奧貝爾氧化溝的特性分析與理論探討

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簡介： 本文主要是進(jìn)行了奧貝爾氧化溝的特性分析與理論探討。
關(guān)鍵字：奧貝爾氧化溝 特性分析 理論探討

1、1 背景
　　由于氧化溝工藝運(yùn)行管理簡單易行，運(yùn)行效果相對穩(wěn)定，更適合我國的一些中小城鎮(zhèn)，而奧貝爾氧化溝道優(yōu)良的脫氮效果以及溶解氧的分布形式，因其不同于傳統(tǒng)的氧段+好氧段的活性污泥脫氮系統(tǒng)，而逐漸成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　為什么奧貝爾氧化溝的外溝道會有如此良好的脫氮效果？究竟是由于低氧條件下同時(shí)存在的硝化、反硝化，還是由于外溝道中交替出現(xiàn)的好氧、缺氧環(huán)境，抑或由于極高的混合液回流比及其他原因？對此，人們提出了3種可能的機(jī)理：
　　●宏觀混合方式造成的缺氧好氧環(huán)境：即在高濃度有機(jī)物中，微生物對食物的快速好氧降解導(dǎo)致高氧條件下的缺氧環(huán)境的形成。這就是宏觀上的“同時(shí)硝化反硝化”，它既可以在推流式曝氣池，即在與奧貝爾外溝道相似的缺氧、好氧區(qū)中實(shí)現(xiàn)，又可以在完全混合式的曝氣池中實(shí)現(xiàn)（即低溶解氧條件下的“同時(shí)硝化反硝化”）。
　　●微環(huán)境的缺氧與好氧：就每一個(gè)微小的活性污泥絮體而言，其外圍暴露在好氧條件下，而其內(nèi)部則處于缺氧條件下。
　　●新型特種微生物：即存在一種我們以前并未認(rèn)識到的全新微生物能夠在特定條件下去除營養(yǎng)物。
　　正是在這種背景下，本文根據(jù)IAWQ提出的活性污泥數(shù)學(xué)模型的原理，通過數(shù)學(xué)模擬的方法試圖對此進(jìn)行合理的解釋。
　　1.2幾個(gè)令人困惑的問題與研究的目的
　　在此背景下，幾個(gè)相關(guān)的問題隨之而生。
　　●奧貝爾氧化溝外溝道的脫氮作用毋庸置疑，但其影響因素究竟是哪些？能否推而廣之，在單溝式氧化溝中采用與奧貝爾氧化外溝道相同的布置，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢工藝的改良與變種？
　　●外溝道的脫氮和碳氧化功能占總量的百分比是多少？外溝、中溝、內(nèi)溝的溶解氧的分布方式的不同又會有哪些影響？與此相關(guān)的二沉池的設(shè)計(jì)又要注意哪些問題？
　　●更深入一些，在奧貝爾氧化溝外溝道內(nèi)，點(diǎn)源與面源曝氣的區(qū)別及各自的優(yōu)勢是什么？
正是這些疑問構(gòu)成了本文研究的目的。
　　1.3 研究工具與方法
　　這些問題的產(chǎn)生很可能是各種生物、物理、化學(xué)因素交差、協(xié)同作用的綜合結(jié)果，由于檢測手段的限制，無法完全通過試驗(yàn)檢測的方法進(jìn)行令人信服的解釋。目前由國際水質(zhì)協(xié)會推出的活性污泥數(shù)學(xué)模型以微生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，綜合考慮了各種可能的活性污泥工藝的影響因素，因而可在一定條件下，在時(shí)間和空間范圍內(nèi)模擬污水處理廠的真實(shí)運(yùn)行情況。本文擬采用數(shù)學(xué)模擬與試驗(yàn)測試相結(jié)合的方法，根據(jù)低負(fù)荷長泥齡運(yùn)行和高負(fù)荷短泥齡運(yùn)行兩種條件，對由奧貝爾氧化溝產(chǎn)生并延伸出的上述問題進(jìn)行解釋。
　　數(shù)學(xué)模擬以北京燕山石化公司牛口峪污水處理廠的工程測試數(shù)據(jù)為依據(jù)，以活性污泥1號模型為基礎(chǔ)，采用ASIM計(jì)算機(jī)程序上機(jī)計(jì)算。

