五溝式氧化溝的設(shè)計(jì)及運(yùn)行
南通市污水處理廠工程的一期處理規(guī)模為2.5×104m3/d，以處理工業(yè)廢水為主(化纖、印染、制藥、皮革、釀造等廢水，所占比例在80%以上)。設(shè)計(jì)進(jìn)水BOD5為350mg/L，SS為250mg/L，出水需達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—96)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，處理工藝為創(chuàng)新的五溝式氧化溝，廠區(qū)總占地面積為6.75hm2。該工程自1994年6月建成投產(chǎn)以來(lái)一直滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，處理效果良好。1 五溝式氧化溝的設(shè)計(jì)及特點(diǎn)
1.1 五溝式氧化溝 在該廠的設(shè)計(jì)過(guò)程中，曾考慮采用三溝式氧化溝工藝。針對(duì)該廠設(shè)計(jì)進(jìn)水BOD5達(dá)350mg/L的情況，通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)三溝式氧化溝的容積偏大，特別是當(dāng)邊溝作沉淀池時(shí)其水力停留時(shí)間達(dá)10h以上，造成了容積的浪費(fèi)(容積利用率僅為55%)，同時(shí)其設(shè)備利用率也較低，故較高濃度的污水采用三溝式氧化溝工藝進(jìn)行處理是不經(jīng)濟(jì)的。 由三溝式氧化溝的工作原理可知，其中間溝一直作為生化反應(yīng)池，如增加中間溝的容積即可增加容積及設(shè)備的利用率，從而降低工程造價(jià)。為此，提出了五溝式氧化溝的概念，即以等容積的五條環(huán)形溝并聯(lián)組成五溝式氧化溝，各溝之間以孔洞連通，兩邊溝交替作為沉淀池、生化池，中間三條溝作為生化池，配水井可交替向五條溝中的任一條溝配水，并通過(guò)控制轉(zhuǎn)刷的開(kāi)、停以及高、低速運(yùn)行來(lái)達(dá)到各溝中好氧、缺(厭)氧、沉淀等不同的運(yùn)行狀態(tài)。1.2 五溝式氧化溝的設(shè)計(jì) 南通市污水廠(一期工程)采用1座五溝式氧化溝，主要設(shè)計(jì)參數(shù)：污泥負(fù)荷為0.08kgBOD5/(kgMLSS·d)，混合液濃度為4g/L。氧化溝總?cè)莘e為40866m3，每溝容積為8173m3，平面尺寸為102.75m×120.5m，有效水深為3.5m，溝寬為10m。配備25臺(tái)直徑為1m、有效長(zhǎng)度為9m的雙速曝氣轉(zhuǎn)刷。1.3 運(yùn)行模式及特點(diǎn) 五溝式氧化溝
上述各階段的時(shí)間設(shè)定及運(yùn)行周期可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。氧化溝的進(jìn)、出水和轉(zhuǎn)刷的開(kāi)停及其轉(zhuǎn)速的高低都通過(guò)PLC控制。為節(jié)省電耗按運(yùn)行的實(shí)際需要充氧，在每條溝中都設(shè)有DO探頭，當(dāng)某一溝中DO測(cè)定值大于其設(shè)定值時(shí)則該溝中的轉(zhuǎn)刷逐臺(tái)由高速變?yōu)榈退龠\(yùn)行。? 由運(yùn)行方式可見(jiàn)，五溝式氧化溝每條溝每天用于生物處理的時(shí)間：1、5號(hào)溝為9h，2、3、4號(hào)溝為24h。由此可得出五溝式氧化溝的容積利用率為0.75，比三溝式氧化溝的容積利用率(0.55)提高了20%，同樣設(shè)備利用率也提高了20%。另外，采用五溝式氧化溝與采用三溝式氧化溝相比，其池體體積、曝氣轉(zhuǎn)刷數(shù)可減少27
2 運(yùn)行效果
該工程自1994年6月投產(chǎn)以來(lái)一直滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。在運(yùn)行的前幾年主要處理工業(yè)廢水，其進(jìn)水BOD5、SS、COD高且變化幅度大，年平均進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)值超過(guò)設(shè)計(jì)值。后幾年，隨著城市污水管網(wǎng)的不斷完善則城市生活污水的接入量逐年增加，污水廠進(jìn)廠水質(zhì)指標(biāo)值逐 年下降(見(jiàn)表1)，進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)值超過(guò)設(shè)計(jì)值的天數(shù)逐年減少，進(jìn)而年平均進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)值逐漸下降到設(shè)計(jì)值。
