第六讲水力循环反应器

1、当代水处理新技术原理与应用 南开大学环境科学与工程学院吴立波联系方式：蒙民伟楼322 电话23503730（O）手E-mail:第六讲水力循环反应器原理与应用一、概念二、氧化沟工艺特征三、氧化沟曝气设备四、氧化沟工艺设计五、氧化沟历史发展六 、氧化沟类型与实例一、概念 水力流态 1.推流：上下混合，前后不混 2.完全混合 3.反混：介于两者之间混合方式 1.鼓风曝气 2.机械搅拌 3.水力循环：体外循环：循环泵抽提（全混） 体内循环：氧化沟（促进前后混合）一、概念 氧化沟 又称循环曝气池，以氧化沟为主体曝气反应池的活性污泥法的一种变法，一般呈环形沟渠状，平面多为椭圆形

2、或圆形，总长可达几十米，甚至百米以上。沟内水流自行封闭循环流动。 设污水在沟内的流速平均为0.4ms，氧化沟总长为L，当L为100-500m时，污水完成一个循环所需时间约为4-20min，如水力停留时间定为24h，则在整个停留时间内要作72360次循环。1.在构造方面的特征 氧化沟一般由沟体、曝气装置、进水配水井、出水溢流堰、导流装置等部分组成。 1)氧化沟一般呈环形沟渠状，平面多为椭圆形或圆形，总长可达几十米，甚至百米以上。沟深取决于曝气装置，自2m至6m。设置导流墙和 导流板。 2)单池的进水装置比较简单，只要伸入一根进水管即可，如双池以上平行工作时，则应设配水井，采用交替工作系统时，配水

3、井内还要设自动控制装置，以变换水流方向。 出水一般采用溢流堰式，宜于采用可升降式的，以调节池内水深,从而调节曝气量。采用交替工作系统时，溢流堰应能自动启闭，并与进水装置相呼应以控制沟内水流方向。二、氧化沟工艺特征2.在水流混合方面的持征 在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。 污水在沟内的流速平均为04ms，氧化沟总长为L，当L为100500m时，污水完成一个循环所需时间约为420min，如水力停留时间定为24h，则在整个停留时间内要作72360次循环。可以认为在氧化沟内混合液的水质是几近一致的，从这个意义来说，氧化沟内的流态是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝气装置的下游，溶

4、解氧浓度从高向低变动，甚至可能出现缺氧段。 氧化沟的这种独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。3.在工艺方面的特征1)可考虑不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度。2)可考虑不单设二次沉淀池，使氧化沟与二次沉淀池合建，可省去污泥回流装置。3)BOD负荷低，同活性污泥法的延时曝气系统，对此，具有下列各项效益： A对水温、水质、水量的变动有较强的适应性； B。污泥龄(生物固体平均停留时间)一般可达1530d，为传统活性污泥系统的36倍。可以存活、繁殖世代时间长、增殖速度慢的微生物，如硝化菌，在氧化沟内可

5、能产生硝化反应。如运行得当，氧化沟能够具有反硝化脱氮的效应。 C污泥产率低，且多已达到稳定的程度，勿需再进行消化处理。三、氧化沟曝气设备与装置氧化沟的曝气装置的功能是：向混合液供氧；使混合液中有机污染物、活性污泥、溶解氧三者充分混合、接触。这二项是与常规活性污泥法系统相同的。此外，氧化沟对曝气装置有一项独特的要求，即：推动水流以一定的流速(不低于025ms)沿池长循环流动，这一项对氧化沟在保持它的工艺特征方面具有重要的意义。 对氧化沟采用的曝气装置，可分为横轴曝气装置（曝气转刷或转盘）、纵轴曝气装置（表面曝气器）、射流曝气器三种主要类型。 或用水下推进器配合微孔曝气。 1.横轴曝气装置为转刷和

6、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2.03.5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。几种水平转刷曝气机曝气转盘 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44.5米，如1968年荷兰PHV开发的著名C

7、arrousel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。扬水需控制遮挡。垂直轴表面曝气机3. 射流曝气器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米射流曝气机导管式曝气机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

8、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，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。四、氧化沟工艺设计四、氧化沟工艺设计 一般氧化沟法的主要设计参数：水力停留时间：1040小时；污泥龄：一般大于20天；有机负荷：0.050.15kgBOD5/(kgMLSS.d)；容积负荷：0.20.4kgBOD5/(m3.d)；活性污泥浓度：20006000mg