　　2.?？谟鬯幚韽S工程測試簡介

　　2.1 工藝設(shè)計(jì)參數(shù)
　　牛口峪污水處理廠是北京燕山石化公司30萬噸乙烯改擴(kuò)建工程的配套環(huán)保項(xiàng)目,主要處理化工一廠的工業(yè)廢水、化工二廠、化工三廠的部分工業(yè)廢水及少量生活污水。該廠采用二級生物處理工藝，生物處理工段為奧貝爾氧化溝，設(shè)計(jì)規(guī)模為60000m^{3/d,1994年12月投產(chǎn)。生物處理工段設(shè)計(jì)為平行的兩組，每組包括1個(gè)奧貝爾氧化溝和2個(gè)二沉池。單個(gè)氧化溝的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
　　設(shè)計(jì)進(jìn)水流量 1250m3/h
　　泥齡 35d
　　有效池容 1733m3
　　MLSS 4000mg/L
　　MLVSS 3200mg/L
　　容積分配 外：中：內(nèi)=56：26：18
　　溶解氧分布 外-中-內(nèi)=0-1-2mg/L
　　每個(gè)氧化溝設(shè)32組曝氣轉(zhuǎn)碟，外、中、內(nèi)溝各安裝8組曝氣器，氧化溝平面布置如圖2.1.1所示。}

^{2.2 測試期間的進(jìn)出水水質(zhì)與工藝運(yùn)行參數(shù)
　　測試期間氧化溝的進(jìn)出水水質(zhì)如下表:}

表2.2.1測試期間氧化溝原水水質(zhì)　COD
mg/L BOD
mg/L SS
mg/L TKN
mg/L NH₄-N
mg/L NO_X-N
mg/L TN
mg/L PH進(jìn)水3961973116.111.61.617.448.0外溝375-1.89未檢出0.721.96-中溝244-1.09未檢出0.611.26-內(nèi)溝243-0.95未檢出0.61.18-出水283130.98未檢出1.391.438.0去除率93%--94%--92%-

　　“-”在文章表格中表示未檢測或未計(jì)算。

　　實(shí)際運(yùn)行參數(shù)見下表：

氧化溝運(yùn)行參數(shù)平均值范圍進(jìn)水流量903851～937水力停留時(shí)間(h)1918～21水溫1513～16轉(zhuǎn)碟運(yùn)行組數(shù) 

外溝5-中溝、內(nèi)溝3-污泥回流比（%）6159　～65MLSS（ mg/L)30372923～3245MLVSS/MLSS0.78-DO(mg/L) 外溝00　～0.3中溝0.40.1～0.9內(nèi)溝3.52.9～3.9

