奥贝尔氧化沟

奥贝尔氧化沟

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2023年3月3日发(作者：焊接工程师培训)

污水处理各种工艺优缺点对比

一、A/O工艺

1。基本原理

A/O：Anoxic/Oxic，有机污染物得到降解，一定的脱氮除磷功能，是改进的活

性污泥法。A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于

0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合

物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有

机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧

池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段，异养菌将蛋

白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、

NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，

通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3—还原为

分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

2.A/O内循环生物脱氮工艺特点

根据以上对生物脱氮基本流程的叙述,结合多年的焦化废水脱氮的经验，我们总

结出(A/O）生物脱氮流程具有以下优点:

（1）效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果.当总停留

时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L

以下,其他指标也达到排放标准,总氮去除率在70%以上。

（2）流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化

的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其,在蒸氨塔设置有脱固定氨的

装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需

要的碱耗。

(3）缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺

氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36％,故反

硝化反应是最为经济的节能型降解过程。

(4）容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污

泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度,与国外同类工艺相比,具有

较高的容积负荷.

（5）缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强.当进水水质波动较大或污染物浓度较

高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较,

不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时,也降解酚、氰、COD等有机物。

结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/好氧(A/O）的生物脱氮(内循环）工

艺流程,使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。

3.A/O工艺的缺点

1。由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降

解物质的降解率较低;

2、若要提高脱氮效率,必须加大内循环比,因而加大了运行费用。另外，内循环

液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态,影响反硝化效

果，脱氮率很难达到90％.

3、影响因素

水力停留时间（硝化＞6h，反硝化＜2h）污泥浓度MLSS（＞3000mg/L）污泥

龄（＞30d）N/MLSS负荷率（＜0.03）进水总氮浓度(＜30mg/L）

二、A2/O工艺

1。基本原理

A2/O：Anaerobic-Anoxic—Oxic，它是厌氧—缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简

称。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷

为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂.但A2/O工艺的基建

费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，

当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时,

才采用该工艺.

2.A2/O工艺特点：

（1）污染物去除效率高,运行稳定，有较好的耐冲击负荷。

（2）污泥沉降性能好。

（3）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，

能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。

（4）脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中夹带DO和

硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高.

(5)在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单,总的水力停留时

间也少于同类其他工艺.

（6）在厌氧—缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，

不会发生污泥膨胀。

（7)污泥中磷含量高,一般为2。5％以上。

3。A2/O工艺的缺点

。反应池容积比A/O脱氮工艺还要大；

·污泥内回流量大,能耗较高；

·用于中小型污水厂费用偏高；

·沼气回收利用经济效益差;

·污泥渗出液需化学除磷.

三、氧化沟

1氧化沟技术

氧化沟（oxidationditch）又名连续循环曝气池（Continuousloopreactor），

是活性污泥法的一种变形.

氧化沟工艺分类：帕斯韦尔(Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟、

奥尔伯（Orbal)氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟)、DE型氧化沟和一体化氧

化沟。

2，氧化沟工艺在污水处理中的应用

从理论上讲,氧化沟既具有推流反应的特征，又具有完全混合反应的优势；前者

使其具有出水优良的条件，后者使其具有抗冲击负荷的能力。正是因为有这个环

流,且有能量分区的缘故，使它具有其它许多污水生物处理技术所拥有的众多优

势，其中最为显著的优势是工作稳定可靠。由于具有出水水质好，运行稳定，管

理方便以及区别于传统活性污泥法的一系列技术特征。处理对象也发展到既能处

理城市污水又能处理石油废水、化工废水、造纸废水、印染废水及食品加工废水

等工业废水

3。2改良氧化沟池型

按上述构建原则,提出了如图2所示改良型氧化沟模型.污水流入外沟经回流调

节闸板后流经中沟和内沟,在各沟道内循环数十次到数百次,最终由固液分离器

进行泥水分离出水。外-中-内沟道分别为好氧/缺氧交替区、厌氧区和好氧区，

完成有机物的降解和同时脱氮除磷。该模型着重在保留奥贝尔氧化沟硝化反硝化

优势，同时克服该工艺占地面积大的缺点。借鉴卡罗塞尔氧化沟跑道型沟道的构

型和水力内回流方式，减少了大回流比的机械设备；考虑将奥贝尔氧化沟的同心

圆型沟道展开，去掉中心岛的无效占地，同时又保留

其三沟道串连、层层推进的流态特点。另外，将一体化氧化沟中的侧沟固液分离

器技术也揉合了进来，不设置单独的二沉池并实现污泥的无泵自动回流。

以下为几种常见氧化沟的类型结构示意图:

