城镇污水处理厂氧化沟工艺节能技术措施探讨

魏继壮 王刚

摘要：氧化沟工艺作为活性污泥污水处理法的改良与创新技术，应用范围不断扩大，对其应用程度不断提高，在推动污水处理节能减排方面发挥了积极作用。本文以新疆交河西镇为例，对城镇污水处理厂氧化沟工艺节能技术的相关措施进行分析与讨论。

关键词：城镇污水处理;氧化沟工艺;节能技术;节能措施

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）12-00-02

Abstract：Oxidation ditch process as activated sludge wastewater treatment method of the improvement and innovation of technology， application scope expands unceasingly， the continuous increasing of its application in wastewater treatment has played a positive role in saving energy reduction based on xinjiang in hexi town as an example， the urban sewage treatment plant oxidation ditch technology measures of energy saving technology is analyzed and discussed.

keywords：Urban sewage treatment;Oxidation ditch process;Energy-saving technology;Energy saving measures

氧化溝工艺的主要原理是利用微生物在封闭环境中的循环流动，处理污水中含有的有机污染物，已达到去除降解和净化的目的。氧化沟工艺的应用，有利于降低能耗，节约资源，提高城镇污水厂处理能力及污水处理效果，促进城镇污水厂的可持续优化发展。

1 工程案例

新疆交河西镇排水改扩建工程，占地面积为6300m2，占地类型为一期预留空地，无新征用土地。新建dn400的HDPE排水管道2900米，新建三级氧化塘并对原有氧化塘及沉淀池进行清淤维修。

建成后，氧化塘平均日污水量近期为1100 m?/d，远期为2300 m?/d，经处理后污水主要用于防护林灌溉，一方面解决污水出路问题，另一方面充分发挥污水资源化的作用，有利于改善居民及职工生活质量，优化当地投资环境。

2 氧化沟工艺存在的问题

新疆交河西镇排水改扩建工程氧化沟的污水及污泥处理工艺流程为：

原污水→格栅→沉淀池→兼性塘→灌溉下游防护林、荒地植物

通过对污水处理设施的完善，污泥产量显著增多，通过两座沉淀池倒换运行的方式，污泥在沉淀池内经过自然干化（含水率达到70%）后，用汽车送入农田用作农肥、改良土壤。整体上来看，新疆交河西镇排水改扩建工程氧化沟的技术工艺较为完善，但是依然存在一些问题需要注意，具体分析如下：

2.1 脱氮除磷效果较低

造成脱氮除磷效果较低的原因有两则，首先是氧化沟内厌氧环境不易形成，使得在厌氧阶段活性污泥释磷特点不能正常发挥。其次是进水有机物浓度低导致的碳源被微生物提前消耗，使得反硝化阶段的脱氮率降低，又由于反硝化不充分引起溶液硝酸盐浓度升高，不利于厌氧释磷的进行。

2.2 污泥的分布不均匀

污泥的分布不均匀问题主要表现在中间沟与侧边沟污泥浓度相差较大的方面，这类问题尤其在三沟式氧化沟中普遍存在。通常情况下，氧化沟工艺出现污泥分布不均匀的情况，多与反硝化阶段的侧边沟进水时间有关，延长反硝化阶段的时间是改善这一问题的有效方法。

2.3 初期污泥大量沉积

在氧化沟工艺运行的初期，容易出现污泥的大量沉积现象，且集中在曝气转刷后侧区域内，与弯道位置形成鲜明对比。污泥在初期大量沉积，会导致氧化沟有效容积缩小，处理能力下降，导致初期污泥大量沉积的原因是曝气方式选择不当造成的混合液流速缓慢，无法利用流体力学带走污泥。

2.4 末期出水悬浮物多

末期出水悬浮物多主要表现在出水伴有漂泥，细碎且多。造成这一问题的原因是水由中间沟通向侧边沟，受到能量冲击侧边沟内部分混合液开始流动，而部分依然保持静止状态，沉淀区表面负荷分布不均，无法形成充分沉淀，使得出水水质降低。这一问题对于设计为三级处理的氧化沟而言，会严重增加三级处理过程中的压力与复旦，导致处理能力下降，处理效果降低。

