奧伯爾氧化溝工藝在某污水處理廠的應(yīng)用
山東某市是環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)帶上的一個(gè)重要工業(yè)城市,，中心區(qū)各類污水排放量達(dá)到17×104 m3/d，其中工業(yè)污水約占70%,。由于受化工廠,、紙箱廠等重點(diǎn)污染源超標(biāo)排放的影響，污水中BOD,、COD,、pH、SS,、揮發(fā)性酚,、油類及重金屬鉛、鎘,、砷等污染物濃度都嚴(yán)重超標(biāo),。根據(jù)這一水質(zhì)特點(diǎn)，山東某市污水處理廠設(shè)計(jì)采用了奧伯爾(Orbal)氧化溝處理工藝,。處理流程如圖1所示,。
圖1 工藝流程圖
1 工程概況
1.1 設(shè)計(jì)規(guī)模
由中國市政工程某設(shè)計(jì)研究院主持設(shè)計(jì)的山東某市污水處理廠一期工程，流量為10×104 m3/d,最大設(shè)計(jì)流量5 417 m3/h,，平均流量4 167 m3/h,。
1.2 水質(zhì)情況
污水處理廠進(jìn)、出水水質(zhì)見表1,。
表1 進(jìn),、出水水質(zhì) mg/L
1.3 主要工段設(shè)計(jì)參數(shù)
① 機(jī)械處理段
平流曝氣沉砂池2座,，總停留時(shí)間4 min(高峰時(shí))，水平流速0.1 m/s,，有效水深2.67 m,，單位曝氣量0.2 m3/(m3.h);初次沉淀池2座，圓形,，直徑42 m,，有效水深3.2 m，表面負(fù)荷2.1 m3/(m2.h),，水力停留時(shí)間為1.5 h,，出水堰負(fù)荷10.8 m3/(m.h)。
② 生物處理段
厭氧生物選擇池：停留時(shí)間1 h(平均時(shí)流量),，有效容積V=4 200 m3,，設(shè)計(jì)水深5 m。
奧伯爾氧化溝(兩組)：污泥齡9 d,，污泥負(fù)荷0.123 kgBOD5/kgMLSS,，容積負(fù)荷0.431 2 kgBOD5/(m3.d)，混合液濃度3.5 g/L,，剩余污泥產(chǎn)率0.9 kg/(kgBOD5.d),，剩余污泥量12 150 kgDS/d，反硝化/硝化體積比25%,，反硝化率75%;總池容31 420 m3,，內(nèi)、中,、外三溝道的容積分配為17%,、33%、50%,，水力停留時(shí)間為8.02 h,，總標(biāo)準(zhǔn)需氧量為1 408 kg/h，供氧分配比例為外溝,、中溝,、內(nèi)溝52∶30∶18，溶解氧分配為外溝,、中溝,、內(nèi)溝0∶1∶2 mg/L。
最終沉淀池(4座)：水力負(fù)荷0.93 m3/(m2.h),，有效水深4 m，水力停留時(shí)間3.2 h,，出水堰負(fù)荷5.1 m3/(m.h),，回流污泥濃度7.0 g/L,，污泥回流比100%。
③ 污泥處理段
濃縮池兩座：設(shè)計(jì)固體表面負(fù)荷50 kg/m3,，停留時(shí)間2 d,，濃縮后污泥濃度60 g/L。
污泥消化池：污泥消化時(shí)間20 d,，中溫消化溫度35 ℃,，消化池總有效容積15 600 m3，直徑22.3 m,，總高度27.44 m,，沼氣產(chǎn)率0.3 m3/kgVSS，沼氣產(chǎn)量5 377 m3/d,，機(jī)械攪拌能力3 060 m3/h,，消化池頂部設(shè)計(jì)氣壓值5.39 kPa。
2 工藝設(shè)計(jì)特色
① 由于污水處理廠進(jìn)水中SS波動(dòng)極大,，在工藝小試過程中觀察到來水的SS最高時(shí)達(dá)到1 000 mg/L,，已超過微生物可以接受的濃度，因此設(shè)計(jì)采用了初沉池來解決這個(gè)問題,，避免了SS對(duì)生化處理過程的
