氧化沟法处理生活废水

目前，我国氧化沟的技术水平与国际先进水平差距很大。究其主要原因，是我国企业还未进行系统地研究氧化沟技术与设备，对国际上氧化沟技术可以跟踪也不够。因此，对氧化沟技术的掌握还不够全面，在工程上还缺乏系统科学的设计方法，对氧化沟的新技术、新池型、新配套设备知之甚少。我国企业现已引进数种氧化沟技术，应有一个条件来分析进行比较和吸收消化。

首先，氧化沟是一种延缓的发化活性污泥工艺，其原理和参数在大量文献中都有报道。氧化沟设计中除了要考虑不同碳源污染物的去除，还要进行考虑企业污水硝化和污泥系统稳定化问题。不同的污染物去除设计参数和方法是不同的。例如，考虑污泥进行稳定的氧化沟设计，其设计技术参数研究主要可以考虑污泥龄和内源呼吸速率，而不是中国传统生物活性污泥处理工艺中的污泥负荷，这时氧化沟的停留时间事实上是一个数据导出的参数。其次，氧化沟最重要的一个特点是需要专门的曝气设备来满足池内曝气和推水沿沟流动的要求。全面发展了解和掌握氧化沟的水力学特性研究尤为重要需要。设备的液压特性是制造商产品的特性。大部分学生设计工作单位恰恰掌握不够，致使在设计中由于网络设备型号和参数不准，常常导致系统设计一个没有达到预期效果。这也与大多数氧化槽工艺及其拥有专利和设备密切相关。由于国外研究公司对专有技术保密，因此企业出现了氧化沟技术水平不断创新发展，可是用于了解社会基本工艺的公开技术相关资料未见增加的现象。因此，为了提高我国氧化沟技术的技术水平，有必要加强创新研究。本文主要通过对国内外研究资料的综合能力分析，提出氧化沟一般的设计教学方法以供国内同行在系统设计中参考。

1氧化沟的设计方法

1.1BOD的去除

氧化沟去除碳源基质的动力学过程与活性污泥法相同。对于我们完全混合管理系统在稳定发展状态下有以下公式：

式中（XV）——参与反应的污泥量

Q——处理污水量

V——参与反应的好氧区体积

S——出水基质BOD5浓度

Y——污泥产率系数

X——污泥浓度

θc——污泥龄

S0——进水基质BOD5浓度

Ks——半饱和常数

Kd——内源代谢常数

μmax——比基质利用率

1.2硝化反应

氨氮的硝化作用涉及到两种不同的硝化细菌，亚硝化毛壳菌和硝化细菌。

在水的作用下：2NH3NH+4

在亚硝化毛杆菌作用下：

2NH+4+3O22NO-2+2H2O+8H+

在硝化杆菌作用下：

2NO-2+O22NO-3

总的反应：

NH4++2O2NO3-+2H+＋H2O

因此从化学科学计量学研究角度，1.0kg氮需要4.6kg的氧，实际生产中的数据进行较小，为3.9～4.3kgO2/kgN。这是因为部分氮气用于细菌合成，硝化菌可以从污水中的二氧化碳和碳酸氢盐中获得一些氧气。由于通过上述问题反应企业产生一个氢离子，所以会需要消耗碱度，每氧化1mgNH3-N消耗7.14mg/L的碱度。此外，从文献中可以了解到，1mgBOD的氧化产生0.3mg/L碱度。

据报道硝化作用反应的温度变化范围是(5～45)℃,但是(25～32)℃是最佳工作温度影响范围。最佳 ph 值范围是7.8到9.2。虽然硝化作用过程也可在低溶解氧的条件下企业发生，但是由于硝化菌的生长速率相对较低。为了避免氧限制，反应罐中的溶解氧应控制在3 ~ 4毫克/升。温度对生长发展速度的影响计算公式我们可以用阿伦缪斯公式可以表示，其中一个温度常数θ=1.12(5℃～20℃)。对于城市污水，可以使用表1中的泥龄θc。

表1硝化工艺在不同温度下采用的污泥龄

污水温度(℃)

完全硝化的θc(d)

5

10

15

20

12

9.5

6.5

3.5

在冬季水温低于10℃，如果θc＜10d，硝化作用反应企业一般可以进行管理较差。如果气>为10d，只要氧化沟的气化能力能满足总氧化需求，并保持高溶解氧，就可以获得良好的硝化率。在北欧发达国家，硝化系统负荷发展阶段学生一般选在0.05～0.10kgBOD5/kgMLSS，硝化反应速率大约为1.6mgNH3-N/(gVSS*d)(10℃)。

1.3污泥稳定性

氧化沟设计中考虑的第二个因素是污泥的稳定性。理论上讲氧化沟污泥龄的选取我们应该可以使得企业所有的挥发性固体通过提高内源呼吸系统全部被降解，无论是厌氧消化能力还是好氧消化。如果反应时间足够长，细胞降解过程中23%的残留物是不可生物降解的。因为我们每天VSS产量为YQ(S0－S)，其中可生物技术降解以及部分是0.77YQ(S0－S)。如果系统可生物降解部分中的固体物质为FBX(Fb为VSS的生物可降解系数)，则其处于稳定状态：

0.77YQ(S0－S)=Kdfb(XV)(5)

从而按照污泥龄的定义：

Adams和Eckenfelder给出了反应混合液VSS可以通过生物技术降解以及部分的比值fb的计算模型公式［3］：

也可推算出污泥负荷(F/M)的比值：

方程（6）和（8）是计算污泥老化和有机负荷的公式，考虑污泥稳定性。无疑温度以及对于通过上述计算公式中参数Y、Kd的影响是十分重要的。对于延时曝气氧化沟温度常数(=1.01 ~ 1.03)，数值较小，对温度影响不大。

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