長(cháng)江三峽庫區水污染治理項目是國家重點(diǎn)項目，具有涉及面廣、項目規模較小、數量多、建設地點(diǎn)分散等特點(diǎn)，為此國家投入大量建設資金，以確保眾多污水處理工程順利建設投運，以避免大江截流后庫區水質(zhì)不斷惡化，陷入“先污染后治理”的不利局面。針對庫區項目規模小且當地技術(shù)力量相對薄弱的現狀，國家發(fā)改委特聘請國內業(yè)內專(zhuān)家組成專(zhuān)門(mén)機構進(jìn)行研究、探討，希望能夠選擇一種運行穩定可靠、操作簡(jiǎn)單、管理便捷且具有較強耐沖擊負荷能力的處理工藝，以適應庫區項目的要求。

　　重慶市南川污水處理廠(chǎng)為長(cháng)江三峽庫區影響區第一批城市污水重點(diǎn)治理項目，于2002年立項，其經(jīng)多方案技術(shù)比較，確定采用改良型合建式ORBAL氧化溝工藝，工程已于2003年正式建成并投入運行。取得了良好的處理效果，對庫區乃至全國其它同類(lèi)中、小規模項目的建設起到示范作用。

　　一、改良型ORBAL氧化溝工藝的設計思路

　　重慶市南川污水處理廠(chǎng)設計規模4萬(wàn) m³/d，設計進(jìn)、出水水質(zhì)如下：  

 　　針對工程設計進(jìn)、出水情況結合工程當地技術(shù)管理實(shí)力現狀，在工藝選擇時(shí)主要兼顧了以下原則：備選方案應具備技術(shù)成熟可靠，能確保出水水質(zhì)好，穩定達標；具有除磷脫氮功能，應盡量節省占地；此外還應注意工程建設和運行費用，管理方便，運轉靈活，具有較強耐沖擊負荷能力。

　　據此經(jīng)多方案進(jìn)行比較后認為ORBAL氧化溝工藝、A2/O工藝、SBR工藝等均具有穩定的處理效果，其中ORBAL氧化溝工藝從運行管理簡(jiǎn)便程度及耐沖擊負荷能力方面更具優(yōu)勢，且其對自動(dòng)化程度依賴(lài)程度低，被確定為主選方案。

　　典型的奧貝爾氧化溝由三個(gè)相對獨立的同心橢圓形溝道組成，污水由外溝道進(jìn)入溝內，然后依次進(jìn)入中間溝道和內溝道，最后經(jīng)中心島流出，至二次沉淀池。三個(gè)環(huán)形溝道相對獨立，溶解氧分別控制在0、1、2 mg/l，其中外溝道容積達50%~60%，處于低溶解氧狀態(tài)，污水在外溝道循環(huán)約150—250圈（由水力停留時(shí)間決定）才進(jìn)入中溝道，主要的有機物氧化及80%的脫氮均在外溝道完成。內溝道體積約為10%~20%，維持較高的溶解氧（2mg/l），為出水把關(guān)。在各溝道橫跨安裝有不同數量轉碟曝氣機，進(jìn)行供氧兼有較強的推流攪拌作用。

　　并具如下工藝特點(diǎn)：

　　a． 采用轉碟曝氣，混合效率較高，水流在溝內的速度最高可達0.6—0.7m/s，在外溝道使水流能快速進(jìn)行有氧、無(wú)氧交換，交換次數可達500—1000次（取決于外溝道轉碟設置的數量），可同時(shí)進(jìn)行有機物的氧化降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。在中溝與內溝中污水中的有機物進(jìn)一步得到去除降解，出水水質(zhì)好。

　　b． 污水進(jìn)入氧化溝，可以得到快速的有效的混合，由于池容較大，緩沖稀釋能力強，耐高流量，高濃度的沖擊負荷能力強，對難降解有機物去除率高，出水水質(zhì)穩定。

　　c． 由于污泥齡較長(cháng)，使污泥量較少并趨于好氧穩定，可不設污泥消化池，從而簡(jiǎn)化工藝流程，管理方便。

　　d． 在曝氣過(guò)程中，在串聯(lián)的渠道水流中形成典型的溶解氧階梯0-1-2mg/L，因而自動(dòng)控制了系統的生物脫氮過(guò)程。由于同時(shí)硝化反硝化作用及“短程反硝化”的影響氧的利用率很高，因而起到節能的作用。

　　e． 供氧量的調節，可以通過(guò)改變轉碟的旋轉方向，轉速、浸水深度和轉碟安裝個(gè)數等多種手段來(lái)調節工藝系統的供氧能力，使池內溶解氧值保持在最佳值，使系統穩定、經(jīng)濟、可靠的運行。

