氧化溝工藝的發展展望

??????? 氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以它在水力流態上不同于傳統的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環流曝氣溝渠，污水滲入其中得到凈化，最早的氧化溝渠不是由鋼筋混凝土建成的，而是加以護坡處理的土溝渠，是間歇進水間歇曝氣的，從這一點上來說，氧化溝最早是以序批方式處理污水的技術。

??????? 1954年荷蘭建成了世界上第一座氧化溝污水處理廠，其原型為一個環狀跑道式的斜坡池壁的間歇運行反應池，白天用作曝氣池，晚上用作沉淀池，其生化需氧量(BOD)去除率可達97%，由于其結構簡單，處理效果好，從而引起了世界各國廣泛的興趣和關注。

??????? 氧化溝(Oxidation Ditch)污水處理的整個過程如進水、曝氣、沉淀、污泥穩定和出水等全部集中在氧化溝內完成，最早的氧化溝不需另設初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流設備。后來處理規模和范圍逐漸擴大，它通常采用延時曝氣，連續進出水，所產生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時得到穩定，不需設置初沉池和污泥消化池，處理設施大大簡化。不僅各國環境保護機構非常重視，而且世界衛生組織（WH0）也非常重視。在美國已建成的污水處理廠有幾百座，歐洲已有上千座。在我國，氧化溝技術的研究和工程實踐始于上一世紀70年代，氧化溝工藝以其經濟簡便的突出優勢已成為中小型城市污水廠的首選工藝。

??????? 氧化溝技術的演變和發展

??????? 氧化溝工藝自誕生以來，其發展過程可分為四個階段：

??????? 1.第一代氧化溝——Pasveer氧化溝

??????? Pasveer氧化溝當時用來處理村鎮的污水，服務人口只有340人。這是一種間歇流的處理廠，它把常規處理系統的四個主要內容合并在一個溝中完成，白天進水曝氣，夜間用作沉淀池，BOD5的去除率達到97%左右。

??????? 采用臥式表面曝氣機曝氣及推流，每隔一段時間，Pasveer氧化溝的曝氣機就需停下來，使溝內的污泥沉淀，排出處理后的出水。第一代氧化溝溝深1～2.5m，為了達到連續運行，Pasveer氧化溝發展的多種形式，設置了二沉池。這一階段的氧化溝主要是延時曝氣系統。

??????? 2.第二代氧化溝——規模型和用于處理工業廢水

??????? 氧化溝因其簡易、運行管理方便等優點，自60年代以來其數量和規模不斷增長和擴大，處理能力已從300人口當量發展到目前的1000萬人口當量。處理對象也從處理生活污水發展到既能處理城市污水又能處理工業廢水。這期間，有相當多的工業廢水也相繼采用氧化溝技術進行處理的工程范例。

??????? 新一代氧化溝由于采用直徑1米的曝氣刷（Mammoth Rotor系由Passavant公司生產）和立式曝氣器（DHV公司），使氧化溝的溝深逐步擴大。使用Mammoth Rotor溝深可達3.5m，溝寬可達20m。而使用立式曝氣器的氧化溝，后來稱為Carrousel氧化溝，溝深可達4.5m。這一階段的氧化溝考慮到了硝化和反硝化（SimultaneousNitrification/Denitrification）。

??????? 3.第三代氧化溝——多樣性發展

??????? 隨著氧化溝技術的發展，人們從不同的角度對氧化溝作了深入細致的研究，出現了許多種新型的氧化溝，如：

??????? DHV公司的Carrousel 2000型、Carrousel Dlenit型、DHV—EIMCO Carrousel氧化溝、丹麥Kruger公司的雙溝、三溝式氧化溝、德國Passavant公司使用Mammoth Rotor的深型氧化溝、美國Envirex公司的Orbal多環型氧化溝。

??????? 這一階段的氧化溝進一步考慮到了利用氧化溝進行除磷脫氮處理，許多新的概念被提出來，產生了許多新的設計方法。在這一時期，氧化溝出現不只是延時曝氣低負荷系統，還出現了所謂“高負荷氧化溝”、“要求硝化的氧化溝”、“要求硝化反硝化及除磷的氧化溝”及“要求污泥穩定的氧化溝”等，還有許多的新的溝型出現。

