我用氧化溝實現(xiàn)了同步硝化反硝化！

全康環(huán)保:一、基本情況

工業(yè)園區(qū)污水處理廠某氧化溝設(shè)計處理量7500m3/d，實際水量僅2000m3/d左右，工藝采用：高效水解酸化池+改良型奧貝爾氧化溝+深度處理。酸化池池容分別為2000m3；氧化溝外、中、內(nèi)池容比：3.6:1.5:1；氧化溝池容約6500m3，設(shè)計進水水質(zhì)與生活污水類似，設(shè)計出水一級A標。氧化溝結(jié)構(gòu)詳見圖1。

圖中紅色部分為表曝機，共計6臺表曝機，其中外溝4臺，中溝、內(nèi)溝共用兩臺。外溝加裝有4臺推流器，對外溝表曝機的開?？蓪崿F(xiàn)外溝缺氧、好氧的轉(zhuǎn)變。

因二沉池結(jié)構(gòu)的缺陷，二沉池污泥回流需要開兩臺，每臺水泵的流量為：160m3/h。

因近期進水沖擊比較大，將深度處理的一部分出水回流至進水口來對進水進行稀釋，回流量約為2000m3/d。

二、操作說明

該廠在設(shè)計之初未考慮TN指標，氧化溝均采用表曝機曝氣與推流，在筆者的強烈要求下，在外溝加裝4臺推流器，原有表曝機未拆除。

因企業(yè)偷排嚴重，各項指標，氧化溝溶解氧下降較為明顯，故而這段時間內(nèi)加開外溝表曝機，正常情況下加開2臺，嚴重時加開4臺。

由于外溝沒有在線溶氧儀，同時現(xiàn)場沒有便攜式溶氧儀，因此無法對外溝溶解氧進行監(jiān)測。中溝的在線溶氧儀溶解氧保持在6.0以上（可能是在線溶氧儀的問題，或者是這個水必須是這個溶解氧。）出水各項指標方能滿足排放要求。

整個系統(tǒng)在此階段運行中未投加碳源。

污泥濃度在5.5-6.0g/L之間。SVI在135-145之間。

在運行過程中，硝化液回流泵未開，僅開兩臺污泥回流泵，回流比約為200%（相對于氧化溝每天4000m3的進水量。）

管網(wǎng)來水2000m3/d，出水回流至調(diào)節(jié)池2000m3/d，酸化池及氧化溝進水4000m3/d，出水口排放量2000m3/d。

三、十日數(shù)據(jù)變化曲線

說明：二沉池因懸浮物比較多，在經(jīng)過深度處理后，出水COD在25-30之間徘徊。圖中橫坐標為日期，縱坐標為濃度（單位：mg/L）

上圖中的指標均為回流稀釋后的數(shù)據(jù)，實際進水指標應(yīng)該為酸化1的數(shù)據(jù)乘以2。（由此可見近期企業(yè)偷排有多么的嚴重。）

額外的數(shù)據(jù)：

①氧化溝外溝氨氮在1-3之間變化，內(nèi)中溝在1-2之間變化，內(nèi)溝與二沉池氨氮相差不大。

②6日氧化溝外、中、內(nèi)溝TN分別為：2.77、3.91、2.96。

四、分析

1、COD

在進水COD出現(xiàn)波動時，二沉池出水COD出現(xiàn)一定幅度的波動，該原因主要是因為沖擊負荷導(dǎo)致的二沉池出水帶泥，進而影響二沉池出水COD，在后端經(jīng)過混凝沉淀及砂濾后，出水口COD在25-30之間徘徊。

2、氨氮

圖中未列出進水氨氮，在收到進水沖擊時，水解酸化池污泥會出現(xiàn)分解，導(dǎo)致酸化池的氨氮較進水口氨氮高出30-40%；

在氨氮出現(xiàn)波動，同時在氧化溝維持一定的溶解氧的情況下，生化出水氨氮幾乎沒有出現(xiàn)波動，說明出現(xiàn)沖擊負荷時，溶解氧的維持很重要。

外、中、內(nèi)溝氨氮差值不大主要是因為氧化溝強大的稀釋能力造成的。

3、TN（著重分析）

酸化池1的氨氮和總氮差值較酸化2的差值較大，可能的原因是在酸化1內(nèi)有機氮沒有完全氨化。第6天及第10天，酸化2氨氮與總氮差值較大，如果排除懸浮物對TN的影響，很可能的原因是上游企業(yè)排放的有機氮化合物在厭氧環(huán)境中很難進行氨化反應(yīng)，但是根據(jù)出水TN判斷這部分有機氮化合物在好氧環(huán)境中可以進行好氧氨化。

