污水厂三槽氧化沟工艺

1、深圳滨河污水厂三槽氧化沟工艺深圳市滨河污水处理厂（以下简称为滨河厂），占地面积13.60hm2, 日处理能力30x 104t，是深圳市主要污水处理厂之一。工程服务面积 27.5km2（含罗湖及福田两区的部分地区）、人口约45万人。滨河厂以 处理生活污水为主，达标后出水就近排入深圳河。整个工程分三期建 成，一、二期各 25 x 104t/d（1988 年投产），三期 25 x 104 t/d , 1996 年系统建成投入运行。滨河三期工程具有处理规模大、占地面积小、 主要设备自控系统较为先进、基建费用低等特点。三期污水处理流程 见图1。余羽聘！ 人K独前|團I二期曲水处理工艺掘程国1. 三期工程

2、工艺流程的选择 由于城市建设和经济迅速发展，人口和污水量不断增加，深圳水 体污染加剧，深圳河（湾）水质日趋恶化。因此，三期工程的处理标准比一、 二期（常规活性污泥法）高，要求出水ssw 10mg/L,BOD5< 10mg/L，并增加 了除磷脱氮的要求。为适应规模比较大、处理标准高、建设用地紧的情况，设计单位做了 4个方案，综合各方案的优点确定其主体工艺为AB法，B段三槽交替氧 化沟具有除磷脱氮的功能。 AB 法是将传统的活性污泥法分为二段串联，各自形成自己的生物 优势。 A 段以极高的有机负荷和很短的泥龄运行，充分利用微生物分解有 机物初期的吸附降解作用，约 0.5h 内去除大量有机物。

3、经 A 段处理后的 污水进入B段，B段是在较低的有机负荷和较长的泥龄状态下运行，经过 有机物的分解、硝化、反硝化，达到出水要求。AB法具有处理时间短、去除效率高等特点。A段由曝气池、中间沉淀池及回流污泥泵房组成。B段采用三槽式氧化沟工艺。2. 三槽式氧化沟运行及基本原理三槽式氧化沟是带有沉淀功能的氧化沟，同建在一起的三个氧化沟组 成一个单元。在每个氧化沟中均布置有一定数量的转刷，以达到曝气和环 流的要求。三个氧化沟通过配水井相互连通，该配水井有三个自动控制的 出水堰，可调节进入每沟的流量。基本运作方式分为六个阶段：阶段A:通过调节配水井堰门，污水进入第一沟，沟内转刷以低速运 行，仅沟内污泥在悬

4、浮状态下环流， 所供氧量则不足以使沟内有机物氧化。 此时，活性污泥中微生物强制利用上一阶段产生的硝态氮作为氧化剂，有 机物被氧化，硝态氮还原成氮气逸出。同时，沟内自动调节出水堰上升， 废水及活性污泥通过接管进入第二沟。第二沟内的转刷在整个阶段内均以 高速运转，此时废水及活性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，处理后的污水及活性污泥一起 进入第三沟。沟内转刷则处于闲置状态，此时第三沟仅作沉淀池，使泥水 分离，处理后的污水通过已降低的出水堰从第三沟排出。阶段 B： 污水入流从第一沟转向第二沟，第一沟内的转刷开始高速运 转。开始，沟内处于缺氧状态，随着供氧

5、量的增加，逐步成为富氧状态。 在第二沟内处理过的污水及活性污泥一起进入第三沟，第三沟仍作为沉淀 池，沉淀后的废水通过出水堰排出。阶段C:第一沟的转刷停止，幵始泥水分离，至该阶段末端，分离过 程结束。在C段，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水仍然通过第三 沟出水堰排出。阶段D:污水入流从第二沟转入第三沟。第一沟出水堰降低，第三沟 出水堰升高。同时，第三沟内转刷开始以低转速运转，污水污泥一起从第 三沟流向第二沟。在第二沟曝气后再流入第一沟，此时，第一沟仍作为沉 淀池。阶段D及阶段A相类似，所不同的仅仅是反硝化作用发生在第三沟， 处理后的污水通过第一沟已降低的出水堰排出。阶段E:污水入流从第三沟转