3 氧化沟工艺节能技术措施

氧化沟工艺在使用的过程中，能量消耗最大的环节为生化曝气段，总能耗的六到八成都是在这一环节产生。为此，氧化沟工艺节能技术措施主要是针对于此环节使用，其次是污水提升、污泥回流及处置环节。

3.1 氧化沟工艺生化曝气节能技术措施的选择

现阶段，氧化沟工艺生化曝气的方式主要是鼓风和机械两种，为更好地实现节能降耗的目的，多采用氧利用率较高的鼓风曝气作为主要的节能技术措施。

在鼓风曝气中，微孔曝气器是先进性较高的技术类型，利用微孔曝气器可以实现细小气泡的大面积作业，气泡细小密集的特点提升了上升速度，延长了与水接触的时间，增大了与水的接触面积，在很大程度上增加了氧气的传递效率。不仅如此，细小密集的气泡更容易附着于活性污泥之上，使得氧气的直接利用率提高，提升曝气功效。

3.2 氧化沟工艺生化曝气量的控制

对于氧化沟工艺生化曝气量的控制，主要方法是控制溶解氧浓度。根据相关检测仪器的数据情况判断曝气量是否在正常值范围内，再据此调整相关机器设备的功率参数，保持溶解氧浓度始终处于正常值范围内，并最终达到自控状态，以此实现节能的目的。当风机或曝气设备达到自控状态时，能耗可降低10%-30%。

现阶段，在进行氧化沟工艺生化曝气量控制的过程中，对于机器设备的设计可以采用定速与变频相结合的方式，在进水水质状态稳定时采用定速方式，在进水水质状态出现波动时采用定速加变频的方式，通过控制机器设备的工作数量以实现对曝气量的控制。

3.3 氧化沟工艺低溶氧技术的应用

氧化沟工艺低溶氧技术的应用之所以能够达到节能降耗的效果，本质上是通过对供氧量与需氧量富余值进行调节，使其减少浪费而实现的。

在低溶氧环境当中，厌氧微生物生长缓慢，吸附COD后不会形成水化膜，从而不会阻碍微小气泡对氧气的摄取及代谢，氧气的传递效率由此提高，由此可使微生物的氧化作用在极大程度提高的情况下，反而降低了对氧浓度的需求量。

3.4 氧化沟工艺的竖向布置優化

氧化沟工艺的竖向布置优化主要是指对污水处理厂内构筑物落差进行调整，以降低跌水高度。通常情况下，最佳的优化方式是对构筑物与管渠水头损失的长期最大流量进行精确计算，并据此在设计环节对构筑物高程和泵的扬程进行确定或调整。

现阶段，大多数城镇污水处理厂的出水方式为堰口出水，跌水过程中能量的损耗较大，将堰口出水的方式改为淹没出流，将出水堰设置在二沉池内以控制水位，可以有效降低跌水总高度，从而达成节能降耗的目的。

3.5 氧化沟工艺中的污泥回流

对于氧化沟工艺中的污泥回流，传统的节能做法是控制回流比与设备变频，但是效果并不十分明显。现阶段，经过研究表明，要想在氧化沟工艺中的污泥回流环节实现节能降耗，最有效的方法是优化回流泵等机器设备的选型。传统的潜污泵效率相对较低，只能发挥60%左右的功效，而轴流泵的效果可以发挥到80%及以上。

4 结语

随着经济社会的快速发展，为了适应日益加快的城镇建设步伐，营造良好地招商引资环境，对于污水处理厂的合理建设及有效升级势在必行。城镇污水处理厂的建设与升级，在新时期背景条件下，节能降耗一定是首先考虑的因素之一，这符合现阶段国家提倡的可持续发展的战略方针。综上所述，城镇污水处理厂氧化沟工艺要在合理选择曝气方式、精准控制曝气量、营造低溶氧环境等方面下功夫，从而确保城镇污水处理厂氧化沟工艺的应用能够实现节能的目标。

参考文献

[1]李小红.重庆市城镇污水处理厂氧化沟工艺综合评价研究[J].重庆工商大学学报（自然科学版），2018（6）：7-12.

[2]杨根权.城镇污水处理厂氧化沟工艺节能技术措施探讨[J].能源环保保护，2018（6）：44-49.

收稿日期：2019-12-26

作者简介：魏继壮（1987-），女，汉族，本科学历，新疆大学环境工程硕士学位，中级工程师，研究方向为水工环。