多沟交替氧化沟卡鲁塞尔氧化沟一体化氧化沟

奥贝尔氧化沟

1.基本原理

氧化沟又名氧化渠,因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一

种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循

环曝气池”、“无终端曝气池”.氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上

属于延时曝气系统.氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设

备组成，沟体的平面形状一般呈环形,也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，

沟端面形状多为矩形和梯形。

2。氧化沟工艺特点

(1）构造形式多样性

基本形式氧化沟的曝气池呈封闭的沟渠形,而沟渠的形状和构造则多种多样，沟

渠可以呈圆形和椭圆形等形状.可以是单沟系统或多沟系统；多沟系统可以是一

组同心的互相连通的沟渠，也可以是相互平行，尺寸相同的一组沟渠。有与二次

沉淀池分建的氧化沟也有合建的氧化沟，合建的氧化沟又有体内式和体外式之

分，等等.多种多样的构造形式，赋予了氧化沟灵活机动的运行性能，使他可以

按照任意一种活性污泥的运行方式运行，并结合其他工艺单元，以满足不同的出

水水质要求。

（2）曝气设备的多样性

常用的曝气设备有转刷、转盘、表面曝气器和射流曝气等。不同的曝气装置导致

了不同的氧化沟型式，如采用表曝气机的卡鲁塞尔氧化沟，采用转刷的帕斯维尔

氧化沟等等，与其他活性污泥法不同的是，曝气装置只在沟渠的某一处或者几处

安设，数目应按处理场规模、原污水水质及氧化沟构造决定,曝气装置的作用除

供应足够的氧气外，还要提供沟渠内不小于0.3m/s的水流速度,以维持循环及活

性污泥的悬浮状态。

（3)曝气强度可调节

氧化沟的曝气强度可以通过两种方式调节。一是通过出水溢流堰调节：通过调节

溢流堰的高度改变沟渠内水深，进而改变曝气装置的淹没深度，使其充氧量适应

运行的需要.淹没深度的变化对曝气设备的推动力也会产生影响，从而可以对进

水流速起到一定的调节作用；其二是通过直接调节曝气器的转速：由于机电设备

和自控技术的发展，目前氧化沟内的曝气器的转速时可以调节的，从而可以调节

曝气强度的推动力。

（4)简化了预处理和污泥处理

氧化沟的水力停留时间和污泥龄都比一般生物处理法长，悬浮装有机物与溶解性

有机物同时得到较彻底的稳定，姑氧化沟可以不设初沉池.由于氧化沟工艺污泥

龄长，负荷低,排出的剩余污泥已得到高度稳定，剩余污泥量也较少.因此不再需

要厌氧消化，而只需进行浓缩和脱水。

3.氧化沟工艺的缺点：

（1)污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏

低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥

膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时.微生物

的负荷高，细菌吸取了大量营养物质,由于温度低,代谢速度较慢，积贮起大量高

粘性的多糖类物质,使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高,形成污泥膨

胀。

（2)泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除

去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌,产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥

老化，也易产生泡沫。

(3）污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中

不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气

时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化

作用，产生氮气,使污泥上浮;另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。（4)

流速不均及污泥沉积问题在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，

混合液必须以一定的流速在沟内循环流动.一般认为,最低流速应为0.15m/s，不

发生沉积的平均流速应达到0.3~0。5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和

曝气转盘，转刷的浸没深度为250～300mm,转盘的浸没深度为480~530mm。与

氧化沟水深（3.0～3。6m）相比，转刷只占了水深的1/10~1/12,转盘也只占了

1/6~1/7,因此造成氧化沟上部流速较大(约为0。8～1.2m，甚至更大），而底部

流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底

大量积泥(有时积泥厚度达1。0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处

理效果，影响了出水水质。

四、SBR工艺

1.工艺原理

在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合

接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机物降解并

同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离,废水即得到处理。其

处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮

凝沉淀性能几个净化过程完成。

工艺特点

(1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交

替状态，净化效果好。

（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出

水水质好。

（3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗

水量和有机污物的冲击。

（4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。

(5）处理设备少，构造简单,便于操作和维护管理。

（6）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀.

（7）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造.

(8）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好

的脱氮除磷效果。

（9)工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、

污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。

工艺的缺点

（1）间歇周期运行，对自控要求高；

（2）变水位运行，电耗增大;

(3）脱氮除磷效率不太高；

（4)污泥稳定性不如厌氧硝化好。

五、CAST工艺

1、CAST工艺原理

CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称，CASS池分预反应区和主反应区。

在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有

机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒

有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止

污泥膨胀;随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反

应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生

物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时

还具有较好的脱氮、除磷功能。

2、CAST工艺特点

(1）运行灵活可靠

●生物选择器可以根据污水水质情况，以好氧、缺氧和厌氧三种方式运行。选

择器可以恒定容积也可以可变容积运行

●可任意调节状态,发挥不同微生物的生理特性

●选择器容积可变,避免产生污泥膨胀，提高了系统的可靠性

●抗冲击负荷能力强，工业废水、城市污水处理都适用

(2)处理构筑物少，流程简单

●池子总容积减少，土建工程费用低

●不需设二次沉淀池及其刮泥设备，也不用设回流污泥泵站

（3）可实现除磷脱氮

●调节生物选择器可变容积的曝气和非曝气顺序，提高了生物除磷脱氮效果

（4)节省投资

●构筑物少，占地面积省

●设备及控制系统简单

●曝气强度小，不须大气量的供气设备

●运行费用低

3。工艺缺点

（1）间歇周期运行，对自控要求较高;

(2)变水位运行,电耗增大;

（3）容积利用率较低；

（4)污泥稳定性不如厌氧硝化好。