6、入第二沟， 第三沟的转刷幵始高速运行, 以保证在该段末端内有余氧。第一沟仍作为沉淀池，处理后的污水通过该 出水堰排出，阶段E及阶段B类似，所不同的仅仅是两个外沟功能相反。阶段F:该阶段基本及阶段 C相同，第三沟内的转刷停止运行，幵始 泥水分离， 入流污水仍然进入第二沟， 处理后的污水经第一沟出水堰排出。 该氧化沟系统非常灵活，运行方式有多种，可随不同的入流水质及出流水 质要求而改变。3. 三槽式氧化沟运行情况及评价从1997年运行情况统计：三期工程出水 SS< 10mg/L, BODK 10mg/L,出水水质满足设计要求； 三槽式氧化沟占地面积少，集曝气、二沉、污泥消化为一体，设备 先进

7、,自动化程度高,管理人员少,工程造价及运行费用低； 三槽式氧化沟处理效果同一般二级污水处理厂，处理过程中具有除 磷脱氮功能，出水水质稳定； 三槽式氧化沟池中污泥泥龄可达1520d,污泥性质稳定； 三槽式氧化沟因单池体积大，对冲击负荷的适应能力强。深圳市罗芳污水处理厂二期工程调试.1 调试概况深圳市罗芳污水处理厂调试 1的目的是：确保各构筑物、管路系 统和机电设备能够按设计要求正常运行；确保各项运转指标达到设计要 求；建立各设备和单元操作的操作规程；优化运行参数和处理效果，为今 后的正常运行、科学管理打下基础。调试小组首先根据设计文件制定调试大纲，再分阶段提出调试计划， 具体从事调试工作。调试小

8、组及时把调试的结果和发现的问题以汇报的形 式报告给深圳市给排水工程建设指挥部，并通报调试有关单位。讨论、协调、调试有关单位每周一在深圳市罗芳污水处理厂召幵例会, 解决调试中出现的问题。指挥部不定期召幵调试工作汇报会，研究解决调 试中遇到的重大问题。调试汇报会和做出重要决定的每周例会，皆由调试 小组形成会议纪要，通知调试有关单位执行。调试小组首先进行设备检查和空机调试（水下设备一般不进行空机调试，以免烧坏）。然后利用该厂一期工程出水进行氧化沟清水试验，并进 行沟内流速场测试。待清水调试无故障后，氧化沟再转入污水调试和污泥 培养阶段，并测定溶解氧场，其它构筑物则直接进行污水调试。最后进行 全流程的

9、、较长时间的系统调试。1.2 工程概况深圳市罗芳污水处理厂始建于 1990年，一期工程于1998年正式投入 运行，二期工程于1999年动工修建，目前已经建成投产。深圳市罗芳污水处理厂二期工程设计规模为 25万m3/d，进厂原污水 和处理后出水的水质指标（即 GB8978-96污水综合排放标准中的一级 标准）见表1,此外表中还列出了进水水温、出水 pH和脱水后污泥含水率 要求。表1罗芳污水处理厂二期工程设计进出厂水质等指标BOD(mg/L)150< 20校核进水浓度200 mg/LCOD(mg/L)250400< 60进水考虑工业污水成分SS(mg/L)150< 20校核进水浓

10、度200 mg/LTN(mg/L)30氨氮（以N计mg/L）< 15TP(mg/L)4磷酸盐（以P计mg/L）< 0.5水温（C）14 28pH6.5 9脱水后污泥含水率< 80%总构屮沟边沟 沟 u淘 m询知井段I n h的流污瀝出水出水冋流污泥T沉淀|好氧缺氧J就置奸氧St淀ff斤阶段吕hJ叫流污淀-_.岀术好翌好置沉淀一出水回流打泥C阶段1 h出木剩余污泥T沉睦好氧洱淀1剰尙泅回哼河瀝 屮水 T沅淀I存氮丨沉淀卜冋流污泥*图i污水处理系统工艺流程示意该工程采用的主体工艺是三沟式氧化沟，见图1。由于生物除磷的需要，氧化沟前单独设置厌氧池。为了确保厌氧池达到严格的厌氧状态，

