氧化沟法污水处理工艺原理

A. 什么是氧化沟污水处理法

氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化。氧化沟工艺以其经济简便的突出优势已成为中小型城市污水厂的首选工艺，同时在部分畜禽养殖污水好氧处理中得到应用。其工艺流程见下图：

一般在畜禽养殖污水处理中主要设计参数为：

水力停留时间：20～40小时；

污泥龄：一般大于20天；

有机负荷（BOD5）：0.05～0.15千克/[千克（活性污泥）?天]；

容积负荷（BOD5）：0.2～0.4千克/（米3?天）；

活性污泥浓度：2000～6000毫克/升；

沟内平均流速：0.3～0.5米/秒。

B. 城市污水处理厂氧化沟技术的应用

城市污水处理厂旅运氧化沟技术的应用具体内容是什么，下面中达咨询为大家解答。
1 引言
氧化沟（Oxidation Ditch）是活性污泥法的一种变形工艺，该工艺将一系列生物化学过程集中在一个闭合环路中，如硝化、反硝化、碳源代谢等，采用连续式反应池的原理，是一个连续循环完全混合的流程[1]。氧化沟工艺培卜通常不需要初沉池，采用的多是延迟曝气，由于曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液会在其中循环流动，因此，该工艺被形象的称之为“氧化沟”或“氧化渠”，又叫“连续循环曝气池”。
2 氧化沟工艺的特点
氧化沟在实际应用中的主要形式为卡塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、交替式工作氧化沟、一体化氧化沟等，不同类型的氧化沟工艺差异较大，归纳起来氧化沟工艺的特点主要表现在以下几个方面。
2.1 工艺流程简单，运行管理方便
氧化沟工艺与其它污水处理方法相比，具有出水水质好，基建投资省、流程简单、操作方便、工艺可靠性强、运行费用低等特点。氧化沟基建费用和运行费用低，较普通活性污泥法成本运行和基建费要低30%～50%和40%～60%。
2.2 耐冲击负荷，污泥性质稳定
氧化沟工艺可以接受高浓度的生活污水和有机生产性废水，有较好地承受水量和水质的冲击负荷能力，尤其对于生产废水处理效果较好[2]。氧化沟工艺适应于硝化-反硝化生物处理工艺，具有较明显的溶解氧浓度梯度，据有关资料反应，氧化沟工艺的能耗比活性污泥法降低20%。
2.3 适应性强
具有较强的耐冲击负荷，对水温、水质、水量等的变动有适应性。具有较高的去除BOD能力，在条件较好时可达98%，即使在低温时也可以达到良好的出水。
3 氧化沟工艺的应用
3.1 工艺的选择
笔者对某市水质净化二厂的工艺流程进行调查，设计进出水水质见表1，设计日处理规模18万m3，该市水质二厂处理部分通过曝气池和氧化沟工艺比较经济可行，确定采用了DE型双沟式氧化沟工艺，该工艺具有较强的脱氮除磷和降解碳源能为，易实现自动化控制，便于管理等特点，工艺流程如图1。
3.2 主要构筑物设计特点
（1）厌氧池。氧化沟和厌氧池合建在同一组池内，设计流量为8200.5 m3/h，共用4个钢筋混凝土矩形池。厌氧池有效水深4.5 m，有效容积8200.5 m3，水力停留时间为1 h。可以通过堰门控制氧化沟的配水。
（2）氧化沟。氧化沟共4组，可调堰门共8套，有效容积110005 m3，设计流量为8200.5 m3/h，污泥浓度为4500 mg/L，溶解氧为0.4～2.0 mg/L。氧化沟采用了表面曝气机60台，曝气时高速运行，反硝化阶段和低速运行确保池内水流循环，仅在曝气时高速运行。每组氧化沟分为两格，分为沟Ⅰ和沟Ⅱ，氧化沟内反硝化和硝化运行程序分为4个阶段。
氧化沟有厌氧区、缺氧区和好氧区，A2/O是主要运行方式[3]，经过了粗细栅格和旋流沉砂池进入氧化沟，对污水中的氮磷进行有效的去除。
（3）二沉池。二沉池为4座圆形池体，内径50 m，有效水深4.5 m，水力停留时间为3.5 h污泥回流比R为99%，表面负荷为0.90 m3/m2・h，池内配有吸泥机和浮渣泵，周边有辐射配镇穗式沉淀池。
4 实际运行中存在问题及改进措施
4.1 运行中存在的问题
对于某市净化二厂2014年6月开始调试运行，2015年1月投产运行，运行过程中实际进出水水质情况见表2。运行中出现一系列问题：如设备运行单一且不易控制，并且能耗大。缺氧段，沟内低速运转；好氧段，沟内均高速运转。单速转刷停运，这种运行方式没有考虑氧化沟内微生物水平，可能使溶解氧水平过高，造成过氧化。在缺氧段有可能溶解氧不足，运行一个周期氧化沟设备的能耗为2100 kW・h。
4.2 氧化沟运行模式改进
根据运行中发现的问题，对氧化沟工艺进行了改进。为了搅拌和推进水流，在氧化沟内增设了水下推进器。转刷和推进器的运行分为A、B、C、D、E五种模式。
在保持好氧环境下可用B、C、D、E模式，缺氧环境用A模式。溶解氧控制就存在A与E组合、A与D 组合、A与C 组合和A与B组合四种方式。运行中可根据活性、进水负荷和氧化沟微生物数量进行选择。根据A与C组合模式运转情况看，处理后的出水水质：TP为1.0 mg/L，S≤11 mg/L，氨氮为0.45～0.55 mg/L，COD≤45 mg/L，BOD5为3～5 mg/L，出水水质好，达到了二级排放标准。
另外，为降低设备使用寿命，氧化沟4个阶段运行历时调整为1 h，这样易于管理和控制，氧化沟4个组合运转一个周期的能耗，以A和D组合模式曝气能力最强，适用于活性高、微生物数量很大的情况。
4.3 中水回用
中水主要用于如道路喷洒、冲洗污泥胶水机及冲车，还可以用于周围市政绿化，其他中水可用于某净化二厂内使用。该净化二厂计划5年内完成中水配套管网设施和生产系统，实现中水开发利用的产业化、规范化。