9、/l；沟内平均流速：0.30.5m/s （大于0.25m/s保证泥水混合） 1.泥龄：降解有机物5-8天，硝化10-20天，污泥稳定30天以上。 2.沟体容积： 3.需氧量 3.需氧量 5.二沉池和污泥回流系统也可用延时曝气池的设计方法进行,即从污泥产量WV=0出发,导出曝气池体积、曝气时间、回流比、需氧量、复合污泥负荷等。假定氧化沟中挥发固体浓度X=4000mg/(lVSS),二沉池底挥发固体浓度Xr=12370mg/(lVSS),产率系数y=0.4,微生物自身衰减系数Kd=0.1d-1,反应速度常数K=0.1L(mg/d)。 0.420000(20040000.13-30) = =3400

10、m0edyQ(L -L )V =xK曝气池体积假定氧化沟中挥发固体浓度X=4000mg/(lVSS),二沉池底挥发固体浓度Xr=12370mg/(lVSS),产率系数y=0.4,微生物自身衰减系数Kd=0.1d-1,反应速度常数K=0.1L(mg/d)。 340020000bT =0.17d=4.08hVQ400012370 4000=0.48-X-rRXX曝气时间、回流比假定氧化沟中挥发固体浓度X=4000mg/(lVSS),二沉池底挥发固体浓度Xr=12370mg/(lVSS),产率系数y=0.4,微生物自身衰减系数Kd=0.1d-1,反应速度常数K=0.1L(mg/d)。 =1700kg

11、/dG-30eQ(L -L)=10000 (200-30) 10=1700 0.7=2428kg/d=101kg/hTL25L/G=2428/1700=1.43kgO /kgBOD100004000 1700-1=0.25d0eQ(L -L )NxV( 200- 30)需氧量、复合污泥负荷五、氧化沟历史发展五、氧化沟历史发展1954年由荷兰卫生工程研究所工程师Pasveer发明，在荷兰Voorshoper市应用，间歇运行，集曝气 、沉淀、污泥稳定、分离为一体。一体化氧化沟 （将二沉池与氧化沟建在同一构筑物内） Interchannel Clarifier Oxidation Ditch，直译为

12、沟内式沉淀氧化沟，英文缩写为ICC-OD，是美国20世纪70年代末80年代初至今一直在研究的开发的一种新型氧化沟污水处理技术，是氧化沟工艺发展中较有影响的研究成果之一。我国从1986年起，对这一技术进行了消化吸收和开发研究，取得了一些成果。 侧沟或中心岛式一体化氧化沟 交替运行氧化沟（D、VR、T） 氧化沟工艺的改良过程大体上可分为以下四个阶段：初期氧化沟1954年，Pasveer教授建造的Voorshopen氧化沟，间歇运行。分进水、曝气净化、沉淀和排水四个基本工序规模氧化沟增加沉淀池，使曝气和沉淀分别在两个区域进行，可以连续进水多样型氧化沟考虑脱氮除磷等要求。著名的有DE型氧化沟，Carr

13、ousel氧化沟及Orbal氧化沟等一体化氧化沟时空调配型（D型，VR型，T型等）合建式（BMTS式，侧沟式，中心岛式等） 三沟式 单沟式 双沟式 AE 型 DE 型 (BioDNP) DE 型 (BioDN) 出水堰 厌氧池 沉淀池 氧化沟 转刷 图例 六、氧化沟形式与实例氧化沟根据其构造和运行特征，并根据不同的发明者和专利情况可分为不同的类型。以下介绍几种常用的典型的氧化沟系统。 Carrousel氧化沟 交替式氧化沟 Orbal氧化沟6.1Carrousel氧化沟Carrousel氧化沟是60年代末由荷兰DHV公司研制成功的，当时开发这一工艺的主要目的是寻求一种渠道更深、效率更高和机械性

14、能更好的系统设备，来改善和弥补当时流行的转刷式氧化沟的技术弱点。其构造如图所示。技术特征由图可知，这是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内作不停的循环流动。Carrousel氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同一端，因此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区。这不仅有利于生物凝聚，还使活性污泥易于沉淀。其BOD5去除率可达95%99%，脱氮效率约为90%，除磷效率约为50%。 Carousel氧化沟的表面曝气机单机功率大，其水深可达5m以上，使氧化沟占地面积减少，土建费用降低。 由于曝气机周围的局部区域能量强度比传统活性污泥曝气