　　但應該看到，對于山區用地緊張的重慶庫區其占地偏大也是引人注目的缺點(diǎn)。由于氧化溝為圓形或橢圓形溝型，加上池中心設有中心島，造成氧化溝占地較大，平面布置相對困難；另外設置的輻流式沉淀池亦為圓形，使得廠(chǎng)區無(wú)效占地比例偏高。設計立足從盡量減少無(wú)效占地的角度對典型的ORBAL工藝氧化溝與二沉池分建的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，引進(jìn)U.S.FILTER公司技術(shù)，確定氧化溝與二沉池合建方案，即二沉池外層設三圈氧化溝，呈同心布置，二沉池取代了ORBAL氧化溝中心島，具體形式見(jiàn)下圖。 

改良型奧貝爾氧化溝結構示意圖 

　　改良型ORBAI氧化溝與分體建設氧化溝相比，具有如下優(yōu)勢：

　　a．減少了無(wú)效占地。

　　b．氧化溝與二沉池采用共用池壁，可減少土建工程量。

　　c．流程順暢，可節省氧化溝至終沉池之間的連接管道，減少氧化溝與終沉池之間的水頭損失，節約能耗。

　　d．為廠(chǎng)區合理布局提供了良好的基礎。

　　二、處理工藝介紹

　　重慶市南川污水處理廠(chǎng)確定的工藝流程圖如下： 

南川污水處理廠(chǎng)工藝流程圖 

　　三、主要生化處理構筑物介紹

　　1.氧化溝描述、設計參數及設備選型

　　氧化溝采用ORBAL型氧化溝，池中設轉碟表曝機，獲得動(dòng)能和溶解氧的混合液在池中快速流動(dòng)，可形成好氧、缺氧區，具有降解有機物和脫氮的功能。奧貝爾氧化溝由三個(gè)相對獨立的同心園形溝道組成，污水由外溝道進(jìn)入溝內，然后依次進(jìn)入中間溝道和內溝道，最后流出至二次沉淀池。在各溝道橫跨安裝有不同數量轉碟曝氣機，進(jìn)行供氧兼有較強的推流攪拌作用。主要設計控制參數如下：

　　泥齡 16天

　　污泥負荷0.068kgBOD5/kgMLSS·d

　　污泥回流比 100％

　　混合液濃度 4.5g/L

　　水深 4.2m

　　轉碟曝氣機規格： 軸長(cháng)8m（外溝37片）

　　軸長(cháng)6m（內溝18片）+6m（中溝24片）

　　2．二沉池選型特點(diǎn)：

　　作為生化系統的重要組成部分，泥水分離效果直接關(guān)系到生化系統的運行成敗，結合節省占地的主旨，本工程沉淀池采用Rim-Flo型周進(jìn)周出二沉池。此種沉淀池具有表面負荷高、池徑小、沉淀效果好、沉淀污泥濃度高等特點(diǎn)，主要體現在以下幾個(gè)方面：

　　a．獨特的周邊進(jìn)水、周邊出水方式，在保證配水均勻的前提下，減少了死水區及短流機會(huì )使池內有效容積充分利用，顏料示蹤試驗結果證實(shí)，Rim-Flo 型二沉池可比中心進(jìn)水、周邊出水型二沉池減少表面積達50%，其先進(jìn)的理念和設計方法在于其采用二沉池溢流率及固體負荷雙重控制，根據沉降污泥SVI要求，合理的控制設計邊界條件，使二沉池設計更切合實(shí)際，有效的保證了二沉池運行的安全可靠。