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C. 什么是DE型氧化沟

DE氧化沟是指两个相同容积的氧化沟组成的处理系统。DE型氧化沟为双沟半交替工作式氧化沟系统，具有良好的生物除氮功能。它与D型、T型氧化沟的不同之处是二沉池与氧化沟分开，并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。
DE氧化沟内两个氧化沟相互连通，串联运行，交替进水。沟内设双速曝气转刷，高速工作时曝气充氧，低速工作时只推动水流，基本不充氧，使两沟交替处于厌氧和好氧状态，从而达到脱氮的目的。若在DE氧化沟前增设一个缺氧段，可实现生物除磷，形成脱氮除磷的DE型氧化沟工艺。该工艺的运行分为四个阶段，具体如下。
阶段A:污水与二沉池回流污泥均流入缺氧池，经池中的搅拌器作用使其充分混合，避免污泥沉淀，混合液经配水井进入第一沟。第一沟在前一阶段已进行了充分的曝气和硝化作用，微生物已吸收了大量的磷，在该阶段，第一沟内转刷以低转速运转，仅维持沟内污泥悬浮状态下环流，所供氧量不足，此系统处于厌氧状态，反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出。第二沟的出水堰自动降低，处理后的污水由第二沟流入二沉池。在阶段A的末了时，由于第一沟处于缺氧状态，吸收的磷将释放到水中，因此此沟中磷的浓度将会升高。而第二沟内转刷在整个阶段均以高速运行，污水污泥混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮，微生物吸收水中的磷，因此该沟中磷的浓度将下降。
阶段B：污水与二沉池回流污泥、配水后进入第一沟，此时第一沟与第二沟的转刷均高速运转充氧，进水中的磷与阶段A第一沟释放的磷进入好氧条件的第二沟中，第二沟中混合液磷含量低，处理后污水由第二沟进入二沉池。
阶段C：阶段C与阶段A相似，第一沟和第二沟的工艺条件互换，功能刚好相反。
阶段D：阶段D与阶段B相似，阶段B与阶段D是短暂的中间阶段。第一沟和第二沟的工艺条件相同。两个沟中转刷均高速运转充氧，使吸收磷的微生物和硝化菌有足够的停留时间。但第一沟和第二沟的进出水条件相反。
从上述的运行过程来看，通过适当调节处理过程的不同阶段，则可以得到低浓度的TP和TN的出水。
DE型氧化沟的优点：
⑴由于两沟交替硝化与反硝化，缺氧区和好氧区完全分开，污水始终从缺氧区进入，因此可保持较好的脱氮效果，且不需要混合液内回流系统。
⑵单独设置二沉池，提高了设备的利用率和池体容积的利用率。
⑶同时两沟池体和转刷设备的交替运转均可通过自控程序进行控制运行。
DE型氧化沟的缺点：
⑴DE氧化沟存在氧化沟的沟深较浅，因此占地面积较大。
⑵由于工艺为了满足两沟交替硝化与反硝化的功能需要，曝气设备按照双电机配置，投资和运行费用较高，并且增加了设备投资和运行检修的复杂性。

