重庆合川污水处理厂Orbal氧化沟工艺的优化改造研究

郝丽岭1，罗斌1，余波2，吴晓林1，吉方英2

（1.重庆市合川排水有限公司；2.重庆大学城市建设与环境工程学院；重庆400520

）

为解决厌氧池污泥沉积严重、氧化沟充氧不足、脱氮效率低等问题，合川污水处理厂分别对厌氧池结构、氧

化沟内曝气系统进行了改造，增加了厌氧池搅拌系统和氧化沟内回系统。工程实践表明，改造后出水COD、NH3-N、TN、TP均值分别是24、1.63、14.7、0.52mg/L，有效提高了系统的硝化、反硝化及生物除磷效果；处理每千方污水除磷剂投加量节约2.5kg和电能消耗节约12kWh

。

Orbal氧化沟；技术改造；脱氮除磷；

节能降耗

中水据统计[1]，氧化沟工艺是重庆区县城市污水厂运用最多的工艺，共计32座，占总数88%。常用的氧化沟工艺有Orbal氧化沟、Carruusel氧化沟、一体化氧化沟及其改良工艺。随着国家对环境要求的不断提高，许多早期建成的污水厂正面临着艰巨的改造任务。杨汉新[2]研究发现通过增加混合液回流系统、完善污泥回流系统等可以显著提高系统脱氮除磷能力。高守有[3]提出微孔曝气替代原有转碟曝气、增加缺氧池搅拌系统和好氧池内回流系统可有效提高系统的硝化、反硝化及生物除磷效果。本文以重庆合川污水处理厂工艺技术改造为例，探讨改造前后出水水质，旨在为已建污水处理厂的优化改造和新

建污水处理厂的工艺设计提供参考。

Fig.1Wastewatertreatmentprocess

Orbal氧化沟工艺技改主要包括3部分，厌氧池技改、新增内回流和曝气机移装，技改前后生物池平面布置图如图2

所示。

改造前受隔墙设计缺陷及混合搅拌设备不足影响，厌氧池沉积污泥严重（底泥厚度约2m，有效池深4m），池体有效容积缩小，相应水力停留时间达不到设计要求；污水和污泥得不到充分混合，水解酸化效果较差。拆除厌氧池原2组钢筋混凝土隔墙，新建1组导流墙；在外回流入口增设1组进泥导流墙；并在进水口增设1个潜水搅拌器。改造后，解决厌氧池污泥沉积问题，厌氧池有效池容较原来增加了45%；实现了回流污泥与原水充分接触，从而增强污泥的释磷功能，

达到最终除磷的目的。

合川污水处理厂于2008年建成并投入运行，主

体工艺为奥贝尔氧化沟，共设2座，设计规模5伊104m3/d，目前日均处理量4.5伊104m3。进水以生活污水为主，年进水平均浓度差异不大，进水平均COD、BOD5分别为289、139mg/L，TN和TP质量浓度分别为46.0、4.24mg/L。出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918－2002）一级B标准。工艺流程如图1

所示。

收稿日期：2014-11-10基金项目：水体污染控制与治理科技重大专项（2013ZX07314）作者简介：郝丽岭（1985－），女，工程师，研究方向为水污染控制；联系电话：[1**********]；电子邮件：[email protected]

图2技改前后生物池（厌氧池、氧化沟）平面布置示意Fig.2Layoutdiagramofbeforeandafterreconstructedbiological

tank(anaerobicpond，oxidation

dich)

改造前氧化沟只设计外回流，无内回流，在冬季

低温运行时，TN的去除效果将会受到影响。在氧化沟内沟增设潜污式污泥回流泵（内回流比可达150%），直接将内沟中的混合液抽至厌氧池进口，内沟硝态氮也随着回流至外沟，与碳源充足的原水充分混合，更有利于硝态氮的反硝化以，以提高系统的脱氮能力。此外，内沟中较高DO的混合液回流至外沟，可提高外沟溶解氧，既更有利于污染物的消化去除，又可以适当减少外沟转碟曝气机运行台数，降

低能耗。

改造前氧化沟外沟、中沟、内沟的转碟曝气机台数分别是6台、4台、3台，中沟和内沟曝气设备不能满足运行要求，特别是进水浓度较高时内沟DO不足，出水部分指标不能稳定达标。将外沟2台曝气机

移装至中沟，解决了内沟溶解氧不足问题，内沟DO均值由技改前0.76mg/L提升至1.04mg/L

。

目前已完成1组生物池的技改工程并进水试运行，同时以未改造的另一组生物池相同进水的情况

下作为对照组。

试运行期间，共计30d，水温为15.5～16.8℃，进水、技改组出水、对照组出水水质见表1。由表1可以看出，改造前出水COD已达到一级B标准。改造稳定运行后，出水COD较改造前降低，100%的天数出水COD＜30mg/L，出水平均仅24mg/L，明显优于一级B标准。

