摘要：氧化沟技术是活性污泥工艺的一种变形，具有出水水质好，运行稳定可靠，管理简便的特点。近年来，该技术在污水处理中得到了广泛应用。本文结合应用实例，探讨了氧化沟技术在城镇污水处理中的应用，并对其运行情况进行了分析，取得了较好的出水结果，为今后城镇污水处理提供了参考。
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关键词：氧化沟；存在问题；试验；氨氮；投加量
近年来，随着中国社会和经济的高速发展，环境问题日益突出，因此，我国政府非常重视污水处理事业，以前所未有的速度推进城镇污水处理工程的建设。氧化沟（oxidation ditch），也称连续循环曝气池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一种变形。该技术采用封闭循环式的池型，使污水和活性污泥的混合液在其中进行不断的循环流动，兼有完全混合式和推流式的特点，具有出水水质好，运行稳定可靠，管理简便的特点。目前，该技术已经被广泛应用于城镇污水处理中。
1 氧化沟工艺及其构成
1.1 氧化沟工艺
氧化沟是活性污泥处理工艺的一种变形工艺，一般不设初沉池，且通常采用延时曝气。其曝气池呈封闭的环形沟渠形，池体狭长，曝气装置多采用表面曝气器，污水和活性污泥的混合液在其中做不停的循环流动。
1.2 氧化沟系统的构成
氧化沟系统的基本构成包括：氧化沟池体，曝气设备，进、出水装置，导流和混合装置及附属构筑物。
（1）氧化沟池体
氧化沟一般呈环形，平面多为椭圆形或圆形，四壁由钢筋混凝土制造，也可以由混凝土或石材作护坡。水深与所采用的曝气设备有关，2. 5m～ 8 m 不等。
（2）氧化沟曝气设备
曝气设备具有以下功能：一是供氧；二是推动水流作不停的循环运动；三是防止活性污泥沉淀；四是使有机物、微生物及氧气三者充分混合、接触。主要的曝气装置有：机械曝气机，射流曝气机，导管式曝气机，混合曝气系统。
（3）进（出）水装置
包括进水口、回流污泥口和出水调节堰等。氧化沟的进水和回流污泥进入点应该在曝气器的上游，使得它们能与沟内混合液立即混合。氧化沟的出水应该在曝气器的下游，并且离进水点和回流污泥点足够远，以避免短流。
（4）导流和混合装置
包括导流墙和导流板。在弯道设置导流墙可以减少水头损失，防止弯道停滞区的产生和防止对弯道过度冲刷。通常在曝气转刷上下游设置导流板，主要是为了使表面的较高流速转入池底，同时降低混合液表面流速，提高传氧速率。
（5）附属构筑物
如二沉池、刮泥机和污泥回流泵房等，这一部分构筑物与传统活性污泥工艺相同。
1工程概况
某污水处理厂占地面积2.11hm2，设计污水处理规模为20000m3/d，回用水规模为10000m3/d，预计总投资7673.95万元，设计年限为100年。
1.1设计进出水水质
设计进水、出水参数见表1。
表1 设计进水、出水参数mg/L
众多试验表明，提高COD的去除率一般会增大曝气量，而回流污泥中溶解氧含量势必会增加，因此对磷的释放产生了影响，在曝气池内不能很好的吸收磷。所以为了兼顾脱氮和除磷，通常会加化学除磷剂以辅助，使得出水的磷含量达到标准排放。
1.2存在问题
1）由于城市管网覆盖率不高以及输送能力较弱等原因，自城市污水处理厂运作以来，水厂的实际进水量远低于设计进水量，温度是微生物生物活性的一个重要指标。绝大部分的微生物适宜在20℃左右的温度内存活，随着温度的升高微生物的活性增强，处理效果好，反之，温度越低，生物活性越差，因此在夏季生物法处理效果最好。