　　實(shí)際供氧量為：
　　外溝：中溝：內(nèi)溝＝58:23:19。

　　3、低負(fù)荷長泥齡下的數(shù)學(xué)模擬

　　3.1 概述
　　●與奧貝爾氧化溝工藝相關(guān)的數(shù)學(xué)模擬從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:
　　●奧貝爾氧化溝原型工藝模擬——確定模擬參數(shù)的可用性；
　　●混合液回流比的作用——考察奧貝爾氧化溝外溝道高流速造成高回流比對出水效果的影響；
　　●單溝式氧化溝的脫氮效果——在單溝式氧化溝中采用與奧貝爾氧化溝外溝道同樣的曝氣布置，考察其處理效果；
　　●低氧完全混合條件下同時(shí)硝化、反硝化的效果——低氧完全混合條件下能否實(shí)現(xiàn)與奧貝爾氧化溝的外溝道相當(dāng)?shù)耐瑫r(shí)硝化與反硝化？
　　●在奧貝爾氧化溝的外溝道中采用微孔曝氣器代替曝氣轉(zhuǎn)碟，是否會得到同樣的效果？
　　3.2 奧貝爾氧化溝原形工藝模擬
　　3.2.1 概述
　　根據(jù)實(shí)際情況將外溝道平均分割成8個(gè)單元(1#～8#)，4組曝氣轉(zhuǎn)碟分別置于4個(gè)單元中（1#、3#、5#、7#），即每隔一個(gè)單元放一組轉(zhuǎn)碟，中溝道和內(nèi)溝道分別只設(shè)一個(gè)單元（9#、10#）其中各設(shè)1組轉(zhuǎn)碟。原水進(jìn)入1#，混合液由8#回流至1#，回流污泥由二沉池回流至1#，見圖3.2.1。由于測試期間屬非正常運(yùn)行，無法測定泥令，因此模擬中按設(shè)計(jì)泥令取值。
　　3.2.2原水水質(zhì)模擬
　　原水水質(zhì)按照模型組分的劃分確定如下表3.2.1、3.2.2。
　　溶解性組分：
　　SI——惰性COD
　　SS——可生物降解COD
　　SNH4——氨氮
　　SNOX——硝酸鹽氮與亞硝酸鹽氮
　　SALK——堿度
　　顆粒性組分：
　　XI——惰性COD
　　XS——可生物降解COD
　　XH——異氧菌
　　XA——自養(yǎng)菌
　　Xss——懸浮物

表3.2.1溶解性組分SISSSMH4SNOXSALKmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmol/m³18.0348161.66.0

表3.2.2顆粒性組分X_IX_SX_HX_AX_SSmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L6.1240031.0

^{3.2.3數(shù)學(xué)模擬工藝流程及運(yùn)行參數(shù)}
　　工藝流程見下圖:

　　工藝運(yùn)行參數(shù)如下:
　　氧化溝池容: V1^#～8^#=1241m3
　　V9^#=4611m3
　　V10^#=3192m3
　　二沉池池容:V二沉=3612m3
　　流量:Q=21670m3/d
　　水溫:T=15°Ç
　　污泥加流比:R=61%
　　模擬混合液回流比:R=10000%
　　模擬供氧量:外溝:中溝:內(nèi)溝=65:19:16
　　總供氧量:7392kgo₂/d
　　3.2.4 數(shù)學(xué)模擬結(jié)果
　　計(jì)算所得污泥濃度為3500mgCOD/L,其余結(jié)果見表2.2.5。

表2.2.5  奧貝爾氧化溝原型工藝模擬分析 　1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#DO0.230.050.220.080.330.160.440.260.712.35S_S2.38------0.310.240.28S_NH2.6------2.510.460.13S_NOX0.2------0.191.812.56

　　比較表2.2.1和2.2.2,可知模擬數(shù)據(jù)能夠與實(shí)測數(shù)據(jù)很好地吻合:
　　絕大部分有機(jī)物和氮在外溝道去除:外溝道總氮為2.7mg/L(實(shí)測總氮為2.6mg/L),去除率為84%(實(shí)測為86.5%),有機(jī)物去除率為99.8%(實(shí)測為97.4%);只有少量氮在中溝、內(nèi)溝去除，出水總氮為2.7mg/L(實(shí)測為2.4mg/L),去除率為84%(實(shí)測為86.4%);
溶解氧有一定的變化梯度,但不形成絕對的缺氧、好氧區(qū)，而是形成介乎缺氧與厭氧之間的缺氧/厭氧區(qū)和介乎好氧與缺氧之間的好氧/缺氧區(qū)；計(jì)算所得污泥濃度相當(dāng)于3032mg/L的MLSS，而實(shí)測污泥濃度MLSS為3037mg/L。
　　3.3 混合液回流比的作用
　　3.3.1 概述
　　假設(shè)在供氧量不變的條件下,考慮模擬的方便,外溝道內(nèi)設(shè)2組轉(zhuǎn)碟(模擬結(jié)果表明,2組與4組轉(zhuǎn)碟差別不大),將外溝道平均分割成6個(gè)單元(1^#～6^#),2組曝氣轉(zhuǎn)碟分別置于2個(gè)單元中(1^#、4^#），即每隔2個(gè)單元放一組轉(zhuǎn)碟，中溝道和內(nèi)溝道同前，分別只設(shè)一個(gè)單元（7^#、8^#）。原水進(jìn)入1^#，混合液由6^#回流至1^#，混合液回流比由100倍改為10倍，回流污泥由二沉池回流至1#，其余模擬皆同2.2節(jié)，以考察奧貝爾外溝道中高回流比的作用。
　　工藝流程見下圖：