D. 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

E. 卡鲁塞尔氧化沟脱氮的原理是什么

卡鲁塞尔氧化沟具有较强的耐冲击负荷能力;卡鲁塞尔氧化沟是一个多沟串联的系统,进水与活性污泥混合后在沟内作不停的循环流动。可以认为氧化沟是一个完全混合池,原水一进入氧化沟,就会被几十倍甚至上百倍的循环流量所稀释,因而氧化沟和其它完全混合式的活性污泥系统一样,适宜于处理高浓度有机废水,能够承受水量和水质的冲击负荷;
卡鲁塞尔氧化沟具有优良稳定的处理效果和独特的降解机制(中段废水经卡鲁塞尔氧化沟工艺处理后,出水水质非常稳定且品质良好);卡鲁塞尔氧化沟中曝气装置每组沟渠只安装1套,且均安装在氧化沟的一端,因而形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧、厌氧区,自身组成不同比例的A/O或A2/O过程,实现动态水解酸化 好氧分解功能,这不仅有利于生物凝聚,使活性污泥易沉淀,而且厌氧区的存在对生化性较差的中段废水来说,可以提高废水BOD/COD值,对提高废水的可生化性,抑制泡沫产生及活性污泥膨胀均具有十分重要的作用。
有关试验研究表明,厌氧 好氧生物处理可以取得较高的COD去除率.这可能与厌氧反应可以使中段废水中难以降解的木素及其衍生物部分水解为易于生物降解的小分子物质有关。卡鲁塞尔氧化沟正是由于在同一条沟中交替完成厌氧、好氧过程,因而取得了较高的COD去除率。卡鲁塞尔氧化沟具有性状优良的活性污泥系统;卡鲁塞尔氧化沟对AOX(可吸附有机卤化物)有较好的去除作用,AOX具有致畸、致癌、致突变作用,其危害不可低估,在欧美等发达国家排放标准中已列项严格要求。AOX很难降解,废水经好氧生化处理后也只能去除30%～40%。但试验研究证明,在厌氧或缺氧条件下,AOX却显示出较好的厌氧生物降解性,许多在好氧条件下难降解的化合物在厌氧条件下变得容易降解,因此厌氧还原是一种重要的脱氯途径。
工艺流程特点：工艺流程简单、构筑物少、机械设备数量少,不仅运行管理方便,工程投资也不高.
由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去处BOD，但除磷脱氮的能力有限。