从图1、图2、图3可以看出，随着气温的降低，各项出水指标都偏高，可见，气温是冬季影响处理效果的重要因素。
图1 11月COD去除率
图2 11月氨氮去除率
图3 11月TP去除率
2）磷的去除效果不是很理想，污水处理厂在日常的运行过程中，进水往往是低碳、高氮磷，传统的活性污泥法往往很难同时做到脱氮和除磷。而且除磷的效果往往受到污泥龄、碳源、回流污泥中溶解氧浓度、污泥回流比等因素的制约。一般为了提高COD的去除率会增大曝气量，那么回流污泥中溶解氧含量势必会增加，这样就对磷的释放产生了影响，从而在曝气池内不能很好的吸收磷。所以在污水处理厂的运行过程中，为了兼顾脱氮和除磷，通常会加化学除磷剂以辅助，使得出水的磷含量达到标准排放。
3）活性污泥的沉降性能不好。
2试验部分
由于冬季的气温低，活性污泥的沉降性能不好，会流失大量污泥，使得处理效果变差，为了缓解这一现象，可以在氧化沟中投加絮凝剂，使得污泥的沉降性能变好，从而保证污泥不流失，处理效果增强。
常用的絮凝剂如PAC，硅藻精土等，考虑到PAC可能对活性污泥中的微生物产生影响，甚至毒害作用，因此，采用投加硅藻精土。通过在实验室做混凝实验，以确定其最佳投药量。
2.1试验材料
JJ-4型六联混凝试验搅拌器；752紫外―可见分光光度计；硅藻精土（w（硅藻）≥92%）；10%抗坏血酸溶液；钼酸盐溶液；过硫酸钾溶液；酒石酸钾钠溶液等。
2.2水样
本试验水样取自该市污水处理厂氧化沟内沟污水，该水样NH3-N的质量浓度为9.2mg/L，TP的质量浓度为1.53mg/L。
2.3试验方法
取6个500mL烧杯，分别加入250mL水样，在6个烧杯中分别加入10mg/L，20mg/L，30mg/L，40mg/L，50mg/L，60mg/L的硅藻精土，然后用搅拌器快速搅拌（300r/min）1min，中速搅拌（100r/min）10min，慢速搅拌（50r/min）5min，静置沉淀30min。
3结果与讨论
3.1最佳投药量的确定
由图4可知，随着硅藻精土的投加量增加，活性污泥的沉降比减小，当硅藻精土的投加量为30mg/L时，其沉降比为48%，继续增加硅藻精土投加量，沉降比趋于稳定。
图4 投加硅藻精土的污泥沉降比
由图5可知，氨氮的去除率随着投加量的增加而增大，当投加量为30mg/L时，其去除率达到最大为44.0%，继续增大投加量到60mg/L，其去除率反而又降低。TP的去除率在硅藻精土投加量为30mg/L时达到71.2%，随着投加量继续增大，其去除率趋于平稳。综合以上结果，可以确定，硅藻精土的最佳投药量为30mg/L。
图5 硅藻精土投加量对TP和氨氮的去除率的影响
3.2实际运行
在确定最佳投药量后，在氧化沟中投加硅藻精土，运行10d后，其出水结果如图6所示。
图6 运行10d后进出水COD变化
由图6可知，在投加硅藻精土运行10d后，各出水指标均有所提高，基本上满足了出水要求。
4结语
综上所述，氧化沟技术与传统活性污泥法完全不同，它有效地解决了除磷脱氮的难题，具有出水水质良好、运行成本低、运行管理方便等优点。因此，该技术在城镇污水处理中应用，既能确保技术指标，也可以优化经济指标。虽然目前应用中还存在一些影响处理效果的因素，但随着科学技术发展和社会的进步，该技术必将得到进一步的提高，有望取得更佳的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1] 刘.氧化沟工艺在污水处理厂的应用[J].建设科技.2010年09期
[2] 刘炳娟.氧化沟工艺及其在污水处理中的应用[J].邯郸职业技术学院学报.2008年03期