　　其中，池容V_1～6=1655m3_。
　　3.3.2 數(shù)學(xué)模擬結(jié)果
　　模擬結(jié)果見下表。

表3.3.1 奧貝爾氧化溝混合液回流比的影響　1^#2^#3^#4^#5^#6^#7^#8^#DO0.17001.610.120.010.311.16S_S6.84----0.240.280.29S_NH4.65----4.291.450.29S_NOX0.11----0.251.112.12

　　在給定條件下,由于回流比的改變,使得外溝道內(nèi)溶解氧分布的梯度明顯加大,缺氧/厭氧區(qū)擴(kuò)磊,好氧/缺氧區(qū)縮小,盡管平均溶解氧(0.31mg/L)有所提高,但由于高氧區(qū)域(曝氣轉(zhuǎn)碟附近)極為狹小,外溝道硝化效果下降,從而導(dǎo)致脫氮效果的下降,但出水與高回流比時(shí)的效果基本一樣。這說明奧貝爾外溝道內(nèi)的高流速是其我外溝道擁有良好的脫氮效果的重要原因，但不等于說流速越高越好，模擬結(jié)果表明，混合液回流比為50倍時(shí)，效果最佳。
　　3.4 單溝式氧化溝脫氮的可能性
　　3.4.1 概述
　　本節(jié)模擬的原則是在3.2節(jié)氧化溝工藝參數(shù)(混合液回流比為100倍)的基礎(chǔ)上模擬單溝式氧化溝,即在泥令、生物池總體積、總供氧量相同，進(jìn)水水質(zhì)相同的條件下模擬奧貝爾外溝道的運(yùn)行方式。

　　工藝流程見下圖：

　1^#2^#3^#4^#5^#6^#DO0.650.220.081.060.620.31S_S1.2----0.22S_NH0.76----0.67S_NOX1.18----1.19

　　在給定條件下,采用與外溝道相同布置的單溝式氧化溝,由于平均溶解氧(0.63mg/L)提高了2倍多,碳氧化與脫氮效果均優(yōu)于奧貝爾,只是由于缺少了奧貝爾氧化溝3溝道中溶解氧0-1-2的分布,最終硝化不夠徹底。
　　3.5 低氧條件下的同時(shí)硝化反硝化
　　本節(jié)分3種形式模擬。第一種是在供氧量相同的條件下，將奧貝爾氧化溝的外溝道替換為采用微孔曝氣器的完全混合曝氣池，而中溝、內(nèi)溝不變的一種改型工藝；第二種是不改變奧貝爾的基本池型，只是在同樣供氧量的條件下，在外溝道采用微孔曝氣器代替曝氣轉(zhuǎn)碟，因此也就不存在混合液回流問題，其他均不變；第三種是在第二種的基礎(chǔ)上，在外溝道強(qiáng)制進(jìn)行混合液回流。目的是考察外溝道處于低氧狀態(tài)下時(shí)發(fā)生同時(shí)硝化反硝化的可能性以及奧貝爾氧化溝外溝道工藝改型的可能性。
　　3.5.1 工藝流程
　　第一種改型工藝流程見下圖:

　　其中，外溝V₁=9930.5m³
　　　　　中溝V₂=4611m³
　　　　　內(nèi)溝V₃=3192m³
　　供氧量及其他條件均與3.2節(jié)相同。

　　第二種改型工藝流程見下圖：

　　其中,1^#～6^#單元均為曝氣單元,供氧量均等,總供氧量及其他條件均與3.2節(jié)相同。
　　第三種改型工藝流程下圖：

　　這種流程力與第二種的區(qū)別,只是根據(jù)奧貝爾的真實(shí)情形增加了混合液回流。
　　3.5.2 數(shù)學(xué)模擬結(jié)果
　　第一種改型工藝的模擬結(jié)果見下表。外溝道在低氧0.23mgDO/L（相當(dāng)于奧貝爾外溝道的平均溶解氧）、完全混合條件下，脫氮及碳氧化效果與經(jīng)典的奧貝爾外溝道相當(dāng)，這從另一方面說明了低氧條件下的同時(shí)硝化反硝化同樣發(fā)生在奧貝爾外溝道中。

表3.5.1 奧貝爾氧化溝外溝道第一種改型工藝模擬分析　1^#2^#3^#DO0.230.942.63S_S0.70.240.28S_NH2.080.350.12S_NOX0.311.992.71

　　第二種改型工藝的模擬結(jié)果見下表。如若只是在外溝道用微孔曝氣器代替曝氣轉(zhuǎn)碟，則外溝道內(nèi)的溶解氧沿溝長呈不斷上升趨勢，平均溶解氧為0.26mgDO/L,高于改型的平均溶解氧,因此碳氧化程度有所提高,而硝化和反硝化效果都有所下降,這是由于改型后的工藝不同于原型,從溝道中各個(gè)部分看都是完全混合式,從整個(gè)外溝道看卻是推流式,原水質(zhì)點(diǎn)依次經(jīng)過外溝道而不是反復(fù)經(jīng)過。如果在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行混合液回液，效果應(yīng)有所改善，為此我們做了第三種改型工藝的分析。

表3.5.2 奧貝爾氧化溝外溝道第二種改型工藝模擬分析　1#2#3#4#5#6#7#8#DO0.30.020.030.170.450.610.572.09S_S137----0.290.250.28S_NH9.34----3.070.630.15S_NOX0.03----3.064.385.16

　　第三種改型工藝的模擬結(jié)果見下表。與第二種模擬對比，顯然證實(shí)了我們的猜測，這說明，在外溝道內(nèi)采用微孔曝氣轉(zhuǎn)碟可以取得同樣的效果，但必須同時(shí)考慮實(shí)現(xiàn)外溝道的自身回流以保證脫氮效果，這也從另一方面說明，奧貝爾外溝道的高流速對脫氮效果的重要作用。

表3.5.3 奧貝爾氧化溝外溝道第三種改型工藝模擬分析　1#2#3#4#5#6#7#8#DO0.170.140.180.250.330.40.922.58S_S2.15----0.290.240.28S_NH2.18----2.090.30.12S_NOX0.24----0.251.92.62

　　3.6 小結(jié)
　　我們將奧貝爾氧化溝、單溝式氧化溝及在外溝道用面源底曝來取代曝氣轉(zhuǎn)碟并在外溝道進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)的外溝道改型工藝做一對比，見表3.6.1。

表3.6.1低負(fù)荷長泥齡條件下三條工藝模擬分析工藝 指標(biāo)外溝道DOmg/L出水DOmg/L外溝道TNmg/L出水TNmg/LTN去除率
%外溝道Ss
mg/L 出水Ss
mg/l 奧貝爾氧化溝0.262.352.72.784.70.310.28單溝式氧化溝 0.31 1.8689.4 0.22外溝道改型工（Ⅲ）0.42.582.342.7484.40.290.28

　　由表可知，低負(fù)荷長泥齡運(yùn)行條件下，單溝式氧化溝的脫氮與碳氧化效果更佳，奧貝爾氧化溝與其第三種改型工藝效果相當(dāng)，說明不同的曝氣方式可以達(dá)到同樣的處理效果。

