也可以略加改造現脫氮 除磷。另外，城市污水處理還有傳統活性污泥法的一些變型工藝，以及A-B工藝等一些工藝類型。

(8)氧化溝法污水處理工藝原理擴展閱讀：

城市污水處理的污泥處理：

主要包括濃縮、消化、脫水、堆肥或家用填埋。濃縮有機械濃縮 或重力濃縮，後續的消化通常是厭氧中溫消化，也就是厭氧技術。消化產生的沼氣可作為能源燃燒或發電，或用於作化工產品等。消化產生的污泥性質穩定，具有肥效，經過脫水，減少體積成餅成形，有利運輸。

為了進一步改善污泥的衛生學質量，污泥還可以進行人工堆肥或機械堆肥。堆肥 後的污泥是一種很好的土壤改良劑。對重金屬含量超標的污泥，經脫水處理後要慎重處置，一般需要將其填埋封閉起來。