三沟式氧化沟污泥分布不均的改善

简介：就枣庄市污水处理厂三沟式氧化沟污泥的分布、变化及影响因素等问题进行了初步研究，指出三沟污泥浓度相差较大的原因在于其运行模式和各运行阶段的时间分配，通过增加反硝化阶段的时间可以缩小污泥浓度的差距；另外可以通过安装导流栅板来解决侧沟污泥浓度的差异问题。
关键字：三沟式氧化沟污泥分布浓度差

　　三沟式氧化沟属于合建式交替运行氧化沟，由三条同容积的环形沟并联组成，两侧边沟各有一方形连通孔与中间沟相连。运行时根据设定的时序，通过配水井向各沟配水，并控制各沟的反应状态。中间沟一直作曝气池，两侧边沟交替作缺氧池、曝气池、沉淀池和澄清池使用。三沟式氧化沟流程简单、构思巧妙，既有一般氧化沟工艺的处理效果好、耐冲击力强、处理设施少等优点，又具有SBR工艺的非稳态、适应性强的特性。然而，三沟式氧化沟工艺也存在一些缺点，如：设备利用率低、三沟的污泥浓度相差大、容积利用率低、除磷效率不高等。特别是研究污泥分布不均的成因、机理和改进方法，对三沟式氧化沟的设计和运行管理将起到十分重要的作用。?

1　枣庄市污水厂简介

　　枣庄市污水处理厂位于市区东南部汇泉东路，是利用奥地利政府贷款建成的淮河流域第二座城市二级污水处理厂。该厂采用三沟式氧化沟处理工艺，处理能力为7×10⁴m³/d。共设有两组氧化沟，每组氧化沟沟长为139 m，宽为65 m，水深为3.5 m，池容积为30530m 3，两侧边沟各设有5台双速曝气转刷，中间沟设有6台高速曝气转刷，根据溶解氧量控制转刷开启的数量，同时设有4台水下推进器，防止转刷开启数量过少时污泥发生沉积。工艺控制采用硝化—反硝化运行模式，8h为一个运行周期，每个运行周期分为8个阶段，各阶段运行情况见表1。

**表1　硝化—反硝化运行模式**
项目	运行时间(min)		配水堰板的升降			电机转速			出水堰板的升降
阶段	范围	设定值	侧边沟1	中间沟	侧边沟2	侧边沟1	中间沟	侧边沟2	侧边沟1	侧边沟2
A	60～150	90	↓	↑	↑	低速	高速?*		↑	↓
B	45～105	75	↑	↓	↑	高速	高速?*		↑	↓
C	60	60	↑	↓	↑		高速?*		↑	↓
D	0～15	15	↑	↑	↓		高速?*		↓	↓
E	60～150	90	↑	↑	↓		高速?*	低速	↓	↑
F	45～105	75	↑	↓	↑		高速?*	高速	↓	↑
G	60	60	↑	↓	↑		高速?*		↓	↑
H	0～15	15	↓	↑	↑		高速?*		↓	↓
注：①↓表示堰板放下；↑表示堰板升起。②低速、高速分别意为电机在低速和高速状态下运转。③高速?*表示电机在高速状态下运转，运转的电机数量与中间沟溶解氧值有关。若运转电机少于3台，则启动搅拌器。A—D和E—H设置的运行时间之和皆为4 h。

2　污泥分布试验

　　为了研究三沟式氧化沟中污泥浓度的变化情况，分别做了如下试验：
　　①一个周期内污泥浓度随时间的变化?
　　利用便携式光电污泥浓度仪(测量精度为0.1 mg/L)对氧化沟正在运行的侧边沟(另一侧边沟正处于澄清状态)和中间沟混合液连续采样分析。由于三沟式氧化沟运行具有的对称性，只进行半个运行周期(14h)的取样分析即可。每隔10 min进行一次测量，采样点固定在液面下1m。试验结果见图1。?