　　4、高負(fù)荷短泥齡下的數(shù)學(xué)模擬

　　本單在第三章的基礎(chǔ)上，將泥齡縮短為10天，進(jìn)水量提高到60000m³/d，氨氮提高到50mg/L。在負(fù)荷提高，泥齡縮短的條件下，維持生物段總?cè)莘e不變，考察奧貝爾氧化溝、單溝式氧化溝及外溝道改型藝（Ⅰ、Ⅲ）4種的性能并進(jìn)行對比。
　　4.1 奧貝爾氧化溝
　　模擬原水水質(zhì)如下：

表4.1.1溶解性組分S_ISsS_NH4S_NOXS_ALKmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L18.00348501.610

表面光潔度.1.2顆粒性組分X_IXsX_HX_AX_SSmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L6.1240031.0

　　工藝運(yùn)行參如下：
　　氧化溝池容　V_外溝=11900m³
　　　　　　　　V_中溝=3881m³
　　　　　　　　V_內(nèi)溝=1944m³
　　　　　　　　V_{1#、3#、5#、7#}=992m³
　　　　　　　　V_{2#、4#、6#、8#}=1983m³
　　　　　　　　V_9#=3881m³
　　　　　　　　V_10#=1994m³

　　二沉池池容：V二沉=3612m³
　　流量：Q=60000m³/d
　　水溫：T=15℃
　　污泥泥令：SRT=10d
　　污泥回流比：R=61%
　　模擬混合液回流比：R=60倍
　　模擬供氧量：外溝：中溝：內(nèi)溝=60：30：10
　　總供氧量：22981kgO₂/d
　　數(shù)學(xué)模擬結(jié)果見表4.1.1，計(jì)算所得污泥濃度為5081mgCOD/L。

表4.1.1 高負(fù)荷下奧貝爾氧化溝工藝模擬分析 1^#2^#3^#4^#5^#6^#7^#8^#9^#10^#DO0.250.030.380.080.510.130.570.160.9522.08S_s3.57------------0.200.230.26S_NH13------------132.100.27S_NOX7.44------------2.595.9815S_TN       15.59 15.27TN去除率%       69.7 70.4

　　4.2  單溝式氧化溝
　　水質(zhì)、運(yùn)行參數(shù)同前

　　改變的工藝參數(shù)如下：
　　氧化溝池容： V_{1#、3#、5#、7#}=1478m³
　　V_{2#、4#、6#、8#}=2956m³
　　總供氧量：22981kgO2/d
　　數(shù)學(xué)模擬結(jié)果見表面光潔度.2.1，計(jì)算所得污泥濃度為5278mgCOD/L。

表4.2.1  高負(fù)荷下單溝式氧化溝工藝模擬分析　1^#2^#3^#4^#5^#6^#7^#8^#DO0.420.020.310.040.530.140.720.28S_s2.69------------0.2S_NH3.16------------2.51S_NOX15------------16S_TN　　　　　　　18.51TN去除率%　　　　　　　64.1

　　4.3  低氧條件下的同時(shí)硝化反硝化
　　本節(jié)分2種形式模型：奧貝爾氧化溝外溝道改型工藝（1）和奧貝爾氧化溝外溝道改型工藝（Ⅲ），目的是考察高負(fù)荷下外溝道發(fā)生硝化反硝化的工藝機(jī)理。
　　工藝流程圖3.5.1和圖3.5.3。
　　其中，改型工藝（Ⅰ）的氧化溝池容：V外溝=11900m³
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V中溝=3881m³
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V內(nèi)溝=1944m³
　　其他條件均與第4.1節(jié)相同。
　　改型工藝（Ⅲ）的運(yùn)行條件均與4.1節(jié)相同。
　　改型工藝（Ⅰ）數(shù)學(xué)模擬計(jì)算所得污泥濃度為5060mgCOD/L，其余結(jié)果見表4.3.1。