15、池中的强度高得多，使得氧的转移效率大大提高，平均传氧效率达到至少2.1kg/kwh。因此，Carrousel氧化沟具有极强的混合搅拌耐冲击能力。当有机负荷较低时，可以停止某些曝气器的运行，在保证水流搅拌混合循环流动的前提下，节约能量消耗。Carrousel氧化沟的发展为了满足越来越严格的水质排放标准，Carrousel氧化沟在原有的基础上开发出了许多新的设计，实现了新的功能。这些新的Carrousel氧化沟在提高处理效率、降低运行能耗、改进活性污泥性能和生物脱氮除磷方面成为新沟型。主要包括: 单级标准Carrousel工艺和变形； Carrousel DN/Carrousel2000工艺； 新

16、型的四段、五段Carrousel/BardenPho工艺系统。单级标准Carrousel工艺和变形Carrousel2000是一种反硝化脱氮工艺，其突出的优点是可实现硝化液的高回流比，达到较高程度的脱氮率，同时无需任何回流提升动力卡鲁塞尔BarDNP系统是在Carrousel2000下游增设了第二缺氧池及再曝气池，达到了更高程度的脱氮。徽孔曝气型Carrousel 2000系统 微孔曝气型Carrousel 2000系统采用微孔曝气(供氧设备为鼓风机)，微孔曝气器可产生大量直径为1 mm左右的微小气泡，这大大提高了气泡的表面积，使得在池容积一定的情况下氧转移总量增大(如池深增加则其传质效率将更

17、高。根据目前鼓风机生产厂家的技术能力，池的有效深度最大可达8m，因此可根据不同的工艺要求选取合适的水深。传统氧化沟的推流是利用转刷、转碟或倒伞型表曝机实现的，其设备利用率低、动力消耗大。微孔曝气型Carrousel 2000系统则采用水下推流的方式，即把潜水推进器叶轮产生的推动力直接作用于水体，在起推流作用的同时又可有效防止污泥的沉降。因而，采用潜水推进器既降低了动力消耗，又使泥水得到了充分混合。 Carrousel3000系统 Carrousel 3000系统是在Carrousel 2000系统前再加上一个生物选择区。该生物选择区是利用高有机负荷筛选菌种，抑制丝状菌的增长，提高各污染物的去除

18、率，其后的工艺同Carrousel 2000系统。 Carrousel 3000氧化沟的较大提高表现在:一是增加了池深，可达7.5-8m,同心圆式，池壁共用，减少了占地面积，降低造价同时提高了耐低温能力(可达70)；二是曝气设备的巧妙设计，表曝机下安装导流筒，抽吸缺氧的混合液，采用水下推进器解决流速问题;三是使用了先进的曝气控制QUTE(它采用一种多变量控制模式);四是采用一体化设计，从中心开始，包括以下环状连续工艺单元:进水井和用于回流活性污泥的分水器;分别由四部分组成的选择池和厌氧池。这之外是有三个曝气器和一个预反硝化池的Carrousel 2000系统;五是圆形一体化的设计使得氧化沟不需

19、设计额外的管线，即可实现回流污泥在不同工艺单元间的分配。工程实例昆明第一污水处理厂昆明第一污水处理厂采用了Carrousel/BarDNP氧化沟，其主要设计指标如表所示。项目BOD5(mg/L)COD (mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水153010100.5 1该厂于1991年投产以来，大部分出水指标均能达到设计要求，且磷的去除效果十分理想，出水TP能维持在0.5mg/L以下，去除率稳定在90%左右。效果较差、且不稳定的是TN指标。运行中主要存在的问题是氧化沟流速不够，推动力不能满足需要，使得氧化沟中存在污泥沉淀现象，有时甚至比较严重。再

20、则是氧化沟中供氧不足，这是造成NH4+-N硝化不好、总氮去除效果差的主要原因。6.2交替式氧化沟交替式氧化沟是由丹麦Krger公司创建的，有二池和三池交替工作的两种情况。二池交替工作的氧化沟又可分为VR型、D型，如图所示。VR型氧化沟是将曝气沟渠分为A、B两部分，其间有单向活扳门相连。利用定时改变曝气转刷的旋转方向，以改变沟渠中的水流方向，使A和B两部分交替地作为曝气区和沉淀区，因此不需另设二沉池。当沉淀区改变为曝气区运行时，己沉淀的污泥会自动与水相混合，因此不需设置污泥回流装置。这种系统简化了流程，节省了基建费用和运行费用，管理也很方便。D型氧化沟由容积相同的A、B两池组成。串联运行，交替地