　　 ②运行阶段对污泥分布的影响?
　　2000年2月和4月，分别把反硝化阶段的时间改为75 min和120 min。稳定运行一个月后，测定各沟的污泥浓度，结果见表2。

**表2　运行阶段对污泥分布的影响**
项目	2000年3月(ta=75 min)			2000年5月(ta=1 20 min)
项目	侧边沟Ⅰ	中间沟	侧边沟Ⅱ	侧边沟 Ⅰ	中间沟	侧边沟Ⅱ
MLSS(g/L)	7.9	2.7	8.1	5.3	2.7	4.7
Xm/Xs(实测)	0.34	1	0.33	0.51	1	0.57
Xm/Xs(计算)	0.33	1	0.33	0.53	1	0.53

3 试验结果分析

　　①侧边沟从反硝化阶段过渡到硝化阶段，污泥浓度有明显的增加。这说明曝气转刷低速运行时推动力不足，污泥不能完全混合，沟底部有一定积泥。
　　②侧边沟反硝化阶段在污泥达到一定浓度后基本稳定。这说明由于沟底部存泥的调节作用，进水的稀释作用并不明显。?
　　③侧边沟和中间沟的污泥浓度相差较大，这是三沟式氧化沟配水不均匀所致。
　　设侧边沟反硝化阶段的污泥平均浓度为Xs，中间沟污泥的平均浓度为Xm，由于污泥产量和排泥量相对于沟间换泥量可忽略不计，则氧化沟运行稳定时，对于中间沟有如下关系：?
　　进泥量＝出泥量?

?
　　式中　Q——进水量?
　　　　?ta——反硝化阶段时间?
　　　　?tb——硝化阶段时间?
　　　　?tc——沉淀时间?
　　由此可见，解决三沟式氧化沟污泥分布不均的根本办法是优化氧化沟的设计，增加侧边沟反硝化阶段的时间。?
　　④两侧边沟污泥浓度存在一定差别。这是由于中间沟向侧边沟通水时，水流中含有的较大能量推动侧边沟中的一侧混合液流动，而另一侧则基本静止，只有半边沟参与换水，因此造成沉淀区部分区域的表面负荷过大，污泥不能得到充分沉淀，造成污泥流失，影响了出水水质。污泥流失又会导致两侧边沟污泥不均衡而使氧化沟的运行不稳定。侧边沟若换水不均匀，还会导致污泥分布不均匀，降低了处理能力。对于有三级处理的污水处理厂，还会加重三级处理工艺的负担。
　　因中间沟水流为环形，对两侧边沟的水流推动方向不同。在侧边沟弯道方向因受弯道阻力，影响较小；而对另一侧边沟则为出水堰方向，影响较大，出水悬浮物高于前者。两者污泥浓度相差程度与中间沟内的污泥浓度、流速和污泥形态有关。?
　　有两个办法可以解决这个问题：一是取消循环池的设计，这样三沟式氧化沟工艺就转变为UNITANK工艺；二是在氧化沟之间的底部连通口安装导流栅板。导流栅板是一组平行且与水流方向有一定夹角的不锈钢板。当混合液通过导流栅板时，受到栅板的作用而改变了水流方向，从而大大减轻了对侧边沟混合液的推动作用，进一步提高了出水效果。导流栅板有固定式和活动式两种，可酌情选用。其中固定式如图2所示。

4　结论

　　 ①三沟式氧化沟的三沟污泥浓度相差较大是由三沟式氧化沟的运行模式和各运行阶段的时间分配造成的，增加反硝化阶段的时间可以大大降低污泥浓度的差异。
　　②侧边沟污泥浓度的差别产生于中间沟来水所携带的能量，易造成出水的不稳定和氧化沟负荷不均匀，可以通过安装导流栅板来解决这个问题。
　　③三沟式氧化沟侧边沟运行模式具有时序性，与SBR工艺相似，污泥浓度随运行状态改变，且与中间沟污泥浓度相差较大，在工艺设计上应予以充分考虑。

参考文献：

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　　［2］邓荣森，李伟民，王涛，等.从运行方式看氧化沟技术的发展［J］.给水排水，2000，26(3)：19-21.
　　［3］周雹，SBR工艺的分类和特点［J］.给水排水，2001，27(2)，31-33.
　　［4］周律，钱易.浅议三沟式氧化沟的设计［J］.给水排水，1998，24(1):6-9.

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