表4.3.1奧貝爾氧化溝外溝道改型工藝（Ⅰ）模擬分析　1^#2^#3^#DO0.170.931.97S_s0.610.220.25S_NH12.852.270.3S_NOX5.0115.1817.214S_TN17.86　17.51TN去除率%65.4　66.1

　　改型工藝（Ⅲ）數(shù)學(xué)模擬計(jì)算所得污泥濃度為5052mgCOD/L，其余結(jié)果見表4.3.2。

表4.3.2奧貝爾氧化溝外溝道改型工藝（Ⅲ）模擬分析　1^#2^#3^#4^#5^#6^#7^#8^#9^#10^#DO0.10.10.130.190.220.250.260.271.182.73Ss3.64------------0.210.220.27S_NH12------------111.520.19S_NOX3.18------------3.261314S_TN　　　　　　　14.26　14.19TN去除率%　　　　　　　72.4　72.5

　　4.4  小結(jié)
　　我們將奧貝爾氧化溝、單溝式氧化溝及在外溝道用面源底曝來取代曝氣轉(zhuǎn)碟并在外溝道進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)的外溝道改型工藝做一對比，見表4.4.1。

表4.4.1高負(fù)荷短泥齡條件下3種工藝模擬分析指標(biāo)工藝 外溝道DOmg/L出水DOmg/L外溝道TN mg/L 出水TN mg/L TN去除率%外溝道Ss mg/L 出水Ssmg/L奧貝爾氧化溝0.162.0815.5915.2770.40.20.26單溝式氧化溝　0.28　18.5164.1　0.2外溝道改型工藝（Ⅲ）0.272.7314.2614.1972.50.210.27

　　由表可知，高負(fù)荷短泥齡運(yùn)行條件下，單溝式氧化溝碳氧化效果更佳，而脫氮效果略差；奧貝爾氧化溝與其第三種改型工藝效果相當(dāng)，再一次說明不同的曝氣方式可以達(dá)到同樣的處理效果