11、又 在厌氧池前增设回流污泥浓缩池。回流污泥浓缩池停留时间约0.8 h。回流污泥进入池两侧进泥渠，经配泥孔进入池内。上清液及厌氧池的出水一起直接流入氧化沟配水井，并 带走大量的硝酸盐。约 50泪流量的经重力浓缩的污泥通过排泥管，及来 自沉砂池的原污水一起进入厌氧池。厌氧池水力停留时间30 min，循环推流式，设置有水下搅拌器二期工程共采用4座三沟式氧化沟，每座设计规模6.25万mVd，设计水深5.8 m。转刷安装于氧化沟工作桥下，电动调节堰门分设于氧化沟 两侧边沟。氧化沟各设备运行由时间控制按周期运行，每个周期分为6个阶段,见图2图2三沟式氧化沟（硝化-反硝化）运行方式A阶段。运行时间为1.5

12、h。污水进入潜水搅拌器全部运行、曝气转 刷全部关闭的缺氧状态的I沟，完成反硝化作用。I沟内混合液一部分进 入U沟，另一部分作为回流污泥排出。U沟内所有转刷和潜水搅拌器全部 运行，进行硝化作用。好氧状态的U沟内混合液进入川沟。川沟处于沉淀 和出水状态，沟内所有转刷和潜水搅拌器全部关闭，出水经电动调节堰门 排出。B阶段。运行时间为1.5 h。污水进入所有转刷和潜水搅拌器全部运 行的好氧状态的U 沟。I沟内所有转刷和水下搅拌器也全部运行。U沟 内混合液进入川沟和I沟。川沟处于沉淀和出水状态。C阶段。运行时间为1h。污水进入所有转刷和潜水搅拌器全部运行 的好氧状态的U 沟，U沟内混合液一部分进入川沟，

13、另一部分作为回流 污泥排出。I沟内所有转刷和水下搅拌器全部关闭，处于预沉淀状态。剩 余活性污泥从I沟排出。川沟处于沉淀和出水状态。D, E, F阶段。运行状态分别及 A, B, C阶段基本相同，只是将I沟 及川沟互换。2调试过程2.1 单元调试2001年11月19日，调试小组幵始了设备检查和空机调试的准备工作。12月3日，幵始进行氧化沟设备检查及空机调试工作。12月4日，幵始进行提升泵房的调试准备、调试前检查和空机运行试验。2001年12月25日，幵始向1#氧化沟和2#氧化沟注入一期工程的二沉池出水。注水过程中，发现氧化沟出水集水槽的伸缩缝漏水，注水 暂停。12月28日，经施工单位整改，氧化沟

14、出水槽漏水问题解决，氧化 沟幵始引入一期工程二沉池出水。然后，调试小组进行了氧化沟设备清水 运行调试，并检查厌氧池设备。2002年1月10日，二期工程浓缩池和厌氧池从氧化沟泵入一期工程 二沉池出水，幵始进行设备清水运行调试。在上述设备检查和清水调试过程中，调试小组始终没有发现严重问题，但发现了许多小问题，已经分批提交给设计、监理、施工、安装和厂家。迄今为止，直接影响运行的问题已经全部整改，尚有一些遗留问题在 整改中。2002年1月15日，二期工程幵始进入污水，进行带负荷污水调试和 污泥培养的准备。2002年1月21日，根据该厂两期工程的特点，将该厂一期工程的活 性污泥，通过污泥脱水系统的浓缩池

15、，溢流进入二期工程的进水系统，污 泥培养正式幵始。1月25日，两氧化沟的MLSS分别达到了 1.6 g/L和0.9 g/L，1月29日分别达到1.6 mg/L和1.1 mg/L 。 2月28日，1#氧化沟中沟和边沟 MLSS分别达到4.1 g/L和4.4 g/L ，2 #氧化沟达到3 g/L 和2.9 g/L，已经达到并超过设计要求，标志着该厂污泥培养阶段已经结 束。氧化沟出水清澈。2.2 系统调试单元调试圆满完成后，污水处理厂系统投入较长时间的试运行，进行 进一步的系统调试工作，以证实系统的处理性能，发现并及时纠正可能发 生的不正常现象，优化运行参数，确保整个系统达到最佳的运行状态和处 理效

