1、0 郝晓地 博士、教授北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心2009年10月23日 苏州中国给水排水中国给水排水第六届年会暨第六届年会暨20092009年给水厂、污水厂升级改造及节能减排新技术新工艺研讨会年给水厂、污水厂升级改造及节能减排新技术新工艺研讨会 1 氧氧化沟简沟简介 最早的氧化沟为20世纪50年代在荷兰开发的帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟。1960年，一种结构更为紧凑的奥贝尔（Orbal）氧化沟在南非被开发和使用。20世纪60年代荷兰DHV公司开发了使用广泛的Carrousel氧化沟。2 氧氧化沟简沟简介 80年代初，美国开发了将二次沉淀池设置在氧化沟中的合建式氧化沟BMTS
2、型，并发展成现在所说的一体化氧化沟；此外，还有目前常用的多沟交替式氧化沟（双沟DE、三沟T型）等等，形成了颇为庞大的氧化沟家族。3 氧氧化沟优沟优点2BOD负荷低，处理出水水质良好1对水温、水质和水量的变化有较强承受能力运行管理方便45SRT长，剩余污泥量少且稳定6利于世代时间长的硝化细菌富集，脱氮效果较好3工艺流程简单4 氧氧化沟沟改造工艺艺 污水处理排放标准对 做出限制，传统氧化沟工艺已无法满足对出水营养元素的要求。“厌氧+氧化沟”工艺5 氧氧化沟沟改造工艺艺 国内许多新建的污水处理厂选择了“厌氧+氧化沟”作为脱氮除磷工艺.它是否是否像单一去除有机物（COD/BOD）一样,仍具有优越的功效
3、与能效优势？6 氧氧化沟沟工艺艺模拟拟比较较 为评价“厌氧+氧化沟”作为脱氮除磷工艺的性能及能耗，运用数学模拟技术对其进行模拟 比较比较。厌氧厌氧+氧化沟氧化沟A2/O7 氧氧化沟沟工艺艺模拟拟比较较 比较中“厌氧+氧化沟”工艺的原型为北京市房山区一新建污水处理厂，该厂单组氧化沟设计处理水量为 10 000 m3/d。该工艺不设置初沉池，在U型氧化沟的中部设置体积为1 042 m3的厌氧池；氧化沟内循进水点位置及循环水流方向依次是体积为817.3 m3的缺氧区和3 782 m3的好氧区。8 氧氧化沟沟工艺艺模拟拟比较较厌氧厌氧+氧化沟氧化沟污水处理工艺模型污水处理工艺模型CSTRCSTRCST
4、RCSTR水力混合模型(CSTR)状态变量转化活性污泥模型-组分-流量-组分-流量水力传递模型SO2SSSNOSNHSIXIXSXHXA进水特性模型模型输入-浓度-流量动力学模型及参数计量模型及参数过程反应速率沉淀模型l反应器模型模型输出-浓度-流量CSTRTUD模型9 氧氧化沟沟工艺艺模拟拟比较较 模型进水水质以该厂设计数据为基础设置，其中COD组分划分以北京典型污水实测数据为依据。设计进设计进水水水水质质CODBODTNNH4+TPALKSSmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmmol/Lmg/L400200402588153进进水水CODCOD组组分分划划分分XS=45.5%XI=1
5、8%SF=23%SI=7.5%SA=6%氧氧化沟沟工艺艺模拟拟比较较温度T=15 T=20 T=25 工艺氧化沟A2/O氧化沟A2/O氧化沟A2/OCOD40.741.040.740.740.540.5TN7.84.97.54.27.43.9TP0.80.60.90.61.00.6NH4+-N1.11.00.80.40.60.3NO3-N5.93.16.03.06.02.9MLSS4 0364 0513 7493 7653 4923 517SS10.010.010.010.010.010.0 设计工艺运行条件下，不同水温下“厌氧+氧化沟”与A2/O工艺模拟出水水质。模拟运行参数工艺工艺进水进水
6、污泥回流比污泥回流比内回流比内回流比SRTSRTDO出水出水SSm3/d%dmg/Lmg/L氧化沟10 0001006 20015210A2/O10 00010030015210模拟出水水质氧氧化沟沟工艺艺模拟评拟评估 工艺反应池总体积不变总体积不变，对各反应池体积比及运行条件进行优化，模拟不同水温下“厌氧+氧化沟”与A2/O工艺最佳出水水质。最优运行参数工艺工艺SRTSRTDO内回流比内回流比污泥回流比污泥回流比dmg/L%氧化沟201.56 200100A2/O132200100温度T=15 T=20 T=25 工艺氧化沟A2/O氧化沟A2/O氧化沟A2/OCOD40.740.940.64
7、0.840.640.6TN5.65.45.34.75.24.5TP0.70.50.80.60.90.6NH4+-N1.21.20.90.50.70.3NO3-N3.73.53.73.43.73.4MLSS4 1083 6184 7453 3634 4162 140SS101010101010模拟出水水质氧氧化沟沟工艺艺模拟评拟评估 将A2/O工艺的体积缩小为氧化沟工艺的0.6倍，并将其SRT相应优化为8 d，模拟其不同温度下的出水水质。同时，模拟“厌氧+氧化沟”工艺体积不变时，在最佳运行条件下不同温度对应的出水水质。温度T=15 T=20 T=25 工艺氧化沟A2/O氧化沟A2/O氧化沟A2/
8、OCOD40.741.040.640.840.640.6TN5.66.95.35.25.24.7TP0.70.50.80.60.90.6NH4+-N1.22.80.90.80.70.4NO3-N3.73.33.73.63.73.5MLSS4 1083 3844 7453 1454 4162 936SS101010101010模拟出水水质氧氧化沟沟工艺艺模拟评拟评估 模拟显示：A2/O工艺 总体积总体积 缩小为“厌氧+氧化沟”工艺的 0.6 0.6 倍时，可使A2/O工艺获得接近“厌氧+氧化沟”工艺的出水水质。A2/O厌氧厌氧+氧化氧化沟沟氧氧化沟沟工艺艺能耗比较较污泥脱水循环/回流污水提升污泥
9、回流其它工艺曝气氧氧化沟沟工艺艺能耗比较较工 艺耗能范围厌氧+氧化沟A2/O鼓风曝气+推进机械曝气鼓风曝气曝气7982.575进水提升373737污泥回流18.518.518.5搅拌/推进/内回流25.17.516剩余污泥提升0.80.81.6污泥脱水0.80.81其它13.513.513.5合计合计174.7160.6162.6两种两种工工艺艺能能耗比耗比较较 计算两种工艺获得相同处理效果时的能耗。由于氧化沟工艺有机械曝气和鼓风曝气两种形式，故在能耗比较时分别计算之。氧氧化沟沟工艺艺能耗比较较1 相同条件下相同条件下,“,“厌氧厌氧+氧化沟氧化沟”组合工艺处理效果较组合工艺处理效果较A A2 2/O/O工艺差工艺差.2“厌氧厌氧+氧化沟氧化沟”组合工艺所需要的反应池体积大，又组合工艺所需要的反应池体积大，又由于其池深一般较浅，其占地面积远大于其它工艺。由于其池深一般较浅，其占地面积远大于其它工艺。3 采用机械曝气的采用机械曝气的“厌氧厌氧+氧化沟氧化沟”组合工艺与组合工艺与 A A2 2/O/O工艺工艺具有相近的能耗具有相近的能耗,而鼓风曝气的组合工艺能耗最高而鼓风曝气的组合工艺能耗最高.通过对“厌氧+氧化沟”及A2/O工艺进行功效及能耗比较，可得出以下结论：