表1改造组与对照组出水水质

Tab.1Optimizationandcontrolgroupeffluentwaterquality项目COD/-1)

(mg·L-1)TPTN

NH3-N

进水193～3743.12～5.21

13.4～50.622.73～39.72技改组出水19～280.23～0.6813.4～16.90.28～2.40对照组出水

24～37

0.72～1.04

17.9～21.61.48～6.52

改造前出水TP质量浓度均值为0.92mg/L，

67%的天数出水TP质量浓度接近临界值；改造后出水TP浓度显著降低，且较稳定；改造组和对照组的TP去除率分别是88.0%和78.8%。改造后TP去除效果较好的主要原因是厌氧池有效容积大幅度增加且实现污泥和进水充分接触混合，释放体内的聚磷为能源，迅速吸附进水中的易降解有机物；到达好氧环境时，水中有机物浓度降低，在同种细菌的竞争中，聚磷菌因之前吸附了大量有机物占绝对优势，从而达到去除TP目的。

改造后的出水TN和NH3-N质量浓度较改造前均降低，且处理效果较稳定。以相同台数转碟曝气机运行，对照组和技改组的出水NH3-N质量浓度均值分为3.56、1.63mg/L，出水TN质量浓度均值分别为14.7、19.5mg/L；技改组较对照组的NH3-N和TN的去除率分别提高了5.0%和11.0%。曝气机移装后内沟DO升高，硝化作用增强，出水氨氮质量浓度降低。增加内回流系统，内、外回流污泥中携带的硝态氮在厌氧池发生充分反硝化反应而去除，使得TN有大幅度的降低，这与卢东昱等[4]研究增加250%的内回流可使脱氮率达73.6%

的结果一致。

在保证出水达标前提下，技改组较对照组用电

量低3%。对照组的曝气机运行台数基本均较技改组需多运行1台曝气机，每日耗电量约增加540kWh，每处理1km3污水电耗增加12kWh，年节约能耗费用16万元。

同样进水，为实现出水TP质量浓度低于1mg/L，技改组因生物除磷作用增强每千方水聚合硫酸铁投加量较对照组节约2.5kg。按照市场聚合硫酸铁价格1.3元/kg计算，技改后除磷剂每年可节约5.3

万元。

DO和强化硝化及反硝化作用，提高了系统的脱氮除磷功能。实践表明，该污水处理厂改造后的出水

NH3-N、TN和TP去除率分别提高了5.0%、10.0%和9.2%；运行费用降低，除磷剂和能耗年节约运行费用近22

万元。

[1]李柏林,张智,陈洁云,等.三峡库区污水厂典型工艺的SND脱氮

技术研究[J].中国给水排水,2012,28(11):1-5.

[2]杨汉新,王文祥,蒋雄,等.鹤山市某城镇污水处理厂脱氮除磷工艺

改造实践[J].中国给水排水,2008,24(18):83-86.

[3]高守有,刘森彦,黄鸥,等.城市污水处理厂表曝氧化沟脱氮除磷改

造工程设计[J].给水排水,2014,40(2):45-48.

[4]卢东昱,李伟,张强,等.某典型城市污水厂一级A达标排放中试计

[J].给水排水,2013,29(3):45-48,99-102.

合川污水处理厂技术改造工程在不新增构筑物的条件下，通过改造厌氧池导流墙和新增1台潜水

搅拌器增强了污水和污泥充分混合，厌氧池有效池容增加了45%，提高了系统除磷能力；通过增加内回流系统和曝气机由外沟移装至中沟，增加了内沟

HaoLiling1,LuoBin1,YuBo1,WuXiaolin1,JiFangying2

渊1.ChongqinHechuanDrainageCo.Ltd.;

2.UrbanConstructionandEnvironmentalEngineering,ChongqingUniversity:Chongqin400520,China冤

suchastheserioussludgedepositinanaerobictank,

adequate

TosolvesomeproblemsthatexitinHechuansewagetreatmentplant,

oxygenationofOrbaloxidationditchandlowefficiencyofnitrogenremoval,aseriesoftechnicalreformiscarriedout,includingthemodificationofanaerobictank'sstructureandaerationsystemwithinoxidationditch.Ithasbeenfoundbyengineeringpracticethat,afterthetechnicalreform,theaverageeffluentCOD,NH3-N,TN,TPare24mg/L,1.63mg/L,14.7mg/L,0.52mg/L.Theeffectofnitrification,denitrificationandbiologicalremovalphosphorusisobviouslyimproved,andthiswillsave2.5kgphosphateremovingagentdosageand12kWhpowerconsumptionperthousandsquare

sewage.

treatmentplant;Orbaloxidationditch;technicalreform;denitrificationandphosphorusremoval;energysaving