西樵污水处理厂工艺设计与浅析

　　

西樵污水处理厂工艺设计与浅析

王 蓉

（清远睿博建设工程设计有限公司，广东清远511515）

[摘 要] 西樵污水处理厂采用Carrousel 2000氧化沟工艺处理以生活污水为主的污水,设计规模为50000 m³/d，经该工艺处理后，出水水质COD≤11 mg/L，BOD₅≤1.3mg/L，SS≤4 mg/L，色度4～6倍，pH为6～9，工艺生产运行稳定，出水水质达标，符合我国城镇污水处理的需要。

[关键词] Carrousel 2000；氧化沟；污水处理；工艺设计

中图分类号：X703 文献标识码：A

Plant Process Design and Analysis of Xiqiao Sewage Treatment

WANG Rong

(Ruibo Construction Engineering Design Co. Ltd., Qingyuan 511515,China)

Abstract: With anaerobic biochemical treatment by two stage treatment of Carrousel oxidation ditch to process the sewage, the design scale of 5000 m³ /d, after the process, the effluent shows that: COD≤30 mg/L, BOD₅≤10 mg/L,SS≤16 mg/L, chroma was 4 ~ 6 times, pH was between 6 ~ 9, It already reached “the Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plants” (GB18918-2002) level of standard B and “Guangdong Provincial Standard Water pollution Discharge Standard” (DB44/26-2001).

Key words: Carrousel oxidation ditch ; sewage process; sludge treatment

氧化沟经过长期发展与不断改进，这项20世纪中叶发展起来的污水处理技术，目前已在各城市污水处理厂得到广泛应用。常见的氧化沟类型包括：Pasveer氧化沟、Carrousel氧化沟、Orbal氧化沟，T型氧化沟、DE型氧化沟和一体化氧化沟^[1]。Carrousel 2000氧化沟除具有Carrousel氧化沟的一般特点外，还在传统的氧化沟中增加了一道横向分隔墙，形成了厌氧区，即前置反硝化区，使其具有A/O工艺特点，此外，其具有很高的断面流量（为进水流量的30～50倍）和循环流的特点，这种独特水力设计能使运行稳定，对冲击负荷的承受能力强^[2]。Carrousel 2000氧化沟混合液的回流完全通过沟内水流循环自动完成，这是它工艺的一个与众不同之处，能最大限度地防止由抽吸和跌水作用而携带DO到缺氧区。Carrousel 2000氧化沟是完全混合型与推流型相结合的延时曝气活性污泥法，因此，它具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、不易发生污泥膨胀、脱氮除磷效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点^[3]。

1.污水厂概况

西樵污水处理厂位于佛山市南海区西樵镇崇南工业区，厂区总占地面积5.16公顷，首期占地2.39公顷。首期建设服务范围为西樵镇建成区，服务人口约为4万人。首期建设规模为处理污水量2万吨每天，二期2009年扩建至5万吨。污水处理厂采用二级生化处理的带厌氧段的Carrousel 2000氧化沟工艺，厂内主要的生产构筑物包括细格栅、曝气沉砂池、带厌氧段的Carrousel氧化沟生物处理池、二次沉淀、污泥回流泵池、加氯间、污泥浓缩脱水机房等，主要设备如转鼓型细格栅、刮砂桥、砂泵、罗茨风机砂水分离器、倒伞型表曝机、潜水搅拌器、周进周出刮泥机、在线仪表等采用进口知名品牌。

2.工艺设计

2.1工艺流程

图1 西樵污水厂工艺流程

官山城区的污水经过城市污水干管收集输送至厂外污水提升泵站。污水在泵站经过粗格栅去除大块固体杂物后通过厂外污水提升泵的提升，用压水力管道直接输送到厂内的细格栅和曝气沉砂池，污水中残留的细小固体杂物、漂浮物及砂粒被去除后，进入带厌氧段的Carrousel氧化沟，由微生物生化降解其中的有机物，接着，生化池的出水进入辐流式沉淀池，曝气后的混合液在此进行固液分离，澄清水经管道连接进入消毒渠后排放入三多涌，再进入顺德水道。二沉池底部产生的剩余污泥，经浓缩、脱水机脱水后，运往垃圾场卫生填埋。

2.2 Carrousel 2000氧化沟工艺特点

西樵污水处理厂采用Carrousel 2000氧化沟工艺处理以生活污水为主的污水。混合液被氧化沟中定向控制的曝气和搅动装置推动，在闭合渠道内循环流动。由于氧化沟兼具完全混合式反应器和推流式反应器两者的特点，使其具有特殊的水力学流态，使沟内保持明显的溶解氧浓度梯度。Carrousel氧化沟断面为矩形，沟中水流平均速度为0.3 m/s。其中的曝气混合设备为倒伞型表曝机、水下推进器及搅拌器。

普通的Carrousel氧化沟工艺为：污水进入氧化沟好氧区，通过表曝机的作用，混合液中溶解氧DO的浓度增加到2～3mg/L。在充分供氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧，用来氧化分解BOD；同时氨被硝化菌氧化成硝酸盐和亚硝酸盐。在表曝机下游，曝气区的水流由湍流状态变成平流状态，并维持最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速＞0.3m/s）。由于此时微生物的氧化过程消耗对水中溶解氧的消耗， DO值逐渐降为零，使此区域的混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，硝酸盐和亚硝酸盐被还原成氮气，混合液重新进入有氧区，完成一次循环。

