三溝式氧化溝污泥分布不均的改善

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簡(jiǎn)介： 就棗莊市污水處理廠三溝式氧化溝污泥的分布、變化及影響因素等問(wèn)題進(jìn)行了初步研究，指出三溝污泥濃度相差較大的原因在于其運(yùn)行模式和各運(yùn)行階 段的時(shí)間分配，通過(guò)增加反硝化階段的時(shí)間可以縮小污泥濃度的差距；另外可以通過(guò)安裝導(dǎo) 流柵板來(lái)解決側(cè)溝污泥濃度的差異問(wèn)題。
關(guān)鍵字：三溝式氧化溝 污泥分布 濃度差

　　三溝式氧化溝屬于合建式交替運(yùn)行氧化溝，由三條同容積的環(huán)形溝并聯(lián)組成，兩側(cè)邊溝各有一方形連通孔與中間溝相連。運(yùn)行時(shí)根據(jù)設(shè)定的時(shí)序，通過(guò)配水井向各溝配水，并控制各溝的反應(yīng)狀態(tài)。中間溝一直作曝氣池，兩側(cè)邊溝交替作缺氧池、曝氣池、沉淀池和澄清池使用。三溝式氧化溝流程簡(jiǎn)單、構(gòu)思巧妙，既有一般氧化溝工藝的處理效果好、耐沖擊力強(qiáng)、處理設(shè)施少等優(yōu)點(diǎn)，又具有SBR工藝的非穩(wěn)態(tài)、適應(yīng)性強(qiáng)的特性。然而，三溝式氧化溝工藝也存在一些缺點(diǎn)，如：設(shè)備利用率低、三溝的污泥濃度相差大、容積利用率低、除磷效率不高等。特別是研究污泥分布不均的成因、機(jī)理和改進(jìn)方法，對(duì)三溝式氧化溝的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理將起到十分重要的作用。?

1　棗莊市污水廠簡(jiǎn)介

　　棗莊市污水處理廠位于市區(qū)東南部匯泉東路，是利用奧地利政府貸款建成的淮河流域第二座城市二級(jí)污水處理廠。該廠采用三溝式氧化溝處理工藝，處理能力為7×10⁴m³/d。共設(shè)有兩組氧化溝，每組氧化溝溝長(zhǎng)為139 m，寬為65 m，水深為3.5 m，池容積為30530m 3，兩側(cè)邊溝各設(shè)有5臺(tái)雙速曝氣轉(zhuǎn)刷，中間溝設(shè)有6臺(tái)高速曝氣轉(zhuǎn)刷，根據(jù)溶解氧量控制轉(zhuǎn)刷開(kāi)啟的數(shù)量，同時(shí)設(shè)有4臺(tái)水下推進(jìn)器，防止轉(zhuǎn)刷開(kāi)啟數(shù)量過(guò)少時(shí)污泥發(fā)生沉積。工藝控制采用硝化—反硝化運(yùn)行模式，8h為一個(gè)運(yùn)行周期，每個(gè)運(yùn)行周期分為8個(gè)階段，各階段運(yùn)行情況見(jiàn)表1。

表1　硝化—反硝化運(yùn)行模式項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)間(min)配水堰板的升降電機(jī)轉(zhuǎn)速出水堰板的升降階段范圍設(shè)定值側(cè)邊溝1中間溝側(cè)邊溝2側(cè)邊溝1中間溝側(cè)邊溝2側(cè)邊溝1側(cè)邊溝2A60～15090↓↑↑低速高速?*　↑↓B45～10575↑↓↑高速高速?*　↑↓C6060↑↓↑　高速?*　↑↓D0～1515↑↑↓　高速?*　↓↓E60～15090↑↑↓　高速?*低速↓↑F45～10575↑↓↑　高速?*高速↓↑G6060↑↓↑　高速?*　↓↑H0～1515↓↑↑　高速?*　↓↓注：①↓表示堰板放下；↑表示堰板升起。②低速、高速分別意為電機(jī)在低速和高速狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。③高速?*表示電機(jī)在高速狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn) 的電機(jī)數(shù)量與中間溝溶解氧值有關(guān)。若運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)少于3臺(tái)，則啟動(dòng)攪拌器。A—D和E—H設(shè)置 的運(yùn)行時(shí)間之和皆為4 h。

2　污泥分布試驗(yàn)

　　為了研究三溝式氧化溝中污泥濃度的變化情況，分別做了如下試驗(yàn)：
　?、僖粋€(gè)周期內(nèi)污泥濃度隨時(shí)間的變化?
　　利用便攜式光電污泥濃度儀(測(cè)量精度為0.1 mg/L)對(duì)氧化溝正在運(yùn)行的側(cè)邊溝(另一側(cè)邊溝正處于澄清狀態(tài))和中間溝混合液連續(xù)采樣分析。由于三溝式氧化溝運(yùn)行具有的對(duì)稱性，只進(jìn)行半個(gè)運(yùn)行周期(14h)的取樣分析即可。每隔10 min進(jìn)行一次測(cè)量，采樣點(diǎn)固定在液面下1m。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。?