F. 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。

G. 奥贝尔氧化沟的机理

简介： 早期氧化沟只是一单沟道的“循环曝气池”，主要用于去除污水中的BOD及进行硝化反应，现已发展形成各种不同的类型，包括卡鲁塞尔型、奥贝尔型、二沟或三沟交替工作型，一体化氧化沟等。随着污染的加剧和水体富营养化问题的出现，许多国家开始控制进入水体的氮和磷排放型量，并制定了较为严格的污水处理厂出水中氮和磷的排放标准。于是，不仅能去除有机物，而且兼具生物除磷脱氮功能的氧化沟工艺应运而生，我们可称之为第二代氧化。奥贝尔氧化沟即为此种新型氧化沟中主要的一种，该工艺在节约能耗、减少占地、抗冲击负荷和高效脱氮等方面显示出优异的性能，越来越多的应用于城市污水处理工程之中，有很好的发展前景。
一、奥贝尔氧化沟工艺的特征
1、奥贝尔氧化一般沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅伴作用。外沟道体积占整个氧化沟体积的50%-55%，溶解氧控制趋于0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用;中间沟道容积一般为25%-30%,溶解氧控“在1.0mg/L左右,作为“摆动沟道”，可发挥外沟道或内沟道的强化作用；内沟道的容积约为总容积的15%-20%，需要较高的溶解氧值（2.0mg/L左右),以保证有机物和氨氮有较高的去除率。
2、外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD可以在外沟道中去除。由于外沟道溶解氧平均值很低，绝大部分区域DO为0.0mg/L,所以，氧传递作用是在亏氧条件下进行的，氧的传递效率有所提高，有一定的节能效果。加之下面将谈到的外沟道内所特有的同时硝化反硝功能，节能效果更为明显。内沟道作为最终出水的把关，一般应保持较高的溶解氧，但内沟道容积最小，能耗相对较低。中沟道起到互补调节作用，提高了运行的可靠性和可控性。奥贝尔氧化沟独特的构造和机理，使之以较节能的方式获得稳定的处理效果。
3、奥贝尔氧化沟具有较好的脱氮功能。在外沟道形成交替的耗氧和大区域的缺氧环境，较高程度地发生“同时硝化反硝化”，即使在不设内回流的条件下，也能获得较好的脱氮效果。
4、奥贝尔氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点。对于每个沟道内来讲，混合液的流态基本为完全混合式，具有较强的抗冲击负荷能力；对于三个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为推流式，有着不同的溶解浓度和污泥负荷，兼有多沟道串联的特性，有利于难降解有机物的去除，并可减少污泥膨胀现象的发生。
5、奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，其表面密布凸起的三解形齿结，使其在与水体接触时将污水打碎成细密水花，具有较高的充氧能力和动力效率。通过改变曝气机的旋转方向、浸水深度、转速和开停数量，可以调整供氧能力和电耗水平。尤其是蝶片可以方便的拆装，更为优化运行提供了简便手段。另一方面，由于转碟具有极强的整流和推流能力，氧化沟有效水深可达4米以上，即使因优化控制需要而减少曝气机运行台数时，一般也不会发生沉淀现象这是曝气转碟和奥贝尔沟型所独具的优点。
二、奥贝尔氧化沟的适用范围
奥贝尔氧化沟一般适用于20万立方米/日以下规模的城市污水处理厂，尢其推荐应用于中小规模的城市污水处理厂。
由于奥贝尔氧化沟属于多反应器系统，在一定程度上有利于难降解有机物的去除，且抗冲击负荷能力强，因此，当城市污水中工业废水比例较高时，奥贝尔氧化沟较其他类型氧化沟有更好的适应性。
奥贝尔氧化沟有三个相对独立的沟道，进水方式灵活。在暴雨期间，进水可以超越外沟道，直接进入中沟道或内沟道，由外沟道保留大部分活性污泥，利于系统的恢复。因此，对于合流制或部分合流制的污水系统，奥贝尔氧化沟均有很好的适用性。
三、工艺流程和典型构造
奥贝尔氧化沟典型工艺流程由下图所示：

与其它形式的氧化沟一样，奥贝尔氧化沟也具有工艺流程简单的优点。对于中小规模的城市污水厂，一般可不设初次沉淀池和污泥消化池。悬浮状有机物可在氧化沟内基本得到好氧稳定，这比设初沉池及单独处理初沉污泥要简便经济。当然，合理的工艺流程必须按照实际情况经充分的技术经济比较后确定。
奥贝尔氧化沟的预处理及污泥处理部分的流程与其他活性污泥法处理工艺相似，不再赘述。氧化沟本身的典型构造和流程见下图：

