三溝式氧化溝污泥分布不均的改善
三溝式氧化溝污泥分布不均的改善
摘要：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題進行了初步研究，指出三溝污泥濃度相差較大的原因在于其運行模式和各運行階段的時間分配，通過增加反硝化階段的時間可以縮小污泥濃度的差距；另外可以通過安裝導流柵板來解決側溝污泥濃度的差異問題。
三溝式氧化溝屬于合建式交替運行氧化溝，由三條同容積的環形溝并聯組成，兩側邊溝各有一方形連通孔與中間溝相連。運行時根據設定的時序，通過配水井向各溝配水，并控制各溝的反應狀態。中間溝一直作曝氣池，兩側邊溝交替作缺氧池、曝氣池、沉淀池和澄清池使用。三溝式氧化溝流程簡單、構思巧妙，既有一般氧化溝工藝的處理效果好、耐沖擊力強、處理設施少等優點，又具有SBR工藝的非穩態、適應性強的特性。然而，三溝式氧化溝工藝也存在一些缺點，如：設備利用率低、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、機理和改進方法，對三溝式氧化溝的設計和運行管理將起到十分重要的作用。
1棗莊市污水廠簡介
棗莊市污水處理廠位于市區東南部匯泉東路，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。共設有兩組氧化溝，每組氧化溝溝長為139m，寬為65m，水深為3.5m，池容積為30530m3，兩側邊溝各設有5臺雙速曝氣轉刷，中間溝設有6臺高速曝氣轉刷，根據溶解氧量控制轉刷開啟的數量，同時設有4臺水下推進器，防止轉刷開啟數量過少時污泥發生沉積。工藝控制采用硝化—反硝化運行模式，8h為一個運行周期，每個運行周期分為8個階段，各階段運行情況見表1。
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2污泥分布試驗
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：
①一個周期內污泥濃度隨時間的變化
利用便攜式光電污泥濃度儀(測量精度為0.1mg/L)對氧化溝正在運行的側邊溝(另一側邊溝正處于澄清狀態)和中間溝混合液連續采樣分析。由于三溝式氧化溝運行具有的對稱性，只進行半個運行周期(14h)的取樣分析即可。每隔10min進行一次測量，采樣點固定在液面下1m。試驗結果見圖1。
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②運行階段對污泥分布的影響
2000年2月和4月，分別把反硝化階段的時間改為75min和120min。穩定運行一個月后，測定各溝的污泥濃度，結果見表2。
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3試驗結果分析
①側邊溝從反硝化階段過渡到硝化階段，污泥濃度有明顯的增加。這說明曝氣轉刷低速運行時推動力不足，污泥不能完全混合，溝底部有一定積泥。
②側邊溝反硝化階段在污泥達到一定濃度后基本穩定。這說明由于溝底部存泥的調節作用，進水的稀釋作用并不明顯。
③側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。
設側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，由于污泥產量和排泥量相對于溝間換泥量可忽略不計，則氧化溝運行穩定時，對于中間溝有如下關系：
進泥量＝出泥量
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式中Q——進水量
ta——反硝化階段時間
tb——硝化階段時間
tc——沉淀時間
由此可見，解決三溝式氧化溝污泥分布不均的根本辦法是優化氧化溝的設計，增加側邊溝反硝化階段的時間。
④兩側邊溝污泥濃度存在一定差別。這是由于中間溝向側邊溝通水時，水流中含有的較大能量推動側邊溝中的一側混合液流動，而另一側則基本靜止，只有半邊溝參與換水，因此造成沉淀區部分區域的表面負荷過大，污泥不能得到充分沉淀，造成污泥流失，影響了出水水質。污泥流失又會導致兩側邊溝污泥不均衡而使氧化溝的運行不穩定。側邊溝若換水不均勻，還會導致污泥分布不均勻，降低了處理能力。對于有三級處理的污水處理廠，還會加重三級處理工藝的負擔。
因中間溝水流為環形，對兩側邊溝的水流推動方向不同。在側邊溝彎道方向因受彎道阻力，影響較小；而對另一側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的污泥濃度、流速和污泥形態有關。
有兩個辦法可以解決這個問題：一是取消循環池的設計，這樣三溝式氧化溝工藝就轉變為UNITANK工藝；二是在氧化溝之間的底部連通口安裝導流柵板。導流柵板是一組平行且與水流方向有一定夾角的不銹鋼板。當混合液通過導流柵板時，受到柵板的作用而改變了水流方向，從而大大減輕了對側邊溝混合液的推動作用，進一步提高了出水效果。導流柵板有固定式和活動式兩種，可酌情選用。其中固定式如圖2所示。
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4結論
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行模式和各運行階段的時間分配造成的，增加反硝化階段的時間可以大大降低污泥濃度的差異。
②側邊溝污泥濃度的差別產生于中間溝來水所攜帶的能量，易造成出水的不穩定和氧化溝負荷不均勻，可以通過安裝導流柵板來解決這個問題。
③三溝式氧化溝側邊溝運行模式具有時序性，與SBR工藝相似，污泥濃度隨運行狀態改變，且與中間溝污泥濃度相差較大，在工藝設計上應予以充分考慮。
參考文獻：
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