Orbal氧化沟工艺在徐州市丰县污水处理厂的应用
摘要：介绍了徐州市丰县污水处理厂的工艺设计参数。该污水处理厂针对处理对象的水量和水质采用了Orbal氧化沟法工艺，正式营运后效果良好。该设计过程对中小型城市污水处理厂的工艺设计有一定的参考价值。
关键词：污水处理厂，工艺设计，Orbal氧化沟法
近年来。我国中小城市污水处理厂兴建进程不断加速，由于受到规模、资金和技术条件等因素的限制，这类城市污水处理厂的规模普遍不是很大。徐州市丰县城污水处理厂根据城镇总体规划的要求和工程近远期结合的需要，厂址定在县城东北方向，距县城中心2．5km处．在此处建污水厂既便于污水收集截流干管的布置。也便于尾水就近排放，对周围环境和城市建设开发用地均无不利影响。
1 处理水量及水质
1．1处理水量
近期2．0x104mVd，远期4．0x104m3／d。
1．2处理水质
本工程主要的处理对象为工业废水和生活污水，根据相关机构提供的水质检测结果，该城市生活污水的成份比较稳定，其主要污染指标为COD扒
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BOD，及SS三项，随着城市生活水平及用水量的变化，城市生活污水的浓度略有不同。工业废水成份复杂、浓度变化大，并含有多种有毒有害成分。该污水处理厂是以处理生活污水或类似生活污水水质的工业废水水质为主。参考同类工程水质指标资料数据．对污水的水质指标进行了详细地分析．对生活污水和工业废水水质指标进行了详细分析。对生活污水和工业废水指标以水量为依据进行了综合加权平均。进水水质如表1所示。
依据《污水综合排放标准》(GB8978—1996)和国家环保总局《关于淮河流域城市污水处理厂出水水质标准的复函》(环办[199814号)，城镇二级污水处理厂的出水按不同排放去向分别执行不同级别的标准，排入Ⅳ、V类水体的，应执行二级标准，即COD0120mg／Lt2]。结合本工程对水环境影响的具体情况．污水处理厂的出水水质根据河流水质规划要求和受纳水体的类别(近期Ⅳ类，远期为Ⅲ类)确定，具体要求如表2所示。对表1计算所得的迸水水质指标适当放宽，根据污水的进、出水水质指标。计算各种污染物质的去除率圈。
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2污水处理厂工艺设计
在工艺选择方面，根据污水的进水水质和出水水质，可确定各种污染物质的去除率。如表2所示。常规活性污泥法能满足CODo、BOD，及SS的去除率。但对氮、磷的去除是有限的。仅从剩余污泥中排除氮、磷，其中氮的去除率约10％～25％．磷的去除率约10％～30％，达不到上述要求。因此。本工程需采用生物除磷脱氮工艺。根据综合比较，采用Orbal氧化沟生物除磷脱氮工艺。
Orbal氧化沟为三条同，1、2’椭圆形式。污水依次由外沟进入中沟，最后从内沟排出。三条沟内的溶解氧分别控制在0 mg／L、lmg／L和2mg／L的水平上。通常外沟的体积占曝气池总体积的50％以上．甚至可达70％，中沟和内沟体积一般分别为曝气池总体积20％一30％和10％一20％。每条沟渠都是一个完全混合反应池，具有无终端的流线。沟与沟之间呈现推流式的特征。Orbal氧化沟的硝化与反硝化过程基本上在外沟得以完成，聚磷菌继续释磷。同时在此完成大部分有机物的去除。尽管外沟的实际需氧量可高达总需氧量的75％，但曝气转蝶供给此通道的氧仅占系统总需氧量的50％一60％，因而系统始终能维持高亏氧状态，Orbal氧化沟的外沟位于曝气转蝶下游，呈好氧状态，而其上游则呈现缺氧状态因而类似多个好氧一缺氧反应器的串联系统。污水在其中不断地进行硝化一反硝化，一般可达到80％以上的总脱氮效率，并可获得部分磷的去除。中沟的溶解氧设计值为lmg／L。但实际上其溶解氧在0～2mg／L之间摆动，主要依据日负荷量而变化，在每天的高峰负荷时，溶解氧降至接近于零，而低负荷时又上升到2mg／L左右，其主要作用是继续完成硝化作用。内沟的溶解氧为2mg／L以上。容积约占总容积的10％一20％，保证出水溶解氧含量在2mg／L以上，同时进一步降低出水BOD“NH。．N的含量141。
本工程所采用的Orbal氧化沟具有如下工艺特点：1)采用转碟曝气，混合效率较高，水流在沟内的速度最高可达0．6～0．7m／s，水流快速地在外沟道进行有氧、无氧交换，同时进行有机物的氧化降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。中沟与内沟中污水的有机物进一步得到去除降解。出水水质好。2)供氧量的调节，可以通过改变转碟的旋转方向、转速、浸水深度和转碟安装个数等多种手段来调节工。艺系统的供氧能力，使沟内溶解氧值保持在最佳值，使系统稳定、经济、可靠地运行。3)污水进入氧化沟。具有推流式和完全混合式两种流态的优点，出水水质稳定。对于每个沟道来讲，混合液的流态基本上为完全混合式，由于池容较大，缓冲稀释能力强，耐高流量。高浓度的冲击负荷能力强；对于3个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为推流式。有着不同的溶解浓度和污泥负荷，兼有多沟道串联的特征，难降解有机物去除率高。并可减少污泥膨胀现象的发生。4)椭圆形沟平面布置有利于利用水流惯性，节约推动水流的能耗。在曝气过程中。串联的沟道水流形成典型的溶解氧浓度变化O～1～2(mg／L)，因而自动控制了系统的生物脱氮过程。外沟溶解氧平均值很低。氧的传递作用在亏氧条件下进行，具有较高的效率，因而起到节能的作用。5)污泥龄较长，使污泥量较少并趋于好氧稳定，从而简化工艺流程，管理方便四。污水处理工艺流程如图1所示。