　　5、結(jié)論

　　5.1奧貝爾氧化溝外溝的脫氮作用
　　A、 奧貝爾氧化溝外溝的脫氮作用毋庸置疑，其影響因素主要是由于采用曝氣轉(zhuǎn)碟在外溝道形成的獨(dú)特的流態(tài)，即推流式與完全混合式有機(jī)統(tǒng)一的特殊流態(tài)。
　　B、數(shù)學(xué)模擬的外溝道溶解氧的分布表明，間隔布置的曝氣轉(zhuǎn)碟使得溶解氧有一定的變化梯度，而其在溝內(nèi)造成的高流速又使得溶解氧的分布趨于均勻，不形成絕對的缺氧、好氧區(qū)，而是形成介乎缺氧與厭氧之間的缺氧/厭氧區(qū)和介乎好氧與缺氧之間的好氧/缺氧區(qū)，導(dǎo)致每個(gè)原水質(zhì)點(diǎn)反復(fù)經(jīng)歷缺氧/厭氧區(qū)和好氧/缺氧區(qū)的不斷切換，這是一種由點(diǎn)源曝氣加高速流態(tài)造成的完全混合形態(tài)。它所形成的宏觀上的“同時(shí)硝化反硝化”，既可以在奧貝爾外溝道中的點(diǎn)源曝氣條件下實(shí)現(xiàn)，又可以在面源氣的完全混合的較為均勻的低溶解氧條件下實(shí)現(xiàn)。
　　C、數(shù)學(xué)模擬無法直接模擬微環(huán)境下的“同時(shí)硝化反硝化”，但對曝氣轉(zhuǎn)碟附近及較遠(yuǎn)區(qū)域的模擬中所出現(xiàn)的好氧/缺氧區(qū)和缺氧/厭氧區(qū)間接說明了菌膠團(tuán)的微環(huán)境里肯定會存在著同樣的情形。
　　D、數(shù)據(jù)模擬中所遵循的經(jīng)典微生物學(xué)原理以及為了簡化模擬所采用的“灰箱”理論決定了它無法準(zhǔn)確驗(yàn)證是否存在一種新型特種微生物。
　　E、數(shù)據(jù)模擬表明，外溝道脫氮和碳氧化程度均占90%以上，這與測試結(jié)果基本吻合，因此中溝、內(nèi)溝的溶解氧的分布方式似乎主要作用是加強(qiáng)硝化和改善污泥的沉降性能，只有在加入內(nèi)回流時(shí)，才起到了強(qiáng)化脫氮的作用。內(nèi)溝中保持高氧狀態(tài)以保證二沉池內(nèi)不發(fā)生反硝化一說，在設(shè)計(jì)泥令較長的條件下似乎缺乏理論支持，在設(shè)計(jì)泥令較的條件下卻很有必要。表明在設(shè)計(jì)中還需要做與此相關(guān)的其他考慮，諸如污泥穩(wěn)定、出水的精確控制（例如嚴(yán)格限制氨氮的排放），超負(fù)荷運(yùn)行等等。
　　F、數(shù)學(xué)模擬表明，奧貝爾氧化溝的內(nèi)部設(shè)計(jì)相當(dāng)靈活多變，諸如泥齡的選取、溶解氧的分布形式、內(nèi)回流的設(shè)置、曝氣轉(zhuǎn)碟的推進(jìn)速度及相應(yīng)的二沉池的設(shè)計(jì)等等；奧貝爾氧化溝的抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)；這些因素涉及到進(jìn)水水質(zhì)和處理要求等諸多問題，在設(shè)計(jì)中的取舍需要綜合考慮，不能籠統(tǒng)地一概而論。
　　G、數(shù)據(jù)模擬表明，奧貝爾氧化溝的外溝道存在最佳混合比；外溝道體積適當(dāng)增大可起到節(jié)能降耗、提高脫氮效率的效果。
　　5.2 貝爾氧化溝與單溝式氧化溝
　　數(shù)學(xué)模擬表明，在單溝式氧化溝中采用與奧貝爾氧化溝外溝道相同的布置，可以達(dá)到碳氧化和脫氮效果。但在高負(fù)荷短齡的條件下，其效果不如奧貝氧化溝，加之出水前的低氧狀態(tài)使其容易在二沉池出現(xiàn)反硝化，從而影響最終的處理效果。
　　 5.3 奧貝爾氧化溝與曝氣方式
　　數(shù)學(xué)模擬表明，在低氧、完全混合條件下，可以實(shí)現(xiàn)“同時(shí)硝化反硝化”，這與某些文獻(xiàn)的報(bào)道是吻合的，亦即獲得與推流式氣池及奧貝爾外溝道相同的效果，或者與經(jīng)典的活性污泥脫氮系統(tǒng)相同的效果。
　　奧貝爾外溝道的轉(zhuǎn)碟曝氣方式造成的局部推流及高流速、高回流比，使其在實(shí)質(zhì)上實(shí)現(xiàn)了底曝完全混合方式千萬的低氧同時(shí)硝化反硝化。在奧貝爾外溝道進(jìn)行類似的工藝改型，可以收入到與改型前基本一致的處理效果。
　　我們的南方某城市污水處理的工藝試驗(yàn)中也證實(shí)了同樣的結(jié)論：即在溶解氧低于0.5mg/L的條件下，采用面源泉底曝完全混合方式代替點(diǎn)源曝氣推流方式，獲得了基本相近的效果。
　　5.4 活性污泥數(shù)學(xué)模型的模擬作用
　　數(shù)學(xué)模擬在污水處理的精確設(shè)計(jì)中無疑是一種有效的工具，它有助于將各種可能的情況高度集中，但它不應(yīng)代替污水試驗(yàn)，而是應(yīng)該作為污水試驗(yàn)前的試驗(yàn)方案篩選的工具。