| 年份 | BOD5(＞350mg/L) | SS(＞250mg/L) | COD(＞1000mg /L) |
| 1994 | 160 | 64 | 61 |
| 1995 | 167 | 37 | 50 |
| 1996 | 138 | 33 | 19 |
| 1997 | 73 | 26 | 10 |
| 1998 | 91 | 34 | 25 |
| 1999 | 46 | 50 | 23 |
| 2000 | 20 | 52 | 9 |
| 2001 | 23 | 32 | 15 |
由表1可知，雖然進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)值高于設(shè)計(jì)值，且水質(zhì)變化幅度大(最高日進(jìn)水BOD5是設(shè)計(jì)值的4倍)，但出水BOD5、SS、COD
3 存在問(wèn)題及分析
①進(jìn)水污染物濃度高、變化幅度大，特別是進(jìn)水呈酸性(常年進(jìn)水的pH值為6.5左右，最低pH值為3～4)，嚴(yán)重影響生物處理系統(tǒng)的運(yùn)行并降低了設(shè)備的使用壽命，如進(jìn)廠管道就曾因腐蝕而塌陷。污染物濃度高、變化幅度大反映了排放廢水工廠的內(nèi)部預(yù)處理沒(méi)有達(dá)到要求。? ②有時(shí)出水中氨氮濃度仍偏高，氨氮去除率低，不能滿(mǎn)足現(xiàn)行的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。其原因主要有二，一是進(jìn)水NH3-N濃度高(為100mg/L左右) 而pH值和堿度低(為200mg/L左右)。進(jìn)水NH3-N與堿度的比值過(guò)低導(dǎo)致了NH3-N的硝化難以完成，從而不能完全發(fā)揮該工藝全時(shí)反硝化的特點(diǎn)；二是該工程全部采用了國(guó)產(chǎn)設(shè)備，其故障率高,因而影響了工藝的正常運(yùn)行。針對(duì)上述問(wèn)題，采取的對(duì)策是嚴(yán)格控制工業(yè)廢水的排放和提高設(shè)備的質(zhì)量。首先應(yīng)重點(diǎn)控制排水呈酸性的和排放含高濃度NH3-N廢水的企業(yè)，對(duì)前者嚴(yán)格要求其進(jìn)行廠內(nèi)預(yù)處理至中性后方能排入城市排水管網(wǎng)，對(duì)后者要求其進(jìn)行廠內(nèi)脫氮(可采用吹脫等經(jīng)濟(jì)的方法)；其次，對(duì)曝氣轉(zhuǎn)刷等關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用國(guó)外產(chǎn)品。? ③一期工程的進(jìn)水磷含量較低(1～3mg/L)，其大部分被微生物同化利用，出水磷含量可穩(wěn)定在0.5mg/L以下。但隨著城市生活污水接入量的增加則進(jìn)水BOD5/P的比例有減小的趨勢(shì)，故僅依靠微生物的同化作用不能滿(mǎn)足出水磷的排放要求。五溝式氧化溝同三溝式氧化溝一樣，沒(méi)有一個(gè)絕對(duì)的厭氧段，因而生物除磷的能力有限。此外，在一期工程的運(yùn)行過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)，增加曝氣量會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)大量泡沫，其帶動(dòng)污泥上浮而造成污泥流失。再者，五溝式氧化溝中的污泥濃度也分布不均，其邊溝污泥濃度為中間溝的1倍左右。上述問(wèn)題需通過(guò)對(duì)五溝式氧化溝進(jìn)行改進(jìn)來(lái)加以解決。
4 結(jié)語(yǔ)
五溝式氧化溝耐沖擊負(fù)荷，出水
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