奥贝尔氧化沟通常由三个同心的沟道组成，平面上为圆形或椭圆形。沟道之间采用隔墙分开，隔墙下部设有必要面积的通水窗口。沟道断面形状多为矩形或梯形。隔墙一般使用100-150毫米厚的现浇钢筋混凝土构造。各沟道宽度由工艺设计确定，一般不大于9米。有效水深以4-4.3米为宜。
原污水和回流污泥可进入外、中、内三个沟道，通常均进入外沟道。出水自内沟道经中心岛内的堰门排出，进入沉淀池。当脱氮要求较高时，可以增设内回流系统（由内沟道回流到外沟道），提高反硝化程度。
四、关键设备的选型
奥贝尔氧化沟的预处理和污泥处理所需设备与其他工艺相似，不作详细描述。关键设备是曝气转碟和沉淀池的排泥桥，对其主要构造和性能要求阐述如下：
1、曝气转碟
曝气转碟属转盘类水平推流式表面曝气器，由盘片、水平轴及其两端的滚动轴承、减速机和电动机组组成。每片圆形的曝气转碟由两个半圆形部件组成。每对半圆形部件跨穿水平轴，组成整体的圆片，每个碟片可以独立拆装，便于调节安装密度，使整机达到所需的充氧能力，每米轴长一般装碟片3片至5片。碟片采用聚苯材料注塑或采用玻璃钢压铸而成，其中聚苯材料碟片自重较轻，动力效率较高，国内已有质量很好的合资产品。碟片表面布有梯形凸块，兼有供氧和推流搅拌的功能。水平轴采用厚壁无缝钢管制造，表面作特种防腐处理。驱支装置主要由减速机和电机组成。
曝气转碟的基本性能如下：
曝气转碟直径：1400mm;
适用转速：50-55rpm,经济转速：50rpm;
适用浸没深度：400-530mm,经济浸没深度：500mm;
单盘标准清水充氧能力：0.8-1.6kgO2/kw.h(以轴功率计);
适用工作水深:4-5m;
水平轴跨度：〈=10.0m;
安装密度:<5ds/m。
2、沉淀池排泥桥
奥贝尔氧化沟的污泥浓度（MLSS)较高，运行中一般在4-6克/升，回流污泥必须有较高的含固率。因此，对沉淀池和排泥设备有严格的要求。尤其是排泥设备，必须确保足够的排泥浓度，通常需要特殊的工艺和结构设计。在设备选择时应充分注意这一性能要求，保证实现奥贝尔氧化沟的整体工艺的优势。
五、工程应用
在消化吸收的基础上，中国市政工程华北设计研究院对奥贝尔系统在中国的应用情况、适应性、处理效果、工艺特性与机理等进行了全面、系统的研究，并进行了较大规模实际工程的工艺性能测试与研究工作。同时，已经设计了20余座奥贝尔工艺的城市污水处理厂，其中，三个项目已投入运转，包括北京大兴污水处理厂、山东莱西污水处理厂等，已显示出良好的技术特性。另外，天津国不水设备工程公司和美国合作生产的曝气转碟已经大批量生产，技术性能达到国际同类产品的质量水平，为确保奥贝尔氧化沟工艺和设备的整体优势创造条件。

H. 城市污水处理主要有哪几种工艺

城市污水处理有A-O或A-A-O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等类型。

1、A-O或A-A-O工艺也叫缺氧-好氧或厌氧-缺氧-好氧工艺。这一工艺的开发主要是为了满足脱氮除磷的需要，这是一种经济有效的生物脱氨除磷技术，我国南方不少污水厂就采用这一工艺。

2、SBR工艺也叫序批式活性污泥法工艺。这一工艺构筑物主要是一个池子既作曝气池又作二沉淀，管理简单，特别适合中小城镇的城市污水处理，对于较大水量的连续操作，处理一般要几 套池子组合运行。

3、氧化沟工艺是一种延时曝气的活性污泥法，由于负荷很低，而冲击负荷强，出水水质好，污 泥产量少且稳定，构筑物少运行管理简单。氧化沟可以按脱氮设计，也可以略加改造现脱氮 除磷。另外，城市污水处理还有传统活性污泥法的一些变型工艺，以及A-B工艺等一些工艺类型。

(8)氧化沟法污水处理工艺原理扩展阅读：

城市污水处理的污泥处理：

主要包括浓缩、消化、脱水、堆肥或家用填埋。浓缩有机械浓缩 或重力浓缩，后续的消化通常是厌氧中温消化，也就是厌氧技术。消化产生的沼气可作为能源燃烧或发电，或用于作化工产品等。消化产生的污泥性质稳定，具有肥效，经过脱水，减少体积成饼成形，有利运输。

为了进一步改善污泥的卫生学质量，污泥还可以进行人工堆肥或机械堆肥。堆肥 后的污泥是一种很好的土壤改良剂。对重金属含量超标的污泥，经脱水处理后要慎重处置，一般需要将其填埋封闭起来。