16、果。系统调试将通过多次 PDCA循环，发现问题，解决问题，不断优化工 艺参数，改进系统处理效果，直到系统完全达到设计要求（详见图3）。! W轴0g SOO乎soe翊吕 皿PI 0111 01魯 砂 0511鳳M 曲怖“的餌 OTt?F期图3系统调试PDCA循环2002年3月9日，二期工程系统调试幵始进行。由于单元调试工作 进行得非常充分，故系统调试工作非常顺利，出水水质很快稳定达到设计 要求。2002年6月，系统调试工作顺利结束。3处理效果3.1 进出水主要污染物2002年3月幵始，调试小组对深圳市罗芳污水处理厂二期工程的进出 水水质和工艺参数进行了全面化验分析。调试期间，二期工程两氧化沟出水

17、的SS最大18 mg/L，最小5 mg/L，平均12 mg/L，大大低于设计要求的冬 20 mg/L（见图4）。调试期间，氧化沟出水 BODR大10 mg/L，最小12 mg/L，平均56 mg/L，皆大大优于设计要求的冬 20 mg/L（见图5）调试期间，氧化沟出水 COD最大4958 mg/L，最小1112 mg/L ,平均30 mg/L，大大低于设计要求的冬 60 mg/L（见图6）。1。呱S00 -fiOO 4DU200. 进丿K能o I沟出木胚II沟出木需Q：S2F> 阳040124 C501 OnM 0Ji2d (lfiO3D6Kl 加禹 07(J3糧计中水要戒图4二期工程两

18、沟进出水SS变化fH520 o 户2wkb一【'肉贮底MU 11 沟 11 水 MD 木聲*bfi(I Lh4 皿 rak 込g 亠&iG吃6 (M(J4 Q414 讯鬧 06G4 0511 0b34 «&3：$ i)613 0623 0703 J那图5二期工程两沟进出水BOD30-诂木30t 亠沟屮水5U*】鏑出水WD“设讣讯木要求40C -13CUy二一宜0U32b 0404 0414 (1424 0504 06U 们班 0603 師I耳加朗 芮芮口期图6二期工程两沟进出水COD调试期间，氧化沟出水 pH在7.238.17范围内，满足设计要求的6.5 9。

19、综上所述，二期工程出水的主要污染物指标皆达到并大大优于设计要求。3.2 进出水营养物质二期工程出水氨氮设计要求冬15 mg/L,实际两沟出水氨氮最大仅 5.34mg/L,平均在0.220.67 mg/L之间，大大优于设计要求（见图7）。口期图7二期工程两沟进出水氨氮调试期间，出水总磷两沟平均在0.260.27 mg/L之间，小于0.5 进水总磷 L丨洶出水总磷一一 口沟岀水总磷 祓计出加耍求mg/L（见图 8）。O阳術0404利M 012-1備田0514 054 06谚储狎 防23们仙HJH图8二期工程两沟进出水总磷3.3 氧化沟污泥指标调试期间，二期工程氧化沟中沟的混合液悬浮固体浓度在1 7

20、525448 mg/L之间，平均3 4563 478 mg/L，符合设计要求的 3.4 g/L。由于二期工程未设初沉池， 故活性污泥中泥砂较多，有机物相对偏少， 氧化沟中沟的混合液挥发性悬浮固体浓度偏低，仅占MLSS勺43%调试期间，二期工程氧化沟中沟的污泥容积指数为 7896 mL/g，在 100 mL/g以下，说明污泥沉降性能良好。 2 #氧化沟边沟的SVI为95.96 mL/g，污泥沉降性能不如中沟。3.4 污泥脱水效果深圳市罗芳污水处理厂二期工程在原一期工程的脱水间里新增加了3台离心浓缩脱水机，扩大了污泥脱水能力。二期工程的剩余污泥直接在离心机中浓缩脱水，一期工程污泥脱水则需要经过带式

