摘要：氧化沟技术具有构筑物简单和运行管理方便等优点，在污水处理工程中被广泛采用。美国EPA对不同类型生物处理法的运行情况的调查结果表明，不同工艺出水BOD5小于20mg/L的时间占总运行时间百分数分别是：氧化沟90%；鼓风曝气70%；生物滤池60%[1]。由此可见，氧化沟的处理效果比其它生物处理方法稳定。氧化沟的特点是低负荷运行，因此有机物可以有效去除而且对氨氮完成硝化。但传统的氧化沟中由于溶解氧浓度较高而没有反硝化发生，总氮(TN)去除率通常在30%～40%。
关键字：氧化沟 试验 脱氮
氧化沟技术具有构筑物简单和运行管理方便等优点，在污水处理工程中被广泛采用。美国EPA对不同类型生物处理法的运行情况的调查结果表明，不同工艺出水BOD5小于20mg/L的时间占总运行时间百分数分别是：氧化沟90%；鼓风曝气70%；生物滤池60%[1]。由此可见，氧化沟的处理效果比其它生物处理方法稳定。氧化沟的特点是低负荷运行，因此有机物可以有效去除而且对氨氮完成硝化。但传统的氧化沟中由于溶解氧浓度较高而没有反硝化发生，总氮(TN)去除率通常在30%～40%。实际上，氧化沟的循环运行方式非常适合于脱氮，它不需要为反硝化而增设回流系统，通过调节曝气量使氧化沟内形成缺氧区和好氧区，可使脱氮效果明显提高，总氮去除率大于90% [2]。因此，其基建和运行费用均低于其它生物脱氮工艺[3]。
本研究采用新型斜板沉淀池一体化氧化沟处理城市污水，工艺简单，操作简便，不需设污泥回流系统，曝气转刷是唯一的机械设备，设备利用率100%。由于污泥龄长，污泥呈高度矿化状态，排出的剩余污泥较稳定，不需要消化，经浓缩后可直接脱水。研究中对该氧化沟的处理效果以及主要影响因素进行考察。
1 试验条件与方法
本研究为实验室小型试验，试验装置如图1所示。氧化沟全长1.6m，有效水深0.3m，有效容积41L。污水首先由高位水箱经转子流量计流入氧化沟中，迅速与沟内的原有混合液混合，经多次循环后，与进水等量的混合液在沉淀池内固液分离，经出水堰排出。由于试验模型较小，没有适当规格的曝气转刷可以安装，所以在氧化沟的一端转弯处设一台搅拌机，以推动混合液在沟内循环流动，搅拌浆的形式类似于曝气转椎，在平面圆盘上固定6片浆板。搅拌机的转速在100～250转/分钟之间调节。为了调节氧化沟内溶解氧的浓度，在进水口前设置一充氧提升多用泵。试验中采用底部设有特殊进水整流过渡区的斜板沉淀池作为沟内合建的沉淀池，沉淀池占氧化沟总体积6%。
试验运行共历时9个月，处理水量1.6～5.6L/h，相应的系统总水力停留时间为7-25小时。水温随季节变化，为10～27℃。在试验期间，氧化沟的污泥龄大于20天，MLSS 2～2.8g/l，MLVSS 1.4～1.9g/l。COD负荷为0.183～0.327 kg/kgVSS×d，NH3-N负荷为0.019～0.033 kg/kgVSS×d。
试验污水取自哈尔滨市的主要纳污水体马家沟河，污水水质如表1所示，为典型的城市污水。试验运行期间每日监测的项目有：水温、溶解氧、SV%、pH、CODcr、NH3-N、NO2--N和NO3--N。每周监测的项目有：SS、MLSS、MLVSS，并用显微镜观察微生物生长情况。限于实验条件，BOD5、TKN、TP只在试验条件发生较大变化时进行监测。水质分析方法采用标准分析方法[4]。
表1 试验污水水质
项目
范围
项目
范围
COD (mg/L)
258.9～407.5
NH3-N (mg/L)
18.2～30.5
BOD5 (mg/L)
100.3～144.8
NO2--N (mg/L)
0.02～0.2
SS (mg/L)
60～160
NO3--N (mg/L)
0.01～0.55
pH
6.0～7.2
TKN (mg/L)
23.8～41.2
TP(mg/L)
4.5～8.6
CODcr∶TKN
10∶1