無論總氮如何變化，二沉池出水TN在較為合理的范圍內(nèi)波動。在以上數(shù)據(jù)的分析期間內(nèi)，氧化溝外、中、內(nèi)溝均處于好氧環(huán)境（唯一的遺憾是沒有外溝溶解氧的檢測數(shù)據(jù)），且氧化溝外、中、內(nèi)溝的TN差值不大，且與二沉池出水的TN基本相同，筆者感覺應(yīng)該是在外溝出現(xiàn)了同步硝化反硝化的原因造成的。

本廠同步硝化反硝化反應(yīng)的機理分別從宏觀環(huán)境及圍觀環(huán)境進行分析（以下分析僅為筆者推斷，不合理之處往各位指正）。

宏觀環(huán)境：因為在外溝，兩臺表曝機之間有一定的距離，且本廠的氧化溝池深較深（有效水深在5.5m），氧化溝上半部分屬于好氧區(qū)域，下半部分屬于缺氧區(qū)于；表曝機前屬于缺氧區(qū)域，表曝機后屬于好氧區(qū)域。從而使氧化溝在不同的空間 上的溶解氧不均勻，且不同時間點上的溶解氧也不同。

微觀環(huán)境：由于氧擴散的限制，在微生物絮體內(nèi)外產(chǎn)生溶解氧梯度，即：微生物絮體表面溶解氧濃度高，以好氧菌及硝化菌為主，深入絮體內(nèi)部，氧傳遞受阻及外部氧的大量消耗，產(chǎn)生缺氧區(qū)，反硝化菌占優(yōu)，從而形成有利于同步硝化反硝化的微環(huán)境。另外在這段期間內(nèi)，微生物絮體也發(fā)生了一定的變化，以前為密實性的，現(xiàn)在較為蓬松，在一定程度上也影響了菌膠團的微環(huán)境。

筆者認為：氧化溝的宏觀環(huán)境是發(fā)生同步硝化反硝化的主要因素。同時來水中較為充足的碳源，更進一步促使該反應(yīng)的進行。在進水比較穩(wěn)定，各企業(yè)無偷排的期間內(nèi)氧化溝負荷較低，外溝沒有增開表曝機使其處于一個缺氧環(huán)境，使氧化溝變?yōu)锳O工藝，無法發(fā)現(xiàn)是否有同步硝化反硝化現(xiàn)象。

五、結(jié)論

氧化溝因其獨特的曝氣方式（指的是表曝機），以及本廠較深的池體，使其可以滿足同步硝化反硝化的宏觀環(huán)境。

同步硝化反硝化可以在很少的回流下，使總氮降低到一定程度，可以節(jié)省硝化液回流泵的能耗。

六、針對負荷沖擊的措施

以下均是本廠在遇到負荷沖擊時采取的主要措施，不一定適用于每個廠，但是對本廠是絕對有效：

1、增加出水回流，對原水進行稀釋，一方面降低污染物濃度（降低高濃度沖擊的影響），另一方面降低原水中毒性物質(zhì)的濃度（避免出現(xiàn)高濃度毒性物質(zhì)對生化系統(tǒng)的影響）；

2、增強水解酸化的效果（筆者已將本廠的水解酸化池做了變動，可以強化水解酸化反應(yīng)），主要是在一定程度上解毒以及提高可生化性；

3、減少排泥甚至不排泥，維持較高的污泥濃度，待沖擊之后再進行排泥；

4、在氧化溝內(nèi)投加粉末活性炭（原理具體可參照PACT工藝），主要是吸附難降解有機物提高難降解有機物的停留時間，從而保證出水COD的正常，一般情況下，高濃度沖擊，原水中的難降解有機物較多，很容易導(dǎo)致出水COD超標；

5、維持較高的溶解氧；

6、在調(diào)節(jié)池及管網(wǎng)允許的前提下，減少進水量；

7、在沖擊特別嚴重的情況下，增開污泥回流及硝化液回流，降低進水對外溝的沖擊。

七、題外話

氧化溝與AAO工藝抗沖擊能力的比較

筆者發(fā)現(xiàn)在氧化溝遇到?jīng)_擊時，過度的較為平緩，但是AAO工藝在遇到?jīng)_擊時，很容易出現(xiàn)問題，原因：氧化溝一般為三溝或四溝結(jié)構(gòu)，AAO一般為多個池子串聯(lián)（一般多于5個，且厭氧池容積較小，一般停留時間不超過2h），氧化溝單溝較AAO單池容積大，在同等回流量的情況下對原水的稀釋能力就強，不容易形成較大的沖擊。