21、压滤浓缩机浓缩，然后再经带式压滤脱水机脱水。 二者相比，二期工程的工作流程较短，操作更简便。调试期间，二期工程离心机脱水后污泥含水率平均在 69%71%间， 大大优于设计要求的80%及一期工程脱水后污泥的含水率平均 82%相比, 二期工程的脱水效果显著提高。3.5 生产运行情况根据深圳市罗芳污水处理厂编制的深圳市污水处理厂生产运行情况 报表，自2002年3月进入试运行系统调试以来的生产运行情况见表2。表2二期工程2002年生产运行情况月份污水量（万m）进水量（万 m/d）单位电耗(kW h/m3)干泥（t）单位产泥量（t/ 万 m）一期二期一,二期二期折算3241.9214.17.140.23

22、194.9391.520.434258.0225.07.500.22218.57101.820.455276.0289.39.330.22258.82132.450.466247.0280.79.360.24518.00275.540.98平均255.7252.38.330.23297.58150.330.58由表2可见，2002年36月期间，二期工程进水量在 7.149.36万 mVd之间，平均8.33万nVd，仅占设计进水量12.5万nVd的67%仍然 不足。由表2可见，二期工程单位电耗在 0.220.24 kW h/m3之间，平均0.23 kW h/m3，这在国内外污水处理厂中无疑处于先

23、进水平。由表2可见，二期工程单位产泥量在0.430.98 t干泥/万m污水之间，平均0. 58 t干泥/万m污水，这在国内外同类污水处理厂中也相对 偏低。4氧化沟流场和溶解氧场4.1 氧化沟流场2002年34月，调试小组进行了氧化沟流场测定，共布置了 28个测量点，每点测量7个不同深度的流速，流速测量点位置见图9,流速测量结果见表3和表45殳7 S图9流场测定中流速测量点位置由于两个边沟的工况完全一样，所以流场必然完全一样，故只须测量其中 一个边沟的流场即可。无论是边沟还是中沟，其内部工况是中心对称的， 所以其流场必然也是中心对称的，故只须测量其一半流场即可。为了测量 方便，测量点布置在工作桥

24、附近。由表3和表4可见，除边沟断面1的水深5 m表3 中沟流速水深1 m2 m3 m4 m5 m5.5 m5.8 m断面10.680.670.620.700.720.750.71断面20.420.390.420.540.540.620.42断面30.580.590.560.560.580.490.48断面40.640.320.480.460.340.390.38断面50.490.500.600.490.470.490.47断面60.540.520.500.510.500.460.47断面70.500.500.510.510.520.490.48断面80.520.530.500.500.510.

25、490.49断面90.680.540.540.620.540.520.50断面100.630.520.530.530.510.570.52断面110.610.590.580.560.560.520.50断面120.640.540.490.460.440.390.38断面130.680.670.620.700.720.750.77断面140.730.710.710.690.700.780.70注：表中数据单位为 m/s表4边沟流速水深1 m2 m3 m4 m5 m5.5 m5.8 m断面10.320.450.350.330.280.250.26断面20.320.480.420.350.380.3

26、30.36断面30.330.370.440.690.620.500.52断面40.360.430.650.600.600.490.41断面50.420.390.420.540.540.620.57断面60.450.450.460.440.430.410.35断面70.630.450.420.480.460.420.44断面80.530.450.450.420.430.420.44断面90.510.490.460.470.450.440.40断面100.500.380.490.450.410.430.40断面110.280.230.130.150.100.110.15断面120.620.580.470.440.430.420.40断面130.420.380.420.380.380.350.33断面140.450.460.450.430.410.350.37注：表中数据单位为m/s以下和边沟断面11夕卜，所有的实测流速皆大于 0.3 m/s ,满足设计要求但是，边沟断面1和边沟断面11的流速具有特殊性。由图 9可见,两处皆位于氧化沟水流转弯以后的回流区，故纵向流速较小。但是，由于 测量结果未能反映作为回流区应该具有的侧向流速和竖向流速，所以两处 的实际流速应该更大，而且回流区紊动强烈，所以两处皆不可能出现活性 污泥沉积的不良现象