Carrousel 2000氧化沟系统在普通Carrousel氧化沟前增设了一个厌氧区和绝氧区，以取得更好的除磷脱氮效果。厌氧区可容纳全部回流污泥以及10～30%的污水，在此区域残留在回流污泥中的硝酸盐氮可完成反硝化，去除了硝酸根，为之后的绝氧环境创造了条件（绝氧即指混合液中既无分子氧，也无化合态氧，例如硝酸根）。同时，厌氧区中的聚磷物质被水解，释放出的能量被兼性细菌用于将可溶性BOD转化为VFA，并同化成PHB，经过该过程磷酸盐被释放。接着，剩下的70～90%的污水和活性污泥进入了绝氧区，此区域内部安装有搅拌器，由于没有硝酸根，反硝化过程不会进行，因而聚磷菌能充分利用污水提供的碳源，充分完成释磷过程。污水从绝氧区出来后再进入Carrousel氧化沟，进一步完成去除BOD、脱氮和除磷的过程。在后续氧化沟的富氧环境下，聚磷菌过量吸磷，将磷从水中转移到污泥中，一部分含磷物质随着剩余污泥排出系统^[4]。

经过以上连续循环的厌氧、绝氧、好氧过程，在Carrousel 2000氧化沟内，同时完成了较好的去除BOD、COD和脱氮除磷。

与常规污水处理系统相比较，Carrousel氧化沟具有以下几方面优点：

(1)处理城市污水时不需要设预沉池，但在处理某些工业废水时需预处理；

(2)污泥成分较为稳定，可直接干化，不需消化池；

(3)工艺非常稳定可靠；

(4)工艺控制较为简单；

(5)经验证明，Carrousel氧化沟对COD降解率可达90%～95%，对BOD₅降解率可达95%～98%，同时具有较好的脱氮除磷功能；

(6)系统采用立式低速搅拌机，而不再使用卧式转刷曝气机，使沟深可增加到5m甚至8m，从而使曝气池的占地面积大大减小；

(7)池型从“田径跑道”式向“同心圆”式转化，共用池壁，有效降低了占地面积及工程造价^[5]。

2.3处理效果

西樵污水处理厂设计类型为生活污水处理厂，设计出水水质应达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准B标准和广东省地方标准《水污染排放标准》（DB44/26-2001）中的一级标准。进水、出水水质指标见下表：

表1：西樵污水处理厂设计进、出水水质指标

序号	基本控制项目	进水水质	出水水质
1	CODcr	≤380	≤40
2	BOD5	≤180	≤20
3	SS	≤250	≤20
4	总磷（以p为计）	≤4.5	≤1.5
5	NH3-N	≤30	≤8
6	TN(以N为计)	≤38	≤20
7	动植物油		5
8	石油类		5
9	阴离子表面活性剂		2
10	色度		40
11	pH	6～9
12	粪大肠菌群数（个/）		≤10000

单位：除pH值外均为mg/L

西樵污水厂近三年来运行情况良好，出水水质均已达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准B标准和广东省地方标准 《水污染排放标准》（DB44/26-2001）的一级标准。

表2　西樵污水处理厂污水处理效果

项目	COD	BOD5	SS	NH3-N	TN	TP	色度
进水（mg/L）	176	76.6	106	14.57	20.2	3.65	≥100
出水（mg/L）	11	1.3	4.0	0.25	8.17	0.28	4～6倍
去除率（%）	93.8	98.3	96.2	98.3	59.6	92.3

3 结论

(1)西樵污水处理厂采用Carrousel 2000氧化沟工艺处理以生活污水为主的污水，工程运行近三年来的情况表明：该工艺生产运行稳定，出水水质达标，符合我国城镇污水处理的需要。

(2)由于国家对目前城镇污水处理厂的出水水质标准提高至GB 18918-2002一级A，需要在二级处理装置后端增设深度处理设备。

(3) 可考虑在生化除磷基础上辅以化学除磷。

参考文献：

[1] ]张信武. Carrousel 2000氧化沟在生活污水处理中的应用[J]. 工业用水与废水,2012,06:85-87.

[2]张朝升,林峰,荣宏伟,张可方. C/N对Carrousel 2000氧化沟同步脱氮除磷的影响研究[J]. 环境工程学报,2009,03:451-454.

[3]柴华. 改良型Carrousel 2000氧化沟调控模式的流态特性及强化脱氮研究[D].重庆大学,2011.

[4]李秀芝,赵建军,唐亮,许红霞,翟述云. Carrousel 2000氧化沟理论研究与工程应用[J]. 市政技术,2012,05:118-120.

[5]郭航军,陈平. Carrousel2000氧化沟工艺脱氮除磷的原理与实践[J]. 北京水务,2010,03:28-30.

作者简介：王蓉，女，给排水工程师，电话：18923129559，邮箱：wr8001@126.com。

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