??????? 4.第四代的氧化溝——曝氣凈化與污泥的沉淀分離一體化

??????? 80年代初期，美國最早提出將二沉淀池直接設置在氧化溝中的一體氧化溝概念，在短短的十幾年中，這一概念在實際中得到迅速發展和應用，并顯示出極為廣闊的前景。所謂一體化氧化溝，就是充分利用氧化溝較大的容積和水面，在不影響氧化溝正常運行的情況下，通過改進氧化溝部分區域的結構或在溝內設置一定的裝置，使污水分離過程在氧化溝內完成。美國環境保護局將這一技術稱之謂革新即可選擇的（I/A）技術。

??????? 一體化氧化溝由于其中沉淀區結構形式及運行方式不同，有多種型式，例如：

??????? 1）帶溝內分離器的一體化氧化溝（BMTS式）

??????? 2）船形一體化氧化溝

??????? 3）側溝或中心島式一體化氧化溝（中國）

??????? 4）交替曝氣式氧化溝

??????? 氧化溝技術的展望

??????? 氧化溝自從Pasveer氧化溝1954年出現以來，就是依靠其簡便的方式處理污水而得到不斷發展的。氧化溝應用多年，經久不衰，而且取得相當多的突破，例如：1968年出現了Carrousel氧化溝，1970年出現了Orbal氧化溝，1993年出現了Carrouse1 2000型氧化溝，1998年出現了Carrouse1 1000型氧化溝，而且還在不斷發展，1999年又出現了Carrouse1 3000型氧化溝，80年代初出現了一體化氧化溝等。

??????? 究其原因，可以這樣說，氧化溝技術發展的強勢在于氧化溝的環流，由于這種環流，是造成氧化溝長久不衰的內在原因，外在原因則是其具有多功能性、污泥穩定、出水水質好和易于管理。氧化溝有別于其它活性污泥的主要特征是環形池型，或者說只要保持溝渠首尾相接，水流循環流動，選用的特定設計參數、溝型和運行方式，就會給運行者和設計者帶來極大方便，其靈活性和適應性也非常強，有進一步研究、發展和應用的廣闊空間。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。

??????? 1）提高中小城市污水治理率是今后污水治理領域的重點，對于規模小于10萬噸/天的中小型污水處理廠來說，氧化溝和SBR是首選工藝，目前總體來說應用最多的是氧化溝工藝，在氧化溝各種工藝中，考慮其各自的特點及污水脫氮除磷的要求，推薦中小城市使用較成熟的卡魯塞爾氧化溝.對于合建式一體化氧化溝，國內應用該工藝的污水廠已超過十余座，是未來氧化溝工藝發展的一個主要方向。

??????? 2）近年來，在氧化溝中嘗試使用各種綜合曝氣裝置，即采用曝氣器與水下混合器獨立運行，將氧化溝中的水流循環混合作用與曝氣傳氧作用區分開來，使氧化溝中交替出現缺氧與好氧狀態，已達到脫氮除磷目的，同時這種運行方式還能取得節能的效果。據報道，這種綜合曝氣系統已在國外得到應用，在國內也可嘗試并推廣采用這種綜合曝氣設備。
3）微孔曝氣氧化溝工藝即保留了氧化溝沿水流方向間斷曝氣和循環流動的特點，又克服了氧化溝因采用表面曝氣機而占地面積大，充氧效率低，水流斷面流速不均，池底易沉淀等不足，不失為一種可推廣使用的工藝。

??????? 4）在土地十分緊張的地區，在取得較準確的設計參數的基礎上，可考慮使用立體式循環氧化溝。

??????? 5）在氧化溝工藝設計中，溝深的設計是一個很重要的問題，盡管水下推進器的使用使溝深有所提高，但也并非越大越好，因為有效水深的增加會引起能量模式的改變，從而需增加動力設備就不同，引起投資和運行費用的提高。不同地質情況，不同進水水質及處理要求，有不同的溝深要求。因此，每一個選用氧化溝工藝的污水廠，都因根據各種因素綜合分析以確定最佳的溝深。