② 氧化溝前設(shè)置生物選擇池,，將進(jìn)水和回流污泥(回流率100%)迅速混合，在對(duì)高底物濃度原污水進(jìn)行均勻生物接種后,，根據(jù)微生物選擇理論,，處以饑餓狀態(tài)的主要微生物菌膠團(tuán)在高底物濃度下，因具有較高的增殖速率而迅速達(dá)到較高的代謝活動(dòng),，成為優(yōu)勢(shì)微生物,，并且在兼氧—厭氧狀態(tài)下迅速將易降解的溶解性有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存于細(xì)胞中的有機(jī)物(如糖原、聚合羥基丁酸脂等),，并隨后將其轉(zhuǎn)化成負(fù)責(zé)形成粘聚性活性污泥絮體的細(xì)胞外物質(zhì)(glycocalyx),，這樣在選擇池中迅速形成沉降性能良好的活性污泥絮體。反之,，由于易引起污泥膨脹的絲狀菌的增殖速率在高底物濃度下較低,，增殖受到抑制而發(fā)展成為劣勢(shì)微生物，起到了控制污泥膨脹的作用,。不僅如此,，由于選擇池中特有的兼氧—厭氧和高底物濃度環(huán)境，因而在工藝上有助于提高脫氮和除磷效果,。
3 奧伯爾氧化溝特點(diǎn)
① 設(shè)備簡單,，所采用的表面曝氣系統(tǒng)運(yùn)行操作簡單，控制靈活,，維護(hù)方便,，工藝運(yùn)行穩(wěn)定,。
② 特有的外、中,、內(nèi)溝道0-1-2溶解氧分布形式,，能達(dá)到較高的脫氮效果，總氮去除率最高可達(dá)80%以上,。
③ 也適用于工業(yè)廢水比例高的污水,，抗高濃度污染物沖擊負(fù)荷性能強(qiáng)，解決了進(jìn)水中污染物負(fù)荷,、特別是pH值的波動(dòng)對(duì)水處理工藝的影響,。
④ 由于該污水廠進(jìn)水系統(tǒng)現(xiàn)狀為合流制，故可以有效地抵抗暴雨流量的沖擊,。
⑤ 設(shè)備投資省,，對(duì)合理利用外貸資金，成套引進(jìn)設(shè)備和技術(shù)有利,。
⑥ 為有效地對(duì)二沉池進(jìn)行排泥,，采用了美國Envirex公司開發(fā)的Tow—brow吸泥機(jī)。該吸泥機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,，排泥效果好,，采用單一錐形平行于底板安裝的方形斷面吸泥管進(jìn)行排泥，吸泥管迎水面一側(cè)開有從周邊到中心直徑由大變小的吸泥口,，能根據(jù)池底泥層的厚度變化按比例排泥,，防止了短流和排泥不均勻，排泥過程平緩迅速,，吸泥管隨橋的轉(zhuǎn)動(dòng)在池底旋轉(zhuǎn)吸入池底的污泥,，而不擾動(dòng)吸泥管上部的污泥，收集的污泥從預(yù)埋于池底中心的DN 700 mm排泥管排到池外,，排泥量大小由連接在DN 700 mm管末端的套筒式排泥閥控制,，簡單方便、運(yùn)行穩(wěn)定,。整個(gè)吸泥橋排泥效率高,、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用小，節(jié)約能耗,、操作簡單易行,。
⑦ 污泥消化加熱系統(tǒng)中采用了套管式泥水熱交換器，其套管采用了波紋管式內(nèi)外管,，不僅大大提高了熱交換效率,，而且由于波紋管的特殊結(jié)構(gòu)增加了管子抗壓強(qiáng)度，特別是在外管有壓,、內(nèi)管無壓時(shí),，避免了內(nèi)管被壓癟,。另外熱水和污泥在波紋管內(nèi)特殊急劇的紊流狀態(tài)不僅提高了熱傳導(dǎo)效率,，而且防止了泥垢和水垢在管壁上的沉積,。這些提高了設(shè)備的運(yùn)行安全性能。
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