湯小玲 周揚秋 梁新和
長嶺煉油化工有限責任公司

　　目前，我國氧化溝應用的類型主要有多溝式氧化溝和奧伯爾氧化溝兩種。長嶺煉油化工有限責任公司(以下簡稱長煉)的奧伯爾氧化溝為三條同心曝氣溝，見圖1，由廣東某石油化工設計院設計。污水從外溝進入，然后依次流入內溝，曝氣池混合液出水流入二沉池，回流污泥由二沉池再打入氧化溝外溝。氧化溝尺寸為60×50×4.5(m)，水力停留時間為19.24h，設計處理量為500t/h，可通過調整變頻、轉碟浸沒深度及運行臺數來調整溝內溶解氧濃度。長煉奧伯爾氧化溝于九七年十二月投用，運行時間近兩年?！稖\談奧伯爾氧化溝的溶解氧控制》一文主要從管理著手，解決溶解氧控制問題。本文將對施工和運行過程中暴露出的問題及影響進行討論，以供設計、施工人員參考，希望所有問題在前期階段解決，為構筑物運行提供良好的外部條件。

1　工藝參數

　　轉碟浸沒深度：430-530mm
　　污泥濃度：5g/L
　　不同浸沒深度下的碟片充氧能力見表。

　　注：轉碟最大轉速為50rpm，此條件下的充氧能力即最大充氧能力，轉碟浸 沒深度為430mm時，充氧能力取0.78kgO2/h。

2　問題討論

2.1　　構筑物漂浮
　　九七年五月，正在安裝設備的l^＃氧化溝出現漂浮。氧化溝漂浮的主要原因是南方季節多雨，地下水位較高，而構筑物周圍又沒有考慮排水設施，無法降低地下水位，結果地下水的浮力把空載的氧化溝托起，導致氧化溝上浮。而氧化溝復位的整改措施卻又費時、費力、費錢，還無法恢復原狀，影響設備水平安裝。
2.2　　溶解氧控制
　　奧伯爾氧化溝一般是由三個閉路環形溝道以串聯方式組成，其中每個溝通充氧程度不同，因而在各溝道內創造了不同的環境。三條溝的容積比例一般為50：33：17，而溶解氧的階梯比例為0：1：2，外溝供氧量通常為計算需氧量的50%～70%，以確保硝化、反硝化反應同時在外溝發生。
　　長煉氧化溝一、二、三溝的轉碟設置分別為8、4、2組，帶動一、二、三軸(一至三溝有三根軸)轉碟轉動的電機功率分別為75、45、22kW，，一、二、三溝軸上的碟片數分別為26、24、22片，外溝碟片數占總數的59.43%。從設計數據來看，外溝供氧量應滿足0、1、2工藝的需求。但實際運行的結果是當來水負荷高時，一、二、三軸轉碟都高頻運轉，內溝溶解氧仍然很低；當來水負荷較低時，停運單軸轉碟，外溝溶解氧仍相當高。但停運單軸轉碟，會降低混合能力，而使污泥濃度、污水負荷等呈階梯狀。溶解氧出現異常，大致有以下幾個原因：
　　a.因為來水有機負荷比設計值低，氧化溝總的供氧量大于實際需氧量，外溝供氧量占總供氧量的61.47%｛(8×26×0.96)/(8×26×0.96+4×24×0.93+2×23×0. 7 8)｝，是0、1、2工藝需氧量的149.76%，因而不利于工藝控制。氧化溝供氧量為(8×26 ×0.96+4×24×0.93+2×23×0.78)=324.84kg/h，而需氧量只在265.9kg/h左右 。需氧量=去除的BOD—剩余的BOD+去除氨氮的需氧量—剩余污泥中氨氮的需氧量—脫硝中獲得的氧，氧化1mg氨氮需要4.5mg的氧，還原1mg硝酸氮可產生2.86mg的氧，代進經驗參數后，氧化溝需氧量計算公式如下：