21、作为曝气池和沉淀池，一般以8小时为一个运行周期。该系统可得十分优质的出水和稳定的污泥，同样不需设污泥回流装置。缺点是曝气转刷的利用率仅为37.5%。为了克服D型系统的缺点，Krger公司又开发了三沟式(T型)氧化沟，从而将设备利用率提高到了58%，而后发展的动态顺序沉淀(DSS)氧化沟的设备利用率为70%。交替式氧化沟主要是为了去除BOD5。如果要同时除磷脱氮，对于双沟式氧化沟就需在氧化沟前后分别增设厌氧池和沉淀池(DE型)。三沟式氧化沟除磷脱氮可在同一反应器中完成。值得一提的是，这些简单的氧化沟系统没有单独设置反硝化区，但由于运行过程中设置了停曝期来进行反硝化，从而获得较高的氮去除率。 技术

22、原理双沟式氧化沟的生物脱氮功能是通过特殊的运行方式，创造一定的条件，使硝化和反硝化在沟中交替发生而完成的。 双沟式氧化沟工艺就是根据以上原理，利用逻辑程控系统使污水交替进入氧化沟，并利用双速转刷来控制溶解氧的浓度，以达到在沟中交替进行硝化及反硝化作用，从而达到脱氮的目的。双沟式氧化沟工艺通过在氧化沟前加厌氧池，达到除磷的目的。工程实例东莞市塘厦镇水质净化厂东莞市塘厦镇水质净化厂是我国最早应用“除磷脱氮双沟式氧化沟技术”的污水处理厂。设计规模为3104m3/d，一期工程为1.5104m3/d。该厂于1996年4月通过验收，稳定运行至今。其主要工艺流程如图所示。沟1及沟2硝化及反硝化交替进行，一个

23、周期循环时间240min。硝化阶段按溶解氧的要求来控制转刷的开启(溶解氧设计值3mg/L)。反硝化阶段双速转刷(慢速)以停35min、开5min的程序交替进行。三沟式氧化沟关键设备： 转刷为Krger公司专利产品，氧的利用率高，并可按硝化和反硝化过程而改变转刷的速度，控制沟中溶解氧以达到降低能耗的目的。 PLC逻辑程控系统，可靠性高，实现工艺控制参数简单灵活，修改行程指令、与其他装置联接方便。技术特征 该系统由三个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行，三个氧化沟之间相互双双连通。 在运行时，两侧的A、C两池交替地用作曝气池和沉淀池。中间的B池一直维持曝气，进水交替地引入A池或C池，出水相应地

24、从C池或A池引出。这样做提高了曝气转刷的利用率，还有利于生物除磷。 进水的分配和出水调节堰完全靠自控装置控制。 三沟式氧化沟的脱氮是通过双速电机来实现的，曝气转刷能起到混合器和曝气器的双重功能。三池交替工作式氧化沟的运行过程可分为6个阶段，如图所示。阶段，延续1.5小时。进水引入A池，出水自C池引出，三池的工作状态分别为：A池缺氧，进行反硝化作用及其所需的有机物的部分降解；B池好氧，进行有机物的进一步降解及氨氮的硝化作用；C池为沉淀池。阶段，延续1.5小时。进水引入B池，出水自C池引出，三池的工作状态分别为：A池和B池均为好氧，进行有机物的进一步降解及氨氮的硝化作用；C池为沉淀池。阶段，延续1

25、.0小时。进水引入C池，出水自C池引出，三池的工作状态分别为：A池改为沉淀池；B池缺氧，进行阶段中硝化作用积累的硝酸盐进行反硝化作用；C池仍为沉淀池。阶段，延续1.5小时。进水引入C池，出水自A池引出，三池的工作状态分别为：A池为沉淀池；B池好氧，进行有机物的进一步降解及氨氮的硝化作用；C池缺氧，进行反硝化作用及其所需的有机物的部分降解。这个阶段与阶段正好相反。阶段，延续1.5小时。进水引入B池，出水自A池引出，三池的工作状态分别为：B池和C池均为好氧，进行有机物的进一步降解及氨氮的硝化作用；A池为沉淀池。这个阶段与阶段正好相反。阶段，延续1.0小时。进水引入A池，出水自A池引出，三池的工作状