3主要生产构筑物工艺设计
3．1粗格栅和进水泵房
进水泵房和格栅间合建。一期工程时土建按4×l(Y’m3／d处理规模建成。设备分期安装，一期工程按1667m3／h处理规模安装潜污泵。7台潜污泵，其中一期5台，流量450m3／h，扬程13m，4用1备，旱季运行2台，雨季运行4台，远期增加2台潜污泵。共同组成6用l备。2台粗格栅置于泵站进水端，设计流量1667m3／h，过栅流速0．6m／s，过栅允许水位差200mm，栅渠宽度1550mm，栅条间隙40ram，最大水深1300mm，格栅安装倾角750，格栅总高度7000ram。
3．2细格栅和旋流沉砂池
2台细格栅设于沉砂池进水端，流量1667mVh，过栅流速0．6m／s，过栅水位差300mm，栅渠宽度1200mm，栅条间隙5mm，有效水深1000mm，安装角度600。2组旋流沉砂池，每组处理水量2．0x104rn3／d，每组沉砂池直径3000mm。水平流速0．06m／s，旋流速度0．25m／s，0．2ram粒径砂粒能够达到80％的去除率。
3．3配水井
污水处理厂设计一期2x104m3／d分2组1．0x104m3／d 0rbal氧化沟运行，为保证配水的均匀性，设置配水井。采用配水堰对每组氧化沟进行配水。同时，为了达到生物除磷，二沉池回流污泥回至配水井中，并充分混合，以达到生物除磷的效果。设计水力停留时间1．Oh，回流比25％～50％，安装3台功率4kW搅拌器。
3．4 Orbal氧化沟
污水由配水井分配进入椭圆形的Orbal氧化沟。每座处理规模均为1x104m3／d。单座长66．Om，宽56．0m．总池容10000m3。内设三条渠道，依污水流经次序分别为外沟、中沟和内沟。外沟宽12．0m。有效水深4．2m，有效容积6700m3。占氧化沟总池容的66．50％。考虑到外沟沟宽与池深比例略大。vr(弗劳德数)较小，抗干扰性较差，因此将此沟用砖墙分隔成两沟。并通过砖墙上的24个2．0mx2．0m的方洞连通。沟内安装12．Om长的转蝶曝气机组4套。每套安装直径1．4m转蝶30个；中沟宽6．0m，有效容积2100m3，占氧化沟总池容的20．9％。沟内安装转蝶曝气机组2套．每套安装直径1．4m转蝶20个；内沟宽6。Om，有效容积1200m，，占氧化沟总池容的12。6％，沟内安装转蝶曝气机组2套．每套安装直径1．4m转蝶16个。
3．5二沉池
二沉池共设2座，单座流量1．0x104m3／d。表面负荷0．7m3／(m2．d)，直径28m，有效水深4．0m。沉淀池采用中心进水周边出水方式。池内安装周边传动刮吸泥机一台，刮吸泥机排除的污泥重力流人污泥泵房集水井。然后部分通过外回流泵提供回流。剩余污泥通过剩余污泥泵提升。经匀质池上部流入污泥浓缩池。沉淀池上的浮渣由刮渣板刮入池子一侧的排渣斗。并定其清运
3．6加氯间
设加氯间l座。平面尺寸为20．24x6．24m，设备按2x104m3／d规模安装。氯量lOmg／L，配备手动加氯机2台(1用1备)，加氯机规模10kg／h。加氯间内设漏氯检测仪。并安装轴流风机5台。
3．7接触池
设接触池1座，2x104m3／d，停留时间30rain，平面尺寸18．5x13．5m．有效水深2．Om。
3．8污泥泵房和污泥匀质池
设污泥泵房l座。4．Oxl04m3／d。固流比25％一50％。泵房内安装污泥提升泵4台，其中一期2台。水泵流量450m3／h，扬程3M；剩余污泥泵3台，2用1备，其中一期2台，1用1备，水泵流量30m3／h，扬程2．5m。污泥匀质池设1座，污泥停留时间5h，内径6m。有效深度4．4m，池内安装潜水搅拌机1台。
3．9污泥浓缩池和脱水机房
污泥浓缩池共设2座，一期1座，内径12m，有效深度3．8m。池中心安装中心传动污泥浓缩机1台．重力浓缩后污泥含水率97％。脱水机房设带式压滤机2套．脱水干污泥由两台组合的无轴螺旋输送机送至泥棚或直接装车外运。
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4结论
徐州市丰县污水处理厂一期工程处理能力为2xl&m3／d，投资3500万元。该污水处理厂2003年初完成设计．2003年11月开工建设，2004年12月全
面竣工，经过一年多时间的试运营，2006年4月正式投入运营。经过现场监测和调查，正式投入运营以来平均进、出水水质指标。污染物去除率如表3所示，出水水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918．2002)一级B标准要求。
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