　　O=Q［｛(S_o-S)/(1-e^-kt)｝-1.42Px×(Vss/Tss)+4.5(N_o-N)-2 .6ΔN03］

　　實際需氧量轉換成標準氧量為：
　　SOR=AOR×C_s／(α(βC_∞-CL)×θ^T-20)
　　C_L：氧化溝中所需溶解氧，取2mg/L
　　C_s：海平面高度和20℃時清水中的飽和溶解氧，9.07mg/L
　　α：污水傳氧速度與清水傳氧速度之比，取0.9
　　β：污水中飽和溶解氧與清水飽和溶解氧之比，取0.97
　　θ：溫度校正系數，通常為1.024，溫度取30℃
　　C_∞：污水溫度時的清水表面飽和值
　　b.氧化溝水位由外溝至內溝逐漸降低，即內溝單片轉碟的充氧能力低于外溝的碟片，內溝碟片實際充氧能力小于計算值。內溝設計水位(36.90m)比外溝(36.95m)低50mm。
　　C.由于設備本身方面的原因，三軸轉碟不能高頻運行，因而內溝充氧能力又受到限制。
　　d.由于氧化溝漂浮及施工方面的原因，在確保同一合減速機各軸承座水平的同時，不同減速機的軸之間產生了高差，因而各軸轉蝶的浸沒深度不同，影響了各溝的充氧能力。
　　e.由于設備方面的原因，軸承座不能浸水。為保證設備正常運行，氧化溝出水堰降低了50mm，既內溝水位又減少了50mm，所以內溝單片轉碟充氧能力的降低幅度大于外溝。由于各軸轉碟浸設深度不同，氧化溝水位降低后，各軸轉碟充氧能力降低幅度也不同，不利于溶解氧的控制。
2.3　　偏差影響
　　a.由于氧化溝漂浮及施工方面的影響，導致轉碟軸承座之間產生了高差，各軸碟片浸沒深度不同，充氧能力不同，溶解氧控制難度加大，給操作工帶來了不便。
　　b.轉碟浸沒深度設計值為430-530mm，但未說明以什么水位為標準。由于內、外溝水位相差50mm，如設計值以外溝水位為準，沒有施工誤差的話，則內溝轉碟浸沒深度的調節值為380-480mm，內溝轉碟充氧能力較低。因此，在確定內溝曝氣設備數目時，應考慮曝氣設備充氧能力降低的因素。
　　C.由于出水堰降低，因而改變了水力停留時間。

3　建議

3.1　　溶解氧控制
　　a.限制充氧
　　奧伯爾氧化溝的運行模式國外已有限制充氧和富余充氧等模式。限制充氧即外溝充氧受到限制。以便允許硝化/反硝化同時在此發生，從而達到最高脫氮率。有經驗表明：限制充氧模式中外溝供氧量是整個系統供氧量的50%，中溝為35%，內溝為15%。外溝限制充氧后，充氧能力相對降低。在低負荷狀態下，可通過變頻降低轉速而不需停運單軸轉碟，因而保證了氧化溝外溝污泥濃度、污水負荷等呈均勻狀態。限制外溝充氧就必須增加其他溝的充氧量，因此需要在設計過程加以考慮。
　　b.富余充氧
　　在國家暫不考核總氮的情況下，可利用硝化作用把氨氮轉變成硝酸鹽氮，從而達到去除氨氮的目的，利用硝化系統可以去除大約57%的氮。富余充氧因溝內溶解氧控制較高，同時少了脫硝過程補充的氧，因而供氧量要比限制充氧多24%左右。富余充氧還因為少了反硝化過程(還原1克硝酸氮可產出3克的堿度)，氧化溝進水PH值相對0、1、2工藝要控制得高，以提供氧化氨氮所需要的堿度。
　　3.2　防漂浮
　　南方季節多雨，地下水位較高。氧化溝池容大，施工過程中易漂浮，為防止這些較大池容的構筑物漂浮，可在構筑物周圍設防漂浮井，在井內架設潛水泵以降低地下水位。同時，防漂浮井還可在構筑物檢修時發揮它的作用，防止空載的構筑物漂浮。防漂浮井相當于普通集水井，池壁用紅磚干砌、不用砂漿粉刷，以保證透水性，每個井的井壁上設兩個?300的通水孔，集水井數量可視構筑物大小而定。

參考文獻
　　［1］米克爾G·曼特布魯斯A·貝爾著，袁懋梓譯，《污水處理的氧 化溝技術》，中國建筑出版社，1988
　?。?］王凱軍，《氧化溝的設計方法討論》，中國給水排水，1999.1
　?。?］梁新和，湯小玲，李宏青，《淺談奧伯爾氧化溝的溶解氧控制》，煉油設計 ，1999.10