　　b．為確保配水均勻二沉池采用變斷面的進(jìn)出水渠，有效的防止了固體物質(zhì)在渠內的沉積，保持水流在渠內的等速流動(dòng)，進(jìn)出水渠的變斷面互相配合，使其進(jìn)出水堰仍為規則圓周，使渠道及堰口施工簡(jiǎn)單，進(jìn)水堰設置的清排渣裝置更有效的保證了配水斷面。

　　c．正確的配水孔口尺寸、長(cháng)度和間距，消除了入池水流的“噴射作用”和旋流，合適的孔口間距，還有利于防止進(jìn)水渠內產(chǎn)生沉積，并保證水流沿池周均勻配置。

　　d．進(jìn)水區的檔板及裙板，金屬材料特制，其裙板延伸至水下1.5m以上，在沉淀池表層建立足夠的清水區，保證了在較高堰口負荷下的出水穩定達標，并突破中心進(jìn)水周邊出水的傳統輻流池對堰口負荷的要求，減少堰口長(cháng)度節省造價(jià)方便施工。同時(shí)入池水流的低流速，也減小了進(jìn)水對清水區的攪動(dòng)保證了良好的水質(zhì)分層環(huán)境。

　　e．進(jìn)出水渠包括孔口預留及進(jìn)水區檔板，裙板均采用金屬材料，預制成品現場(chǎng)安裝，保證工藝精度要求，成品安裝還減少了土建施工難度，有利于保證出水水質(zhì)達到預期效果。

　　f．水平的二沉池底設計，使池底坡度僅為1/150，就可滿(mǎn)足工藝及維護需要，可較大幅度的減少二沉池挖深，周邊進(jìn)水周邊出水方式也可取消池底預埋進(jìn)水管道及中心配水筒，穩流筒，降低工程造價(jià)。

　　g．獨特的吸泥管系統可使吸泥機運轉中對沉淀池水下攪動(dòng)最小，提高沉淀效率。使二沉池排泥濃度提高20%——30%.使曝氣池更容易實(shí)現較高的混合液濃度。并由此從而明顯減少各種污泥泵功耗，節省運行電費及污泥脫水所需藥劑費用。

　　h．所有的單吸管均通過(guò)電腦設計，以獲取均勻的流體力學(xué)和數學(xué)平衡，可確保按比例的吸泥和最佳的水頭損失特性。這種高效吸排泥方式還使污泥在沉淀池內停留時(shí)間減少，有效的防止了污泥厭氧釋磷和污泥反硝化膨脹上浮，顯著(zhù)提高了污泥的生物活性，從而可相應減小曝氣池內充氧強度需求。

　　i．設于池外的獨特的套筒式排泥閥設計，使得回流污泥量調整范圍廣，操作管理簡(jiǎn)單便捷，并可有效的控制泥面高度。同時(shí)有利運轉工況的靈活調整。

　　四、工藝技術(shù)經(jīng)濟分析

　　經(jīng)過(guò)工程總包方式招投標的南川污水處理廠(chǎng)區建設工程總投標價(jià)3180萬(wàn)元，實(shí)際建設工程中發(fā)現存在部分漏項等因素，目前決算尚未完成，預計增加不超過(guò)500萬(wàn)元，因而折合單方水投資不超過(guò)920元/ m³，占地指標折合0.56㎡/m³；單位水量耗電：0.30度/m³；噸水運行成本：0.21元/m³；其中單位經(jīng)營(yíng)成本：0.38元/m³

　　五、結論

　　改良型合建式ORBAL氧化溝工藝是在典型的ORBAL氧化溝及周進(jìn)周出二沉池工藝基礎上優(yōu)化，不僅保留了原有工藝自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，更可大幅度節省工程占地，降低工程投資及運行成本。

　　隨著(zhù)環(huán)保執法力度的加強，在我國中心城市污水處理加快的同時(shí)，大批小規模的城鎮污水治理項目上馬日益多的提上議事日程，而這些項目地區相對資金缺乏，技術(shù)力量較為薄弱，因而合適的工藝選擇顯得更為重要。因此，在進(jìn)行此類(lèi)項目建設時(shí)，改良型合建式ORBAL氧化溝工藝以其獨特的優(yōu)勢適應了這一需求，其有很強的生命力，具推廣應用的價(jià)值。