　　 ②運(yùn)行階段對(duì)污泥分布的影響?
　　2000年2月和4月，分別把反硝化階段的時(shí)間改為75 min和120 min。穩(wěn)定運(yùn)行一個(gè)月后，測(cè)定各溝的污泥濃度，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　運(yùn)行階段對(duì)污泥分布的影響項(xiàng)目2000年3月(ta=75 min)2000年5月(ta=1 20 min)側(cè)邊溝Ⅰ中間溝側(cè)邊溝Ⅱ側(cè)邊溝 Ⅰ中間溝側(cè)邊溝ⅡMLSS(g/L)7.92.78.15.32.74.7Xm/Xs(實(shí)測(cè))0.3410.330.5110.57Xm/Xs(計(jì)算)0.3310.330.5310.53

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

　　①側(cè)邊溝從反硝化階段過(guò)渡到硝化階段，污泥濃度有明顯的增加。這說(shuō)明曝氣轉(zhuǎn)刷低速運(yùn)行時(shí)推動(dòng)力不足，污泥不能完全混合，溝底部有一定積泥。
　　②側(cè)邊溝反硝化階段在污泥達(dá)到一定濃度后基本穩(wěn)定。這說(shuō)明由于溝底部存泥的調(diào)節(jié)作用，進(jìn)水的稀釋作用并不明顯。?
　?、蹅?cè)邊溝和中間溝的污泥濃度相差較大，這是三溝式氧化溝配水不均勻所致。
　　設(shè)側(cè)邊溝反硝化階段的污泥平均濃度為Xs，中間溝污泥的平均濃度為Xm，由于污泥產(chǎn)量和排泥量相對(duì)于溝間換泥量可忽略不計(jì)，則氧化溝運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)，對(duì)于中間溝有如下關(guān)系：?
　　進(jìn)泥量＝出泥量?

?
　　式中　Q——進(jìn)水量?
　　　　?ta——反硝化階段時(shí)間?
　　　　?tb——硝化階段時(shí)間?
　　　　?tc——沉淀時(shí)間?
　　由此可見(jiàn)，解決三溝式氧化溝污泥分布不均的根本辦法是優(yōu)化氧化溝的設(shè)計(jì)，增加側(cè)邊溝反硝化階段的時(shí)間。?
　?、軆蓚?cè)邊溝污泥濃度存在一定差別。這是由于中間溝向側(cè)邊溝通水時(shí)，水流中含有的較大能量推動(dòng)側(cè)邊溝中的一側(cè)混合液流動(dòng)，而另一側(cè)則基本靜止，只有半邊溝參與換水，因此造 成沉淀區(qū)部分區(qū)域的表面負(fù)荷過(guò)大，污泥不能得到充分沉淀，造成污泥流失，影響了出水水質(zhì)。污泥流失又會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)邊溝污泥不均衡而使氧化溝的運(yùn)行不穩(wěn)定。側(cè)邊溝若換水不均勻，還會(huì)導(dǎo)致污泥分布不均勻，降低了處理能力。對(duì)于有三級(jí)處理的污水處理廠，還會(huì)加重三 級(jí)處理工藝的負(fù)擔(dān)。
　　因中間溝水流為環(huán)形，對(duì)兩側(cè)邊溝的水流推動(dòng)方向不同。在側(cè)邊溝彎道方向因受彎道阻力，影響較?。欢鴮?duì)另一側(cè)邊溝則為出水堰方向，影響較大，出水懸浮物高于前者。兩者污泥濃 度相差程度與中間溝內(nèi)的污泥濃度、流速和污泥形態(tài)有關(guān)。?
　　有兩個(gè)辦法可以解決這個(gè)問(wèn)題：一是取消循環(huán)池的設(shè)計(jì)，這樣三溝式氧化溝工藝就轉(zhuǎn)變?yōu)閁NITANK工藝；二是在氧化溝之間的底部連通口安裝導(dǎo)流柵板。導(dǎo)流柵板是一組平行且與水流方向有一定夾角的不銹鋼板。當(dāng)混合液通過(guò)導(dǎo)流柵板時(shí)，受到柵板的作用而改變了水流方向，從而大大減輕了對(duì)側(cè)邊溝混合液的推動(dòng)作用，進(jìn)一步提高了出水效果。導(dǎo)流柵板有固定式和活動(dòng)式兩種，可酌情選用。其中固定式如圖2所示。

4　結(jié)論

　　 ①三溝式氧化溝的三溝污泥濃度相差較大是由三溝式氧化溝的運(yùn)行模式和各運(yùn)行階段的時(shí)間分配造成的，增加反硝化階段的時(shí)間可以大大降低污泥濃度的差異。
　?、趥?cè)邊溝污泥濃度的差別產(chǎn)生于中間溝來(lái)水所攜帶的能量，易造成出水的不穩(wěn)定和氧化溝負(fù)荷不均勻，可以通過(guò)安裝導(dǎo)流柵板來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
　　③三溝式氧化溝側(cè)邊溝運(yùn)行模式具有時(shí)序性，與SBR工藝相似，污泥濃度隨運(yùn)行狀態(tài)改變，且與中間溝污泥濃度相差較大，在工藝設(shè)計(jì)上應(yīng)予以充分考慮。

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