26、态分别为：C池改为沉淀池；B池缺氧，进行阶段中硝化作用积累的硝酸盐进行反硝化作用；A池仍为沉淀池。这个阶段与阶段正好相反。工程实例邯郸市东污水处理厂邯郸市东污水处理厂是我国利用丹麦政府赠款引进丹麦Krger公司三沟式氧化沟技术修建的，也是我国的第一座三沟式氧化沟污水处理厂。该厂占地5万m2，总设计规模为10万m3/d，其中工业废水和生活废水各占50%。汇水面积26km2，规划服务人口35万。一期工程处理流量为6.6万m3d，于1990年11月投入使用。主要处理构筑物技术参数 曝气沉砂池，长22m，有效容积2245m3，处理水量10万立方米，近期水力停留时间为1min。 配水井，两座，每座安设3

27、个5m长的可调节溢流堰，控制向对应的3座氧化沟的进水。 氧化沟，两组三沟式氧化沟，每组平面尺寸9873m，水深3.5m，两组总容积为39900m3，共装有直径1m，长9m的曝气转刷28台(转速72rmin，功率45kw，充氧能力74kgO2/h)，在两侧的沟渠内设有5m长的可调式溢流堰32个，水力停留时间约为16小时(包括沉淀)。 污泥浓缩池，直径16m，容积600m3，设栅式连续刮泥机，污泥浓度可由4g/L提高到40g/L。 污泥脱水机，采用2台带式压滤机(HP2000型)，带宽2000mm，单台能力1215m3/h，功率2.5kw，脱水后含固率为20%左右。1991年4月后运行趋向正常，各

28、项水质指标均达到了设计要求，具体进出水水质如表所示(1991年4 10月)。项目项目 BOD5(mg/L)COD (mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水范围90130178.82257015014.522.338.550.46.913.3平均105.8194.895.517.443.88.3出水范围2.517.119.535.85.511.80.654.18.917.91.85.3平均6.826.67.72.511.73.1设计要求范围134160.022.0平均1520.02 36 126.3ObraI氧化沟Orbal氧化沟是一种多渠道的氧化沟

29、系统，沟中有若干多孔曝气圆盘的水平旋转装置，用以进行传氧和混合。此法是由南非的Huisman提出的，后来这项技术被转让给Envirex公司加以推广。该公司于1970年开始把它投放市场，并在设计上进行了一些改进，从而使该系统在经济上更具竞争力。6.3ObraI氧化沟氧化沟由多个同心的沟渠组成，沟渠呈圆形或椭圆形，进水先引入最外的沟渠，在其中不断循环的同时，依次引入下一个沟渠，最后从中心沟渠排出，这相当于一系列完全混合反应池串联在一起。但是n个串联的完全反应池与单个渠的动力学是不同的，Orbal系统中每一圆形沟渠均表现出单个反应器的特性。例如，对氧的吸收率进水渠最高，出水渠最低，相应溶解氧浓度从外

30、沟到内沟依次增高，渠与渠之间有相当大的变化。用这种方法，Orbal系统具有接近推流反应器的特性，可以达到快速去除有机物和氨氮的效果。Orbal这种串联形式，可以兼有完全混合式与推流式的优点。ObraI氧化沟技术特征 曝气设备均采用曝气转盘。由于曝气盘上有大量的曝气孔和楔形突出物，增加了推进混合和充氧效率，水深可达3.54.5m，并保持沟底流速0.30.9m/s。同时可以借助配置各沟中不同的曝气盘数目，变化输入每一沟的供氧量。 圆形或椭圆形的平面形状，比渠道较长的氧化沟更能利用水流惯性，可节省推动水流的能耗。 多渠串联的形式可减少水流短流现象。Orbal氧化沟的分区 常用的Orbal型氧化沟分为

31、三条沟渠，第一渠道的容积约为总容积的60%70%，第二渠约为总容积的20%30%，第三渠则仅占总容积的10%。在运行时，应保持第一、二及三渠的溶解氧分别为0、1及2mg/L，即为所谓三沟DO的0-1-2梯度分布。第一渠中氧的吸收率很高，通常高于供氧速率，供给的大部分溶解氧立即被消耗掉。因此即使该段提供90%的需氧量，仍可将溶解氧的含量保持在0左右。在第二、三渠道中，氧的吸收率比较低，尽管反应池中供氧量比较低，溶解氧的量却可以保持较高的水平。Orbal氧化沟的分区为了保持Orbal氧化沟中这种浓度梯度，可简单地通过增减曝气盘的数量，来达到调节溶解氧的目的。在氧化沟中保持0-1-2的浓度梯度，可达

32、到以下目的： (1)在第一渠内仅提供将BOD物质氧化稳定所需的氧，保持溶解氧为0或接近0，既可节约供氧的能耗，也可为反硝化创造条件； (2)在第一渠缺氧条件下，微生物可进行磷的释放，以便它们在好氧环境下吸收废水中的磷，达到除磷效果； (3)在三条沟渠中形成较大的溶解氧梯度，有利于提高充氧效率。Orbal氧化沟的脱氮 Orbal氧化沟特有的三沟溶解氧呈0-1-2的分布正创造了一个极好的脱氮条件，其独特之处是大部分硝化反应发生在第一沟。如果硝化只发生在后面两个沟内，则反硝化部分只有回流污泥中的硝酸盐，即使污泥回流比高达100%，也只有50%的硝酸盐进行反硝化。根据市政工程华北设计研究院的测试结果，

33、在污泥回流比为60%时，外沟测得的TN去除率即达88%，所以在第一沟内同时发生了硝化和反硝化。对这种现象的解释是：在整个第一沟内存在缺氧与曝气区域。根据现场测试结果，在曝气转碟上游1m至下游3m的沟长范围内一般DO0.5mg/L，部分区域甚至可达23mg/L，可将此看作曝气区域，其他区域则为缺氧区域。生物处理系统为多种微生物群体共生的系统，污水在经过曝气区域时可发生硝化反应，在缺氧区域则进行氮的脱除，加上污水是先进入外沟，为反硝化反应提供了充足的碳源。使得在第一沟内，氮得到了很好的去除。工程实例牛口峪污水处理厂我国北京燕山石化公司牛口峪污水处理厂采用了Orbal型氧化沟，其工艺流程如图所示。该

34、厂的设计规模为6104m3/d，主要处理乙烯生产过程中所排废水及居民区少量的生活污水。该厂采用Orbal氧化沟为二级生物处理工艺，全套技术由美国引进，配套设备为国内产品，于1994年12月建成投产。工程实例牛口峪污水处理厂项目BOD5/(mg/L)COD/ (mg/L)SS/(mg/L)油/(mg/L)进水2580204 生物处理工段设计为平行的两个系列，每个系列包括1个Orbal氧化沟和2个辐流式二沉池。每个氧化沟设24组曝气转碟，外、中、内沟各安装8组。氧化沟的平面布置如图所示。6.4一体化氧化沟一体化氧化沟又称合建式氧化沟，集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为

35、一体，无需建造单独的二沉池。最早的Pasveer氧化沟也是一体化氧化沟，因为它是间歇运行，曝气和沉淀是利用一沟完成的。而近年来由丹麦引进的三沟(T型及DSS型)氧化沟属于序批式(SBR)操作方式，也属于此范畴。这里所说一体化氧化沟是指曝气净化与固液分离操作同在一个构筑物中完成，即自动回流，连续运行，设备利用率为100。一体化氧化沟工艺的主要特点 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，污泥自动回流，投资少、能耗低、占地少、管理简便； 处理效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在90% 95%或更高，COD的去除率也在85%以上，并且硝化、脱氮作用明显； 产生的剩余污泥量少

36、，污泥不需硝化，污泥性质稳定，易脱水，不会带来二次污染； 造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少； 固液分离效果比一般二沉池高，能使整个系统在较大的流量浓度范围内稳定运行； 污泥回流及时，减少了污泥膨胀的可能。一体化氧化沟技术的发展一体化氧化沟技术开发至今迅速得到发展，并在实际生产中得到应用。较有代表性的是： 联合工业公司(UII)的船式沉淀器(BOAT)； Armco环境企业公司的BMTS系统； EIMCO公司的Carrousel渠内分离器；Lakeside设备公司的边墙分离器； Lightin公司的边墙内渠和边渠沉淀分离器； Envirex公司的竖直式氧化沟。一体化氧化沟的固液分离器固液分离器是一体化氧化沟的关键技术设备，可分为外置式和内置式两种。从本质上来说， 外置式固液分离器是利用平流沉淀池的分离原理； 内置式则是利用竖流沉淀池和斜板沉淀池的工作原理。因此，如何在氧化沟内创造适合的水力条件是实现氧化沟内良好固液分离的前提。设计良好的分离器结构要有利于消除剧烈的紊动，保持较平稳的层流状态，有利于固液分离的良好效果。内置式固液分离器分离器横跨在整个沟断面上，氧化沟的混合液从其底部流过时，混合液向上流过分离器，当污泥上升速度小于混合液上升速度时，进行固液